JP6802159B2 - ガンマデルタt細胞増殖手順 - Google Patents

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Description

本発明は、γδT細胞、特に抗腫瘍エフェクター機能を有するヒトVγ9Vδ2T細胞の増殖のための方法と、本方法での使用のための試薬および組成物ならびに本方法の生成物および治療におけるそれらの使用とに関する。さらに、本方法は、一部の例において細胞増殖効率およびエフェクター機能を促進するのに適切である。
γδT細胞は、最大で循環リンパ球の10%を占め、自然免疫と適応免疫との間の橋渡しにおいて機能する。これらの多目的細胞の4つの属性により、これらは治療および特に癌免疫療法における実施に直結するものとなっている。第一に、γδT細胞は、形質転換された状態に関連する、ゲノム的、代謝的およびシグナル伝達的なゆらぎを認識する[1、2]。第二に、これらは、「通常の」αβT細胞により配置されるものと重複し、なおかつ別個である免疫エフェクター活性の多様なネットワークを有する。γδT細胞は、パーフォリンおよびグランザイムを放出し、FASおよびTRAILの両方を発現し、Fc受容体依存性エフェクター機能に関与し、腫瘍壊死因子(TNF)−α、インターフェロン(IFN)−γおよびIL−17を含む一連の免疫調節性サイトカインを生じさせる。第三に、γδT細胞は、適応型の機序を通じて免疫攻撃の永続化を可能にする効率的な抗原提示細胞としての役割を果たす[3]。最後に、これらの細胞はHLAにより制限されないため、移植片対宿主病を誘発しない。これにより、同種間の「容易に利用可能な」状況でそれらを使用するという将来的な見通しが高まる[4]。
ヒトにおける殆どの循環γδT細胞は、IPPおよびその立体異性体DMAPPにより最もよく例示される非ペプチドホスホ抗原(phosphoantigen)(PAg)を認識するVγ9Vδ2受容体を呈示する(図1)[5]。PAgはメバロン酸代謝の中間体であるため、Vγ9Vδ2T細胞は、この重要な代謝経路の過剰な活性を検出するための自然機序を提供する。過剰なメバロン酸経路流動は、p21Rasと相乗的に作用して細胞形質転換を促進するため、このようなサーベイランスは、進化的な立場から正当化される[6]。これは、p21Ras、Cdc42、Rho、RabおよびRacを含む、いくつかのGTPaseの翻訳後修飾に必要とされるイソプレノイドの生合成におけるこのネットワークの基本的な役割を反映する。
ゾレドロン酸(ZA)、アレンドロン酸(AA)、パミドロン酸(PA)およびイバンドロン酸(IA)などのアミノ−ビスホスホネート(NBP)薬は、直接的に細胞毒性である機序および免疫調節性である機序の組み合わせを通じて抗腫瘍活性を発揮する[7]。後者の重要な例は、これらの薬物がVγ9Vδ2T細胞を活性化する能力である。これは、メバロン酸経路内のFPPシンターゼの阻害によるものであり、PAg蓄積増加につながる(図1)[8]。NBPを急に適用された腫瘍細胞は、大きいPAg負荷量を得、したがってVγ9Vδ2T細胞による認識に対してより感受性が高くなる[5、9]。この原理の開拓により、γδT細胞免疫療法に対する腫瘍感受性を促進するための機会がもたらされる。
γδT細胞免疫療法の臨床開発は、2つの確立された知見を基礎とする。第一に、Vγ9Vδ2T細胞のインビボでの増殖を達成するための試みにおいて、多様な悪性腫瘍患者がZAおよび低用量IL−2で処置されてきた。多くの場合、これらの小規模の試験により循環Vγ9Vδ2T細胞数が疾患進行の停滞と相関付けられた[10]。第二に、エクスビボで増殖されたVγ9Vδ2T細胞が、上皮卵巣癌(EOC)を含む多様な癌を含め、いくつかの初期フェーズの臨床試験で自家養子免疫療法として試験されている[11〜13]。これらの試験から注入されたγδT細胞の安全性が明らかになっているにもかかわらず、(ZAと併用した場合でさえも)臨床有効性は限定されている。これにより、高い効率でこれらの細胞を増殖させ、抗腫瘍活性向上を示す細胞を得るためのより良好な系が求められていることが強調される。
