JP6655547B2 - 慢性肺移植片機能不全(clad)および特発性肺線維症(ipf)を予防または処置するための組成物および方法 - Google Patents
慢性肺移植片機能不全(clad)および特発性肺線維症(ipf)を予防または処置するための組成物および方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、内容が全体として参照により組み入れられる米国特許仮出願第61/953,438号(2014年3月14日出願)の優先権の利益を主張するものである。
記載された本発明は、Moerae Matrix, LLCに認可された中小企業技術革新研究プログラム(Small Business Innovation Research (SBIR))、およびDr.Nobleに授与されたNHLBI PO1からの米国政府支援によってなされた。米国政府は、本発明において特定の権利を有する。
本発明は、細胞分子生物学、ポリペプチド、ならびに治療的使用方法の分野のものである。
1.創傷治癒および線維症のメカニズム
用語「創傷治癒」は、身体組織のいずれかへの外傷、特に物理的手段によって生じた連続性の遮断を有するものを身体が修復する過程を指す。
非限定的に自己免疫もしくはアレルギー反応、環境性微粒子、感染または機械的損傷をはじめとする因子によって引き起こされる損傷は多くの場合、正常な組織構造の破壊をもたらし、治癒応答を開始させる。損傷した上皮および内皮細胞は交換されて、それぞれバリア機能および完全性を維持し、血液の損失が予防されなければならない。内皮細胞に対する急性損傷は、炎症媒介物質を遊離させて抗フィブリン溶解性凝固カスケードを開始させ、損傷した血管を血小板および高フィブリン塊により一過性に閉塞する。例えば、特発性肺線維症(IPF)患者の肺ホモジネート、上皮細胞または気管支肺胞洗浄液は、慢性閉塞性肺疾患(COPD)および対照の患者と比較して、高レベルの血小板分化因子:X−ボックス−結合タンパク質−1を含んでおり、血塊形成応答が持続的に活性化されることが示唆される。加えて、トロンビン(フィブリノゲンをフィブリンに変換するのに必要なセリンプロテアーゼ)もまた、幾つかの肺線維症状態の肺および肺胞内の空間で容易に検出されるため、血液凝固経路の活性化がさらに確認される。トロンビンはまた、線維芽細胞を直接活性化して、増殖を増進し、コラーゲン生成筋線維芽細胞への線維芽細胞分化を促進できる。気道上皮、特に肺胞内肺細胞の損傷は、類似の抗フィブリン溶解性カスケードを惹起して、間質性浮腫、急性炎症領域および基底膜の上皮分離をもたらし得る。
組織損傷部位への接近がなされたら、ケモカイングラジエントによって炎症性細胞が動員される。好中球、好酸球、リンパ球およびマクロファージが、食細胞により浄化された細胞屑および壊死領域と共に急性炎症部位で観察される。
創傷治癒の終期は、フィブリン(創傷部位を覆う血塊を形成する「網状組織」を形成するように重合する線維性タンパク質)に富む足場の形成によって誘導される協調的細胞再編成、創傷収縮、創傷閉鎖および創傷の再上皮形成からなる。創傷修復のこの期間に関与する過程を究明する莫大な数の研究が、皮膚創傷の研究およびインビトロ系から得られている。
線維症は、器官または組織における過剰な線維性結合組織の形成または発達であり、正常または異常な/反応性の創傷治癒応答の結果として形成され、瘢痕を生じる。線維症は、例えば非限定的に、異常な細胞外マトリックスタンパク質の異常な沈着、線維芽細胞増殖の異常な促進、線維芽細胞集団の筋線維芽細胞集団への異常な分化誘発、筋線維芽細胞の細胞外マトリックスへの異常な付着促進、またはそれらの組み合わせを特徴とする。
蓄積しつつある証拠から、様々なリンホカイン、インターロイキン、およびケモカインを含む、サイトカインとして知られるポリペプチド媒介物質が、線維症におけるコラーゲン沈着の重要な刺激であることが示唆されている。サイトカインは、常在する組織細胞および動員された炎症細胞によって放出され、線維芽細胞の増殖およびコラーゲンを含む細胞外マトリックスタンパク質の合成増加を刺激すると考えられる。例えば、特発性肺線維症の発病における初期の特色は、肺胞上皮細胞および/または毛細血管細胞損傷である。これは、循環する免疫細胞、例えば、単球、好中球、リンパ球および好酸球の、肺への動員を促進する。その後、これらのエフェクター細胞は、常在する肺細胞、例えばマクロファージ、肺胞上皮細胞および内皮細胞と一緒に、サイトカインを放出し、サイトカインは、標的細胞、典型的には線維芽細胞を刺激して複製させ、コラーゲンの合成量を増加させる。細胞外マトリックスの分解もまた阻害され、線維化過程に寄与する可能性がある(Coker and Laurent, Eur Respir J, 1998,; 11:1218−1221)。
線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化は、創傷修復および線維症をはじめとする多くの症状における重要な事象であると長い間考えられてきた。例えば、筋線維芽細胞は活発な線維症領域で生じ、肺線維症では細胞外マトリックス(ECM)タンパク質の生成および沈着を担うことが報告されている(Liu, T. et al., Am J Respir Cell Mol Biol, 2007, 37:507−517)。
線維症は、非限定的に間質性肺疾患、例えば特発性肺線維症、急性肺損傷(ALI)、放射線誘発性線維症、および移植片拒絶を含む、多数の異質性疾患または症状に関連づけられている。
特発性肺線維症(IPE;原因不明の線維化肺胞炎(CFA)、または特発性線維化間質性肺炎としても公知)は、主として高齢者に発する病因不明の慢性進行性線維化間質性肺炎の特殊形態と定義されており、肺に限定され、かつ通常の間質性肺炎(UIP)の放射線学的および組織学的パターンと関連する(Raghu G. et al., Am J Respir Crit Care Med., 183(6):788−824, 2011;Thannickal, V. et al., Proc Am Thorac Soc., 3(4):350−356, 2006)。IPEは、肺間質の異常かつ過剰な線維症組織沈着を特徴とし得る。高分解能CT(HRCT)画像によれば、UIPは、牽引性気管支拡張症に関連することの多い網状混濁の存在を特徴とする。IPFが進行するにつれ、ハチの巣形状が、より一層際立ってくる(Neininger A. et al., J Biol Chem., 277(5):3065−8, 2002)。肺機能試験の多くは、限定的障害および一酸化炭素拡散能力の低下を明らかにする(Thomas, T. et al., J Neurochem., 105(5): 2039−52, 2008)。複数の研究が、特発性肺線維症(IPF)の患者におけるTNF−αおよびIL−6放出の顕著な増加を報告し(Zhang, Y, et al. J. Immunol. 150(9):4188−4196, 1993)、それは、IL−1βの発現レベルに起因するとされている(Kolb, M., et al. J. Clin. Invest, 107(12):1529−1536, 2001)。IPFの症状である息切れおよび咳の開始は、通常は潜行性であるが徐々に進行し、診断後5年以内に患者の70%が死亡する。この厳しい予後は、乳癌による年間死亡数に類似する(Raghu G. et al., Am J Respir Crit Care Med., 183(6):788−824, 2011)。
発病のメカニズムは完全には理解されていないが、現在受け入れられている理論的枠組では、肺胞上皮への損傷に続いて、正常な組織修復に関連する応答を引き起こす炎症促進性および線維増殖性媒介物質が大量放出されることが提案されている。明確でない理由により、これらの修復過程は消散せず、結果として進行性線維症が起こる(Selman M, et al., Ann Intern Med, 134(2):136−151, 2001;Noble, P. and Homer R., Clin Chest Med, 25(4):749−58, 2004;Strieter, R., Chest, 128 (5 Suppl 1):526S−532S, 2005)。
多数の動物モデルが存在し、有用であり得るが(例えば、TGF−βアデノウイルス形質導入モデルまたは放射線誘発性線維症モデル)、ブレオマイシンモデルは、詳しく記載されており、炎症後/線維化前/線維症予防段階で個々の薬剤またはプロテインキナーゼ阻害剤の有効性を実証するために今日使用されている最もよく特徴づけられたネズミモデルである(Vittal, R. et al., J Pharmacol Exp Ther., 321(1):35−44, 2007;Vittal, R. et al., Am J Pathol., 166(2):367−75, 2005;Hecker L. et al., Nat Med., 15(9):1077−81, 2009)。
急性肺損傷(ALI)およびより重度の形態である急性呼吸窮迫症候群(ARDS)は、急性肺水腫および炎症から生じる急性呼吸不全症候群である。ALI/ARDSは、敗血症(肺性および非肺性)、肺炎(細菌性、ウイルス性および真菌性)、胃および口腔咽頭内容物の吸引、大きな外傷を含む様々な臨床障害、ならびに重度の急性膵炎、薬剤の過剰投与、および血液製剤を含む複数の他の臨床障害から全年齢の患者で発生する急性呼吸不全の原因である(Ware, L. and Matthay, M., N Engl J Med, 342:1334−1349, 2000)。ほとんどの患者は、陽圧による補助換気を必要とする。主要な生理学的異常は、重度の動脈低酸素血症、および肺のデッドスペース部分の急激な増加から派生する微弱換気の顕著な増加である。ALI/ARDSの患者は、バリアの透過性の増加から派生する肺の間質および気腔区画への液体の滲出から生じる高タンパク質性肺水腫を発症する。さらなる病理学的変化は、肺水腫に関与するメカニズムが複雑であり、水腫はALI/ARDSにおける病理生理学的事象の1つに過ぎないことを示す。1つの生理学的結果は、呼吸仕事量の増加をもたらす肺コンプライアンスの顕著な低下であり(Nuckton T. et al., N Engl J Med, 346:1281−1286, 2002)、これがほとんどの患者を支援するために補助換気が必要とされる理由の1つである。
線維症は、放射線療法による癌処置および偶発的被爆の両方に共通の後遺症である。放射線療法に続く線維症病変は、皮膚(Bentzen, S. et al., Radiother. Oncol. 15: 261−214, 1989;Brocheriou, C., et al., Br. J. Radiol. Suppl. 19: 101−108, 1986)、肺(Lopez Cardozo, B. et al., Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 11: 907−914, 1985)、心臓(Fajardo, L. and Stewart, J., Lab. Invest., 29: 244−257, 1973)および肝臓(Ingold, J. et al., Am. J. Roentgenol., 93: 200−208, 1965)を含む多くの組織で記載されている。
移植は、細胞、組織または器官をある部位から別の部位へ移行させる作業である。器官系の機能不全は、ドナーから器官(例えば、腎臓、肝臓、心臓または膵臓)を移植することにより修正され得る。しかし、免疫系は依然として、日常的医療処置としての移植に対する最も恐るべきバリアであり、そのような器官の拒絶は、移植される器官における線維症表現型と多くの場合一致する。免疫系は、外来物質との闘いのために精緻で有効なメカニズムを発達させてきた。これらのメカニズムはまた、宿主の免疫系によって外来物と認識される、移植された器官の拒絶にも関与する。
