JP6473416B2 - 第viii因子配列 - Google Patents

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Description

本発明は、変更されたBドメイン配列を含む凝固第VIII因子ヌクレオチド配列に関する。また、本発明は、血友病、特に血友病Aの治療におけるこの第VIII因子ヌクレオチド配列の使用に関する。
血友病A(HA)は、約5000人に1人の男性が冒されるX連鎖劣性出血性障害である。凝固カスケードにおける必須の補助因子、FVIIIタンパク質をコードする凝固第VIII因子(FVIII)遺伝子における突然変異により生じる。重篤なFVIII欠損の臨床症状は、生死に関わり、恒久的障害を生じ得る、頻繁な非挑発性の出血の発症である。西側諸国における治療は、出血の際に、または予防的に出血の発症を防止するために、血漿由来または遺伝子組換え型FVIIIタンパク質濃縮物の静脈注射からなる。FVIII(8〜18時間)についての短半減期は頻繁な注入を必要とし、このことが、大半の世界の血友病A患者にとって、治療を法外に高価にする(予防のために、100,000ポンドより多い/年)。FVIIIタンパク質の半減期を向上させるための、化学的修飾(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)ポリマーの直接の結合)およびFVIIIのバイオエンジニアリング(例えば、FVIII‐FAB融合タンパク質)は、見込みを示す。しかしながら、これらの長時間作用性のFVIII変異体は、生涯FVIIIタンパク質投与の必要性または標準的なFVIII補充療法での患者の30%に生じるFVIIIインヒビター形成の問題を排除しない。
遺伝子治療は、一方、ベクターの単一の投与後に、FVIIIの継続的な内因性産生を通じて治癒の可能性を提供する。血友病Aは、その臨床症状が、血漿で微量(200ng/ml)に循環する単一の遺伝子産物(FVIII)の欠如にもっぱら起因し得るため、実は遺伝子置換アプローチに十分に適している。堅固に調節された遺伝子発現の制御は必須ではなく、FVIIIのレベルのわずかな増加(通常の1%超)が重篤なフェノタイプを寛解させ得る。遺伝子導入の結果は、ほとんどの臨床検査室で容易に分析され得る簡易な量的エンドポイントを用いて評価され得る。
FVIII置換についてのいくつかの異なる遺伝子導入ストラテジーが評価されてきたが、アデノ随伴ウイルスの(AAV)ベクターは、最も大きな見込みを示す。それらは、優れた安全性のプロファイルを有し、肝臓のような有糸分裂後の組織からの長期の導入遺伝子発現を導き得る。実際に、血友病Bの遺伝子治療に関する進行中の臨床試験は、血友病のフェノタイプが重篤から中程度または軽度に転換するために十分であるレベルでのヒト第IX因子の発現の安定(18ヶ月より長い)が、AAVベクターの単一の末梢静脈投与後に達成可能であることを確立した。この試験における何人かの参加者は、自然に起きる出血の発症に罹ることなく、予防を中止することができた。同様の励みになる結果が、レーバー先天性黒内障の治療のための網膜へのAAV媒介の遺伝子導入の臨床試験から浮かび出る。
血友病Aの遺伝子治療についてのAAVベクターの使用は、しかしながら、ヒトFVIII(hFVIII)の生化学的特性および別個の分子に起因して、新たな挑戦をもたらしている。同等のサイズの他のタンパク質と比較した場合に、hFVIIIの発現は、mRNA不安定性、小胞体(ER)シャペロンとの相互作用、およびマンノース結合レクチン、LMAN1との相互作用を通じてゴルジ輸送するための促進されたERについての要求に起因して非常に非能率的である。結果として、より高いベクター投与量が、遺伝子導入後のhFVIIIの治療レベルを達成するために必要とされるであろう。ベクター産生上の圧上昇は別として、ベクター投与量に関連して潜在的毒性が現れるため、このことは、毒性のリスクを増加させるであろう。
FVIII分子のバイオエンジニアリングは、FVIII発現の向上をもたらした。例えば、補助因子活性を必要としていないFVIIIのBドメインの欠失は、全長野生型FVIIIにわたるmRNAレベルにおける17倍の増加および分泌されたタンパク質における30%の増加をもたらした(非特許文献1,非特許文献2)。このことが、クリニックで現在広く使用されているBドメイン欠失(BDD)FVIIIタンパク質濃縮物の開発を導いた。しかしながら、全長FVIIIおよびBDD‐FVIIIの重要な一部が、小胞体(ER)内に誤って折り畳まれて保持され、最後に分解された。BDD‐hFVIII(N6‐hFVIIIとして知られる)に対するアスパラギンに連結されたオリゴ糖に富む、短い226アミノ酸Bドメインスペーサーの追加は、BDD‐hFVIIIにより達成された10倍以上に発現をさらに増加させることを現すことが示された(非特許文献2,非特許文献3)。全長およびBDD‐hFVIII変異体とは異なり、N6‐hFVIII変異体は、ネズミの肝細胞の得られたアポトーシスにより小胞体ストレス応答(UPR)を誘起しないようであり、よって、それを遺伝子導入との関連でさらなる評価についての有用な変異体にする(非特許文献4)。
また、コドン最適化は、FVIIIタンパク質の発現を増加させるために使用されてきた。コドン最適化N6(codop‐hFVIII‐N6)は、wt‐hFVIII‐N6で観察されるよりも少なくとも10倍高いレベルで、細胞からのFVIIIの分泌を生じる(特許文献1)。また、全長およびBドメイン欠失FVIIIのコドン最適化バージョンが開発された(特許文献2)。レンチウイルスのベクターを用いる場合、コドン‐最適化BDD‐FVIII(codop‐BDD‐hFVIII)のインビトロの有効性が、野生型‐BDD‐FVIIIよりも多くなることが示された。また、FVIII配列のコドン最適化は、特許文献3に記載されている。
血友病Aの遺伝子治療についてのFVIIIのAAV媒介遺伝子導入に対する他の障壁は、FVIII遺伝子のサイズであり、7.0kbでAAVベクターの通常のパッケージングキャパシティをはるかに超える。AAVベクターへの大きな発現カセットのパッケージングが報告されているが、これは、低減された感染性を有するベクターのパーティクルの低い収率をもたらす、非常に矛盾しているプロセスである。小さなプロモーターのコントロール下で、より小さなBDD‐FVIII(約4.4kb)変異体をコードするAAVベクターは見込みを示す。特に、1つの実験が、イヌBDD‐FVIIIをコードするrAAVの単一の投与後に、血友病Aのイヌにおける4年の期間にわたって、通常の2.5〜5%でイヌFVIIIの持続する発現を示した(非特許文献5)。このアプローチは、しかしながら、そのイヌ同血族に代えてヒトBDD‐FVIIIを用いると、決定的には評価されない。サイズ制限を克服するための他の革新的なアプローチは、重鎖(HC)および軽鎖(LC)cDNAを2つの分離したAAVベクターへとパッケージングすることを伴い、凝固活性を再生するための、FVIIIのHCおよびLCの生化学的な再会合を利用する。代替的なストラテジーは、2つの分離したAAVベクターにより標的細胞に送達される大きなFVIII発現カセットの5’および3’領域の鎖状体化(concatemerization)または分子の再会合を伴う(非特許文献6,非特許文献7)。
国際公開第2011/005968号 国際公開第2005/0052171号 米国特許出願公開第2010/0284971号明細書
Kaufman RJ, Pipe SW, Tagliavacca L, Swaroop M, Moussalli M. (1997) Blood Coagul.Fihrinolysis, 8 Suppl 2, S3− 14. Miao HZ, Sirachainan N, Palmer L, Kucab P, Cunningham MA, Kaufman RJ, Pipe SW.(2004) Blood, 103, 3412−3419. Cerullo V, Seiler MP, Mane V, Cela R , Clarke C , KaufmanRJ, Pipe SW, Lee B. (2007) Mol.Ther, 15, 2080−2087. Malhotra,J.D., Miao,H., Zhang,K., Wolfson,A., Pennathur.S., Pipe,S.w., & Kaufman,R.J.(2008) Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A, 105, 18525−18530. Jiang H, Pierce GF, Ozeio MC, de Paula EV, Vargas JA, Smith P, Sommer J, Luk A, Manno CS, High KA, Arruda VR. (2006) Mol Ther, 14, 452−455. Chao H, Sun L , Bruce A, Xiao X, Walsh CE. (2002) MolTher, 5, 716−722. Chen L, Lu H, Wang J, Sarkar R, Yang X, Wang H, High KA, Xiao w. (2009) Mol. Ther, 17, 417−424.
これらのアプローチは、FVIIIのパッケージングの制限を解決するが、それらは、機能的なFVIII活性のための2つのAAVベクターについての必要性、並びにLCおよびHCの発現間の不均衡に起因するまたは半分のゲノムサイズのタンパク質産生物の発現の結果としての免疫原性のリスクを含む他の欠点を作り出す。
本発明は、機能的第VIII因子タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子を提供し、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から111塩基対(または、ヌクレオチド)の間の長さであって、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも85%の同一性を有する配列を含むアミノ酸配列をコードする。
特定の実施形態においては、本発明は、機能的第VIII因子タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子を提供し、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から111塩基対の間の長さであって、6つのアスパラギン残基をコードし、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも95%の同一性を有する配列を含む。
好ましくは、ヌクレオチド配列は単離される。用語「単離される」は、本発明の核酸分子に関連して使用される場合、概して、その天然源と通常関連する少なくとも1つの混入物の核酸から同定されて分離された核酸配列を指す。単離された核酸は、自然界でみられるものと異なる形態または条件(setting)で存在することとしてもよい。一方、非単離核酸は、それらが自然界に存在する状態でみられるDNAおよびRNAのような核酸である。例えば、所与のDNA配列(例えば、遺伝子)が、隣接する遺伝子に近接する宿主細胞の染色体にみられ、特定のタンパク質をコードする特定のmRNA配列のような、RNA配列が多数のタンパク質をコードする数多くの他のmRNAによる混合物として、細胞内にみられる。本発明の単離された核酸分子は、一本鎖のまたは二本鎖の形態で存在することとしてもよい。単離された核酸分子がタンパク質を発現するために利用される場合、センスまたはコード鎖を概して最小限で含む(つまり、核酸分子が一本鎖であることとしてもよい。)が、センスおよびアンチセンス鎖の両方を含むこととしてもよい(つまり、核酸分子が二本鎖であることとしてもよい。)。
第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも85%の同一性を有する配列を含むアミノ酸配列をコードする。いくつかの実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むアミノ酸配列をコードする。特定の実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも95%の同一性を有する配列を含むアミノ酸配列をコードする。
いくつかの実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、アスパラギンではないアミノ酸残基における2つまでのアミノ酸置換を有する、配列番号4の配列を含むアミノ酸配列をコードする。好ましい実施形態では、アスパラギンではないアミノ酸残基における1つまでの置換があることとしてもよい。
好ましい実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号4の配列を含むアミノ酸配列をコードする。
第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも85%の同一性を有する配列を含むこととしてもよい。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むこととしてもよい。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも95%の同一性を有する配列を含むこととしてもよい。好ましくは、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも96%の同一性を有する配列を含む。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、好ましくは、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも97%、より好ましくは少なくとも98%、よりさらに好ましくは少なくとも99%、およびさらにより好ましくは少なくとも99.5%の同一性を有する配列を含む。一実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号1のヌクレオチド配列を有する配列を含む。
配列番号1のヌクレオチド配列と特定の同一性のパーセンテージを有する配列は、好ましくは、48から60塩基対の間の長さである。好ましくは、この配列は、48から57塩基対の間の長さである。より好ましくは、この配列は、48から54塩基対の間の長さである。最も好ましくは、この配列は、51塩基対の長さである。
第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から111塩基対の間の長さである。好ましくは、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から108塩基対の間の長さである。より好ましくは、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から105塩基対の間、90から102塩基対の間、90から99塩基対の間、90から96塩基対の間の長さである。最も好ましくは、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、93塩基対の長さである。
本発明のヌクレオチド配列は、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含む配列をコードする。このアミノ酸配列は、第1のフランキング配列により片方に、および第2のフランキング配列によりもう片方に隣接されることとしてもよい。第1のフランキング配列は、配列番号7と少なくとも70%の同一性を有する配列の第1の一部であり、第2のフランキング配列は、配列番号7と少なくとも70%の同一性を有する配列の第2の一部であり、第1の一部および第2の一部はともに、配列番号7と少なくとも70%の同一性を有する配列の全体を含む。第1の一部および第2の一部は、配列番号7と少なくとも75%の同一性を有する配列であることとしてもよい。いくつかの実施形態では、第1の一部および第2の一部は、配列番号7と少なくとも80%の同一性を有する配列であることとしてもよい。第1の一部および第2の一部は、配列番号7と少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも95%の同一性を有する配列であることとしてもよい。いくつかの実施形態では、第1の一部および第2の一部は、配列番号7であることとしてもよい。例えば、一実施形態では、第1のフランキング配列は、配列番号7の最初の5つのアミノ酸であることとしてもよく、第2のフランキング配列は、配列番号7の最後の9つのアミノ酸(つまり、6番目から14番目のアミノ酸)であることとしてもよい。このように、第1のおよび第2のフランキング配列はともに、配列番号7の全体を含む。いくつかの実施形態では、第1のフランキング配列は、4から10アミノ酸の間の長さである。同様に、第2のフランキング配列は、4から10アミノ酸の間の長さであることとしてもよい。いくつかの実施形態では、第1のフランキング配列は、4から8アミノ酸の間の長さであり、第2のフランキング配列は、6から10アミノ酸の間の長さである。特定の実施形態においては、第1のフランキング配列は4から6アミノ酸の間の長さであり、第2のフランキング配列は8から10アミノ酸の間の長さである。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、これらのフランキング領域をコードするであろう。