形質転換増殖因子−β(TGF−β)は、TGF−β1、TGF−β2およびTGF−β3と呼ばれる少なくとも3つのアイソフォームで存在する分泌型タンパク質である。これは、増殖および細胞分化だけでなく、免疫および癌も含む様々な過程に関与するサイトカインである。これに関連して、それは制御免疫効果を有すると一般に理解されており、これにより、宿主免疫反応を低下させるためにサイトカインを過剰発現するある種の癌において、それが上方制御される理由が部分的に説明され得る。T細胞へのTGF−βの添加により、制御性の表現型が促進されることが多くの論文で示されている。例えば、2つの独立するグループが、TGF−βを含んだサイトカインの存在下でヒト末梢血単核球(PBMC)を培養した結果、免疫抑制機能を有する高レベルのFoxp3およびCD25を発現する、制御型のγδT細胞が生じることを示した[14、15]。
本願は、γδT細胞の増殖のための様々なプロトコールの試験を行い、エフェクター活性が促進された高レベルの細胞を生成する特定の一連の条件を見出した。
驚くべきことに、本出願人らは、TGF−βの存在が、ある培養条件下で、特に癌細胞に対する免疫賦活活性を有するエフェクターT細胞の収率を向上させ得ることを見出した。さらに、この方法を使用して生成させた細胞の抗癌効果を上昇させ得る。
本発明によれば、悪性疾患に対する治療活性を有するエフェクターγδT細胞の産生にとって有利である条件下で、形質転換増殖因子ベータ(TGF−β)を含む培地中において単離活性化末梢血単核球(PBMC)を培養することを含む、γδT細胞集団を増殖させるための方法が提供される。
特に、本発明の方法を使用して産生されたT細胞集団は、悪性疾患に対する治療活性を有するγδ細胞および特にVγ9Vδ2細胞に富む。この場合の悪性疾患としては、特に増殖性疾患、例えば、固形腫瘍、液性腫瘍または血液癌または循環系の他の癌を含む癌などが挙げられる。固形腫瘍の例としては、乳癌、卵巣癌、結腸癌および一般にGI(胃腸)管の癌、子宮頸癌、肺癌、特に小細胞肺癌、および非小細胞肺癌、頭頸部癌、膀胱癌、前立腺癌またはカポジ肉腫が挙げられる。循環系癌の例としては、白血病、例えば急性骨髄性白血病(AML)、骨髄異形成症候群(MDS)、骨髄増殖性疾患(MPD)、慢性骨髄性白血病(CML)T細胞急性リンパ芽球性白血病(T−ALL)、B細胞急性リンパ芽球性白血病(B−ALL)、非ホジキンリンパ腫(NHL)およびB細胞リンパ腫が挙げられる。
本明細書中で使用される場合、「エフェクターT細胞」という表現は、免疫反応における制御または免疫抑制効果ではなく、抗腫瘍または抗白血病効果を有するT細胞を指す。
ある条件下で培地中にTGF−βを含むことにより、エフェクターT細胞の収率および有効性の両方が向上すると思われる。これは、このサイトカインによって主に制御T細胞の産生が起こるという支配的な理解に反するものである。
本発明の工程において出発物質として使用されるPBMCは、適切には、ヒトPBMCなどの霊長類PBMCである。これらは、適切には、従来の方法を使用して、ヒトまたは他の霊長類、例えば類人猿などからの血液試料から単離される。
本細胞は、患者から得て、次いでその患者に再導入し得る(自家療法)。しかし、一部の状況において、例えば、トリプルネガティブ乳癌など、固形腫瘍に対して重い処置を以前に受けた患者からの細胞は増殖しにくいか、または全く増殖しないことが分かっている。このような場合、健康なドナーから本発明の方法において出発物質として使用されるPBMCを得ること、および同種間アプローチをこの治療に対して採用することが必要であり得る。この場合、γδT細胞の安全な同種間使用を促進するために、増殖された生成物からγδT細胞を精製して、特に有害である可能性があるB細胞(CD19)およびαβT細胞を除去することが望ましい。