移植器官に対する免疫応答は、細胞性(リンパ球媒介)および液性(抗体媒介)メカニズムの両方からなる。他の細胞型もまた関与するが、移植片の拒絶ではT細胞が中心的である。拒絶反応は、感作期およびエフェクター期からなる。
この段階では、CD4およびCD8細胞が、それらのT細胞受容体を介して、外来移植片の細胞上で発現されるアロ抗原を認識する。抗原認識には2つのシグナルが必要である:第一は、T細胞受容体とMHC分子によって提示される抗原との相互作用によって提供され、第二は、T細胞/APC表面上での共刺激受容体/リガンド相互作用によって提供される。数多くの共刺激経路のうち、T細胞表面上のCD28とそのAPC表面リガンド、B7−1またはB7−2(それぞれ一般的にCD80またはCD86として公知)との相互作用が最も多く研究されている(Clarkson, M. and Sayegh, M., Transplantation; 80(5): 555−563, 2005)。加えて、細胞傷害性Tリンパ球関連抗原−4(CTLA4)もまた、これらのリガンドに結合し、阻害シグナルを提供する。他の共刺激分子としては、CD40およびそのリガンドCD40L(CD154)が挙げられる。典型的には、MHC分子のヘリックスがペプチド結合溝を形成し、正常な細胞タンパク質由来のペプチドによって占有される。胸腺のまたは中枢の耐容メカニズム(クローン欠失)および末梢の耐容メカニズム(例えばアネルギー)は、これらの自己ペプチドMHC複合体がT細胞によって認識されないことを確実にし、それによって自己免疫応答を予防する。
アロ抗原依存性および非依存性因子が、エフェクターメカニズムに寄与する。最初に、非免疫学的「損傷応答」(虚血)は、非特異的炎症応答を誘導する。このために、接着分子、クラスIIMHC、ケモカインおよびサイトカインの発現がアップレギュレートされると、T細胞への抗原提示が増加する。それはまた、間接的なアロ認識経路を活性化し得るインタクトで可溶性のMHC分子の放出を促進する。活性化後に、CD4−陽性T細胞がマクロファージ媒介遅延型過敏(DTH)応答を開始し、抗体産生のためにB細胞への支援を提供する。
慢性閉塞性肺疾患(COPD)は、慢性閉塞性気管支炎、気腫、および/または慢性喘息の幾つかの組み合わせによる慢性で相対的に不可逆性の呼気気流機能不全によって代表される肺疾患の総称である。COPDは、疾患の一因となる喫煙を含む一連の環境性および遺伝性危険因子によって引き起こされる。
慢性気管支炎は、痰を生じることが認識されている他の疾患の非存在下で連続する2年間のうちの少なくとも3ヶ月間、慢性の咳および痰の生成があることと定義される。慢性気管支炎では、疫学的に気管支上皮が、粘液分泌腺の肥大および杯細胞数の増加と共に慢性炎症を示す。線毛もまた破壊され、粘膜線毛エスカレーターの効率が大きく損なわれる。粘液の粘性および粘液生成が増加し、吐出が困難になる。粘液の貯留が、感染に対する感受性を高める。
気腫は、その病理学的特色に関して定義され、終末細気管支に対し遠位の終末気腔の異常な拡長を特徴とし、それらの壁の破壊および肺弾性の低下を伴う。嚢胞(幅が1cmを超える水疱)が、気腫領域の直径が1cmを超える場合に過剰膨張の結果として発生し得る。異常な気腔の分布によって、2つの主要な気腫パターンに分類される:膨張、および細葉全体(特に肺の下半分)の破壊をもたらす汎細葉性(汎小葉性)気腫。細葉中心部(小葉中心部)気腫は、肺の上葉および下葉上方部分に影響が及ぶ呼気細気管支周囲の損傷を含む。さらに、特定形態の気腫が、線維症に関連することが知られている。
喘息は、自然にまたは治療により逆転できる広範囲で様々な気道閉塞に至る、気道の慢性炎症状態と定義される。慢性喘息を示すいくらかの患者では、特に、喘息と診断されなかったかもしくは管理を誤ったために喘息が未処置である場合、または喘息が特に重度である場合に、この疾患は進行して、不可逆的な気道閉塞に至る。喘息の小児は、10人のうち1人が不可逆的な喘息を発症する可能性があるが、成人の喘息発病のリスクは4人に1人である。複数の研究で、小児および成人で彼らの喘息が適切に、特にコルチコステロイド療法により、処置されなければ、喘息は肺機能の不可逆的悪化に至る可能性があることが見出された。
他のタイプの線維症としては、膵臓および肺の嚢胞性線維症、注射線維症、心内膜心筋線維症、縦隔線維症、骨髄線維症、腹膜後線維症、および腎性全身性線維症が挙げられるが、これらに限定されない。
4.1.主要な危険因子
4.1.1.喫煙
線維症性気道疾患に対して多数の危険因子が同定されているが(それらの幾つかはその因果関係において重要な役割を果たし得る)、タバコの煙は、COPDの第一の最も重要な原因である。喫煙するタバコの数が多いほど、線維症性気道疾患の発症リスクは高くなる。線維症性気道疾患を発症する人の大多数は喫煙者であり、彼らの肺機能は、非喫煙者の肺機能よりも急速に低下する。
この希少な遺伝性症状は、肺における重要なアンチプロテアーゼ防御系の1つの完全な欠如をもたらす。それは、人口の1:4000が罹患する劣性障害である。アルファ−1アンチトリプシン欠乏症の患者は、20〜40歳の間の若年期に気腫を発症するリスクがあり、多くの場合この疾患の明確な家族歴を有する。この欠乏症および気腫を有する患者は、各親から1つの異常な遺伝子を受け継ぎ、いわば両親はこの遺伝子の保持者である。そのような両親は、血中に正常レベルの半分のアンチトリプシンを有し、それは、気腫の発症を防御するのに十分であり得る。同様に、アルファ−1アンチトリプシン欠乏症患者の小児は全て、1つの異常な遺伝子を保有するが、発症しないであろう。アルファ−1アンチトリプシン欠乏症の2つの一般的形態は、アルファ−1アンチトリプシンをコードする遺伝子の点突然変異から生じる。
4.2.1.環境汚染
線維症性気道疾患が大気汚染によって増悪し得るという強力な証拠が存在するが、線維症性気道疾患の疫学における汚染の役割は、喫煙の役割と比較すると小さい。石炭および石油化石燃料の燃焼によって生成される重い粒子物質、炭素、および二酸化硫黄を含む大気汚染は、線維症性気道疾患の発症の重要な原因または補因子である。これらは、主として乗り物の排気ガスに由来し、光化学汚染物質、例えばオゾンは、非難されるべきである。特に女性にとって、発展途上国において、換気の悪い家庭での料理および暖房のために燃焼されるバイオマス燃料由来の室内の空気汚染は、線維症性気道疾患、例えばCOPDの重要な危険因子であり得る。
労働者が石炭、シリカおよび陽イオンに暴露される幾つかの職業、例えば鉱夫、織物職人およびセメント作業員は、線維症性気道疾患のリスク増大と関係する。1950年代以来、カドミウム、重金属、および溶接の煙への暴露は、気腫の原因と認識されている。
生後1年目の胸部感染、例えば肺炎および細気管支炎は、後の人生におけるCOPD発症の素因となり得る。これは、若年成人に肺の成長が終了するまで誕生時の呼吸器系の不完全な発育の結果であり得る。発育中の肺が損傷を受けると、最大の潜在的肺機能が達成されず、若年期にCOPDの症状を発症する。
肺線維症などの線維性気道疾患の因果において役割を果たし、そして/またはこの疾患の初期症状として働く他の危険因子としては、過敏症肺炎(最も多くは細菌、真菌、または動物生成物が混入した埃の吸引からもたらされる)、幾つかの典型的な結合組織疾患(例えば関節リウマチ、全身エリテマトーデス(SLE)および強皮症)、結合組織と関係する他の疾患(例えばサルコイドーシスおよびウェゲナー肉芽腫)、感染、特定の医薬(例えばアミオダロン、ブレオマイシン、ブスルファン、メトトレキサート、およびニトロフラントイン)、および胸部放射線療法が挙げられる。
線維症性疾患の処置に現在用いられている治療薬は、参照により本明細書に組み入れられる、Datta et al., British Journal of Pharmacology, 163: 141−172, 2011に開示される。そのような治療薬の非限定的例としては、精製ウシV型コラーゲン(例えばIW−001;ImmuneWorks;United Therapeutics)、IL−3受容体拮抗薬(例えばQAX576;Novartis)、タンパク質チロシンキナーゼ阻害剤(例えばイマチニブ(Gleevec(登録商標));Craig Daniels/Novartis)、内皮受容体拮抗薬(例えばACT−064992(マシテンタン);Actelion)、二重エンドセリン受容体拮抗薬(例えばボセンタン(Tracleer(登録商標));Actelion)、プロスタサイクリン類似体(吸入イロプロスト、例えば(Ventavis(登録商標));Actelion)、抗CTGFモノクローナル抗体(例えばFG−3019)、エンドセリン受容体拮抗薬(A−選択性)(例えばアンブリセタン(Letairis(登録商標))、Gilead)、AB0024(Arresto)、リシルオキシダーゼ様2(LOXL2)モノクローナル抗体(例えばGS−6624(以前はAB0024);Gilead)、c−Jun N−末端キナーゼ(JNK)阻害剤(例えばCC−930;Celgene)、ピルフェニドン(例えばEsbriet(登録商標)(InterMune)、Pirespa(登録商標)(塩野義))、IFN−γ1b(例えばActimmune(登録商標);InterMune)、3つのTGF−βアイソフォーム全てに対する汎中和IgG4ヒト抗体(例えばGC1008;Genzyme)、TGF−β活性化阻害剤(例えばStromedix(STX−100))、組換えヒトペントラキシン−2タンパク質(rhPTX−2)(例えばPRM151;Promedior)、二重特異性IL4/IL13抗体(例えばSAR156597;Sanofi)、インテグリンαvβ6を標的とするヒト化モノクローナル抗体(BIBF 1120;Boehringer Ingelheim)、N−アセチルシステイン(Zambon SpA)、シルデナフィル(Viagra(登録商標)))、TNF拮抗薬(例えばエタネルセプト(Enbrel(登録商標));Pfizer)、グルココルチコイド(例えばプレドニゾン、ブデソニド、モメタゾンフランカルボン酸エステル、フルチカゾンプロピオン酸エステル、およびフルチカゾンフランカルボン酸エステル)、気管支拡張剤(例えばロイコトリエン変性剤(例えば(モンテルカスト(SINGUAIR(登録商標)))、抗コリン作動性気管支拡張剤(例えばイプラトロピウムブロミドおよびチオトロピウム)、短期作用性β2−作動薬(例えばイソエタリンメシレート(Bronkometer(登録商標))、アドレナリン、サルブタノール/アルブテロール、およびテルブタリン)、長期作用性β2−作動薬(例えばサルメテロール、フォルモテロール、インデカテロール(Onbrez(登録商標))、および非限定的にSYMBICORT(登録商標)(ブデソニドおよびフォルモテロールの両方を含む)を含む気管支拡張剤の組み合わせ、コルチコステロイド(例えばプレドニゾン、ブデソニド、モメタゾンフランカルボン酸エステル)、メチル化キサンチンおよびその誘導体(例えばカフェイン、アミノフィリン、IBMX、パラキサンチン、ペントキシフィリン、テオブロミン、およびテオフィリン)、好中球エラスターゼ阻害剤(例えばONO−5046、MR−889、L−694,458、CE−1037、GW−311616、およびTEI−8362、ならびに遷移状態阻害剤、例えばONO−6818、AE−3763、FK−706、ICI−200,880、ZD−0892およびZD−8321)、ホスホジエステラーゼ阻害剤(例えばロフルミラスト(DAXAS(登録商標);Daliresp(登録商標))、およびシロミラスト(Ariflo(登録商標)、SB−207499))が挙げられるが、これらに限定されない。