特定の実施形態においては、本発明は、機能的第VIII因子タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子を提供し、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から111塩基対の間の長さであって、6つのアスパラギン残基をコードし、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも95%の同一性を有する配列を含む。
いくつかの実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号2のヌクレオチド配列と少なくとも85%の同一性を有する配列を有する。他の実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号2のヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を有する。さらなる実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列一部は、配列番号2のヌクレオチド配列と少なくとも95%の同一性を有する配列を有する。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、好ましくは、配列番号2のヌクレオチド配列と少なくとも96%、より好ましくは少なくとも97%、よりさらに好ましくは少なくとも98%、およびさらにより好ましくは少なくとも99%の同一性を有する配列を有する。
一実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、配列番号2の配列を有する。
機能的第VIII因子タンパク質をコードする核酸分子、つまり、それは発現される場合に第VIII因子をコードし、野生型第VIII因子の機能性を有する。核酸分子は、適切なシステム(例えば、宿主細胞)で発現される場合に、比較的高いレベルで、機能的第VIII因子タンパク質を産生する。産生される第VIII因子は機能的であるため、野生型第VIII因子の少なくとも一部と同じであるコンホメーションを有するであろう。本発明により産生された機能的第VIII因子タンパク質は、対象において生じる少なくともいくつかの血液凝固を可能にする。このことは、血友病、例えば、血友病Aに罹っている対象において血液が凝固するためにかかる時間における減少を生じる。正常な第VIII因子は、凝固カスケードを介して血液凝固に関与する。正常な第VIII因子は、Ca+2およびリン脂質の存在下で、第X因子を活性型Xaに変換する複合体を形成する、第IXa因子に関する補助因子である。よって、本発明に関する機能的第VIII因子タンパク質は、第X因子を活性型Xaに変換し得る第IXa因子により機能的な複合体を形成し得る。
以前使用した第VIII因子ヌクレオチド配列は、機能的なタンパク質の発現による問題を有していた。このことは、mRNAの非効率的発現、その後の細胞内分解によるタンパク質の誤った折り畳み、および小胞体からゴルジ体への一次翻訳産物の非効率的輸送に起因されると考えられる。本発明により提供される核酸分子が、インビトロのおよびインビボの両方で、第VIII因子タンパク質の驚くべき高いレベルの発現を生じさせることを発明者は見出した。このことは、この核酸分子は、血友病Aのような血友病を治療するための遺伝子治療で使用され得たことを意味する。さらに、この核酸は、そのより小さなサイズに起因して、AAVベクター内に有効にパッケージされ得る。
FVIIIのドメイン構成は、通常、A1‐A2‐B‐A3‐C1‐C2からなる。上記のように、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が変更される。ヌクレオチド配列は、それが機能的FVIIIタンパク質をコードする限り、他のドメイン(つまり、Al、A2、A3、C1およびC2)についてのあらゆる配列を有し得る。例えば、第VIII因子タンパク質のAl、A2、A3、C1およびC2ドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、野生型配列を有することとしてもよい。あるいは、第VIII因子タンパク質のAl、A2、A3、C1およびC2ドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、変更された配列を有することとしてもよい。例えば、第VIII因子タンパク質のAl、A2、A3、C1およびC2ドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、例えば、国際公開第2011/005968号、国際公開第2005/0052171号または米国特許出願公開第2010/0284971号に開示されているもののような、野生型配列のコドン最適化配列を有することとしてもよい。好ましくは、第VIII因子タンパク質のAl、A2、A3、C1およびC2ドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、国際公開第2011/005968号に開示されているcodop‐hFVIII‐N6配列のコドン最適化配列を有する。一実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号3のヌクレオチド配列を含む。あらゆる事象において、第VIII因子タンパク質のAl、A2、A3、C1およびC2ドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、好ましくは、Bドメインに対する変更を除いて野生型タンパク質と同じである機能的タンパク質が産生されるように、野生型ドメインをコードする配列を有する。
特定の実施形態においては、ヌクレオチド配列は、配列番号4の配列を含むタンパク質をコードする。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、配列番号4の配列を含むアミノ酸配列をコードすることとしてもよい。
いくつかの実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、配列番号5のアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有する配列をコードする。他の実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、配列番号5のアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列をコードする。さらなる実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、配列番号5のアミノ酸配列と少なくとも95%の同一性を有する配列をコードする。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、好ましくは、配列番号5のアミノ酸配列と少なくとも96%、より好ましくは少なくとも97%、よりさらに好ましくは少なくとも98%、さらによりもっと好ましくは少なくとも99%の同一性を有する配列をコードする。
いくつかの実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、配列番号5の配列をコードする。
配列番号1のヌクレオチド配列と特定の同一性のパーセンテージを有する配列が、全体として、Bドメインヌクレオチド配列内の6つのアスパラギン残基をコードする。さらに、配列番号4と同一性を有する配列が、6つのアスパラギン残基を含む。このことは、Bドメインヌクレオチド配列により、コードされる30〜37のアミノ酸のうちで、それらの6つがアスパラギン残基であることを意味する。6つのアスパラギン残基は、グリコシル化のために必要とされ、FVIIIタンパク質が発現されるのを補助すると考えられている。これに関し、6つのアスパラギン残基は、それらが細胞プロセス中にグリコシル化され得るように、配列内に配置されるべきである。第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部が、6つのアスパラギン残基よりも多くコードすることが可能である。しかしながら、配列番号1のヌクレオチド配列と特定の同一性のパーセンテージを有する配列は、好ましくは、6つのアスパラギン残基をコードするべきである。同様に、配列番号4と同一性を有する配列は、好ましくは、6つのアスパラギン残基をコードするべきである。
本発明に係る核酸分子を産生するためには、当業者の能力で十分であろう。このことは、例えば、所与の配列の化学合成を用いてなされ得る。
さらに、当業者は、本発明に係る核酸が機能的なタンパク質を発現するかどうかを容易に測定し得るであろう。適切な方法は、当業者にとって明らかであろう。例えば、1つの適切なインビトロの方法は、レンチウイルスまたはAAVベクターのようなベクターに核酸を挿入することと、293Tまたはヒーラ細胞のような宿主細胞をベクターにより形質導入することと、第VIII因子活性を測定することを含む。あるいは、適切なインビボの方法は、血友病のマウスに核酸を含むベクターを形質導入することと、マウスの血漿における機能的第VIII因子を分析することを含む。適切な方法は、国際公開第2011/005968号および以下により詳細に記載される。
核酸は、ヌクレオチド構成するあらゆるタイプの核酸であり得る。核酸は、タンパク質が産生されるように発現され得るべきである。好ましくは、核酸はDNAまたはRNAである。
上記記載は、塩基対におけるヌクレオチド配列の長さ、例えば、90から111塩基対の間の長さに言及する。用語「塩基対」は、用語「ヌクレオチド」と同等であり、これらの用語は交換可能である。よって、例えば、表現「90から111塩基対の間の長さ」は、「90から111ヌクレオチドの間の長さ」と同等である。用語「塩基対」は、核酸分子が二本鎖であることを意味することを意図しないが、いくつかの実施形態では、これがその場合である。
また、本発明は、機能的第VIII因子タンパク質を提供し、第VIII因子タンパク質のBドメインは、30から37アミノ酸の間の長さであって、配列番号4の配列を含む。いくつかの実施形態では、第VIII因子タンパク質のBドメインは、配列番号5の配列を含む。一実施形態では、第VIII因子タンパク質は、配列番号6の配列を有する。核酸に関連する上記の記載のいくつか、特に核酸によりコードされるアミノ酸配列を検討する部分は、また、本発明の本態様と関連する。よって、核酸分子の関連する特徴は、また、本発明のタンパク質の特徴であることを意図される。
特定の実施形態においては、上記の核酸によりコードされる第VIII因子タンパク質が提供される。
本発明の核酸分子を含むベクターもまた提供される。ベクターは、ウイルス性および非ウイルスのベクターを含むあらゆる適切なベクターであることとしてもよい。ウイルスのベクターは、レンチ、アデノ、ヘルペスウイルスのベクターを含む。ベクターは、好ましくは、遺伝子組換え型アデノ随伴ウイルスの(rAAV)ベクターまたはレンチウイルスのベクターである。より好ましくは、ベクターは、rAAVベクターである。あるいは、裸のDNA(クロマチン付着領域ありまたはなしで)または脂質またはエレクトロポレーションのような種々のトランスフェクション方法により細胞内に導入される共役(conjugated)DNAを用いることを含む、非ウイルス性のシステムが使用されることとしてもよい。
好ましくは、ベクターは、また、プロモーターのような核酸分子の発現のために必要とされるあらゆる他の成分を含む。LP1、HCR‐hAAT、ApoE‐hAAT、およびLSPのような、あらゆる適切なプロモーターが使用されることとしてもよい。これらのプロモーターは、以下の文献により詳細に記載されている。LP//:Nathwani et al, 2006HCR‐hAAT:Miao et al,2000;ApoE‐hAAT:Okuyama et al,1996;およびLSP:Wang et al,1999。また、より好ましいプロモーターが国際公開第2011/005968号に記載されている。
本発明に係るベクターは、遺伝子送達ベクターであることとしてもよい。このような遺伝子送達ベクターは、ウイルス性の遺伝子送達ベクターまたは非ウイルス性の遺伝子送達ベクターであることとしてもよい。
非ウイルス性の遺伝子送達は、非ウイルス性のトランスフェクションの最も簡易な方法である裸のDNAを用いて行われることとしてもよい。例えば、裸のプラスミドDNAを用いる本発明の核酸を投与することができるかもしれない。あるいは、エレクトロポレーション、ソノポレーション(sonoporation)または例えば高圧ガスもしくは逆位.22口径の銃を用いて細胞内にDNAコートされた金の粒子を撃つ「遺伝子銃」の使用のような方法が使用されることとしてもよい。
細胞への核酸の送達を向上させるために、ダメージからそれを保護する必要があり、細胞内へのその侵入が促進されることとしてもよい。この目的を達成するために、トランフェクションプロセス中に望ましくない分解から核酸を保護する性能を有するリポプレックスおよびポリプレックスが使用されることとしてもよい。
プラスミドDNAは、ミセルまたはリポソームのような組織的構造における脂質でコートされることとしてもよい。組織的構造がDNAを有する複合型である場合、それはリポプレックスとよばれる。アニオン性および中性の脂質が、合成ベクターのためのリポプレックスの構成のために使用されることとしてもよい。好ましくは、しかしながら、カチオン性の脂質は、それらの正電荷に起因して、リポソームへのDNAのカプセル化を促進するために、負電荷を帯びたDNA分子を濃縮するために使用されることとしてもよい。リポプレックスを形成するためにカチオン性の脂質にヘルパー脂質(通常、DOPEのような電気的中性の脂質)を加えることを必要とすることとしてもよい。
ポリプレックスとよばれるDNAを有するポリマーの複合体は、本発明の核酸を送達するために使用されることとしてもよい。ほとんどのポリプレックスは、カチオン性のポリマーからなり、それらの産生は、イオン性の相互作用により調節される。ポリプレックスは、概して、細胞質内へのそれらのDNAのロードを放出し得ない。よって、不活性化したアデノウイルスのような、エンドソーム‐溶解剤(エンドサイトーシス中になされるエンドソームを溶解するために、ポリプレックスが細胞に入ることによるプロセス)による同時トランスフェクションが必要とされることとしてもよい。
2つまたは3つの技術を組み合わせる本発明の核酸を送達するために、ハイブリッド法が使用されることとしてもよい。ビロソームが一例であり、それらは、不活性化したHIVまたはインフルエンザウイルスとリポソームを組み合わせる。他の方法は、カチオン性の脂質と他のウイルスのベクターを混合することまたはウイルスをハイブリダイズすることを含み、本発明の核酸を送達するために使用されることとしてもよい。
デンドリマー、特に、カチオン性のデンドリマー、つまり、正の表面電荷を有するものは、本発明の核酸を送達するために使用されることとしてもよい。DNAまたはRNAのような遺伝子材料の存在下で、電荷相補性(complimentarity)は、カチオン性のデンドリマーとの核酸の一時的関連付けを導く。その目的地に到達したとき、デンドリマー核酸複合体は、その後エンドサイトーシスを介して細胞内に移入される。
より典型的には、適切なウイルス性の遺伝子送達ベクターは、本発明の核酸を送達するために使用されることとしてもよい。本発明で使用されるために適切なウイルスのベクターは、パルボウイルス、アデノウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、または単純ヘルペスウイルスであることとしてもよい。パルボウイルスは、アデノウイルス‐随伴ウイルス(AAV)であることとしてもよい。
本明細書で使用されるように、遺伝子送達に関連して、用語「ベクター」または「遺伝子送達ベクター」は、例えば、エンベロープまたはカプシド内にパッケージされる核酸(つまり、ベクターゲノム)を含む、遺伝子送達ビヒクルとして機能するパーティクルを指すこととしてもよい。あるいは、いくつかの文脈において、用語「ベクター」は、ベクターゲノムのみを指すために使用されることとしてもよい。
よって、本発明は、哺乳動物細胞における第VIII因子ポリペプチドの導入および/または発現のためのベクターとしての使用に関する、動物パルボウイルス、特に、伝染性のヒトまたはサルAAVのようなディペンドウイルス、およびその成分(例えば、動物パルボウイルスゲノム)に基づく遺伝子送達ベクター(本発明の核酸を含む)を提供する。本明細書で使用される用語「パルボウイルスの」は、よって、あらゆるタイプのAAVのようなディペンドウイルスを包含する。
パルボウイルス科ファミリーのウイルスは、小さなDNA動物ウイルスである。パルボウイルス科ファミリーは、2つのサブファミリーに分けられ、脊椎動物に感染するパルボウイルス亜科と昆虫に感染するデンソウイルス亜科である。サブファミリーパルボウイルス亜科のメンバーは、本明細書では、パルボウイルスを指し、ディペンドウイルス属を含む。それらの属の名前から推定すると、ディペンドウイルスのメンバーは、細胞培養における増殖性感染のために、それらは通常アデノウイルスまたはヘルペスウイルスのようなヘルパーウイルスと同時感染を必要とすることにおいて独特である。ディペンドウイルス属は、ヒト(例えば、血清型1、2、3A、3B、4、5、および6)または霊長類(例えば、血清型1および4)に通常感染するAAV、および他の温血動物(例えば、ウシ、イヌ、ウマ、およびヒツジのアデノ随伴ウイルス)に感染する関連ウイルスを含む。パルボウイルスおよびパルボウイルス科の他のメンバーのさらなる情報は、Kenneth I.Berns,“Parvoviridae:The Viruses and Their Replication,“Chapter 69 in Fields Virology(3d Ed.1996)に記載される。本発明の利便性のために、AAVに対する参照により、本明細書にさらに例示されおよび記載される。しかしながら、本発明は、AAVに限定されないが、他のパルボウイルスに同様に適用されることとしてもよいことが理解される。