TGF−βは、適切には、0.1〜100ng/mLの濃度、例えば約5ng/mLの濃度で培地中に存在する。しかし、添加されるTGF−βの正確な量は、使用されるTGF−βの生物学的活性に依存し得る。これは、活性単位と均等であるED50値を生じさせる適切なバイオアッセイを使用して決定され得る。例えば、TGF−βに対するED50は、TGF−βがマウスHT−2細胞のマウスIL−4依存性増殖を阻害する能力によって決定され得る。一般的には5ng/mLの濃度は2×10単位の比活性と同じである。したがって、適切には、4×10〜4×10単位のTGF−βを培地に添加し、この単位は上記のように決定される。
本出願人らは、これに関連して、培地の性質が重要であり得ることを見出した。特に、本出願人らにより使用される培地は製造管理および品質管理に関する基準(GMP)下で作製されており、従来のT細胞培地中に含まれることが多いウシ胎児血清またはウシ胎仔血清を含有しない[14、15(パーソナルコミュニケーション、Dr Rita Casetti)]。培地のこれらの特定の属性は、制御T細胞よりもむしろ抗腫瘍活性を有するエフェクター細胞の増殖に有利であるTGF−β存在下でのT細胞の発生に影響を与えると思われる。
特に本培地は、血清不含培地、例えばTexMACS(Miltenyi)などの合成培地またはRPMIなどを含み、ヒトAB血清のさらなる存在下で行われ得る。本培地は適切にはGMPグレード培地である。
さらに、使用される培地はインターロイキン−2(IL−2)をさらに含み得る。さらなるサイトカインが存在し得るが、ただしそれらは、主に抗腫瘍および抗白血病活性があるエフェクター型T細胞であるものとしてのその生成物の性質を変化させないものとする。しかし、特定の実施形態において、本培地はさらなるサイトカインを全く含有しない。
インターロイキン−2は、適切には、1〜1000U/mL、例えば約100U/mLの量で培地中に存在し、Uは単位である。これに関連して、1単位のIL−2は、温置24時間後での、IL−2−依存性マウスT細胞による、それらの最大レベルの50%のH−TdRの組み込みを誘導する1mL中のIL−2の量として定義され得る。
存在する場合、TGF−βならびにIL−2は、適切には、特に細胞増殖に反応して、培養工程中にある間隔で繰り返し添加され、これは、適切には細胞数を数えることによって期間中にわたり監視される。
出発物質として使用される細胞は活性化される。特定の実施形態において、これは、特にVγ9Vδ2T細胞を活性化可能な活性化因子を添加することによって達成され得る。適切な活性因子は、ゾレドロン酸(ZA)、アレンドロン酸(AA)、パミドロン酸(PA)およびイバンドロン酸(IA)などのアミノ−ビスホスホネート薬を含み得る。特定の実施形態において、活性化因子はゾレドロン酸またはその塩である。あるいは細胞は、BRHPPまたはIPPなどのホスホ抗原を使用して活性化され得る。
活性化因子は適切には有効量で添加される。添加は、存在する場合、TGF−βおよびIL−2の第一の添加とともに行われ得る。添加される活性化因子の濃度は、使用される具体的なタイプの活性化因子などの因子に依存するが、一般的には0.1〜10μg/mL、例えば約1μg/mLの範囲である。
上記のような増殖後、増殖された生成物の精製によってγδT細胞が得られ得る。特に、CD19およびαβT細胞は、陰性選択により、または適切な単離技術もしくはキットの使用により生成物から除去し得る。本出願人らは、γδT細胞が増殖前にPBMCから単離される場合、増殖工程が無効になり得ることを見出した。
上記の方法を用いて、インビトロで増殖されるエフェクターT細胞の収率が向上し得るため、T細胞増殖収率を促進するためのこの方法の適用は、本発明のさらなる態様を形成する。