キナーゼは、リン酸ドナー(通常はアデノシン−5’−三リン酸(ATP))から受容体基質へのホスホリル転移反応を触媒する遍在的酵素群である。全てのキナーゼは、本質的に同じホスホリル転移反応を触媒するが、それらは、その基質特異性、構造、およびそれらが参加する経路において著しい多様性を示す。全ての利用可能なキナーゼ配列(およそ60,000配列)の近年の分類は、キナーゼが、相同的な(共通の祖先に由来することを意味する)タンパク質の25のファミリーに群分けし得ることを示している。これらのキナーゼファミリーは、構造的折り畳みの類似性に基づいて12の折り畳み群に分類される。さらに、25ファミリーのうち22(全配列のおよそ98.8%)が、構造的折り畳みが既知である10の折り畳み群に属している。他の3つのファミリーのうち、リン酸キナーゼは別個の折り畳み群を形成し、残り2つのファミリーは両方とも膜内在キナーゼであり、最後の折り畳み群を含む。これらの折り畳み群は、最も広範囲に認められるタンパク質折り畳みの幾つか、例えばロスマン様折畳み(トポロジー順序β−α−β−α−βで2つのαヘリックスによって連結される3つ以上のパラレルβ鎖)、フェレドキシン様折畳み(シグネイチャーβαββαβ二次構造をその骨格に沿って有する一般的なα+βタンパク質)、TIMバレル折り畳み(ペプチド骨格に沿って交互に入れ替わる8つのαヘリックスおよび8つのパラレルβ鎖からなる保存されたタンパク質折り畳みを意味する)、およびアンチパラレルβバレル折り畳み(ベータバレルは、ツイストおよびコイルにより閉鎖構造を形成する大きなベータシートであり、第一の鎖が最後の鎖と水素結合する)を含むだけでなく、タンパク質構造の全ての主要なクラス(全てα、全てβ、α+β、α/β)を含む。折り畳み群の中で、各ファミリーのヌクレオチド結合ドメインのコアは同じ構造様式を有し、タンパク質コアのトポロジーは同一であるか、または環の並べ替えによって関連している。折り畳み群内のファミリー間の相同性は意味しない。
MAPK活性化プロテインキナーゼ(MAP−KAPK)の異なる群が、有糸分裂促進プロテインキナーゼ(MAPK)の下流で規定されてきた。これらの酵素は、MAPKの直接的基質ではない標的タンパク質にシグナルを伝達し、それゆえMAPKカスケードによるリン酸化依存性シグナル伝達を多様な細胞機能に中継するように働く。これらの群の1つは、3つのMAPKAPK:即ち、MK2、MK3(3pKとしても公知)およびMK5(PRAKとも称される)によって形成される。有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(「MAPKAPK2」、「MAPKAP−K2」または「MK2」とも称される)は、セリン/トレオニン(Ser/Thr)プロテインキナーゼファミリーのキナーゼである。MK2は、MK3に対して高度に相同である(およそ75%のアミノ酸同一性)。MK2およびMK3のキナーゼドメインは、カルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ(CaMK)、ホスホリラーゼbキナーゼ、およびリボソームS6キナーゼ(RSK)アイソフォームのC−末端キナーゼドメイン(CTKD)と最も類似する(約35%〜40%同一)。mk2遺伝子は、2つの選択的にスプライスされる転写産物の370アミノ酸(MK2A)および400アミノ酸(MK2B)をコードする。mk3遺伝子は、382アミノ酸の1つの転写産物をコードする。MK2およびMK3タンパク質は高度に相同であるが、MK2Aはより短いC−末端領域を有する。MK2BのC−末端は、より短いMK2Aアイソフォームには存在しない、二つの部分に分かれる機能的な核局在化配列(NLS)(Lys−Lys−Xaa10−Lys−Arg−Arg−Lys−Lys;SEQ ID NO:23)を有しており、選択的スプライシングがMK2アイソフォームの細胞内局在化を決定することを示している。MK3は、類似の核局在化配列を有する。MK2BおよびMK3の両方で見出されるこの核局在化配列は、p38αおよびp38βと、MK2BおよびMK3との特異的な相互作用を媒介することが複数の研究によって示されたDドメイン(Leu−Leu−Lys−Arg−Arg−Lys−Lys;SEQ ID NO:24)を包含する。MK2BおよびMK3はまた、NLSおよびDドメインに対してN−末端に位置する機能的な核外移送シグナル(NES)を有する。MK2B中のNESは、刺激に続く核外移送(レプトマイシンBによって阻害され得る過程)を惹起するのに十分である。MK2およびMK3の触媒ドメインに対してN−末端の配列は、プロリンに富み、1つ(MK3)または2つ(MK2)の推定Src相同性3(SH3)ドメイン−結合部位を含み、複数の研究で、MK2がインビトロでc−Ab1のSH3ドメインへの結合を媒介することが示された。近年の研究は、このドメインがMK2媒介性の細胞遊走に関与することを示唆する。
p38αおよびp38βの様々なアクチベーターが、MK2およびMK3活性を強力に刺激する。p38は、4つのプロリン指定部位(Thr25、Thr222、Ser272およびThr334)でMK2のインビトロおよびインビボリン酸化を媒介する。これらの部位のうち、Thr25のみがMK3で保存されていない。理論に拘束されるわけではないが、リン酸化Thr25の機能は不明であるが、2つのSH3ドメイン結合部位の間でのその位置は、それがタンパク質−タンパク質相互反応を調節する可能性があることを示唆している。MK2中のThr222(MK3ではThr201)は、キナーゼドメインの活性化ループ内に存在し、MK2およびMK3キナーゼ活性のために必須であることが示された。MK2中のThr334(MK3ではThr313)は、触媒ドメインに対してC−末端に位置し、キナーゼ活性に必須である。MK2の結晶構造が解明されており、理論に拘束されるわけではないが、Thr334のリン酸化がMK2の核内外移送のスイッチとして働き得ることを示唆する。Thr334のリン酸化はまた、触媒ドメインへのMK2のC−末端の結合を弱めるかまたは妨害して、NESを露出させて核外移送を促進できる。
さらに別の研究によって、小さな熱ショックタンパク質HSPB1(熱ショックタンパク質27またはHsp27としても公知)、リンパ球特異性タンパク質LSP−1、およびビメンチンがMK2によってリン酸化されることが示された。HSPB1は大きなオリゴマーを形成するため特に興味深く、それは分子シャペロンとして機能し、細胞を熱ショックおよび酸化ストレスから保護する可能性がある。リン酸化されると、HSPB1は大きなオリゴマーを形成するその能力を失い、アクチン重合を阻止できず、このことは、HSPB1のMK2媒介リン酸化が、アクチンの動力学の調節を目的とする恒常性維持機能に役立ち、さもなければストレス時に脱安定化されるであろうことを示唆している。
MK2ノックアウトマウスまたはMK2欠損細胞を用いた過去の研究では、MK2がそのmRNAの翻訳速度を高めることによってTNF−α、IL−1およびIL−6を含む炎症性サイトカインの生成を増加させることが示された。TNF−αの転写、プロセシング、および放出における有意な減少は、MK2欠損マウスでは検出され得なかった。p38経路はmRNA安定性の調節に重要な役割を果たすことが知られており、MK2は、それによってp38がこの機能を媒介するおそらく標的である。MK2欠損マウスを利用する研究で、MK2の触媒活性がサイトカイン生成および遊走への影響に必要であることが示され、理論に拘束されるわけではないが、MK2は、mRNA安定性に関与する標的をリン酸化することが示唆される。これと一致して、MK2は、異種の核リボヌクレオタンパク質(hnRNP)A0、トリステトラプロリン、ポリ(A)−結合タンパク質PABP1、およびHuR(RNA結合タンパク質のelav(ドロソフィラ・メラノガスターでの胚致死性異常の視覚(embryonic−lethal abnormal visual in Drosophila melanogaster)ファミリーの遍在的に発現されるメンバー)に結合および/またはこれらをリン酸化することが示された。これらの基質は、その3’−非翻訳領域に高AU要素を含むmRNAに結合またはそれらと共精製されることが知られており、MK2がTNF−αなどの高AU mRNAの安定性を調節し得ることが示唆される。現在、MK3が類似の機能を果たすか否かは不明であるが、MK2欠損線維芽細胞のLPS処置はhnRNP A0のリン酸化を完全に消失させるため、MK3がMK2の欠損を補填し得ないことが示唆される。
核内MK2は、多くのMKと同様に、cAMP応答配列結合(CREB)、血清応答因子(SRF)、および転写因子ER81のリン酸化に寄与する。野生型細胞およびMK2欠損細胞の比較によって、MK2がストレスによって誘発される主要なSRFキナーゼであることが明らかになり、ストレス媒介性の即時初期応答におけるMK2の役割が示唆される。MK2およびMK3の両方が、インビボで塩基性ヘリックス−ループ−ヘリックス転写因子E47と相互作用し、インビトロでE47をリン酸化する。E47のMK2媒介リン酸化はE47の転写活性を抑制しそれによってE47依存性遺伝子発現を阻害することが見出されており、MK2およびMK3が組織特異性遺伝子発現および細胞分化を調節し得ることが示唆される。
幾つかの生物学的過程におけるMK2およびMK3の多様な機能を反映して、幾つかの他のMK2およびMK3の基質もまた同定されている。足場となるタンパク質14−3−3ζは、生理学的なMK2基質である。複数の研究から、14−3−3ζがプロテインキナーゼ、ホスファターゼ、および転写因子を含む細胞シグナル伝達経路の多数の成分と相互作用することが示される。また別の研究では、Ser58上での14−3−3ζのMK2媒介リン酸化がその結合活性を損なうことが示され、MK2が、通常は14−3−3ζによって調節される幾つかのシグナル伝達分子の調節に影響を及ぼし得ることが示唆される。
真核細胞のプロテインキナーゼは、それらの触媒ドメインのおかげで関係する相同性タンパク質の最大のスーパーファミリーの1つを構成する。最も関係の深いプロテインキナーゼは、セリン/トレオニンリン酸化またはチロシンリン酸化のいずれかに特異的である。プロテインキナーゼは、細胞外刺激に対する細胞応答で不可欠の役割を果たす。したがって、プロテインキナーゼの刺激は、シグナル伝達系における最も一般的な活性化メカニズムの1つと考えられる。多くの基質が多数のプロテインキナーゼによってリン酸化を受けることが知られており、様々なプロテインキナーゼの触媒ドメインの一次配列に関するかなり多くの情報が発表されている。これらの配列は、ATP結合、触媒、および構造的完全性の維持に関与する多数の残基を共有する。ほとんどのプロテインキナーゼは、よく保存された30〜32kDaの触媒ドメインを有する。
酵素阻害剤は酵素と結合し、それによって酵素活性を低下させる分子である。阻害剤の結合は、基質の酵素活性部位への侵入を停止させ、そして/または酵素がその反応を触媒するのを妨害できる。阻害剤の結合は、不可逆性または可逆性である。不可逆的阻害剤は通常、酵素と反応し、酵素がもはやその反応を触媒できないようにその酵素を化学的に変化させる(例えば、酵素活性に必要とされる重要なアミノ酸残基を修飾することによって)。対照的に、可逆性阻害剤は非共有結合によって結合し、これらの阻害剤が酵素、酵素−基質複合体、またはその両方を結合するか否かに応じて異なるタイプの阻害が生成される。