全ての既知のAAV血清型のゲノム構成は、非常に類似している。AAVのゲノムは線形の、長さが約5000ヌクレオチド(nt)未満の一本鎖のDNA分子である。逆位末端配列(ITR)は、非構造複製(Rep)タンパク質および構造(VP)タンパク質に関する固有のコードヌクレオチド配列と隣接する。
VPタンパク質(VP1,‐2および‐3)はカプシドを形成する。末端145ntは自己相補性であり、T字状のヘアピンを形成する力強く安定した分子内の二本鎖が形成されるように構築される。これらのヘアピン構造は、細胞性のDNAポリメラーゼ複合体についてのプライマーとして作用するウイルス性のDNA複製の起点として機能する。哺乳動物細胞における野生型(wt)AAV感染後に、Rep遺伝子(つまり、Rep78およびRep52タンパク質をコードする)がP5プロモーターおよびP19プロモーターからそれぞれ発現され、両方のRepタンパク質がウイルス性のゲノムの複製における機能を有する。RepORFにおけるスプライシング現象は、実際に4つのRepタンパク質(つまり、Rep78、Rep68、Rep52、およびRep40)の発現をもたらす。しかしながら、哺乳動物細胞におけるRep78およびRep52タンパク質をコードするスプライシングされていないmRNAは、AAVベクター産生のために十分であることが示された。昆虫細胞においても、Rep78およびRep52タンパク質は、AAVベクター産生のために十分である。
遺伝子治療ベクターとしての使用に関して適切なAAVにおいて、ベクターゲノムは、概して、標的細胞への送達のためにパッケージされる(本明細書に記載される)本発明の核酸を含む。この特定の実施形態によれば、異種性のヌクレオチド配列は、ウイルス性のITR間でベクターゲノムの一方の端部に配置される。より好ましい実施形態では、パルボウイルス(例えば、AAV)cap遺伝子およびパルボウイルス(例えば、AAV)rep遺伝子がテンプレートゲノムから(よって、それらから産生されたビリオンDNAから)欠失される。この構成は、パルボウイルスカプシドにより行われ得る核酸配列(複数を含む)のサイズを最大化する。
この特定の実施形態によれば、本発明の核酸は、ウイルス性のITR間で基質の一方の端部に配置される。パルボウイルスのゲノムが1つのITRのみにより機能することができる。よって、パルボウイルスに基づく本発明の遺伝子治療ベクターにおいて、ベクターゲノムは、少なくとも1つのITRにより、しかし、より典型的には、2つのAAV ITR(概して、ベクターゲノムの1つの両側に、つまり、5’末端に1つおよび3’末端に1つ)により隣接される。ベクターゲノムにおける本発明の核酸と1つまたはそれ以上のITRとの間を介在する配列があることとしてもよい。
好ましくは、機能的第VIII因子ポリペプチド(哺乳動物細胞における発現に関する)をコードする核酸は、2つの規則的な(regular)ITR間で配置され、または2つのD領域により設計されるITRの両側に配置されるパルボウイルスのゲノム内に組み込まれるであろう。
AAV遺伝子治療ベクターの産生に関する本発明において使用されるAAV配列は、あらゆるAAV血清型のゲノム由来であり得る。概して、AAV血清型は、アミノ酸および核酸レベルで有意な相同性のゲノムの配列を有し、遺伝子的な機能の同一のセットを提供し、必須の物理的で機能的に同等であるビリオンを産生し、実質的に同一のメカニズムを複製して組み立てる。種々のAAV血清型のゲノム配列およびゲノムの類似性の概要は、例えば、GenBank受入番号U89790;GenBank受入番号J01901;GenBank受入番号AF043303;GenBank受入番号AF085716;Chiorini et al,1997;Srivastava et al,1983;Chiorini et al,1999;Rutledge et al, 1998;およびWu et al,2000参照。AAV血清型1、2、3、4、5、6、7、8、または9が、本発明で使用されることとしてもよい。しかしながら、AAV血清型1、5、または8は、本発明に関連する使用についての、AAV配列の好ましいソースである。AAV血清型由来に配列は、遺伝子治療ベクターの産生で使用される場合に、変異され、または操作されることとしてもよい。
本発明に関連する使用についてのAAV ITR配列は、好ましくは、AAV1、AAV2、AAV4、および/またはAAV6由来である。同様に、Rep(Rep78およびRep52)コード配列は、好ましくは、AAV1、AAV2、AAV4、および/またはAAV6由来である。本発明に関連する使用についてのVP1、VP2、およびVP3カプシドタンパク質をコードする配列は、しかしながら、あらゆる既知の42血清型から、より好ましくはAAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、もしくはAAV9、または、例えば、カプシドシャッフリング技術(shuffling technique)およびAAVカプシドライブラリーにより得られる新たに開発されたAAV様パーティクルから得られることとしてもよい。
AAV RepおよびITR配列は、特に、ほとんどの血清型で保存される。種々のAAV血清型のRep78タンパク質は、例えば、89%以上同一であり、AAV2、AAV3A、AAV3B、およびAAV6間のゲノムレベルでの総ヌクレオチド配列の同一性は、約82%である(Bantel‐Schaal et al,1999)。さらに、多くのAAV血清型のRep配列およびITRは、哺乳動物細胞でのAAVパーティクルの産生における他の血清型からの配列に対応する効率的に相互に補足すること(つまり、機能的置換)が知られる。米国特許出願公開第2003148506号は、AAV RepおよびITR配列も、昆虫細胞での他のAAV RepおよびITR配列をも効率的に相互に補足することを報告する。
AAV VPタンパク質は、AAVビリオンの細胞性トロピシティー(tropicity)を決定することが知られている。VPタンパク質をコードする配列は、異なるAAV血清型中のRepタンパク質および遺伝子よりも有意により少なく保存される。他の血清型の配列に対応して相互に補足するためのRepおよびITR配列の性能は、カプシドタンパク質の血清型(例えば、AAV1、5、または8)並びに別のAAV血清型(例えば、AAV2)のRepおよび/またはITR配列を含む偽型AAVパーティクルの産生を可能にする。このような偽型rAAVパーティクルは、本発明の一部である。
また、変更された「AAV」配列は、本発明に関連して、例えば、AAV遺伝子治療ベクターの産生のために使用され得る。このような変更された配列は、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、またはAAV9 ITRと少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、もしくはそれ以上のヌクレオチドおよび/またはアミノ酸配列同一性を有する配列(例えば、約75〜99%ヌクレオチド配列同一性を有する配列)を含む。Rep、またはVPは、野生型AAV ITR、Rep、またはVP配列の代わりに使用され得る。
多くの点で他のAAV血清型と同様であるが、他の既知のヒトおよびサル血清型以上に、AAV5は、他のヒトおよびサルAAV血清型と異なる。そのことに鑑みて、rAAV5の産生は、昆虫細胞における他の血清型の産生とは異なり得る。本発明の方法が、rAAV5を産生するために採用される場合、AAV5 ITRを含むヌクレオチド配列を、1つ以上の構築物である場合に集団的に含む、1つまたはそれ以上の構築物であって、ヌクレオチド配列がAAV5 Repコード配列を含む(つまり、ヌクレオチド配列がAAV5 Rep78を含む)ことが好ましい。このようなITRおよびRep配列は、AAV5または偽型AAV5ベクターの効率的な生産を得るために望ましいとして変更され得る。例えば、Rep配列の開始コドンが変更され得、VPスプライス部位が変更もしくは除去され得、並びに/またはVP1開始コドンおよび近くのヌクレオチドがAAV5ベクターの産生を向上させるために変更され得る。
よって、本発明で使用されるウイルス性のカプシドは、上述のような、あらゆるパルボウイルス、自律的なパルボウイルスまたはディペンドウイルスのいずれかの由来であることとしてもよい。好ましくは、ウイルス性のカプシドは、AAVカプシド(例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、またはAAV6カプシド)である。概して、AAV1カプシドまたはAAV6カプシドが好ましい。パルボウイルスカプシドの選択は、例えば、標的細胞のタイプ、所望のレベルの発現、発現される異種性のヌクレオチド配列の性質、ウイルス性の産生に関する出版物等のような当該技術分野で知られる多くの考慮に基づくこととしてもよい。例えば、AAV1およびAAV6カプシドは骨格筋に、AAV1、AAV5、およびAAV8は肝臓および中枢神経系の細胞(例えば、脳)に、AAV5は気道および肺または脳における細胞に、AAV3は骨髄細胞に、並びにAAV4は脳における特定の細胞(例えば、付加可能な(appendable)細胞)に、有利に採用されることとしてもよい。
最も適切なウイルス、ウイルスサブタイプ、またはウイルス血清型を選択することは当業者の技術スキルの範囲内である。いくつかのサブタイプまたは血清型は、所定のタイプの組織について他よりもより適切であることとしてもよい。
例えば、本発明の核酸の肝臓に特異的な発現は、肝臓細胞のAAV媒介形質導入により、有利に誘導されることとしてもよい。肝臓はAAV媒介形質導入を受け入れられ、異なる血清型(例えば、AAV1、AAV5、またはAAV8)が使用されることとしてもよい。筋肉の形質導入は、血流を介して、本発明の核酸をコードするAAVの投与により達成されることとしてもよい。よって、静脈内または動脈内投与が適用可能である。
本発明により調製されたパルボウイルスの遺伝子治療ベクターは、ウイルス性のTRおよびウイルス性のカプシドがパルボウイルスとは異なる、「ハイブリッド」パーティクルであることとしてもよい。好ましくは、ウイルス性のTRおよびカプシドは、AAVの異なる血清型由来である。同様に、パルボウイルスは、「キメラ」カプシド(例えば、異なるパルボウイルス由来の配列、好ましくは異なるAAV血清型を含む)または「標的」カプシド(例えば、有向性のトロピズム(directed tropism))を有することとしてもよい。
本発明の文脈において、「少なくとも1つのパルボウイルスのITRヌクレオチド配列」は、「A」、「B」、および「C」領域としても言及される、ほとんど相補的、対称的に配置された配列を含むパリンドローム配列を意味することが理解される。ITRは、複製の起点、例えば、パリンドロームを認識するRep78(またはRep68)およびパリンドロームに対して内部の特定の配列のような、複製における「シス」の役割を有する部位、つまり、トランス作用性複製タンパク質についての認識部位として機能する。ITR配列の対称性に対する1つの例外は、ITRの「D」領域である。それは(1つのITR内に補体(complement)を有しておらず)特有である。一本鎖DNAの切断は、AおよびD領域間の接合点で生じる。それは新たなDNA合成が開始する領域である。D領域は、通常、パリンドロームの片側に位置し、核酸複製工程に対する方向性を提供する。哺乳動物細胞で複製されるパルボウイルスは、概して、2つのITR配列を有する。しかしながら、結合部位が、対照的に、パリンドロームの両側の1つに配置されるA領域およびD領域の両方の鎖上にあるように、ITRを操作することができる。二本鎖の環状のDNAテンプレート(例えば、プラスミド)上で、Rep78またはRep68に補助される核酸の複製は、その後、両方の方向に進み、単一のITRは、環状のベクターのパルボウイルスの複製に十分である。よって、1つのITRヌクレオチド配列は、本発明に関連して使用され得る。好ましくは、しかしながら、2つまたは別の同じ数の規則的な(regular)ITRが使用される。より好ましくは、2つのITR配列が使用される。好ましいパルボウイルスのITRは、AAV ITRである。安全性の理由のため、細胞への最初の導入後にさらに伝播できないパルボウイルスの(AAV)ベクターを構成することが望ましいこととしてもよい。受容体における望ましくないベクターの伝播の制限についてのこのような安全機構は、米国特許出願公開第2003148506号に記載されるように、キメラITRとともにAAVを用いることにより提供されることとしてもよい。
当業者は、本発明のAAVベクターを産生するために使用されるウイルス性のRepタンパク質(複数を含む)が、ウイルス性のITRのソースについての考慮とともに選択されることとしてもよいことを理解するであろう。例えば、AAV5 ITRは、概して、AAV5 Repタンパク質とより効率的に相互に作用するが、ITRの血清型およびRepタンパク質(複数を含む)がマッチされる必要はない。
本発明で使用されるITR(複数を含む)は、概して機能的であり、つまり、それらは十分に分解可能であることとしてもよく、好ましくは、好ましいとされる血清型1、2、3、4、5、または6を有するAAV配列である。本発明に係る分解可能なAAV ITRは、例えば、ITRがウイルスパッケージング、統合、および/またはプロウイルスのレスキュー等のような望ましい機能を媒介する限り、野生型ITR配列(例えば、野生型配列は挿入、欠失、切断、またはミスセンス突然変異により、変更されることとしてもよい)を有する必要はない。
有利には、これまでのアプローチと比較して遺伝子治療ベクターを用いることにより、タンパク質合成の復元、つまり、第VIII因子合成は、形質導入された細胞を永続的にまたは一定の持続した期間の間取得し、これにより、治療効果を達成するための継続的な投与の必要性を回避することが特徴である。
よって、本発明のベクターは、それゆえに、肝臓細胞のような適切な細胞タイプを効率的に形質導入する遺伝子治療ベクター内の核酸を操作することにより、本発明の核酸のインビボでの送達に関するストラテジーの開発のためのツールを示す。
本発明のさらなる態様においては、宿主は、上記のベクターを含んで提供される。好ましくは、ベクターは、宿主において、本発明の核酸分子を発現することができる。宿主は、あらゆる適切な宿主であることとしてもよい。
本明細書で使用されているように、用語「宿主」は、本発明の核酸分子もしくはベクターを宿す生物および/または細胞、並びに遺伝子組換え型遺伝子もしくはタンパク質を発現する際の使用に適する生物および/または細胞を指す。本発明があらゆる特定のタイプの細胞または生物に限定されることは意図されない。実際に、あらゆる適切な生物および/または細胞が、宿主としての本発明における使用を見出すであろうことが考慮される。宿主細胞は、単一の細胞、例えば(液体培養または個体基質上での培養のような)培養の形態における、類似のまたは異なる細胞の個体群、生物もしくはその一部で形成されていることとしてもよい。
本発明に係る宿主細胞が、本発明の核酸分子の発現を可能にすることとしてもよい。よって、宿主細胞は、例えば、細菌、酵母、昆虫、または哺乳動物細胞であることとしてもよい。
遺伝子組換え型パルボウイルスの(rAAV)ベクターの複製を可能にし、培養において維持され得るあらゆる昆虫細胞が、本発明に従って使用され得る。例えば、使用される細胞株は、スポドプテラ・フルギペルダ、ショウジョウバエ細胞株、またはモスキート細胞株、例えば、ヒトスジシマカ由来細胞株由来であり得る。好ましい昆虫細胞または細胞株は、例えば、Se301、SeIZD2109、SeUCR1、Sf9、Sf900+、Sf21、BTI‐TN‐5B1‐4、MG‐1、Tn368、HzAm1、Ha2302、Hz2E5、High Five(Invitrogen,CA,USA)およびexpresSF+(登録商標)(米国特許第6,103,526号;Protein Sciences Corp.,CT,USA)を含むバキュロウィルス感染に感受性がある昆虫種由来の細胞である。
さらに、本発明は、パルボウイルス遺伝子送達ベクターの調製のための方法を提供し、その方法は、
(a)(i)少なくとも1つのパルボウイルスの逆位末端反復ヌクレオチド配列により隣接される本発明の核酸分子;
(ii)昆虫細胞におけるRepタンパク質(複数を含む)の発現を駆動することが可能であるプロモーターに操作可能に連結される、1つまたはそれ以上のパルボウイルスのRepタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む第1の発現カセット;
(iii)昆虫細胞におけるカプシドタンパク質(複数を含む)の発現を駆動することが可能であるプロモーターに操作可能に連結される、1つまたはそれ以上のパルボウイルスの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第2の発現カセット;を含む、1つまたはそれ以上の核酸構築物を含む昆虫細胞を提供し、
(b)Repおよびカプシドタンパク質の発現をもたらす条件下で、(a)において定義される昆虫細胞を培養し、任意に、