同様に、下記のように、この方法を使用して得られるT細胞の有効性、特に、抗癌効果における有効性が促進される。結果として、本発明は、上記の増殖方法の使用によりインビトロで増殖されるT細胞の抗癌効果を促進するための方法をさらに提供する。
本発明のまたさらなる態様は、エフェクターT細胞、および特に上記のような悪性疾患の処置において有用であるヒトVγ9Vδ2T細胞の増殖を促進するためのTGF−βの使用を提供する。
さらなる態様において、本発明は、T細胞の抗癌エフェクター能を促進するためのTGFβの使用を提供する。
上記のような方法により得られるT細胞は、本発明のさらなる態様を形成する。これらは、治療においておよび特に癌の処置のために使用され得る。
従来のように患者の処置において細胞を使用し得る。特に、本発明は、上記のように得られるT細胞の投与により、処置を必要とする患者を処置するための方法も提供する。特に、T細胞は、標準的な臨床診療に従って患者に養子導入される。
特に、本明細書中に記載のものなどの活性化因子および/または化学療法剤と併せて細胞を投与し得る。適切な活性化因子としては、ビスホスホネート薬、例えば、ゾレドロン酸、アレンドロン酸およびパミドロン酸などが挙げられる。これらは、T細胞を活性化し得、またT細胞に対して腫瘍を感受性にすることもできる。
ある種の化学療法剤は、γδT細胞に対して腫瘍を感受性にし[18]、したがって、これらを前投与または本発明のγδT細胞と同時投与し得ることも分かった。このような化学療法酸の特定の例としては、シスプラチン、エトポシド、アントラサイクリン、および本明細書中で後に例示するようにシタラビンが挙げられる。
抗腫瘍効果を生じさせるために、シタラビンとそれに続いてγδT細胞とを連続的に投与したのは本出願人らが最初であり、この新規治療は本発明のさらなる態様を形成する。この治療において、有効量のγδT細胞およびシタラビンを、それを必要とする患者に投与する。特に、γδT細胞は本発明に従って得られる。
T細胞の生存を延長させるために、IL−2などのサイトカインを同時投与することも望ましいものであり得る。
ここで、次の添付の図面を参照して、例として本発明を詳細に記載する。
図1は、メバロン酸経路を示す概略図である。Vγ9Vδ2T細胞により認識されるホスホ抗原(PAg)としては、DMAPP、IPPおよびAppplが挙げられる。アミノ−ビスホスホネートおよびスタチンによる経路の阻害のポイントは、円により示され、IPP=イソペンテニル二リン酸およびDMAPP=ジメチルアリルである。 図2は、比較方法(方法1)を使用したVγ9Vδ2T細胞のエクスビボ増殖の結果を示す。上記条件を使用した培養後、20mL血液試料あたりのγδT細胞のパーセンテージ(A)および絶対数(B)を培養期間の最初および15日後に評価した。(C)フローサイトメトリーにより、予想されるVγ9およびVδ2T細胞受容体サブユニットの発現を決定した。健康なドナーおよび新規にEOCと診断された女性由来で、エクスビボで15日間にわたり増殖されたγδT細胞のプール(D)および代表的(E)免疫表現型データ(ドナー数は括弧中に示す)。 図3は、比較方法1を使用したヒトAB血清ありおよびなしの様々な培地中でのVγ9Vδ2T細胞の増殖の結果を示す。パネルは、培養14日後の全細胞数(A)、存在するγδT細胞の%(B)およびγδT細胞の収量(C)を示す。 図4は、次のとおりの一連の卵巣癌細胞株に対するアッセイにおける、比較方法1を用いて増殖された細胞を使用した細胞毒性アッセイの結果を示す:(A)IGROV−1;(B)KOC7C;(C)PEO1;(D)PEA;(E)SKOV−3;(F)TOV−21G。 図5は、本発明によるエクスビボでVγ9Vδ2T細胞を増殖させるための方法を使用して得られる結果を示す。結果は、Vγ9Vδ2T細胞の濃縮(A)および増殖(B)を示す(平均±SEM、n=13 独立した反復)。