ペプチドは、2つ以上のアミノ酸の鎖で構成され、それによって鎖の中の1つのアミノ酸のカルボキシル基がペプチド結合を介して他のアミノ酸のアミノ基と連結された化合物である。ペプチドは、とりわけタンパク質の構造および機能の研究で用いられてきた。合成ペプチドは、とりわけタンパク質−ペプチド相互作用が生じる場所を知るプローブとして用いられる。阻害性ペプチドは、とりわけプロテインキナーゼ、癌タンパク質および他の障害の阻害に及ぼすペプチドの影響を調べるために臨床研究で用いられる。
細胞貫通ペプチド(CPP)は、哺乳動物細胞の形質膜を貫通し、膜を横断して多くのタイプおよび分子量の化合物を輸送し得るペプチドの一クラスである。これらの化合物には、タンパク質、DNA、コンジュゲートペプチド、オリゴヌクレオチドなどのエフェクター分子、およびリポソームなどの小粒子が含まれる。CPPが、他のタンパク質へと化学的に連結または融合された場合、生じる融合タンパク質は、なおも細胞に侵入できる。形質導入の厳密なメカニズムは不明であるが、これらのタンパク質の内在化は、受容体媒介またはトランスポーター媒介であるとは考えられていない。CPPは一般的に10〜16アミノ酸長であり、例えばアルギニンおよび/またはリジンに富むペプチドなど、それらの組成にしたがって群分けされ得る。
形質導入特性を有するとして記載されるべき第一のタンパク質は、ウイルス起源のものであった。これらのタンパク質はなおも、最も一般的に許容されるCPP作用のモデルである。細胞貫通ペプチドのうち、非限定的にTATペプチドを含む高アルギニン細胞貫通ペプチドが、最も広範囲に研究されている(El−Sayed, A. et al., AAPSJ. 11, 13−22, 2009;Wender, P. et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 60, 452−472, 2008)。
ホメオタンパク質は、形態学的過程に関与する高度に保存されたトランス活性化する転写因子である。それらは、60アミノ酸の特異的配列を介してDNAに結合する。このDNA結合ホメオドメインは、ホメオタンパク質の最も高度に保存された配列である。幾つかのホメオタンパク質がCPP様活性を示すことが記載されており、それらは、細胞型特異性なしにエネルギー非依存的なおよびエンドサイトーシス非依存的な様式で細胞膜を介して効率的に転座できる。
ヒトCPPは、ヒト患者への導入時に潜在的免疫原性問題を回避できる。CPS配列を有するペプチドとしては、Hoxa−5、Hox−A4、Hox−B5、Hox−B6、Hox−B7、HOX−D3、GAX、MOX−2、およびFtzCPPが挙げられる。これらのタンパク質は全て、AntpCPP中で見出される配列を共有する。他のCPPとしては、エネルギー−、受容体−およびエンドサイトーシス−非依存性転座が可能な、Islet−1、インターロイキン−1、腫瘍壊死因子、およびカポジ線維芽細胞増殖因子またはEGF−4シグナルペプチド由来の疎水性配列が挙げられる。未確定CPPには、線維芽細胞増殖因子(FGF)ファミリーのメンバーが含まれる。
p38MAPKの下流のセリン/トレオニンキナーゼ基質である、有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MAPKAPK2またはMK2)は、瘢痕形成および線維症の合併症である多くの炎症性疾患に関係している(Lopes, L. et al., Biochem Biophys Res Commun., 382(3):535−9, 2009)。これらの疾患としては、癌、内膜過形成、器官線維症、腹部癒着、炎症性腸疾患、および慢性関節リウマチが挙げられるが、これらに限定されない。特発性肺線維症(IPE)に加えて、炎症および線維症を伴い肺に影響を及ぼす他の疾患としては、急性肺損傷(ALI)、臓器移植片拒絶(肺の移植片では、IPFの後期処置でもある)、敗血症に続発する臓器不全、急性肺不全、強皮症などの自己免疫障害、および慢性閉塞性肺疾患(COPD)が挙げられる。
一態様によれば、記載された本発明は、抗CD44抗体の治療量を含む抗体成分;およびアミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のMK2阻害剤(MK2i)ポリペプチドまたはアミノ酸配列KALARQLAVA(SEQ ID NO:8)のポリペプチド、アミノ酸配列KALARQLGVA(SEQ ID NO:9)のポリペプチドおよびアミノ酸配列KALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のポリペプチドから選択されるその治療ドメインと機能的に等しい少なくとも1つのペプチド、またはその機能的均等物の治療量、および薬学的に許容し得る担体を含むMK2阻害剤(MK2i)成分、を含む組成物を投与することを含む、肺移植後の肺移植片機能不全を低減する方法であって;組成物が肺移植片機能不全の少なくとも1つの病理生物学的作用を相乗的に減少させるのに効果的である、方法を提供する。一実施形態によれば、肺移植片機能不全は、通常の健常対照群の対象の組織における有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の活性と比較して、組織内の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の異常な活性を特徴とする。別の実施形態によれば、肺移植片機能不全は、原発性の移植片機能不全である。別の実施形態によれば、肺移植片機能不全は、慢性の肺移植片機能不全である。別の実施形態によれば、組成物の抗CD44抗体成分の投与は、全身性である。別の実施形態によれば、MK2i成分の投与は、全身性であるかまたは吸入による。別の実施形態によれば、移植片機能不全は、炎症を特徴とする。別の実施形態によれば、組成物は、(i)TGFβ、CCL2、ヒアルロン酸、およびMMP9のうちの少なくとも1つをモジュレートすること;(ii)TNFα、IL6またはそれらの組み合わせの血漿レベルを低下させること;(iii)α平滑筋アクチンの発現を低減すること;(iiv)TGFβ誘導性の筋線維芽細胞活性化を予防すること;(v)線維芽細胞侵襲を阻害すること、またはそれらの組み合わせを行うことにおいて、対照と比較して効果的である。別の実施形態によれば、ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物は、アミノ酸配列FAKLAARLYRKALARQLGVAA(SEQ ID NO:3)のものである。別の実施形態によれば、ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物は、アミノ酸配列KAFAKLAARLYRKALARQLGVAA(SEQ ID NO:4)のものである。別の実施形態によれば、ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物は、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLAVA(SEQ ID NO:5)のものである。別の実施形態によれば、ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物は、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVA(SEQ ID NO:6)のものである。別の実施形態によれば、ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物は、アミノ酸配列HRRIKAWLKKIKALARQLGVAA(SEQ ID NO:7)のものである。別の実施形態によれば、担体は、制御放出性担体、遅延放出性担体、持続放出性担体、および長期放出性担体からなる群から選択される。別の実施形態によれば、医薬組成物のMK2i成分は、乾燥粉末の形態である。別の実施形態によれば、乾燥粉末は、空気力学的質量中央径(MMAD)が1〜5ミクロンの微粒子を含む。別の実施形態によれば、医薬組成物のMK2i成分の治療量の投与は、吸入装置による。別の実施形態によれば、吸入装置は、ネブライザーである。別の実施形態によれば、吸入装置は、計量吸入装置(MDI)である。別の実施形態によれば、吸入装置は、乾燥粉末吸入装置(DPI)である。別の実施形態によれば、吸入装置は、乾燥粉末ネブライザーである。
記載された本発明は、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(MMI−0100;SEQ ID NO:1)を有するポリペプチドまたはその機能的均等物を含む組成物の治療量を投与することを含む、それを必要とする対象における肺線維症を処置するための組成物および方法を提供する。
本明細書で用いられる用語「気道」は、それを通して空気が体に侵入し、体を離れる通路を指す。肺の気道は、空気が呼吸時に通過する呼吸管部分を含む。
一態様によれば、記載された本発明は、対象の組織における異常な線維芽細胞増殖および細胞外マトリックスの沈着を特徴とする疾患、状態、または過程の処置で使用するための医薬組成物であって、
アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のポリペプチドまたはその機能的均等物の治療量と、医薬的に許容し得るその担体と、を含み、
治療量が、対象の組織における線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着を減少させるのに効果的である、
組成物を提供する。
別の態様によれば、記載された本発明は、対象の組織における異常な線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着を特徴とする疾患、状態または過程を処置する方法であって、
アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のポリペプチドまたはその機能的均等物の治療量と、医薬的に許容し得るその担体と、を含む医薬組成物を、対象に投与することを含み、
治療量が、対象の組織における線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着を減少させるのに効果的である、
方法を提供する。
別の態様によれば、記載された本発明は、対象の組織における異常な線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着を特徴とする疾患、状態または過程を処置する系であって、
医薬組成物が、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のポリペプチドまたはその機能的均等物の治療量と、医薬的に許容し得るその担体と、を含み、
治療量が、対象の組織における線維芽細胞増殖および細胞外マトリックスの沈着を減少させるのに効果的である、
系を提供する。
以下の実施例は、記載された本発明の実施および使用の方法の完全な開示および記載を当業者に提供するために示されるものであり、本発明者らが本発明者らの発明とみなすものの範囲を制限しようとするものでもなく、また下記の実験が全てであること、あるいは実施された実験に過ぎないことを表すものでもない。使用する数値(例えば数、温度など)に関して正確さを確保するために努力を払ったが、若干の実験誤差および偏差が考慮されなければならない。他に断りがなければ、部および重量部であり、分子量は平均分子量であり、温度は摂氏であり、圧は大気圧または大気圧近辺である。
MMI−0100の創薬
MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)の優良医薬品製造基準(GMP)による製造のために、機械的撹拌装置を備えた50Lのガラス製固相反応合成容器中に、Fmoc−Ala−Wang樹脂およそ1kgを移す。この樹脂をジメチルホルミド(DMF)中で2時間以上(NLT)膨潤させた後、DMFを排出する。その後、樹脂ビーズをDMFの連続すすぎにより洗浄する。N−末端保護基(即ち、Fmoc)を、DMF中の20%ピペリジンで処置することによって除去し(脱ブロックのステップ)、この樹脂をDMFで洗浄する。配列中の次のアミノ酸を、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)およびジイソプロピルカルボジイミド(DIC)の存在下でカップリングさせる。一般に、合成スケールに対しFmoc−アミノ酸(Fmoc−AA)2.5〜3.5モル等量を、カップリングに用いる。Fmoc−AAをDMF中に溶解し、HOBtおよびDICの添加によって活性化させる。各カップリングの終了は、ニンヒドリン試験によってモニタリングする。カップリングが不完全である場合、同じアミノ酸による第二のカップリングを、対称無水物法を用いて実施する。一般に、合成スケールに対しFmoc−AA 3.0〜6.0モル等量をカップリングに用いる。Fmoc−AAをジクロロメタン(DCM)および最小容量のDMF中で溶解し、Fmoc−AA/DICモル比=1.0/0.5でDICを添加することにより活性化させる。完全なペプチド配列が完成したら、ペプチド樹脂をDMFおよびMeOHの連続洗浄で徹底してすすぐ。その後、この樹脂をNLT3時間、真空乾燥させる。全乾燥ペプチド樹脂の典型的な回収量はおよそ2800グラムであり、これは約65%のペプチド樹脂収率を表す。
IC50値は、1/2対数稀釈の10点曲線から推定した。ペプチドをジメチルスルホキシド(DMSO)中に供給した。具体的には、ヒト組換えMK2(h)(5〜10mU)を、50mM 3−グリセロリン酸ナトリウム(pH=7.5)、0.1mM EGTA、30μM 基質ペプチド(KKLNRTLSVA(SEQ ID NO:21))、10mM酢酸マグネシウム、および90μM γ−33P−ATP(最終容量25μL)と共に室温で40分間インキュベートした。その後、反応を3%リン酸で停止させた。この混合物10μLをP30フィルターマットにスポットし、75mMリン酸で5分間3回、およびメタノールで1回洗浄した。最後にこの膜を乾燥させ、シンチレーションカウンターを用いた。ATPに対する見かけのKmの15μM以内のATP濃度を選択したが、それはHayessおよびBenndorf(Biochem Pharmacol, 1997, 53(9): 1239−47)が、彼らの本来の阻害剤ペプチド(即ち、ペプチドKKKALNRQLGVAA;SEQ ID NO:22)のメカニズムはATP結合と拮抗しないことを示したからである。
マウスの肺線維症モデルを、C57BL/6マウスへの0.025Uブレオマイシン/PBSの気管内投与によって作製した。MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)またはMMI−0200(YARAAARQARAKALNRQLGVA;SEQ ID NO:19)(1日あたり50μg/kg、75μg/kg、および100μg/kgの投薬量)を、ブレオマイシン傷害後7日目に開始するか(炎症後/線維化前の分析用;予防モデル)、またはブレオマイシン傷害後14日目に開始し(線維化後の分析用;治療モデル)、腹腔内または霧状化によりブレオマイシン送達後21日または28日まで毎日投与した。ブレオマイシン送達後21日目(予防モデル)または28日目(治療モデル)に、マウスの群をペントバルビタールナトリウム注射(120mg/kg)で殺処分し、胸腔を開いた。右の主気管支を結紮し、右肺を取り出した。気管にカニューレを挿入し、4%ホルムアルデヒドを21cmの水圧で左肺に灌流させた。その後、組織ブロックをパラフィンに包埋し、4mm切片を染色のために調製した。各動物の切片を細胞の視覚化のためにヘマトキシリンおよびエオジン(H&E)で染色するか、またはコラーゲン沈着を強調するためにマッソントリクローム染色で染色した。インキュベーション後に、切片を0.2%酢酸で洗浄し、95%アルコールに浸漬して脱水し、染色皿中でキシレン(3〜4回)により澄明化した。染色された切片を、ラベル付きガラススライドに有機マウント剤でマウントした。
実施例1.MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)のIC50および特異性
MK2阻害剤ペプチド(MMI−0100;YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1))のIC50(1/2最大阻害濃度)値を、MilliporeのIC50 Profiler Express serviceを用いて決定した。この定量的アッセイは、所与の生物学的過程または過程の成分(即ち、酵素、細胞、または細胞受容体)の50%を阻害するためにどれほど多くの阻害剤が必要とされるか([IC50])を測定する。具体的には、これらのアッセイでは、キナーゼが阻害剤ペプチドによって阻害されない場合、正電荷の基質がATPからの放射性標識リン酸基でリン酸化される。その後、正電荷の基質は、負電荷のフィルター膜に引きつけられ、シンチレーションカウンターで定量され、100%の活性対照と比較される。
幾つかの実施形態によれば、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)およびその機能的均等物は、噴霧乾燥、微粒子化(例えばジェットミル処理)を介する凍結乾燥粉末として、または霧状化用の液体配合剤として配合される。
幾つかの実施形態において、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)およびその機能的均等物の調製には、以下の因子を考慮して噴霧乾燥が利用される:
(a)タンパク質およびペプチドは変性しやすい(即ち、三次および時には二次構造が破壊されやすい);
(b)この変性は可逆性または不可逆性である可能性があり、様々な条件、例えば温度上昇、温度低下、極端なpH、溶媒の添加、圧力、および剪断変性(これは微粒子化に適用される)によって引き起こされ得る:
(c)変性タンパク質は、より低い活性であり、治療性がなく、時には完全に不活性である;
(d)噴霧乾燥は、これらの非晶質で大きな分子を特定の粒度分布を有する別個の球状粒子にして、プロセッシングパラメータによって制御でき;
噴霧乾燥粒子は、非常に球状でドーナツ形であり、典型的には中空であり、このことは5μmを超える粒子は依然として呼吸可能でありながら肺のクリアランスメカニズムに耐性を有し得ることを意味する;さらに
(e)噴霧乾燥は、賦形剤の有無にかかわらず、一般にタンパク質の安定性を改善する。
先に記載された定義の工程パラメータで2〜3回の噴霧乾燥運転を実施し、エアロゾル性能評価用の材料を製造する。
幾つかの実施形態によれば、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)およびその機能的均等物は、乾燥粉末吸入装置(DPI)を用いて投与され得る。例えば、MicroDose乾燥粉末吸入装置(DPI)は、呼吸により駆動され患者の吸入流速および吸入体積とは無関係に高効率肺送達を達成する、「能動的」な圧駆動エアロゾル発生装置を有する。効率的な肺送達のために40〜60リットル/分(LPM)の規模の気流による強く効果的な吸入を必要とする「受動的」DPIとは異なり、MicroDose DPIは、わずか10LPMから90LPMまでの非常に広い範囲の流速にわたり、同等の性能で効率的な送達が可能なため、MicroDose DPIでは呼吸術は要求されない(図3および4の性能例を参照されたい)。
あるいは、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)およびその機能的均等物は、液体の霧状化を介して送達され得る。過去の前臨床試験で、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)が、動物での使用に適合させたAeroGen(登録商標)ネブライザーシステムを介してげっ歯類に送達され得ることが示された。
有糸分裂促進プロテインキナーゼ(MAPK)活性化プロテインキナーゼ2(MK2)は、p38MAPK−αおよびβによってストレス時に活性化される。p38MAPKのこれらの2つのアイソフォームがMK2のカルボキシ末端の塩基性ドッキングモチーフに結合し、これが次にその調節部位をリン酸化する。活性化の結果、MK2は核から細胞質へ移送され、この区画へ活性p38MAPKを同時に輸送する。MK2はp38MAPKの局在化を安定化させ、分化、遊走およびサイトカイン生成に必須である(Kotlyarov, A., Mol Cell Biol. 22(13): 4827−4835, 2002)。
特発性肺線維症(IPF)の診断基準の1つは、間葉細胞の活性化およびマトリックス(特にコラーゲン)の旺盛な沈着である。生じた肺でのコラーゲン蓄積は、組織学的技術および生化学的技術の両方によって、最も顕著にはヒドロキシプロリンの蓄積から測定できるが、ヒドロキシプロリンはほぼ全てが肺中のコラーゲンに由来し、したがって全肺コラーゲン量の代用物となる(Umezawa H. et al., Cancer, 20(5):891−895, 1967)。
次に、コラーゲン沈着に及ぼすMK2ペプチド阻害剤の増加増加の影響を、特発性肺線維症のブレオマイシンマウスモデル(予防モデル)を用いてインビボで検査した。簡潔に述べると、C57BL/6マウスを0日目にブレオマイシン傷害に供した。7日目に開始し21日目まで連続で、25、50または75μg/kgのMMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)またはMMI−0200(YARAAARQARAKALNRQLGVA;SEQ ID NO:19)をマウスに、毎日腹腔内(IP)注射により投与した。図13に示す通り、マッソン青色トリクローム染色から、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1))で処置されたブレオマイシン傷害マウスの肺におけるコラーゲンレベルの低下が明らかになり、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)が、ブレオマイシン傷害による肺線維症を用量依存的様式で防御し得ることが示唆された。これらのデータから、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)はより高用量であっても、線維症防止化合物としてのその能力を保持することが示唆される。
近年の研究で、ブレオマイシン誘発性線維症におけるTリンパ球の重要な役割が強調された(Wilson, M. et al., The Journal of Experimental Medicine, 207(3): 535−552, 2010)。それゆえ、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)で処置したブレオマイシン損傷マウスにおける脾臓T細胞(全T細胞)の機能的役割を究明するために、自家混成リンパ球反応(MLR)を過去に報告された通り実施した(参照により本明細書に組み入れられるWilkes, D. et al., Journal of Leukocyte Biology, 64(5):578−586, 1998)。具体的には、C57BL/6精製抗原提示細胞のC57BL/6−Tリンパ球増殖誘発能力を、このアッセイで試験した。