(c)パルボウイルス遺伝子送達ベクターを回収する工程を含む。
概して、本発明の方法は、よって、昆虫細胞における(本発明の核酸を含む)パルボウイルス遺伝子送達ベクターの産生を可能にする。好ましくは、当該方法は、(a)パルボウイルスの(例えば、AAV)ベクターが産生されるような条件下で上記に定義されるような昆虫細胞を培養し、(b)遺伝子組換え型パルボウイルスの(例えば、AAV)ベクターを回収する工程を含む。好ましくは、パルボウイルス遺伝子送達ベクターはAAV遺伝子送達ベクターである。
ここで、このような方法において産生される(AAV)ベクターは、好ましくはパルボウイルスのゲノムを含む伝染性のパルボウイルスのまたはAAVビリオンであり、それ自身が本発明の核酸を含むことが理解される。培養における昆虫細胞の増殖条件、および培養での昆虫細胞における異種性産生物の産生は、当該技術分野でよく知られており、例えば、昆虫細胞の分子工学の上記の引用文献に記載されている。
本発明の方法において、少なくとも1つのパルボウイルスのITR配列により隣接される本発明の核酸が提供される。このタイプの配列は、上記に詳細に記載される。好ましくは、本発明の核酸は、2つのパルボウイルスのITR配列間に配置される配列である。
第1の発現カセットは、昆虫細胞におけるRepタンパク質(複数を含む)の発現を駆動することが可能である第1のプロモーターに操作可能に連結される1つまたはそれ以上のパルボウイルスのRepタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む。
動物パルボウイルスRepタンパク質をコードするヌクレオチド配列は、Rep78およびRep52タンパク質、またはRep68およびRep40タンパク質、または2つもしくはそれ以上のこれらの組み合わせのような、昆虫細胞におけるパルボウイルスのベクター産生のために必要とされるおよび十分である、非構造Repタンパク質をコードするヌクレオチド配列として本明細書で理解される。
動物パルボウイルスヌクレオチド配列は、好ましくは、ディペンドウイルス由来、より好ましくはヒトまたはサルアデノ随伴ウイルス(AAV)由来、および最も好ましくはヒト(例えば、血清型1、2、3A、3B、4、5、および6)または霊長類(例えば、血清型1および4)に通常感染するAAV由来である。Repコード配列は当業者によく知られており、適切な配列は、国際公開第2007/148971号におよび国際公開第2009/014445号にも参照され、詳細が記載される。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、昆虫細胞におけるパルボウイルスのベクター産生に必要とされて、十分とされる動物パルボウイルスRepタンパク質をコードする。
第2の発現カセットは、昆虫細胞におけるカプシドタンパク質(複数を含む)の発現を駆動することが可能であるプロモーターに対して操作可能に連結される1つまたはそれ以上のパルボウイルスの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。発現されるカプシドタンパク質(複数を含む)は、1つまたはそれ以上の上記のものであることとしてもよい。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、昆虫細胞におけるパルボウイルスのベクター産生に必要とされて、十分とされる動物パルボウイルスcapタンパク質をコードする。
これらの3つの配列(ゲノム、repをコードするおよびcapをコードする)が、1つまたはそれ以上の核酸構築物、例えば、1つ、2つ、または3つの核酸構築物により、昆虫細胞において提供される。好ましくは、その後、1つまたは複数の核酸はベクターゲノムを構成し、昆虫細胞におけるパルボウイルスのRepおよびcapタンパク質の発現は昆虫細胞と適合性のあるベクターである。「昆虫細胞と適合性のあるベクター」または「ベクター」は、昆虫または昆虫細胞の生産的なトランスフォーメーションまたはトランスフェクションを可能にする核酸分子であることが理解される。代表的な生物学的ベクターは、プラスミド、線形核酸分子、および遺伝子組換え型ウイルスを含む。あらゆるベクターが、それが昆虫細胞と適合性のある限り、採用され得る。ベクターは、昆虫細胞のゲノム内に組み込むこととしてもよいが、昆虫細胞におけるベクターの存在は永続的である必要はなく、一時的なエピソームのベクターも含まれる。ベクターは、既知のあらゆる手段により、例えば、細胞の化学的処理、エレクトロポレーション、または感染により導入され得る。好ましい実施形態では、ベクターは、バキュロウィルス、ウイルスのベクター、またはプラスミドである。より好ましい実施形態では、ベクターはバキュロウィルスであり、つまり、構築物はバキュロウィルスのベクターである。バキュロウィルスのベクターおよびこれらの使用についての方法は当業者によく知られている。
概して、パルボウイルス遺伝子送達ベクターを産生するための本発明の方法は、その後、パルボウイルスカプシド内にベクターゲノムの複製およびパッケージングするのに十分な条件下で、パルボウイルス複製を許容する細胞に(a)本発明のベクターのゲノムを産生するためのテンプレートをコードするヌクレオチド配列(本明細書に詳細に記載される);(b)ベクターのゲノムを産生するためのテンプレートの複製のために十分なヌクレオチド配列(上記で定義される第1の発現カセット);(c)パルボウイルスカプシド内にベクターのゲノムをパッケージするために十分なヌクレオチド配列(上記で定義される第2の発現カセット)を提供することを含み、これにより、パルボウイルスカプシド内にカプシド形成されたベクターのゲノムを含むパルボウイルスパーティクルが細胞で産生される。好ましくは、パルボウイルスの複製および/またはカプシドコード配列は、AAV配列である。
本発明の方法は、好ましくは、抗AAV抗体、好ましくは固定化(immobilised)抗体を用いる遺伝子組換え型パルボウイルスの(rAAV)ベクター(を含むビリオン)の親和性精製の工程を含むこととしてもよい。抗AAV抗体は、好ましくはモノクローナル抗体である。特に適している抗体は、例えば、ラクダまたはラマから入手可能な単鎖のラクダ科の抗体またはそのフラグメントである(例えば、Muyldermans,2001参照)。rAAVの親和性精製のための抗体は、好ましくは、AAVカプシドタンパク質上のエピトープと特異的に結合する抗体であり、これにより、好ましくは、エピトープは、2つ以上のAAV血清型のカプシドタンパク質に存在するエピトープである。例えば、抗体は、AAV2カプシドに特異的な結合に基づいて挙げられまたは選択されることとしてもよいが、また同時に、AAV1、AAV3、AAV5、AAV6、AAV8、またはAAV9カプシドに特異的に結合することとしてもよい。
本発明は、また、分裂および非分裂細胞を含む広い範囲の細胞内に本発明の核酸を送達するための手段を提供する。本発明は、例えば、インビトロでこのような核酸分子によりコードされるポリペプチドを産生するために、またはエクスビボの遺伝子治療のために、インビトロで細胞に本発明の核酸を送達するために採用されることとしてもよい。
本発明の核酸分子、ベクター、細胞、および方法/使用が、それを必要とする宿主、典型的には、血友病Aのような血友病に罹っている宿主に対して本発明の核酸を送達する方法においてさらに有用である。
本発明は、獣医学および医学的な用途における使用を見出す。本明細書に記載されるように、遺伝子送達方法のための適切な対象は、哺乳類と鳥類の両方を含み、哺乳類が好ましいとされる。本明細書で使用される用語「鳥類」は、ニワトリ、カモ、ガチョウ、ウズラ、シチメンチョウ、およびキジを含むがこれらに限定されない。本明細書で使用される用語「哺乳類」は、ヒト、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ネコ、イヌ、ウサギ等を含むがこれらに限定されない。ヒトの対象が最も好ましい。ヒトの対象は、胎児、新生児、幼児、青少年、および成人を含む。
よって、本発明は、本発明の核酸もしくはベクターを含む薬学的組成物、並びに薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤および/または他の薬品、医薬品、もしくはアジュバント等を提供する。
注入のために、担体は、概して液体であろう。投与の他の方法のために、担体は、固体または液体のいずれかであることとしてもよい。吸入投与のために、担体は呼吸用であり、固体または液体の粒子の形態であることが好ましいであろう。注入媒体として、安定剤、塩、もしくは生理食塩水、および/または緩衝液のような通常の注入溶液のための添加剤を含む水を使用することが好ましい。
概して、「薬学的に許容可能な担体」は、細胞に対して毒性または過度に有害ではないものである。代表的な薬学的に許容可能な担体は、無菌のパイロジェンフリーな水、および無菌のパイロジェンフリーなリン酸緩衝食塩水を含む。薬学的に許容可能な担体は、生理学的に許容可能な担体を含む。用語「薬学的に許容可能な担体」は、生理学的に適合性のある、あらゆるおよび全ての溶解剤、分散媒体、コーティング、抗菌および抗真菌薬、等張性の吸収遅延剤等を含む。
「薬学的に許容可能」により、生物学的ではない、または、そうでなければ、望ましくない材料、つまり、材料があらゆる望ましくない生物学的効果を生じることなく、対象に投与されることを意味することとしてもよい。よって、このような薬学的組成物が、例えば、エクスビボでの細胞のトランスフェクションにおいて、または対象への直接的な細胞もしくはウイルスパーティクルの投与において、使用されることとしてもよい。
担体は、静脈内、腹腔内、または筋肉内の投与を含む非経口の投与に適することとしてもよく、あるいは、担体は、舌下または経口の投与に適することとしてもよい。薬学的に許容可能な担体は、無菌の水溶液または分散体並びに無菌の注射液または分散体の即時の調製のための無菌の粉末を含む。薬学的活性物質のためのこのような媒体および薬剤の使用は、当該技術分野でよく知られている。あらゆる従来の媒体または薬剤が活性化合物と不適合性である場合を除いて、本発明の薬学的組成物におけるその使用が考慮される。
薬学的組成物は、概して、製造および保存の条件下で無菌であり安定している。薬学的組成物は、高い薬物濃度を適応させることに適している溶液、マイクロエマルジョン、リポソーム、または他の規則構造として配合されることとしてもよい。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール等)、並びにこれらの適切な混合物を含む溶解剤または分散媒体であることとしてもよい。適切な流動性が、例えば、レシチンのようなコーティングの使用により、分散の場合における必要とされるパーティクルサイズの維持により、および界面活性剤の使用により維持され得る。多くの場合において、組成物に、等張性の試剤、例えば、糖、ポリアルコール、例えば、マンニトール、ソルビトール、または塩化ナトリウムを含むことが好ましいであろう。注射可能な組成物の持続性のある吸収は、例えば、モノステアリン酸塩およびゼラチンのような吸収を遅らせる薬剤を組成物に含むことによりもたらされ得る。本発明の核酸またはベクターは、インプラントおよびマイクロカプセル化送達システムを含む、例えば、速放性に対する化合物を保護するであろう緩効性ポリマーまたは他の担体を含む組成物において、一度でまたは放出制御製剤で投与されることとしてもよい。例えば、エチレン酢酸ビニル、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、ポリ乳酸、およびポリ乳酸、ポリグリコールコポリマー(PLG)のような、生物分解性、生物適合性のポリマーが使用されることとしてもよい。
パルボウイルス、例えば、AAV、本発明のベクターは、細胞への遺伝子材料を伝達することに用いることとしてもよい。このような伝達は、インビトロ、エクスビボ、またはインビボで行われることとしてもよい。
よって、本発明は、ヌクレオチド配列を細胞へ送達するための方法を提供し、当該方法は、本発明のこのような核酸またはベクターが細胞に入るような条件下で、本明細書に記載される核酸、ベクター、または薬学的組成物を接触させることを含む。細胞は、インビトロ、エクスビボ、またはインビボでの細胞であることとしてもよい。
また、本発明は、血友病に罹っている患者に対して本発明に係る核酸、タンパク質、またはベクターの有効量を投与することを含む、血友病を治療する方法を提供する。好ましくは、患者は、血友病Aに罹っている。好ましくは、患者はヒトである。
血友病、例えば、血友病Aが、上記の方法で「治療」される場合、このことは、血友病の1つまたはそれ以上の症候が寛解される。それは、血友病の症候が、患者においてもはや存在しなくなるように、完全に治療することを意味しないが、いくつかの方法では、このことは本当となるかもしれない。血友病、例えば、血友病Aの1つまたはそれ以上の症候において、当該治療方法は、治療前よりも重篤さをより少なくすることをもたらす。
さらに、本発明は、また、ヌクレオチド配列を対象に送達または投与するための方法を提供し、当該方法は、本明細書に記載される核酸、ベクター、または薬学的組成物を、前記対象に投与することを含む。特に、本発明は、本発明に係るパルボウイルスの遺伝子治療ベクターを、任意に薬学的に許容可能な担体とともに、対象に投与することを含む、対象に本発明の核酸分子を投与する方法を提供する。好ましくは、パルボウイルスの遺伝子治療ベクターは、それを必要とする対象に、治療に有効な量で投与される。つまり、本発明による投与は、概して、それを必要とする対象において、治療効果を提供するレベルで機能的第VIII因子の発現をもたらす条件下で行われる。
インビボでの宿主細胞への本発明の核酸またはベクターの送達は、例えば、血友病Aのような血液凝固疾患の1つまたはそれ以上の症候を寛解させるレベルへと、宿主における機能的第VIII因子の増加をもたらすかもしれない。
血友病Aに罹っている対象における自然起源の第VIII因子のレベルは、血友病の重症度により変化する。疾病の重篤な形態を有する患者は、正常に健康な対象でみられるレベルの約1%よりも低い第VIII因子のレベルを有する(本明細書では「正常なレベル」と言及する。正常なレベルは約50〜150IU/dLである。)。疾病の中程度の形態を有する患者は、正常なレベルの約1%〜約5%の間の第VIII因子のレベルを有する。疾病の軽度の形態を有する患者は、正常なレベルの約5%以上の、典型的には正常なレベルの約5%〜約30%の間の第VIII因子のレベルを有する。
本発明の治療の方法が使用される場合に、正常なレベルの、つまり、治療前の対象において存在する第VIII因子のレベルに加えて、少なくとも約1%の機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせ得ることが見出された。血友病Aに罹っている対象においては、このような増加は、血友病の症候の寛解を生じさせ得る。特に、少なくとも約1%の増加は、血友病Aに苦しむ者、とりわけ疾病の重篤な形態を有するものに生じる出血の頻度を低減させ得る。一実施形態では、当該治療の方法は、正常なレベルの少なくとも約5%の機能的第VIII因子のレベルを増加させる。このことは、重篤から軽度へと疾病のフェノタイプを変更し得る。疾病の軽度な形態を有する患者は、めったに自然に起きる出血がない。他の実施形態では、本発明の治療方法は、正常なレベルの少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、または少なくとも約25%の機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせる。特定の実施形態においては、本発明の治療方法は、正常なレベルの少なくとも約30%の機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせる。このレベルの増加は、血友病Aに罹っている患者における血液の凝固を実質的に正常にするであろう。このような対象は、外傷後または手術中に第VIII因子濃縮物を必要とする可能性がほとんどない。
別の実施形態では、本発明の治療方法は、正常なレベルの少なくとも約1%に、機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせることとしてもよい。治療の方法は、正常なレベルの少なくとも約5%に機能的第VIII因子のレベルを増加させることとしてもよい。他の実施形態では、本発明の治療の方法は、正常なレベルの少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、または少なくとも約25%に機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせることとしてもよい。特定の実施形態においては、本発明の治療の方法は、正常なレベルの少なくとも約30%に機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせることとしてもよい。機能的第VIII因子のレベルが30%またはそれ以上に増加した対象は、実質的に正常な血液凝固を行うであろう。
一実施形態では、本発明の治療方法は、最大で正常なレベルへと機能的第VIII因子のレベルにおける増加を生じさせる。
機能的第VIII因子のレベルは比較的容易に測定され得、第VIII因子のレベルを測定する方法は当業者によく知られている。発色性および凝固に基づく分析を含む、多くの凝固分析が可能である。ELISA試験は、また、広く使用可能である。具体的な方法は、因子VIII:Cのレベルを測定することであり、第VIII因子の凝固活性の実験的測定である。因子VIII:Cの正常なレベルは、46.8から141.8IU/dLまたは0.468〜1.4IU/mlである。
さらなる方法は、凝固する血液の性能の測定である、活性化された部分的トロンボプラスチン時間(aPTT)を測定することである。正常なaPTTは、約24から約34秒の間である。血友病、例えば、血友病Aに罹っている対象は、より長いaPTTを有するであろう。この方法は、プロトロンビン時間測定と組み合わせて使用され得る。
とりわけ血友病、特に血友病Aの治療における治療での使用のために、本発明の核酸分子、タンパク質、またはベクターもまた提供される。
血友病、特に血友病Aの治療のための薬物の製造における本発明の核酸分子、タンパク質、またはベクターの使用もまた提供される。
本発明は、また、療法によるヒトまたは動物の身体の治療における使用のための本発明の核酸またはベクターを提供する。特に、本発明の核酸またはベクターは、血友病、例えば、血友病Aのような血液凝固疾患の治療における使用のために提供される。本発明の核酸またはベクターは、例えば、出血の発症の頻度および/または重症度を低減することにより、血液凝固疾患の1つまたはそれ以上の症候を寛解させることにおける使用のために提供される。
本発明は、さらに、血液凝固疾患の治療の方法を提供し、その方法は、それを必要とする対象に、本発明の核酸またはベクターの有効量を投与する工程を含む。
よって、本発明は、対象への核酸の投与における使用のための薬物の製造における、本明細書に記載されるような核酸またはベクターの使用をさらに提供する。さらに、本発明は、血液凝固疾患の治療における使用のための薬剤の製造において、本明細書に記載されるような核酸またはベクターを提供する。
典型的には、本発明の核酸またはベクターは、遺伝子治療により、特に、AAVのようなパルボウイルスの遺伝子治療ベクターの使用により、対象に投与されることとしてもよい。遺伝子治療のための一般的な方法は、当該分野で知られている。ベクター、成分、または薬学的組成物は、当該技術分野で知られるあらゆる適切な方法によりインビボで対象に、またはインビトロもしくはエクスビボで細胞に送達されることとしてもよい。あるいは、ベクターがエクスビボで細胞に送達され、当該分野で知られるように、当該細胞が対象に投与されることとしてもよい。概して、本発明は、インビトロで、エクスビボで、またはインビボで、細胞に本発明のあらゆる核酸を送達することを採用し得る。
本発明は、細胞に核酸を送達する方法をさらに提供する。概して、インビトロの方法について、ウイルスは、当該技術分野で知られるような、標準的なウイルスの形質導入方法により細胞内に導入されることとしてもよい。
好ましくは、ウイルスのパーティクルが、特定の標的細胞に適している標準的な形質導入方法により、感染の適切な多重度で細胞に添加される。投与するウイルスの力価は、標的細胞のタイプおよび特定のウイルスベクターにより変化し得、過度の実験を行うことなく、当業者により測定されることとしてもよい。
細胞は対象から取り除かれ、パルボウイルスのベクターが内部に導入され、その後、細胞は対象内に戻って置換される。対象内に戻される前に、エクスビボでの治療のために対象から細胞を取り除く方法は、当該技術分野で知られている。
あるいは、AAVベクターは、別の対象から細胞内に、培養された細胞内に、またはあらゆる他の適切なソースから細胞内に導入されることとしてもよく、細胞は、それを必要とする対象に投与される。
本発明のさらなる態様は、本発明の核酸またはベクターによりインビボで対象を治療する方法である。それを必要とするヒト対象または動物への本発明の核酸またはベクターの投与は、ウイルスのベクターを投与するための当該技術分野で知られるあらゆる手段によりなされ得る。
本発明の核酸またはベクターは、概して、上記に提示した薬学的組成物に含まれるであろう。このような成分は、所望の治療的または予防的効果を提供するために十分な有効量での核酸またはベクター、および薬学的に許容可能な担体または賦形剤を含む。「有効量」は、治療的に有効な量または予防的に有効な量を含む。
「治療に有効な量」は、(そのタンパク質の欠如に関連する疾病の症候を寛解させるために十分なレベルに、機能的第VIII因子の産生を導くために)対象における機能的第VIII因子のレベルを上昇させるような、所望の治療的結果を達成するための、有効な量、用量、および必要な期間を指す。
本発明の核酸分子またはベクターの治療に有効な量は、個体の疾病状態、年齢、性別、および体重のような因子、並びに個体における所望の反応を引き出すための核酸分子またはベクターの性能により変化することとしてもよい。用量の投与計画は、最適な治療反応を提供するために、調節されることとしてもよい。また、治療に有効な量は、概して、核酸分子またはベクターのあらゆる毒性または有害な影響を、治療的に有益な効果が上回るものである。
ウイルス性の遺伝子治療ベクターが、生物学的に有効な量で、細胞または宿主に投与されることとしてもよい。ウイルスのベクターの「生物学的に有効な」量は、細胞内に異種性の核酸配列の感染(または形質導入)および発現をもたらすのに十分である量である。ウイルスがインビボで細胞内に投与される場合(例えば、ウイルスが対象に投与される)、ウイルスのベクターの「生物学的に有効な」量は、標的細胞に本発明に係る核酸の形質導入および発現をもたらすのに十分である量である。
遺伝子治療ベクターのような、本発明の核酸分子またはベクターに関し、投与される用量は、治療を受ける対象の状態および大きさ、並びに、治療製剤、治療の頻度、および投与経路に広い範囲で依存することとしてもよい。投与量、製剤、および頻度を含む、療法を継続するための治療計画は、初動対応および臨床判断により導かれることとしてもよい。組織の間質空間への非経口経路の注入が好ましいが、特定の投与では、エアロゾル製剤の吸入のような他の非経口経路が必要とされるかもしれない。いくつかのプロトコールでは、水溶性の担体における遺伝子および遺伝子送達システムを含む製剤が、適切な量で組織内に注入される。
投与の代表的な様式は、経口、直腸、経粘膜的、局所、経皮的、吸入、非経口の(例えば、静脈内、皮下、皮内、筋肉内、および関節内)投与等、並びに、直接的な組織または器官注入、あるいは、髄腔内、直接的に筋肉内、心室内、静脈内、腹腔内、鼻腔内、または眼球内注入を含む。注射可能なものは、液体の溶液もしくは懸濁液、注入前の液体における溶液もしくは懸濁液に適する固形の形態、または乳濁液のいずれかのような従来の形態で調製され得る。あるいは、例えば、徐放性製剤または持続性放出製剤において、全身的よりもむしろ局所的な様式でウイルスを投与することとしてもよい。
本発明の核酸分子またはベクターを投与される組織/細胞のタイプは、あらゆるタイプであることとしてもよいが、典型的には、肝性/肝臓細胞であろう。本発明は、あらゆる特定の投与の経路に限定されることは意図とされない。しかしながら、肝臓細胞が形質導入されるために、本発明の核酸分子またはベクターは、門脈または動脈の脈管構造を介してうまく投与されることとしてもよい。あるいは、細胞は、あらゆる前駆細胞であることとしてもよい。さらに代替的には、細胞は幹細胞であり得る(例えば、肝臓の幹細胞)。組織の標的は、特定のものであってもよく、または、それは、例えば、肝臓および筋肉組織のようないくつかの組織の組み合わせであることとしてもよい。
遺伝子治療ベクターの場合には、マウスのような小動物の有効な投与量の範囲は、筋肉内注入後に、約1×1011から約1×1012ゲノム複製(gc)/kgの間、大型動物(ネコ)およびおそらくヒト対象については約1×1010から約1×1013gc/kgの間であることとしてもよい。本発明のパルボウイルスの遺伝子治療ベクターの用量は、投与の様式、治療される疾病または状態、個体の対象の状態、特定のウイルスベクター、および送達される遺伝子に依存し、通常の方法で測定され得る。概して、容量当たり、約10から約1016のウイルスパーティクルの量が適していることとしてもよい。好ましくは、投与量あたり、約10から約1014のウイルスパーティクルの量が使用される。この方法で治療される場合、対象は、ウイルスパーティクルが単一の投与で治療に作用するようにウイルスパーティクルの単一の投与量を受けることとしてもよい。
本発明の組成物における活性化合物の量は、個体の疾病の状態、年齢、性別、および体重のような因子により変化することとしてもよい。容量の治療計画は、最適な治療応答を提供するために調節されることとしてもよい。例えば、単一の急速投与が投与されることとしてもよく、いくつかの分割された投与量が時間をかけて投与されることとしてもよく、または投与量が、治療状況の緊急性により示されるように比例して減少し、もしくは増加させることとしてもよい。
投与の容易性と容量の均一性のために、単位用量形態における非経口の組成物を配合することが有利であることとしてもよい。本明細書で使用される「単位用量形態」は、治療される対象のための単位容量として適する、物理的に別個の単位を指し、各単位は、必要とされる薬学的担体に関連して所望の治療効果を産生するために算出された所定の量の活性化合物を含む。本発明の単位用量形態の詳細は、活性化合物の特有の特性および達成される特定の治療効果により、並びに個体における状態の治療のための活性化合物のような調合の当該分野における固有の制限により規定されることとしてもよい。
このような製剤の調製のための多くの方法が、特許取得され、または当業者に一般的に知られている。
本発明の宿主細胞により発現されるFVIIIタンパク質または糖タンパク質もまた提供される。
本発明に係るベクターを含む細胞を含むトランスジェニック動物もまたさらに提供される。好ましくは、動物は、非ヒト哺乳類、特にマカクのような霊長類である。あるいは、動物は、げっ歯類、とりわけマウスであることとしてもよく、またはイヌ、ネコ、ヒツジ、もしくはブタであることとしてもよい。
上記記載においては、用語「同一性」は、2つの配列の類似性を指すために使用される。本発明の目的のために、2つの核酸配列の同一性のパーセンテージを測定するために、配列が、最適な比較の目的のために配置されることが本明細書で定義される(例えば、間隔が、第2のアミノまたは核酸配列により、最適な配置のために第1の核酸の配列に導入され得る。)。ヌクレオチド位置でのヌクレオチド残基が、その後、比較される。第1の配列の位置が、第2の配列における対応する位置と同じアミノ酸またはヌクレオチド残基により占められる場合、その結果、分子はその位置で同じである。2つの配列間の同一性のパーセンテージは、配列により共有される同じ位置の数の関数である(つまり、同一性%=同じ位置の数/全体の位置の数(つまり、重複している位置)×100)。好ましくは、2つの配列は、同じ長さである。
配列の比較は、比較される2つの配列の全体の長さにわたって、または2つの配列のフラグメントにわたって行われることとしてもよい。概して、比較は、比較される2つの配列の全長にわたって行われるであろう。しかしながら、配列の同一性は、例えば、約20、約50、約100、約200、約500、約1000、約2000、約3000、約4000、約4500、約5000、またはより多くの連続する核酸残基の範囲にわたって行われることとしてもよい。
当業者は、いくつかの異なるコンピュータプログラムが2つの配列間で相同性を測定することが可能であるという事実を把握しているであろう。例えば、配列の比較および2つの配列間の同一性のパーセンテージの測定は、数値計算用アルゴリズムを用いて達成され得る。好ましい実施形態では、2つのアミノ酸または核酸配列間の同一性のパーセンテージが、Blosum62マトリクスまたはPAM250マトリクス、並びに16、14、12、10、8、6、または4のギャップ重量(gap weight)および1、2、3、4、5、もしくは6の長さ重量(length weight)を用いて、Accelrys GCGソフトウェアパッケージ(http://www.accelrys.com/products/gcg/で入手可能)における、GAPプログラムに組み込まれる、Needleman and Wunsch (1970)アルゴリズムを用いて測定される。当業者は、全てのこれらのパラメーターは、わずかに異なる結果を産み出すが、2つの配列の全体の同一性のパーセンテージは、異なるアルゴリズムを用いる場合に有意には変化しないことを理解するであろう。
本発明の核酸配列は、例えば、他のファミリーメンバーまたは関連する配列を識別するために、パブリックなデータベースに対するサーチを行う「クエリー配列」としてさらに使用され得る。このようなサーチが、Altschul,et al,1990のBLASTNおよびBLASTPプログラム(バージョン2.0)を用いて行われ得る。BLASTタンパク質サーチが、本発明のタンパク質分子に対するアミノ酸配列相同性を得るために、BLASTPプログラム、スコア=50、ワード長=3により実行され得る。比較目的のための間隔のあけられた配置を得るために、Altschul et al,1997に記載されるように、Gapped BLASTが利用され得る。BLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、各プログラム(例えば、BLASTPおよびBLASTN)のデフォルトのパラメーターが使用され得る。国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)のhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/のホームページ参照。
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術および科学的な用語は、本発明が属する技術分野における当業者により通常理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で本発明の記載に使用される専門用語は、特定の実施形態を記載することのみの目的であり、本発明の限定を意図とされない。
本書類とその請求項において、動詞「含むこと」およびその活用変化が、その文言の後に続く項目が含まれることを意味するために非限定的な語義で用いられるが、特に言及されていない項目は排除されない。さらに、不定冠詞「a」または「an」による要素に対する参照は、文脈が明らかに要素の1つおよび1つのみがあることを明らかに必要としない限り、1つ以上の当該要素が存在する可能性を排除しない。不定冠詞「a」または「an」は、よって、「少なくとも1つ」を意味する。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
機能的第VIII因子タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子であって、
前記第VIII因子タンパク質のBドメインをコードするヌクレオチド配列の一部は、90から111ヌクレオチドの間の長さであって、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも85%の同一性を有する配列を含むアミノ酸配列をコードする、核酸分子。
(項目2)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の一部は、6つのアスパラギン残基を含み、配列番号4と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むアミノ酸配列をコードする、項目1の核酸分子。
(項目3)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の一部は、アスパラギンではないアミノ酸残基における2つまでのアミノ酸置換を有する、配列番号4の配列を含むアミノ酸配列をコードする、項目1または2の核酸分子。
(項目4)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の一部は、配列番号4の配列を含むアミノ酸配列をコードする、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目5)
配列番号4の配列またはこれに対する同一性もしくは置換を有する配列は、4から10アミノ酸の間の長さであって、配列番号7と少なくとも70%の同一性を有する配列の第1の一部である第1のフランキング配列により片方に、および4から10アミノ酸の間の長さであって、配列番号7と少なくとも70%の同一性を有する配列の第2の一部である第2のフランキング配列によりもう片方に隣接され、前記第1および第2のフランキング配列は、ともに、配列番号7と少なくとも70%の同一性を有する配列の全体を含む、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目6)
配列番号4の配列またはこれに対する同一性もしくは置換を有する配列は、4から6アミノ酸の間の長さであって、配列番号7の配列の第1の一部である第1のフランキング配列により片方に、および8から10アミノ酸の間の長さであって、配列番号7の配列の第2の一部である第2のフランキング配列によりもう片方に隣接され、前記第1および第2のフランキング配列は、ともに、配列番号7の配列の全体を含む、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目7)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の一部は、6つのアスパラギン残基をコードし、配列番号1の前記ヌクレオチド配列と少なくとも85%の同一性を有する第1の配列を含む、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目8)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、90から111塩基対の間の長さであって、6つのアスパラギン残基をコードし、配列番号1の前記ヌクレオチド配列と少なくとも95%の同一性を有する第1の配列を含む、機能的第VIII因子タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む、項目1の核酸分子。