図10に示す通り、従来のブレオマイシンモデルは、文献では任意の介入の有効性を検査するために線維化前の病期で広く用いられてきた。MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)の霧状化および全身投与は両方とも、ブレオマイシン誘発性線維症から肺を顕著に防御するため、ブレオマイシン傷害肺の処置におけるMMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)の全身(腹腔内)または局所(霧状化)投与の影響を、さらに線維症後の病期において、薬剤介入を14日目(肺が顕著に線維化される時点)に開始して試験した(図15)(参照により本明細書に組み入れられるPottier, N. et al., American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 176(11): 1098−1107, 2007)。IPF患者の肺が診断時点で既に瘢痕化していることを考慮すると、このモデルで示される瘢痕化肺の救済は、臨床的に意義がある。
先に議論された通り、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)およびその機能的均等物の肺における主要な標的の1つは、MK2キナーゼであり、それは罹患した肺で炎症および線維化応答を誘発する。それゆえ、MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)のインビボにおける効果をさらに立証するために、活性化MK2(ホスホ−Thr334−MAPKAPK2)のレベルを未処置ブレオマイシン傷害マウスおよびMMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)処置マウスで検査した。
MMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)が肺における線維症形成を阻害し得る1つの潜在的メカニズムは、炎症後サイトカインの局所濃度を低下させ、それによって単球動員充および肺マクロファージによる異常な細胞外リモデリング(例えばコラーゲン沈着の増加、細胞接着および遊走の増加、マトリックス分解の減少)を妨害することによる。この可能性を究明するために、炎症促進性サイトカインの生成を阻害するMMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)ペプチドの能力を、腹腔内または液状化によるMMI−0100(YARAAARQARAKALARQLGVAA;SEQ ID NO:1)での処置時にインターロイキン−6(IL−6)および腫瘍壊死因子−アルファ(TNF−α)レベルの変化を測定することによって検査した。
特発性肺線維症(IPF)の診断基準は、線維症病変の筋線維芽細胞の蓄積および多量のアルファ−平滑筋アクチン(α−SMA)(筋線維芽細胞活性化のマーカー)の発現である。さらに、活性化筋線維芽細胞は、肺実質の硬性および肺機能悪化を部分的に担う。
特発性肺線維症(IPF)の主要な診断基準は、極めて多量のマトリックスタンパク質(コラーゲン、フィブロネクチンおよびマトリックスメタロプロテイナーゼを含む)を分泌する活性化筋線維芽細胞と共に、非典型でアポトーシス性の上皮細胞の存在である(Horowitz, J and Thannickal, V., Treatments in Respiratory Medicine, 5(5):325−42, 2006)。正常な創傷治癒過程の下では、一時的足場として臨時のマトリックスが筋線維芽細胞によって形成される。この臨時のマトリックスの収縮が、その後の再上皮形成および最終的な創傷治癒をもたらす。しかし、活性化された筋線維芽細胞がアポトーシスに耐性である場合、生じた極めて多量のコラーゲン沈着は、マトリックスの安定化をもたらす(Tomasek, J. et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology, 3(5): 349−63, 2002)。抑制されない筋線維芽細胞増殖、活性化およびアポトーシス耐性の最終結果は、コラーゲン沈着のために安定化したマトリックスを有する線維症病変であり、したがって最終的には肺構造のねじれをもたらす(Yamashita, C. et al., The American Journal of Pathology, 179(4): 1733−45, 2011)。
重度肺線維症(SPF)および慢性肺移植片機能不全(CLAD)は、避け難い肺機能喪失および診断の3〜5年以内の死亡を特徴とする障害である。IPFは、SFPのうちで最も一般的かつ最も重度である。IPFに加えて、SPFは、結合組織疾患(強皮症、関節リウマチ)または慢性過敏性肺炎との関連性など、他の背景で生じ得る。
PGD HAと関連づけられるHAの高濃度のBALFは、ECMの主要成分である(10、21)。それは、典型的には炎症をダウンレギュレートする正常な生理学的条件下では、高分子量ポリマー(HMW−HA)として存在し得る。しかし、組織の痛苦/傷害の際に、HMW−HAは、低分子量種(LMW−HA)を蓄積させる動的変化を受ける場合もあり、それは慢性炎症を恒久化させ得る(12、23〜25)。PGDの際のこの過程を検証するために、肺移植片機能不全の生物学的メカニズムのIRB認可試験の下で、本発明者らの研究室に送付された上記のコホートからの、LT後最初の24時間以内に回収されたBALF標本を評価した。78のBALF試料(PGDなし20、一過性PGD36、および長期PGD14)を、分析に利用できた。LT後最初の24時間以内に測定されたBALF HA濃度は、長期PGDと有意に関連づけられた(図26)。本発明者らは、本明細書で用いられたELISAがLMW−HAとHMA−HAとを識別し得ないことを認識している。しかし今後提案される研究では、濃縮BALFの寒天ゲル電気泳動を利用して、高および低MW−HAを視覚化および半定量するであろう。それでもなおこれらの知見は、傷害の際にIRIがPGDに至る、高度の炎症環境を誘導するHAの潜在的役割を裏づけている。
HAとCD44との相互作用は、複数の細胞型による潜在性のTGF−β発現を増進することが報告されている(10、21、22)。したがって本発明者らは、Luminexにより、酸性化BALF中の活性TGF−βおよびプロコラーゲンのタンパク質濃度を評価し、HAで認められたものと同じ傾向を見出した(図示しない)。重要なことに、TGF−βは、プロコラーゲン(図示しない)およびMMP−9(図示しない)と相関した。PGD試料中のTGF−βの細胞供給源は、気管支上皮細胞、浸潤している単核細胞および肺胞マクロファージ(AM)であった(CIP 図3A&B)。受容体TGF−β R1は、主に線維芽細胞、浸潤している単核細胞、AMおよび気管支上皮細胞上で発現された(図28C、D、E)。術後0日目のBALF試料中のTGF−βのROC分析から、122pg/mlを超えるTGF−βが、CLAD発症に関して感受性=0.70、特異性=0.78を有し、AUCが0.75であることが実証され、バイオマーカーとしてのTGF−βの潜在的有用性が示唆された。122pg/mlを超えるBALF TGF−βを有し、PGDを伴う、または伴わない患者のいずれも、3年目にCLADを発症する機会が、122pg/ml未満のTGF−βを有する患者の45%と比較して、80%であった。TGF−βは、診断能力に加えて、一実施形態によれば、抗CD44および/またはMK2阻害剤処置による利益を最も受けるLTRを同定するバイオマーカーとしても有用であり得る。これらのデータから、TGF−β下流のシグナル伝達と拮抗し得る薬物を開発することの重要性が強調される。
末梢血から単離されLMW−HAで刺激された単球が、HMW−HAまたは非刺激と比較して、CCL2およびCCR2発現の著しい上昇を示すことが、予備的インビトロ試験で実証されている(図示しない)。これにより本発明者らは、術後0日目のBALF CCL2濃度を評価した。HAと同様に、CCL2の増加が、長期PGDと関連づけられた(図示しない)。CCL2の細胞供給源は、気管支上皮細胞、AMおよび浸潤している単核細胞であった(図29A&B)。CCL2の主要な受容体はCCR2であり、それは気道周辺および間質内の浸潤している単核細胞により発現された(図29C)。このことから、HAが、CLADが起こる領域である気道周辺および間質内でCCR2を発現する単核細胞の動員および滞留に重要な、CCR2/リガンド生物学的軸をアップレギュレートしていることが示唆される。重要なことに、メジアン(1.79ng/ml)よりも大きなBALF CCL2濃度は、メジアン未満のものの5年でのCLAD発症の機会42%に比較して、5年で78%のCLAD発症の機会を有した(図示しない)。まとめると、本発明者らのデータから、LTの24時間以内のHA、TGF−β、MMP−9(潜在性のTGF−βを活性TGF−βに変換することにより)、およびCCL2が、一部には、IRIの間に増進してPGDをもたらす高度の炎症環境を担うことが、示唆される。この炎症環境は、PGDからの回復によって「部分的に」解決するが、その持続はLTRをCLADのリスクにする。
本発明者らは、慢性炎症が、一部には、上皮、単核食細胞および線維芽細胞上でのHAとCD44との相互作用から起こるのではないかと疑っている。しかしHAはまた、CD168などの他のHA結合タンパク質と相互作用する(7、26、27)。重要なことに、CD168を介するHAのシグナル伝達経路は、CD44とは異なっており、p−38経路を含む(28)。p−38シグナル伝達の阻害は、線維芽細胞増殖障害への甚大な影響を有するが、そのインビボでの使用は、肝臓毒性により限定される。MK2はp−38の下流にあり、MK2阻害剤の使用は、肝毒性と関連づけられていない(29)。MK2経路はTGF−βを調節し、炎症および線維症に関係するとされている(29)。重要なことに、ヒトPGDの際に、本発明者らは、上皮、AM、浸潤している単核細胞および線維芽細胞がp−MK2の核および細胞質染色を有し(図示しない)、それがPGDおよびCLADの病原性において役割を担う重要な細胞でのこの経路の活性と一致することを見出した。さらに、ヒト生物学の複雑さを前提とすれば、CLADなどの疾患を予防/処置する最も効果的なアプローチは、複数の経路(例えば、HA−CD44および別のHA−CD168→MK2経路)の標的化を必要とし得る。
動物試験に関しては、本発明者らの予備データの一部は、異所性気管移植片(HTT)モデル(C57BL/6(H−2b)マウス(アロ移植片)およびC57BL/6→C57BL/6マウス(イソ移植片)の上背部に皮下移植されたBALB/c(H−2d)の気管に見出される、最もストリンジェントなMHCクラスI/II不同性(disparate)コンビネーションミスマッチを利用する)で作成されている。
ヒトのデータに基づき、類似の生物学的作用が存在するか否かを決定するために、拒絶の動物モデルを探索した。HTTモデルのアロ移植片は最大の炎症および早期線維性閉塞を有し一方で同系対照は正常であるため、HTTモデルを用いて、14日目の時点を評価した。全移植片ホモジネートを用いて、qPCRにより同系対照に比較して、アロ移植片からのHAシンターゼ−2(HAS−2)(HAの生成を担う(31))、CD44、CD168、MMP−9、CCL2、CCR2、TGF−βおよびMK2の増加が見出された(図30)。7日目のmOLTアロ移植片モデルを用いる確証試験で、CD44が浸潤している単核細胞およびAMにより発現され、p−MK2がリンパ球、単核食細胞および上皮細胞中で見い出されることが実証された(図示しない)。
これらの2つの経路がCLADに関連づけられることを示唆する本発明者らのヒトおよび動物モデルに基づいて、ドナー(−2、−1日目)およびレシピエント(−2、−1、0、1、2、3、4日目)に与えられる抗CD44 AbとMK2iとの組み合わせによるインビボ受動免疫を実施して、肺アロ移植片を5日目に、適切な対照処置マウスに比較して評価した。抗CD44+MK2i処置は、A(3/4)級(重度の血管周辺浸潤)からA(1/2)級(軽度の血管周辺浸潤)へと血管拒絶を劇的に減少させ、ならびにB2R級(上皮細胞損傷を有する高度の浸潤)からB0級(本質的な拒絶なし)へと気道拒絶を劇的に減少させ、拒絶の際のこれらの経路の重要性が確認された(図31)。本発明者らが知る限りにおいて、これは、潜在的にヒトで用いられ得る、他の同時使用される免疫抑制薬を用いずにこの攻撃的ネズミモデル系において拒絶を低減する、移行可能な治療を含む最初の試験であろう。
疾患の病原性におけるヒアルロナンシンターゼ2(HAS2)の役割を特徴づけるために、α−平滑筋アクチン(ASMA)発現細胞へヒトHAS2発現を標的化するトランスジェニックマウス株を作製した。ASMA−HAS2トランスジェニックマウスは正常に発達し、ベースラインにおいて太い気道および血管の周辺のHA増加を示す。ブレオマイシンでの傷害に続いて、これらのマウスは、傷害後の肺間質および肺胞空間の両方において高濃度のHAを蓄積させ、死亡率の著しい上昇を示す(7)。
CD44は遍在的に発現される接着分子であり、細胞動員、遊走、および腫瘍細胞転移において重要な役割を有することが示されている(32)。CD44は主要なHA受容体であり、マクロファージが炎症部位からHAを浄化するために必要である(12)。CD44は、ブレオマイシンによる肺損傷後にアップレギュレートされた(7)。抗CD44中和Abでの2種の処置プロトコルを利用した:予防的に(Abをブレオマイシンの12時間前および5日後のいずれかに腹腔内に与えた)(図33A)または治療的に(ブレオマイシン傷害後7、14、および21日目)(図33B)。肺コラーゲン蓄積は、両方のレジメンでASMA−HAS2トランスジェニックマウスにおいて有意に減少した(図33)。
IPFにおけるMK2の臨床関連性を確認するために、活性化されたMK2の発現を、活性化MK2に対する抗体を用いて、IPFおよび非IPF患者生検からの肺組織外移植片における免疫組織化学検査により分析した。IPFを有さない患者からの生検組織よりも高レベルの活性化MK2が、IPF肺で、具体的には線維芽細胞および上皮において発現された(33)。
先に記載された通り、ブレオマイシン傷害マウスのブレオマイシン損傷後の肺における、活性化MK2の一過性発現を検証した。PBSを注入されたマウスに比較して、ブレオマイシン傷害後7および14日目の活性化MK2の安定な発現が観察された(33)。
先の実施例に記載された通り、肺線維症のこのブレオマイシンモデルを用いて、形成された線維症を処置する、または回復に向かわせることにおけるMK2阻害剤MMI−0100の毎日投与の有効性を検証した。C57B1/6マウスは、気管内ブレオマイシン注入を受け(0.025U;0日目)、その後MMI−0100(37.5μg/kg)を局所(吸入)または全身(腹腔内)経路のいずれかにより投与された。MMI−0100またはPBSは、ブレオマイシン傷害後14日目に開始して14日間毎日投与した。局所送達か全身送達かにかかわらず、線維症の進行は、コラーゲン沈着、筋線維芽細胞分化および活性化MK2発現により測定されるように、MMI−0100により阻害された(33)。
ネズミHTTモデルを用いて得られたこれらのデータから、気道のアロ移植片がHAS−2、CD44およびMK2、ならびに下流の媒介物質、CCR2/リガンド生物学的軸、MMP−9およびTGF−βの発現増加を有することが実証された。mOLTモデルは両方の経路(CD44およびMK2)の阻害に伴う拒絶の低減を示し、これらのカスケードが拒絶に関与し、ヒトにおけるCLADを予防/処置する際の治療選択に変換し得ることが示唆される。
線維芽細胞は、組織のリモデリングを媒介する際の重要なエフェクター細胞である。組織損傷およびリモデリングの部位には、筋線維芽細胞の蓄積も存在する(34)。線維芽細胞がαSMAを発現し収縮機能を呈するために必須である、TGF−β(35、36)およびPDGF(37)などの媒介物質を定義するかなり多くの証拠が得られているが、αSMA発現細胞の制御が組織線維症の慢性化を調節するというインビボでの実証は存在しない。本発明者らは、癌転移モデルに基づき、進行性肺線維症の新規モデルを開発した。HAは、間葉細胞および様々な腫瘍細胞により生成され、その同族細胞表面受容体CD44との相互作用を通して腫瘍転移に寄与することが示唆されている(38、39)。本発明者らは、線維化した線維芽細胞が、進行性線維形成に必須である侵襲性表現型を獲得すること、およびCD44がその過程を調節する上で重大な役割を有すること、を仮定した。線維芽細胞が基底膜構成要素との複合体マトリックスであるMatrigelを自発的に侵襲する能力についてそれらを評価する、アッセイシステムを利用した。このアッセイは、癌細胞の転移能力を分析するために用いられてきた(40)。
本発明者らは、IPFの本質的特色が、マトリックス侵襲を促進する遺伝子プログラムを発達させた侵襲性線維芽細胞表現型の発生であると仮定した。重度で進行性かつ破壊性の線維症であるASMA−HAS2トランスジェニックマウスモデルから得られるデータが、ヒトの肺線維症に関連するか否かを決定するために、本発明者らは、IPFの患者から原発性肺線維芽細胞を単離して、それらの侵襲能力を分析した。本発明者らは、正常な肺組織から単離された線維芽細胞と比較して、IPFの線維芽細胞の侵襲能力が著しく高いことを見出した(図34)。
抗CD44遮断抗体またはアイソタイプ適合対照を、肺損傷時に全身投与した。本発明者らは、肺コラーゲン蓄積が、抗CD44 Abの存在下でASMA−HAS2トランスジェニックマウスにおいて有意に減少したことを見出した(図35)。
本発明者らは、IPF線維芽細胞を、ヒトCD44(Hoffman LaRocheにより提供)を認識する抗CD44 Abで処置して、浸潤の著しい減少を実証した(図36)。これらのデータは、間断のない肺線維症が、HAおよびCD44によって調節されるマトリックス侵襲線維芽細胞表現型に依存することを示唆する。
線維芽細胞侵襲におけるCD44の役割を決定するために、本発明者らは、ブレオマイシン処置後のCD44ヌルマウスから単離された線維芽細胞の侵襲能力を調べ、侵襲能力の損傷を見出した(図示しない)。類似の結果が、ASMA−HAS2+/CD44−/−マウスから単離された線維芽細胞から見出された(図37A)。さらにブレオマイシンでチャレンジされた野生型C57Bl/6Jマウスから単離された線維芽細胞を抗CD44 Abで処置すると、線維芽細胞浸潤が鈍化した(図37B)。
線維芽細胞侵襲におけるMK2の役割を決定するために、本発明者らは、WTまたはASMA−HAS2のいずれかからの線維芽細胞をMK2阻害剤(MK2iまたはMMI−0100)で処置した。MK2iは、8μmで線維芽細胞侵襲を有意に減少させた(図41)。
MK2阻害剤(MK2i)は、IPF線維芽細胞の侵襲能力を阻害できた(図39)。
A)浸潤性表現型におけるCD44の役割を決定する:ヒト線維芽細胞を、IPFおよびCLADの患者から単離し、Matrigel侵襲アッセイを実施する。IPF線維芽細胞は、本発明者らが既に所有しており(7、41)、より多くを、外科的肺生検時、または移植の際の肺外移植片のいずれかから得られる。CLAD患者からの線維芽細胞は、過去に記載された通り(42)BALFから得られ、およびCLADの再移植の際に肺外移植片から得られる。ヒト化抗CD44 Abおよびアイソタイプ対照Abを培養物に添加し(上のチャンバー)、線維芽細胞の侵襲を評価する。Abの様々な用量および処置のタイミングをテストして、最適なAb用量および期間を見出す。
肺線維症が上皮間葉障害であることは、現在の定説で示唆されている(18)。上皮細胞が損傷されるとサイトカインおよび他の物質がBAL液に放出されることは、公知である。しかし、損傷された上皮細胞が線維芽細胞および筋線維芽細胞をどのようにして活性化するかについては、ほとんど知られていない。近年の研究から、損傷した上皮細胞が、線維芽細胞を活性化してマトリックスを生成する因子を産生し、進行性肺線維症に寄与し得る破壊的エフェクター機能を潜在的に生じることが示唆された(45)。損傷された腎臓上皮細胞は、TGF−βを含むエキソソームも放出して、線維芽細胞活性化を誘導し得る(46)。電子顕微鏡による初期の古典的な研究から、AEC1細胞は線維芽細胞との接触を有さないが、AEC2細胞は足突起を通して線維芽細胞と相互作用することが明らかとなった(47)。肺が損傷されると、より断続的な基底膜と関連して、上皮−間質細胞接触が増加したことから(47)、一過性の細胞接触の増加がAEC2の完全性および分化に関与する直接的な細胞間シグナルを反映すること、そしてこれが線維芽細胞の活性化のための一手段も提供し得ることが示唆された。損傷された上皮を「和らげること」または「滑らかにすること」ができる薬物を同定することが、この分野における大きな躍進となろう。
損傷された原発性AEC2細胞が線維芽細胞を活性化し得るか否かを決定するために、共培養系が近年になり開発された。最初の実験は、トランスウェルアッセイシステムを用いて実施され、そこでは原発性AEC2細胞をブレオマイシン処置された/処置されていないマウスから単離して(7日目)トランスウェルの上のチャンバーに播種し、WTマウス由来の原発性肺線維芽細胞を下のチャンバーに播種した。損傷されたAEC2は、α−SMA、コラーゲンI、およびフィブロネクチンタンパク質の発現増加により測定されるように、線維芽細胞を活性化できた(図15)。これらのデータは、損傷された腎上皮細胞が、線維芽細胞を活性化するTGF−β含有エキソソームの生成数を増加させる、という近年の報告と一致する(46)。この活性化因子は、未知であるが、このアッセイシステムは、着実である。
マウスにおいてAEC2細胞が幹細胞であることが近年になり実証され、ヒトAEC2細胞を単離するフローソーティングアプローチが開発されており、それが利用されるであろう(46)。
トランスウェル共培養実験では、AEC2細胞を下のチャンバーの線維芽細胞を含むトランスウェル挿入物に播種する。MK2iを、上皮細胞と線維芽細胞の共培養の24時間後に、下のチャンバーに添加する。実験の終了時に、上のチャンバーを取り出し、上清および線維芽細胞を分析用に採取する。マトリックス分子(Col1、ヒアルロナンおよびFN)は、ウェスタンブロットおよび/またはELISAで測定し、筋線維芽細胞分化は、α−SMA免疫蛍光染色およびウェスタンブロットで評価する。
***
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕a.抗CD44抗体の治療量を含む抗体成分と、
b.アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のMK2阻害剤(MK2i)ポリペプチド、またはアミノ酸配列KALARQLAVA(SEQ ID NO:8)のポリペプチド、アミノ酸配列KALARQLGVA(SEQ ID NO:9)のポリペプチドおよびアミノ酸配列KALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のポリペプチドから選択される、その治療ドメインと機能的に等しい少なくとも1つのペプチド、またはその機能的均等物の治療量、および薬学的に許容し得る担体を含むMK2阻害剤(MK2i)成分と、
を含む組成物を投与することを含む、肺移植後の肺移植片機能不全を低減する方法であって、
前記組成物が、前記肺移植片機能不全の少なくとも1つの病理生物学的作用を相乗的に減少させるのに効果的である、方法。