(項目9)
前記第1配列が、配列番号1の前記ヌクレオチド配列と少なくとも99%の同一性を有する、項目8の核酸分子。
(項目10)
前記第1配列は、配列番号1の配列を有する、項目8の核酸分子。
(項目11)
前記第1配列は、48から60塩基対の間の長さである、項目8〜10のいずれか1つの核酸分子。
(項目12)
前記第1配列は、51塩基対の長さである、項目8〜11のいずれか1つの核酸分子。
(項目13)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、93塩基対の長さである、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目14)
前記第VIII因子タンパク質のA1、A2、A3、C1、およびC2ドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、野生型配列のコドンの最適化された配列である、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目15)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、配列番号2の前記ヌクレオチド配列と少なくとも85%の同一性を有する配列を有する、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目16)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、配列番号2の前記ヌクレオチド配列を含む、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目17)
前記核酸分子が、配列番号3の前記ヌクレオチド配列を含む、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目18)
前記第1配列は、配列番号4の配列を有するアミノ酸配列をコードする、項目8〜12のいずれか1つの核酸分子。
(項目19)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、配列番号5のアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有する配列をコードする、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目20)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインをコードする前記ヌクレオチド配列の前記一部は、配列番号5の配列を有するアミノ酸配列をコードする、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目21)
前記ヌクレオチド配列が、配列番号6の配列を含むタンパク質をコードする、上記のいずれかの項目の核酸分子。
(項目22)
前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインが30から37アミノ酸の間の長さであり、配列番号4の配列を含む、機能的第VIII因子タンパク質。
(項目23)
前記Bドメインが配列番号5の配列を有する、項目22の第VIII因子タンパク質。
(項目24)
配列番号6の配列を有する、項目22の第VIII因子タンパク質。
(項目25)
項目1〜21のいずれか1つの核酸分子を含む、ベクター。
(項目26)
項目1〜21のいずれか1つの前記核酸分子または項目25の前記ベクターを含む、宿主細胞。
(項目27)
項目26の宿主細胞により発現される第VIII因子タンパク質または糖タンパク質。
(項目28)
項目1〜21のいずれか1つの前記核酸分子または項目25の前記ベクターを含む細胞を含むトランスジェニック動物。
(項目29)
項目25のベクターまたは項目22のタンパク質を、血友病に罹っている患者に投与することを含む血友病を治療する方法。
(項目30)
治療における使用のための、項目1〜21のいずれか1つの核酸分子、項目22のタンパク質、または項目25のベクター。
(項目31)
血友病の治療における使用のための、項目1〜21のいずれか1つの核酸分子、項目22のタンパク質、または項目25のベクター。
(項目32)
対象への機能的第VIII因子をコードするヌクレオチド配列の送達の方法であって、項目1〜21のいずれか1つの核酸分子または項目25のベクターを、前記対象に投与することを含む方法。
(項目33)
パルボウイルス遺伝子送達ベクターの調製の方法であって、
(a)(i)少なくとも1つのパルボウイルスの逆位末端反復ヌクレオチド配列により隣接される、項目1〜21のいずれか1つの核酸分子;
(ii)昆虫細胞におけるRepタンパク質の発現を駆動することが可能であるプロモーターに操作可能に連結される、1つまたはそれ以上のパルボウイルスのRepタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む第1の発現カセット;
(iii)前記昆虫細胞におけるカプシドタンパク質の発現を駆動することが可能であるプロモーターに操作可能に連結される、1つまたはそれ以上のパルボウイルスの前記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第2の発現カセット;
を含む、1つまたはそれ以上の核酸構築物を含む前記昆虫細胞を提供し、
(b)Repおよびカプシドタンパク質の発現に対して助けになる条件下で、(a)において定義される前記昆虫細胞を培養し、
任意に、(c)前記パルボウイルス遺伝子送達ベクターを回収する工程を含む、方法。
本明細書で挙げられる全ての特許および参照文献は、これらの全体において、参照により本明細書に組み込まれる。
当業者は、本発明の全ての態様が、それらが例えば、核酸、ベクター、宿主細胞、またはその使用に関していても、本発明の全ての他の態様に対して等しく適用可能であることを理解するであろう。特に、当該治療方法の態様は、例えば、核酸またはベクターの投与が、例えば、血友病、例えば血友病Aを治療するための核酸またはベクターの使用に関し、本発明の他の態様のいくつかにおけるものより、さらにより詳細に記載されることとしてもよい。しかしながら、当業者は、より詳細な情報が本発明の特定の態様について与えられ、この情報が本発明の他の態様に等しく適用可能であるとみられることを理解するであろう。さらに、当業者は、また、治療の方法に関する記載が、血友病、例えば血友病Aを治療することにおける核酸またはベクターの使用に等しく適用可能であることを理解するであろう。
本発明は、図面に対する参照により、例示にのみによって、ここに詳細に記載されるであろう。
図1は、rAAVプラスミドをコードするコドン最適化hFVIII‐N6(上のパネル)、コドン最適化Bドメイン欠失形態(中央右のパネル)、およびグリコシル化を必要とすると考えられる6つのアスパラギン部分(太字)を含むhFVIII変異体(下のパネル)の概略図である。Bドメインは、より淡いグレーで示される構築物の中間である。さらに、FVIII cDNAに対して、発現カセットは、より小さなHLPプロモーターおよび合成ポリアデニル化(Synth pA)シグナルも含む。FVIII cDNAのサイズ並びにrAAV発現カセットの全体もまた示される。hFVIII変異体(変異体1および3)のBドメインの全配列は、また、各変異体について示される配列と隣接する14のアミノ酸配列を有する。さらに、Bドメイン欠失形態は、両側のドメイン(A2およびA3ドメイン)間のリンカーとして作用する同じ14のアミノ酸配列を有する。 図2は、血清型8カプシドの偽型rAAV‐hFVIII構築物の単一の尾静脈投与後のネズミの血漿における、平均hFVIIIレベル±SEMを示す(投与量=1×1011vg/マウス、N=6/グループ)。 図3は、高用量のrAAV‐HLP‐codop‐hFVIIIベクターの単一の尾静脈投与後のF8‐/‐マウスにおける、FVIII活性レベルを示す(投与量=1×1012vg/マウス、N=5/6動物/グループ)。 図4は、Codop‐BDD‐hFVIII,グループ3=低用量(3e13/ml),グループ5=高用量(9e13/ml);Codop‐hfFVIII‐N6,グループ4=低用量(3e13/ml),グループ6=高用量(9e13/ml);およびCodop‐FVIII‐V3=グループ7(高用量,9e13/ml)由来の、rAAV‐HLP‐codop‐hFVIIIウイルス性ゲノムのアルカリゲル分析を示す。高い質量DNAラダーがグループ1により示され、定量化標準がグループ2に示される。約5kbで分離したバンドが、rAAV‐Codop‐BDD‐hFVIII、およびrAAV‐Codop‐FVIII‐V3から抽出されたゲノムにより観察される。しかしながら、rAAV‐Codop‐hfFVIII‐N6におけるゲノムは、より異種性のようである。 A:血清型8カプシドの偽型AAV‐HLP‐codop‐hFVIII変異体の収率、B:codop‐BDD‐hFVIII,(BDD,グループ1);codop‐N6‐hFVIII,(N6,グループ2);およびcodop‐FVIII‐V3(V3,グループ3)由来のAAV‐HLP‐codop‐hFVIIIウイルス性ゲノムのアルカリゲル分析。高い質量DNAラダーがグループ1により示され、定量化標準がグループ2に示される。約5kbで分離したバンドが、AAV‐Codop‐BDD‐hFVIII、およびAAV‐Codop‐FVIII‐V3から抽出されたゲノムにより観察される。しかしながら、AAV‐Codop‐N6‐hfFVIIIにおけるゲノムは、より異種性のようである。 A:血清型8カプシドの偽型AAV‐codop‐hFVIII構築物の単一の尾静脈投与後のネズミの血漿における、平均hFVIIIレベル±SEM(投与量=4×1012vg/kg、N=6/グループ)。B:遺伝子導入後9週間で、肝臓に導入遺伝子の複製数について修正された2×1013vg/kgで形質導入されたマウスのhFVIII発現レベル。 AAV‐HLP‐codop‐hFVIIIベクターの低(2×1013vg/kg,パネルA)または高用量(2×1014vg/kg,パネルB)の単一の尾静脈投与後の、F8‐/‐マウスにおけるFVIII活性レベル。 ビヒクル(V)単体または遺伝子組換え型ヒトFVIII(rFVIII)で治療されたノックアウトマウスと比較して、AAV‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIII(BDD)、AAV‐HLP‐codop‐N6‐hFVIII(FVIII N6)、およびAAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3(FVIII V3)の単一の尾静脈投与後のF8‐/‐マウスにおける失血。 抗hFVIII IgG抗体反応。AおよびB:低および高用量のAAV‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIII(円)、AAV‐HLP‐codop‐N6‐hFVIII(四角)、およびAAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3(三角)のそれぞれによる遺伝子導入後の、抗hFVIII IgG抗体レベル。Cは、遺伝子組換え型hFVIIIタンパク質の投与後の抗hFVIII IgG抗体反応の比較のために示される。 4×1013AAV8‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3の末梢静脈投与後のベクターの生体内分布。ゲノムDNAのqPCR分析の結果は、codop‐hFVIIIに対する特有のプライマーを用いて4x1013vg/kgのAAV8ベクターの尾静脈投与後9週間で示される器官から単離される。GAPDHプライマーを用いてロードおよび増幅効率における変化について修正された二倍体ゲノムあたりの導入遺伝子複製数±SEが示される。
血友病A(HA)、最も多い遺伝性の出血性疾患の治療のための安全で効率的な遺伝子導入ストラテジーの開発のために、発明者は、codop‐hFVIII‐V3とよばれる新規なFVIII変異体を開発した(図1)。この変異体は、codop‐hFVIII‐N6とよばれる5013bpのコドン最適化FVIIIを、これまでの変異体上に構築する。発明者は、その有効性をインビボで損なうことなく、rAAV内にパッケージされている、効率性を向上させるためにcodop‐hFVIII‐N6をさらに変更した。
codop‐hFVIII‐V3におけるcDNAは、FVIIIの効率的な細胞プロセスに必要とされると考えられる6つのアスパラギン部分を含む、17のアミノ酸が特有である31のアミノ酸をコードする93bpのリンカーによる、678bpのBドメインスペーサー配列の置換を通じて、4424bp(図1)へとそのサイズを低減させるために変更された。
これらの6つのアスパラギン部分が接合されることが重要である。codop‐hFVIII‐V1をコードするrAAVベクターは、1×1011ベクターゲノム(vg)/マウスの単一の尾静脈注入後のマウスのコホートにおいて、codop‐hFVIII‐V3およびcodop‐hFVIll‐N6をそれぞれコードするベクターよりも16倍および10倍低いFVIIIの発現を媒介した(図2)。この差は、非常に有意であった(p=0.0015)。重要なことに、codop‐hFVIII‐V3およびcodop‐hFVIII‐N6の両方が、codop‐BDD‐hFVIIIよりも有意により高いレベルの発現を媒介した(図3)。
発明者のデータは、5.2kbのcodop‐hFVIII‐V3をコードするrAAV発現カセットは、図4に示されるように、全長プロウイルスとして均一にパッケージされることを示す。これに対し、codop‐hFVIII‐N6発現カセットのパッケージングは、異種性である。このことは、5.7kbでAAVのパッケージングのキャパシティを有意に超える、codop‐hFVIII‐N6発現カセットのより大きなサイズに起因する。異種性のプロウイルス性のDNAのパッケージングは、免疫応答を誘発し得る、FVIIIの切断型を合成および発現する可能性を理由に、安全性の懸念を生じさせる。
codop‐hFVIII‐N6変異体のBドメインを短くするが、Bドメイン配列、特にN結合グリコシル化コンセンサス配列の必須の特徴を保持することにより、発明者は、AAVへの導入遺伝子のより効率的なパッケージングを可能にすることができた。この目的で、新規な配列を作成する中で、1つの特定の配列N6V3が、AAV内に非常に効率的なパッケージングに関連することを証明した。また、この配列は、動物性の遺伝子導入研究における導入遺伝子発現の注目すべきおよび予測されていないさらなる向上を示した。
第VIII因子の構造の示性分析、およびシャペロンタンパク質LMANN‐1による相互作用に必要である、その既知の分泌経路に基づいて、発明者は、発現の向上が以下の理由に起因するものであるかもしれないことを推定した。
レクチンLMANN‐1による第VIII因子のBドメインの相互作用は、初期のグリコペプチドおよびレクチン間で結合するための特定のコンホメーションにそれらを適合させるために、存在する複数のN連結された炭水化物側鎖を必要とする。
野生型Bドメインは、二次構造がないようであるほぼ1000のアミノ酸長である。よって、この非常に長いペプチドは、ゴルジ内への合成のためにかなりの時間、およびレクチン(LMANN‐1)に対して結合可能なコンホメーション内に広く分離された炭水化物側鎖を連結するために、確率的に適切な構造を取り入れるためのランダムコイルのためにさらなる時間を要する。
6つの見込みのあるN‐グリコシル化部位(17mer)を保持したままにすることが可能な最小の長さに配列を短くすることにより、合成のために必要とされる時間は、大幅に減少する。
さらに、非常に小さな数のコンホメーションのみまたは見込みのあるただ1つが、レクチンを結合するために必要とされる三次構造である中で、グリコシル化されたペプチドにおいて生じ得る。発明者は、このペプチドの長さが、53オングストロームでBドメイン欠失の第VIII因子の結晶構造におけるA3ドメインのN‐末端およびA2ドメインのC‐末端間の距離に及ぶのにちょうど十分なだけの長さであることを算出した。よって、N6V3ペプチドは、立体的に可能なコンホメーションの数を制限するであろう、ほぼ線形構造であることをさらに強いられ、炭水化物側鎖が適切な場所で添加されれば、実質的に、シャペロンが同時翻訳で結合することを可能にし、よって、第VIII因子の特定の分泌経路におけるこの必須の工程を可能にする最大の範囲に最適化する。
新規なN6V3配列の特有の特異性は、各N‐グリコシル化コンセンサス配列の三量体間で、単一の余分なアミノ酸を保持するように、この配列からの非常にわずかなずれが、切断されたBドメインの他のバージョンにより得たものと比較して、第VIII因子の合成および分泌の効率性を大きく低減するという事実によってさらに支持される。
新規なより短いコドン最適化FVIII変異体:codop‐hFVIII‐V3