〔2〕前記肺移植片機能不全が、正常な健常対照の対象の組織中の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の活性と比較して、組織中の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の異常な活性を特徴とする、前記〔1〕に記載の方法。
〔3〕前記肺移植片機能不全が、原発性の移植片機能不全である、前記〔1〕に記載の方法。
〔4〕前記肺移植片機能不全が、慢性の肺移植片機能不全である、前記〔1〕に記載の方法。
〔5〕前記組成物の抗CD44抗体成分の前記投与が、全身性である、前記〔1〕に記載の方法。
〔6〕前記MK2i成分の前記投与が、全身性であるか吸入による、前記〔1〕に記載の方法。
〔7〕前記移植片機能不全が、炎症を特徴とする、前記〔1〕に記載の方法。
〔8〕前記組成物が、(i)TGFβ、CCL2、ヒアルロン酸、およびMMP9のうちの少なくとも1つをモジュレートすること;(ii)TNFα、IL6またはそれらの組み合わせの血漿レベルを低下させること;(iii)α平滑筋アクチンの発現を低減すること;(iiv)TGFβ誘導性の筋線維芽細胞活性化を予防すること;(v)線維芽細胞侵襲を阻害すること、またはそれらの組み合わせを行うことにおいて、対照と比較して効果的である、前記〔1〕に記載の方法。
〔9〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列FAKLAARLYRKALARQLGVAA(SEQ ID NO:3)のものである、前記〔1〕に記載の方法。
〔10〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列KAFAKLAARLYRKALARQLGVAA(SEQ ID NO:4)のものである、前記〔1〕に記載の方法。
〔11〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLAVA(SEQ ID NO:5)のものである、前記〔1〕に記載の方法。
〔12〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVA(SEQ ID NO:6)のものである、前記〔1〕に記載の方法。
〔13〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列HRRIKAWLKKIKALARQLGVAA(SEQ ID NO:7)のものである、前記〔1〕に記載の方法。
〔14〕前記担体が、制御放出性担体、遅延放出性担体、持続放出性担体、および長期放出性担体からなる群から選択される、前記〔1〕に記載の方法。
〔15〕前記医薬組成物のMK2i成分が、乾燥粉末の形態である、前記〔1〕に記載の方法。
〔16〕前記乾燥粉末が、1〜5ミクロンの空気力学的質量中央径(MMAD)を有する微粒子を含む、前記〔15〕に記載の方法。
〔17〕前記医薬組成物のMK2i成分の治療量の前記投与が、吸入装置による、前記〔1〕に記載の方法。
〔18〕前記吸入装置が、ネブライザーである、前記〔17〕に記載の方法。
〔19〕前記吸入装置が、計量吸入装置(MDI)である、前記〔17〕に記載の方法。
〔20〕前記吸入装置が、乾燥粉末吸入装置(DPI)である、前記〔17〕に記載の方法。
〔21〕前記吸入装置が、乾燥粉末ネブライザーである、前記〔17〕に記載の方法。
〔22〕対象の組織中の異常な線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着を特徴とする重度の肺線維症を処置するための方法であって、
a.抗CD44抗体の治療量を含む抗体成分と、
b.アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のMK2阻害剤(MK2i)ポリペプチド、またはアミノ酸配列KALARQLAVA(SEQ ID NO:8)のポリペプチド、アミノ酸配列KALARQLGVA(SEQ ID NO:9)のポリペプチドおよびアミノ酸配列KALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のポリペプチドから選択される、その治療ドメインと機能的に等しい少なくとも1つのペプチド、またはその機能的均等物の治療量、および薬学的に許容し得る担体を含むMK2阻害剤(MK2i)成分と、
を含む医薬組成物を前記対象に投与することを含み、
前記組成物が、前記対象の組織中の線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着を相乗的に減少させるのに効果的である、方法。
〔23〕前記重度の肺線維症が、特発性肺線維症である、前記〔22〕に記載の方法。
〔24〕前記重度の肺線維症が、ブレオマイシンの投与によって引き起こされる、前記〔22〕に記載の方法。
〔25〕前記重度の肺線維症が、前記組織の炎症をさらに特徴とする、前記〔22〕に記載の方法。
〔26〕前記炎症が、腫瘍壊死因子−アルファ(TNF−α)、インターロイキン−6(IL−6)、およびインターロイキン−1β(IL−1β)からなる群から選択される少なくとも1種のサイトカインにより媒介される、前記〔25〕に記載の方法。
〔27〕前記組織中の前記異常な線維芽細胞増殖および細胞外マトリックス沈着が、正常な健常対照の対象の組織中の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の活性と比較して、組織中の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の異常な活性を特徴とする、前記〔22〕に記載の方法。
〔28〕前記重度の肺線維症が、正常な健常対照の対象と比較して、肺間質における細胞外マトリックスタンパク質の異常な沈着、肺の線維芽細胞増殖の異常な促進、筋線維芽細胞分化の異常な誘発、および筋線維芽細胞の細胞外マトリックスへの付着の異常な促進からなる群から選択される少なくとも1つの病態を特徴とする、前記〔22〕に記載の方法。
〔29〕前記組成物の抗CD44抗体成分の前記投与が、全身性である、前記〔22〕に記載の方法。
〔30〕前記MK2i成分の前記投与が、全身性または吸入による、前記〔22〕に記載の方法。
〔31〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列FAKLAARLYRKALARQLGVAA(SEQ ID NO:3)のものである、前記〔22〕に記載の方法。
〔32〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列KAFAKLAARLYRKALARQLGVAA(SEQ ID NO:4)のものである、前記〔22〕に記載の方法。
〔33〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLAVA(SEQ ID NO:5)のものである、前記〔22〕に記載の方法。
〔34〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVA(SEQ ID NO:6)のものである、前記〔22〕に記載の方法。
〔35〕ポリペプチドYARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)の機能的均等物が、アミノ酸配列HRRIKAWLKKIKALARQLGVAA(SEQ ID NO:7)のものである、前記〔22〕に記載の方法。
〔36〕前記担体が、制御放出性担体、遅延放出性担体、持続放出性担体、および長期放出性担体からなる群から選択される、前記〔22〕に記載の方法。
〔37〕前記医薬組成物のMK2i成分が、乾燥粉末の形態である、前記〔11〕に記載の方法。
〔38〕前記乾燥粉末が、1〜5ミクロンの空気力学的質量中央径(MMAD)を有する微粒子を含む、前記〔37〕に記載の方法。
〔39〕前記医薬組成物のMK2i成分の治療量の前記投与が、吸入装置による、前記〔22〕に記載の方法。
〔40〕前記吸入装置が、ネブライザーである、前記〔39〕に記載の方法。
〔41〕前記吸入装置が、計量吸入装置(MDI)である、前記〔39〕に記載の方法。
〔42〕前記吸入装置が、乾燥粉末吸入装置(DPI)である、前記〔39〕に記載の方法。
〔43〕前記吸入装置が、乾燥粉末ネブライザーである、前記〔39〕に記載の方法。
***
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Claims (14)
- a.抗CD44抗体の治療量を含む抗体成分と、
b.アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のMK2阻害剤(MK2i)ポリペプチドの治療量、および薬学的に許容し得る担体を含むMK2阻害剤(MK2i)成分と、
を含む、肺移植後の肺移植片機能不全の処置に使用するための医薬の製造における医薬組成物の使用であって、
前記組成物が、前記肺移植片機能不全の少なくとも1つの病理生物学的作用を他の同時使用される免疫抑制薬なしに減少させるのに効果的である、使用。 - 前記肺移植片機能不全が、(a)正常な健常対照の対象の組織中の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の活性と比較して、組織中の有糸分裂促進プロテインキナーゼ活性化プロテインキナーゼ2(MK2)の異常な活性、又は(b)炎症、を特徴とする、請求項1に記載の使用。
- 前記肺移植片機能不全が、(a) 原発性の移植片機能不全である、または、(b) 慢性の肺移植片機能不全である、請求項1に記載の使用。
- 前記組成物が、(i)TGFβ、CCL2、ヒアルロン酸、およびMMP9のうちの少なくとも1つをモジュレートすること;(ii)TNFα、IL6またはそれらの組み合わせの血漿レベルを低下させること;(iii)α平滑筋アクチンの発現を低減すること;(iv)TGFβ誘導性の筋線維芽細胞活性化を予防すること;(v)線維芽細胞侵襲を阻害すること、またはそれらの組み合わせを行うことにおいて、対照と比較して効果的である、請求項1に記載の使用。
- 前記医薬組成物が、局所的に送達するよう処方される、請求項1に記載の使用。
- 前記医薬組成物が、全身性または吸入によって送達するよう処方される、請求項1に記載の使用。
- 前記担体が、制御放出性担体、遅延放出性担体、持続放出性担体、および長期放出性担体からなる群から選択される、請求項1に記載の使用。
- 前記医薬組成物が、乾燥粉末の形態である、請求項1に記載の使用。
- 前記乾燥粉末が、1〜5ミクロンの空気力学的質量中央径(MMAD)を有する微粒子を含む、請求項8に記載の使用。
- 前記乾燥粉末が、吸入装置によって送達するように処方される、請求項8に記載の使用。
- 前記吸入装置が、乾燥粉末吸入装置(DPI)、または、乾燥粉末ネブライザーである、請求項10に記載の使用。
- 前記医薬組成物が、吸入装置を介して投与される、請求項1に記載の使用。
- 前記吸入装置が、ネブライザーまたは計量吸入装置(MDI)である、請求項12に記載の使用。
- a.抗CD44抗体の治療量を含む抗体成分と、
b.アミノ酸配列YARAAARQARAKALARQLGVAA(SEQ ID NO:1)のMK2阻害剤(MK2i)ポリペプチドの治療量、および薬学的に許容し得る担体を含むMK2阻害剤(MK2i)成分と、
を含む、肺移植後の肺移植片機能不全の処置に使用するための医薬組成物であって、
前記組成物が、前記肺移植片機能不全の少なくとも1つの病理生物学的作用を他の同時使用される免疫抑制薬なしに減少させるのに効果的である、医薬組成物。
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