発明者は、インビボでのその有効性を損なうことなく全長ウイルスゲノムとして、AAVビリオン内にパッケージされる効率性を向上させるために、codop‐N6‐hFVIIIを変更した。このことは、Bドメイン欠失のFVIIIにおける14のアミノ酸リンカー配列および特有である17のアミノ酸を含む、31のアミノ酸(93bp)ペプチドによる、226のアミノ酸のBドメインスペーサーの置換を伴った。このペプチドは、効率的な内部‐細胞プロセスのために必要とされる、codop‐N6‐hFVIIIに存在する6つのアスパラギン残基を含んだ。当該ペプチドは、これらの残基をより近く近接する状態にする。結果として、この新たなhFVIII変異体(AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3)は、5.1Kbのサイズであり、AAV‐HLP‐codop‐N6‐hFVIII(5.7kb)よりも600bp小さく、約5.0kbのAAVのパッケージングキャパシティにより近い(図1)。AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V1は、codop‐N6‐hFVIIIにおける226のアミノ酸スペーサーに代えて、同じ6つのアスパラギン残基を含む44のアミノ酸ペプチドを含む。比較のために、他のAAVベクター(AAV‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIII、約5.0kbのサイズ)が、Bドメインが欠失されて、14のアミノ酸の小さなリンカー配列を保持する、コドン最適化hFVIIIのcDNAを含み、作成された。
スタンダードなHEK293の一時的なトランスフェクション方法を用いるAAV8‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3ベクターの収率は、AAV‐HLP‐codop‐N6‐FVIIIおよびAAV8‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIIIのそれに対して同等であった(図5)。アルカリアガロースゲル上での分離後に、各ベクター調製物の2.5×1010パーティクルから抽出されたウイルスのDNAの分析は、約5kbのバンド、HLP‐codop‐BDD‐hFVIII(レーン1、図5B)およびHLP‐codop‐hFVIII‐V3(レーン3)についての予想されるサイズを示した。比較において、より異種性のプロウイルスのスピーシーズのパッケージングを示唆する、AAV8‐HLP‐codop‐N6‐hFVIIIから抽出されたゲノムについて、予想以上の拡散シグナルが観察された(図5B、レーン2)。
AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3は、AAV‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIIIよりも効能がある。
異なるコドン最適化FVIII変異体を含むAAVベクター、血清型8のカプシドの偽型が、インビボでのそれらの有効性を比較するために、4×1013vg/kgの投与量で、4〜6週齢の雄C57B1/6マウスの(N=6)尾静脈内に、ボーラスとして注射された。最も高いレベルのhFVIII発現が、遺伝子導入後4週間で、1.52+0.15IU/ml(正常の152±15%、図6)でAAV‐HLP‐codop‐FVIII‐V3により観察された。これに対し、AAV8‐HLP‐codop‐N6‐hFVIIIおよびAAV8‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIIIは、0.86+0.11および0.67+0.12IU/mlでそれぞれhFVIII発現を媒介した。マウスのAAV8‐HLP‐codop‐BDD‐hFVIIIとAAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3コホート間の血漿FVIIIレベルの差は、非常に有意であった(p=0.0015、スチューデントt検定)。hFVIII発現の最も低いレベルは、AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V1(0.10±0.01IU/ml)により観察された。これは、マウスのAAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3コホートにおけるFVIII発現よりも有意に(p<0.0001)低く、6つのアスパラギン残基が合成Bドメインアミノ酸ペプチドと連結されることが重要であることを示唆する。ベクター(2×1013vg/kg)のより高い投与量の尾静脈投与は、9週間での肝臓における導入遺伝子の複製数(図6B)についての訂正後に、AAV‐HLP‐codop‐N6‐hFVIIIおよびAAV‐HLP‐BDD‐hFVIIIにより形質導入されたマウスのコホートにおいて達成されたレベルと比較した場合に、AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3により形質導入されたコホートにおいて血漿hFVIIIの4〜30倍の間のより高いレベルをもたらした。AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3とAAV‐HLP‐BDD‐hFVIIIとの間のhFVIIIレベルの差は、非常に有意であった(p=0.0062、スチューデントt検定)。
F8‐/‐マウスにおけるAAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3の生物学的な有効性
codop‐N6‐FVIII、codop‐BDD‐FVIII、およびcodop‐FVIII‐V3の生物学的な有効性の直接的な比較がF8‐/‐マウスで行われた。これらのFVIII変異体、血清型8カプシドを有する偽型のそれぞれをコードするベクターが、4×1012(低用量コホート、n=5/6)または4×1013(高用量コホート,n=5/6)vg/kgの投与量で、雄F8‐/‐マウスの尾静脈内に投与された。全ての3つの構築物について、発現の動態は、遺伝子導入後2〜6週間の間でピークレベルに達する血漿hFVIIIレベルと広く類似していた。所与の構築物に関し、hFVIIIレベルは、低用量と比較した場合に、高用量ベクターにより形質導入された動物においてざっと2倍高かった(図7)。ベクター投与量に関わらず、codop‐BDD‐hFVIIIにより形質導入されたマウスのコホートにおけるピークhFVIII発現は、codop‐N6‐hFVIIIまたはcodop‐hFVIll‐V3により形質導入された動物において観察されるよりも約2倍低かった。高用量レベルでは、遺伝子導入後4〜8週間の、codop‐BDD‐hFVIIIコホートとcodop‐hFVIII‐V3間のhFVIII発現の差は、非常に有意であった(p<0.001 両側ANOVA)。hFVIII抗原に対するhFVIII凝固活性(hFVIII:C)の割合の平均の比は、わずかに1.0上回り、遺伝子導入したhFVIII分子が生物学的に活性化したことを示唆する。
FVIII活性がAAV治療マウスにおけるフェノタイプ修正に関連するかどうかを立証するために、失血が、遺伝子導入後8週間で、テイルクリップ(tail clip)分析により分析された(図8)。AAV‐codop‐hFVIII注射マウスにおける失血の量は、3つのcodop‐hFVIII変異体と2つの投与量レベルについてほぼ類似であったが、AAVに代えてビヒクルで治療されたFVIII‐/‐マウスで観察されたよりも実質的に低かった。AAVとビヒクルで治療されたF8‐/‐マウス間のこの差は、非常に有意であった(p<0.001 片側ANOVA試験)。AAVで治療された動物における失血の量は、FVIIIのrAAV媒介発現が遺伝子組換え型FVIIIで観察されるレベルに止血を回復することを示唆する、遺伝子組換え型ヒトFVIII(rFVIII)で治療されたF8‐/‐マウスで観察されるものに対して同等であった。抗hFVIII抗体が、高用量AAV‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3コホートにおいて観察される最も高いレベルで、全てのAAV形質導入された動物において、時間の経過にわたって検出された。遺伝子組換え型hFVIIIタンパク質の投与後に観察された反応に対して比較される場合に(6週間の間、1週間に2UのFVIII)、AAV‐codop‐hFVIII形質導入された動物における反応は、少なくとも400倍低く、テイルクリップ(tail clip)分析により示されるFVIII活性を完全に中和するために不十分であった(図9)。凝固のこの阻害による一貫性は、最も高い抗FVIII IgGレベルを有する2匹のネズミのサンプルがベセスダアッセイ法(Bethesda assay)で評価された場合には観察されず、これらの抗体が中和活性を有しないことを示唆した。
高感度のqPCRに基づく分析を用いる生体内分布研究(図10)は、AAV8‐HLP‐codop‐hFVIII‐V3プロウイルスのDNAが、遺伝子導入後8週でマウスの4×1013vg/kgコホートにおける56±15プロウイルスの複製/細胞の平均を有する肝臓で主にみられ、心臓における2.1±1複製/細胞、脾臓および腎臓における0.5±0.2複製/細胞、並びに肺における0.2±0.0.05がそれに続いたことを示した。QPCRの検出限界は、0.0003複製/二倍体ゲノムである。
材料および方法
AAV‐hFVIIIベクター産生および精製:野生型DNA配列を含む、BDD欠失N6(Professor Steven Pipe(Miao et al,2004)により提供される)ヒトFVIII変異体は、これまでに記載された肝臓に特異的なLP1プロモーター(Nathwani et al, 2006)の下流でクローン化された。5012bpのコドン最適化ヒトN6 FVIII(codop‐N6‐hFVIII)は、高発現の真核生物遺伝子で最も頻繁にみられるコドンを用いて生成され、(Haas et al,1996)、合成され、また、LP1プロモーターの下流でクローン化された。より小さなHLPエンハンサー/プロモーターは、遠位のXおよび近位のA+B制御ドメインのみからなる変更された217bpのアルファ‐1‐アンチトリプシン(hAAT)遺伝子プロモーター上流のヒトアポリポタンパク質の肝臓制御領域(HCR)由来の、34bpのコアエンハンサーを含む251bpのフラグメントを合成することにより構築された。AAV‐HLP‐codop‐N6‐hFVIIIは、HLPプロモーターの下流であるが、60bp合成のポリアデニル化シグナルの上流である、codop‐N6‐hFVIIIのcDNAをクローニングすることにより生成された。AAV‐HLP‐codop‐FVIII変異体1および3は、それぞれ、1485および1446bpのフラグメントの合成により作成された。HLP‐codop‐N6‐FVIIIはKpnIにより切断され、2028bpのフラグメントは、KpnIにより切断された合成フラグメントにより置換された。AAVベクターは、以前に記載された(Davidoff et al,2004)、アデノウイルスフリーの一時的なトランスフェクション方法により作成された。AAV5偽型ベクターパーティクルは、XX2(Xiao et al,1998)およびpAAV5‐2(Chiorini et al,1999)に基づき、以前に記載された構成(Rabinowitz et al,2002)と類似する、pLT‐RCO3とよばれるキメラAAV2 Rep‐5Capパッケージングプラスミドを用いて生成された。また、AAV8偽型ベクターは、パッケージングプラスミドpAAV8‐2(Gao et al,2002)を用いて作成された。AAV2/5および2/8ベクターは、以前に記載されたイオン交換クロマトグラフィー方法(Davidoff et al,2004)により精製された。ベクターゲノム(vg)の力価は、これまで記載された定量的PCRおよびゲルベースの方法(Nathwani et al,2001)、(Fagone et al,2012)により測定された。パッケージされたゲノムのサイズを測定するために、以前にFagone et al,2012に記載されたようなアルカリ性のゲル上にベクターのストックを流した。
動物の実験:全ての手順が、米国および欧州における動物のケアおよび使用のための産業および/または国家委員会により認可されたプロトコールに基づいて制度上のガイドラインに従って行われた。(エクソン16に欠失を有するC57B16/J‐129 Svバックグラウンドと混合された)FVIII欠損マウスは、屋内で育てられ、8から10週齢の間で実験に使用された。rAAVベクターパーティクルの尾静脈投与は、以前に記載されたように(Nathwani et al,2001)、7〜10週齢の雄のマウスにおいて行われた。
形質導入の効率性とベクターの生体内分布の測定:
ヒトFVIII ELISA:ネズミのサンプルにおけるヒトのFVIII抗原レベルは、ペアのFVIII ELISAキット(Affinity Bioiogicals,Quadratech,Dorking,UK)を用いて、ELISAにより測定された。平底の96ウェルプレート(Maxisorp,Nunc,Fisher Scientific,Loughborough,UK)は、50mMカーボネート緩衝液中に、50μlの100μg/mLの2つのマウスのモノクローナル(monocloncal)抗体(ESH2(Sekisui Diagnostica,Axis‐Shield,Dundee,UK)、およびN77110M(Biodesign international,AMS biotechnology,Abingdon,UK))の組み合わせにより、pH9.6、4℃で一晩コートされ、0.05%Tween20(=PBST)を含むPBSで洗浄され、37℃で1時間のインキュベーションの間に200μl/ウェルのPBSTにおける6%ウシ血清アルブミン(BSA,Sigma,Pool,UK)でブロックされた。スタンダードは、開始濃度4IU/mL(11thBS 95/608 6.9IU/mL,NIBSC,South Mimms)の遺伝子組換え型ヒトFVIIIを添加されたネズミの血漿の段階希釈により作成された。ネズミのサンプルおよびスタンダードは、二重に50μlのキット緩衝液で1:10に希釈された。37℃での2時間のインキュベーション後に、プレートは洗浄され、100μlのホースラディッシュペルオキシダーゼ共役ヤギ抗‐ヒトFVIIIポリクローナル二次抗体によりさらに1時間インキュベートされた。最終的な洗浄工程後に、プレートは、o‐フェニレンジアミンジヒドロクロリドペルオキシダーゼ基質(Sigma)により発展され、492nmで光学密度が分光光度的に評価された。実験グループ間の統計的有意差の確率が、GraphPad Prizmバージョン4.0ソフトウェア(GraphPad,San Diego,CA)を用いて、1ウェイANOVAおよびペアスチューデントt検定により測定された。FVIII活性が、ヒト血漿をスタンダードとして用い、二段凝固分析で測定された。
失血分析:マウスはトリブロモエタノール(0.15mL/10g体重)で麻酔され、遠位の尾の3mmがメスで切断された。尾は、すぐに37℃の50ml生理食塩水の緩衝液に浸され、30分間血液が収集された。2つのパラメーターがモニタリングされた:1つ目は、切断の瞬間から出血の停止までの時間が測定された。2つ目は、収集された赤血球を1500gでペレットにし、水で溶解した。放出されたヘモグロビンの量は、416nmで光学密度を計測し、マウスの血液の20〜100マイクロリットルの溶解で調製されたスタンダードカーブを用いることにより測定された。
ベクター複製数の定量:ゲノムDNAは、DNeasy Blood and tissue kit(Qiagen,Crawley,UK)を用いてネズミの組織から抽出され、種々のネズミの組織から抽出された37ngのゲノムDNAは、以前記載したように(Nathwani et al,2011)、codop‐hFVIII(5’プライマー:5’AAGGACTTCCCCATCCTGCCTGG3’および3’プライマー:5’GGGTTGGGCAGGAACCTCTGG3’)の299bp領域を増幅したプライマーを用いる定量的なリアルタイムPCRに供された。
抗ヒトFVIII抗体の検出:マウスからの血漿サンプルは、ELISAを用いてhFVIIIに対する抗体の存在についてスクリーニングされた。96ウェルのMaxisorpプレート(Nunc)が、50mカーボネート緩衝液における2IU/mL遺伝子組換え型FVIII 50μlにより、pH9.6、4℃で一晩コートした。プレートはPBS‐Tで洗浄され、3%BSA/TBS‐T(25mM Tris,150mM NaCl,5mM CaCl2、0.01%Tween,pH7.5)でブロックされた。血漿サンプルの段階希釈の50μlが3%BSA/TBS‐Tで調製された。37℃で2時間のインキュベーション後に、プレートは洗浄され、100μlのホースラディッシュペルオキシダーゼ共役ヤギ抗マウスIgG二次抗体(A8924,Sigma)により、さらに1時間インキュベートされた。最終的な洗浄工程後に、プレートは、o‐フェニレンジアミンジヒドロクロリドペルオキシダーゼ基質(Sigma)により発展され、492nmで光学密度が分光光度的に評価された。結果は、5回の平均吸光バックグラウンド値に等しい吸光値で補間された希釈の逆数として定義される、エンドポイント力価として表された。
References
Altschul SF, Gish w, Miller w, Myers EW, Lipman DJ. (1990) J Mol Biol, 215, 403− 10.
Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Zhang Z, Miller w, Lipman DJ. (1997) Nucleic Acids Res, 25, 3389−402
Bantel−Schaal U, Delius H, Schmidt R, zur Hausen H. (1999) J Virol, 73, 939−47
Cerullo V, Seiler MP, Mane V, Cela R , Clarke C , KaufmanRJ, Pipe SW, Lee B. (2007) Mol.Ther, 15, 2080−2087.
Chao H, Sun L , Bruce A, Xiao X, Walsh CE. (2002) MolTher, 5, 716−722.
Chiorini JA, Yang L, Liu Y, Safer B, Kotin RM. (1997) J Virol, 71, 6823−33
Chiorini JA, Kim F, Yang L, Kotin RM. (1999) J Virol, 73, 1309−19
Chen L, Lu H, Wang J, Sarkar R, Yang X, Wang H, High KA, Xiao w. (2009) Mol. Ther, 17, 417−424.
Davidoff AM, Ng CY, Sleep S, Gray J, Azam S, Zhao Y, Mcintosh JH, Karimipoor M, Nathwani AC. (2004) J Virol Methods, 12, 209−15.
Fagone P, Wright JF, Nathwani AC, Nienhuis AW, Davidoff AM, Gray JT. (2012) Hum Gene Ther Methods, 23, 1−7.
Gao GP, Alvira MR, Wang L, Calcedo R, Johnston J, Wilson JM. (2002) Proc Natl Acad Sci U S A, 99, 11854−9
Haas J, Park EC, Seed B. (1996) Curr Biol, 6, 315−24.
Jiang H, Pierce GF, Ozeio MC, de Paula EV, Vargas JA, Smith P, Sommer J, Luk A, Manno CS, High KA, Arruda VR. (2006) Mol Ther, 14, 452−455.
Kaufman RJ, Pipe SW, Tagliavacca L, Swaroop M, Moussalli M. (1997) Blood Coagul.Fihrinolysis, 8 Suppl 2, S3− 14.
Malhotra,J.D., Miao,H., Zhang,K., Wolfson,A., Pennathur.S., Pipe,S.w., & Kaufman,R.J.(2008) Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A, 105, 18525−18530.
Miao CH, Thompson AR, Loeb K, Ye X. (2000) Mol Ther, 3, 947−57.
Miao HZ, Sirachainan N, Palmer L, Kucab P, Cunningham MA, Kaufman RJ, Pipe SW.(2004) Blood, 103, 3412−3419.
Muyidermans S. (2001) J Biotechnol, 74, 277−302
Nathwani AC, Davidoff A, Hanawa H, Zhou JF, Vanin EF, Nienhuis Aw. (2001) Blood, 97, 1258−65.
Nathwani AC, Gray JT, Ng CY, Zhou J, Spence Y, Waddington SN, Tuddenham EG, Kemball−Cook G, McIntosh J, Boon−Spijker M, Mertens K, Davidoff AM. (2006) Blood, 107, 2653−61.
Nathwani AC, Resales C, Mcintosh J, Rastegarlari G, Nathwani D, Raj D, Nawathe S, Waddington SN, Bronson R, Jackson S, Donahue RE, High KA, Mingozzi F, NgCY, Zhou J, Spence Y, McCarville MB, Valentine M, Allay J, Coleman J, Sleep S, Gray JT, Nienhuis Aw, Davidoff AM. (2011) Mol Ther, 19, 876−85.
Needleman SB, Wunsch CD. (1970) J Mol Biol,48, 443−53.
Okuyama T, Huber RM, Bowling w, Pearline R, Kennedy SC, Flye MW, Ponder KP.(1996) Hum Gene The, 7, 637−45.
Rabinowitz JE, Rolling F, Li C, Conrath H, Xiao w, Xiao X, Samulski RJ. (2002) J Virol, 76, 791 −801.
Rutledge EA, Halbert CL, Russell Dw. (1998) J Virol, 72, 309−19.
Srivastava A, Lusby EW, Berns KI. (1983) / Virol, 45, 555−64.
Wang L, Takabe K, Bidlingmaier SM, Ill CR, Verma IM. (1999) Proc Natl Acad Sci U S A, 96, 3906−10.
Wu P, Xiao w, Conlon T, Hughes J, Agbandje−McKenna M, Ferkol T, Flotte T, Muzyczka N. (2000) J Virol, 74, 8635−47.
Xiao X, Li J, Samulski RJ. (1998) J Virol, 72, 2224−32.

Claims (21)

  1. 機能的第VIII因子タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子であって、
    前記第VIII因子タンパク質のBドメインスペーサーは、配列番号4のアミノ酸配列を含み、37アミノ酸以下の長さである、核酸分子。
  2. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーは、配列番号5のアミノ酸配列を含む、請求項1の核酸分子。
  3. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーは、配列番号5のアミノ酸配列からなる、請求項1または2の核酸分子。
  4. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーが30から37アミノ酸の間の長さである、請求項1または2の核酸分子。
  5. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーが31アミノ酸の長さである、請求項1または2の核酸分子。
  6. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーが、配列番号1を含むヌクレオチド配列によってコードされる、請求項1または2の核酸分子。
  7. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーが、配列番号2を含むヌクレオチド配列によってコードされる、請求項1または2の核酸分子。
  8. 前記第VIII因子タンパク質の前記Bドメインスペーサーが、配列番号2からなるヌクレオチド配列によってコードされる、請求項1または2の核酸分子。
  9. 配列番号3のヌクレオチド配列を含む、請求項1または2の核酸分子。
  10. 配列番号6のアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする、請求項1または2の核酸分子。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子によってコードされる、機能的第VIII因子タンパク質。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子を含む、ベクター。
  13. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子または請求項12に記載のベクターを含む、宿主細胞。
  14. 請求項13の宿主細胞により発現される第VIII因子タンパク質。
  15. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子または請求項12のベクターを含む細胞を含む非ヒトトランスジェニック動物。
  16. 請求項1〜10のいずれか1項の核酸分子を含む、パルボウイルス遺伝子送達ベクター。
  17. 請求項12に記載のベクター、請求項14に記載のタンパク質、または請求項16に記載のパルボウイルス遺伝子送達ベクターを含む、血友病を治療するための組成物。
  18. 治療における使用のための組成物であって、請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項12に記載のベクター、請求項14に記載のタンパク質、または請求項16に記載のパルボウイルス遺伝子送達ベクターを含む、組成物。
  19. 血友病の治療における使用のための組成物であって、請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項12に記載のベクター、請求項14に記載のタンパク質、または請求項16に記載のパルボウイルス遺伝子送達ベクターを含む、組成物。
  20. 対象への機能的第VIII因子タンパク質の送達のための組成物であって、請求項1〜10のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項12に記載のベクター、または請求項16に記載のパルボウイルス遺伝子送達ベクターを含む、組成物。
  21. パルボウイルス遺伝子送達ベクターの調製の方法であって、
    (a)(i)少なくとも1つのパルボウイルスの逆位末端反復ヌクレオチド配列により隣接される、請求項1〜10のいずれか1つの核酸分子;
    (ii)昆虫細胞におけるRepタンパク質の発現を駆動することが可能であるプロモーターに操作可能に連結される、1つまたはそれ以上のパルボウイルスのRepタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む第1の発現カセット;
    (iii)前記昆虫細胞におけるカプシドタンパク質の発現を駆動することが可能であるプロモーターに操作可能に連結される、1つまたはそれ以上のパルボウイルスの前記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第2の発現カセット;
    を含む、1つまたはそれ以上の核酸構築物を含む前記昆虫細胞を提供し、
    (b)Repおよびカプシドタンパク質の発現に対して助けになる条件下で、(a)において定義される前記昆虫細胞を培養し、
    (c)前記パルボウイルス遺伝子送達ベクターを回収する工程を含む、方法。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201210357D0 (en) 2012-06-12 2012-07-25 Ucl Business Plc Factor VIII sequences
EP3757116A1 (en) 2013-12-09 2020-12-30 Sangamo Therapeutics, Inc. Methods and compositions for genome engineering
CN115074366A (zh) * 2015-04-16 2022-09-20 埃默里大学 用于肝脏中蛋白质表达的重组启动子和载体及其用途
BR112018006074A2 (pt) 2015-09-24 2018-10-09 Biomarin Pharm Inc vetores de fator viii de vírus adeno-associado, partículas virais associadas e formulações terapêuticas compreendendo as mesmas
SG10202106307UA (en) 2015-11-13 2021-07-29 Takeda Pharmaceuticals Co Viral vectors encoding recombinant fviii variants with increased expression for gene therapy of hemophilia a
BR112018009732A8 (pt) 2015-11-13 2019-02-26 Baxalta GmbH ?polinucleotídeo, vetor de vírus adeno-associado, partícula de vírus adeno-associado, célula hospedeira, métodos para produzir uma partícula de vírus adeno-associado, para tratar hemofilia a, para transduzir uma célula hospedeira, e, uso de uma partícula de vírus adeno-associado?
JP6994018B2 (ja) 2016-07-26 2022-01-14 バイオマリン ファーマシューティカル インコーポレイテッド 新規アデノ随伴ウイルスキャプシドタンパク質
SG11202010830WA (en) 2018-05-09 2020-11-27 Biomarin Pharm Inc Methods of treating phenylketonuria
US20200069819A1 (en) 2018-05-14 2020-03-05 Biomarin Pharmaceutical Inc. Stable expression of aav vectors in juvenile subjects
TW202005978A (zh) 2018-05-14 2020-02-01 美商拜奧馬林製藥公司 新穎肝靶向腺相關病毒載體
AU2019306194A1 (en) 2018-07-16 2021-02-04 Baxalta GmbH Gene therapy of hemophilia A using viral vectors encoding recombinant FVIII variants with increased expression
TW202039546A (zh) 2019-01-16 2020-11-01 美商巴克斯歐塔公司 用於a型血友病基因治療之編碼表現增加之重組fviii變異體的病毒載體
SG11202108357PA (en) * 2019-02-15 2021-08-30 Crispr Therapeutics Ag Gene editing for hemophilia a with improved factor viii expression
JP2023520262A (ja) * 2019-06-05 2023-05-17 クリスパー セラピューティクス アクチェンゲゼルシャフト 改善された第viii因子発現による血友病aのための遺伝子編集
CN112575034B (zh) * 2019-09-29 2023-04-25 济南赛尔生物科技股份有限公司 一种治疗a型血友病的产品及应用
WO2021119357A2 (en) 2019-12-12 2021-06-17 Baxalta Incorporated Gene therapy of hemophilia a using viral vectors encoding recombinant fviii variants with increased expression
AU2021372262A1 (en) 2020-11-02 2023-06-01 Biomarin Pharmaceutical Inc. Process for enriching adeno-associated virus
EP4355768A1 (en) 2021-06-14 2024-04-24 Takeda Pharmaceutical Company Limited Gene therapy of hemophilia a using viral vectors encoding recombinant fviii variants with increased expression
WO2023135273A2 (en) 2022-01-14 2023-07-20 Anjarium Biosciences Ag Compositions of dna molecules encoding factor viii, methods of making thereof, and methods of use thereof
WO2024007978A1 (zh) * 2022-07-07 2024-01-11 深圳新诺微环生物科技有限公司 一种连接肽、包含连接肽的凝血八因子蛋白或其变体及其用途

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818439B1 (en) * 1994-12-30 2004-11-16 Chiron Corporation Methods for administration of recombinant gene delivery vehicles for treatment of hemophilia and other disorders
WO2000011149A1 (en) 1998-08-24 2000-03-02 Uab Research Foundation Methods of producing high titer recombinant adeno-associated virus
US20090017533A1 (en) 1998-09-29 2009-01-15 Shire Human Genetic Therapies, Inc., A Delaware Corporation Optimized messenger rna
US6924365B1 (en) 1998-09-29 2005-08-02 Transkaryotic Therapies, Inc. Optimized messenger RNA
US6103526A (en) 1998-10-08 2000-08-15 Protein Sciences Corporation Spodoptera frugiperda single cell suspension cell line in serum-free media, methods of producing and using
US6221349B1 (en) 1998-10-20 2001-04-24 Avigen, Inc. Adeno-associated vectors for expression of factor VIII by target cells
US6200560B1 (en) 1998-10-20 2001-03-13 Avigen, Inc. Adeno-associated virus vectors for expression of factor VIII by target cells
EE200200538A (et) * 2000-03-22 2004-04-15 Octagene Gmbh Rekombinantsete verehüübimisfaktorite produtseerimine inimese rakuliinides
US7351813B2 (en) 2000-06-20 2008-04-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Liver-specific gene expression cassettes, and methods of use
US6723551B2 (en) 2001-11-09 2004-04-20 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Production of adeno-associated virus in insect cells
GB0325379D0 (en) 2003-10-30 2003-12-03 Oxford Biomedica Ltd Vectors
WO2006036502A2 (en) 2004-09-22 2006-04-06 St. Jude Children's Research Hospital Improved expression of factor ix in gene therapy vectors
CN1286981C (zh) 2004-11-30 2006-11-29 华中科技大学同济医学院附属同济医院 表达人类cyp2j2反义基因的重组腺相关病毒及其制备方法
US7943374B2 (en) * 2005-08-21 2011-05-17 Markus Hildinger Super-size adeno-associated viral vector harboring a recombinant genome larger than 5.7 kb
WO2007084487A2 (en) 2006-01-13 2007-07-26 Wayne State University Pericytes for use as stem cells
WO2007149852A2 (en) 2006-06-19 2007-12-27 Asklepios Biopharmaceutical, Inc. Modified factor viii and factor ix genes and vectors for gene therapy
ES2785223T3 (es) 2006-06-21 2020-10-06 Uniqure Ip Bv Células de insecto para la producción de vectores de AAV
JP5634262B2 (ja) 2007-07-26 2014-12-03 ユニキュアー アイピー ビー.ブイ. 差次的コドンバイアスを有する反復コード配列を含むバキュロウイルスベクター
WO2009017533A1 (en) 2007-07-27 2009-02-05 Porteon Electric Vehicles, Inc. Modular light vehicle chassis
US20120142593A1 (en) * 2009-03-24 2012-06-07 Bayer Healthcare Llc Factor VIII Variants and Methods of Use
GB0911870D0 (en) 2009-07-08 2009-08-19 Ucl Business Plc Optimised coding sequence and promoter
WO2011139629A2 (en) * 2010-04-26 2011-11-10 Biogen Idec Ma Inc. Light targeting molecules and uses thereof
GB201210357D0 (en) * 2012-06-12 2012-07-25 Ucl Business Plc Factor VIII sequences
PL3044231T3 (pl) 2013-09-12 2021-01-11 Biomarin Pharmaceutical Inc. Wektory aav zawierające gen kodujący czynnik viii

Also Published As

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