製造開始および終了時に存在する%γδT細胞も示す(平均±SD、n=10)。p=0.03、マンホイットニー検定による。 図6は、方法1および方法2により増殖されたγδT細胞の比較抗腫瘍活性を示す。方法1または2の何れかを使用した2週間にわたるγδT細胞の増殖後、96ウェルプレート中で5:1エフェクター:標的比において3つ組で細胞毒性アッセイを確立した。細胞毒性アッセイを行う前に24時間にわたり指定のアミノビスフォスフォネートを用いて腫瘍細胞を培養した。Vγ9Vδ2T細胞とともに一晩共培養した後、MTTまたはルシフェラーゼアッセイにより、残留する腫瘍細胞生存能を測定した。データは、指定の卵巣癌細胞株(A)IGROV−1、(B)SKOV−3、(C)Kuramochiおよび(D)TOV−21G;骨髄性白血病細胞株(E)U937および(F)KG−1および乳癌細胞株(G)MDA−MB−231、(H)MDA−MB−468および(I)BT−20を用いて行った、2〜5回の独立した反復実験からの平均±SEM腫瘍細胞死滅を示す。 図7は、方法1および方法2により増殖されたγδT細胞によるサイトカイン産生を示す。方法1または2を用いてγδT細胞を増殖させ、次いで、図6に記載のようにビスホスホネート添加または未添加腫瘍細胞とともに共培養した。次いで共培養24時間後に上清を回収し、ELISAによりインターフェロン−γ(A〜I)およびインターロイキン−2(J〜O)について分析した。インターフェロン(IFN)−γ産生を、次の卵巣癌細胞株(A)Kuramochi、(B)IGROV−1、(C)SKOV−3、(D)TOV−21G;乳癌細胞株(E)MDA−MB−468;(F)MDA−MB−231;(G)BT−20;骨髄性白血病細胞株(H)U937、(I)KG−1について示す。インターロイキン−2産生を、(J)Kuramochi、(K)U937、(L)KG−1、(M)MDA−MB−231、(N)MDA−MB−468および(O)BT−20腫瘍細胞を用いて行われた共培養実験に対して示す。データは、3〜5回の独立した反復実験からの平均±SEMを示す。 図8は、方法1および方法2により増殖されたVγ9Vδ2T細胞の免疫表現型分析の結果を示す。(A)方法2により増殖された細胞は、メモリー(CD45RO、CD27)およびホーミング受容体(CCR7、CXCR4、皮膚白血球抗原(CLA)およびE−セレクチン結合受容体のより高いレベルでの個々の免疫表現型を発現する(E−セレクチン−IgG融合タンパク質を用いて検出−B)。(C)方法、1と比較して(rel.)、ナイーブ(CD45RA CCR7)およびセントラルメモリー(CD45CD27)細胞の割合は、方法2により増殖された細胞においてより高かった。NS−有意差なし;p<0.05;**p<0.01;***p<0.001;****p<0.0001。 図9は、方法1および異なる基礎培地(RPMI+10%ヒトAB血清)中の、本発明の方法を使用して得られた培養物中に存在する細胞数(A)およびγδT細胞のパーセンテージ(B)の評価の結果を示す。 図10は、SCID Beigeマウスにおける悪性疾患の確定負荷量(established burden)(U937白血病)に対する、静脈内投与された、方法1および本発明の方法を使用して得られた増殖Vγ9Vδ2T細胞のインビボ治療活性を示す。 図11は、SCID Beigeマウスにおける悪性疾患の確定負荷量(U937白血病)に対する、静脈内投与された、本発明の方法を使用して得られた増殖Vγ9Vδ2T細胞のインビボ治療活性を示し、 (A)は、生体発光により示される腫瘍量を示し;および (B)は、処置の毒性の指標を提供するマウス体重を示す。 図12は、悪性疾患の確定負荷量(SCID Beigeマウスの乳房脂肪体に移植されたMDA−MB−231トリプルネガティブ乳癌)に対する、静脈内投与された、方法2を使用して得られた増殖Vγ9Vδ2T細胞のインビボ治療活性を示す。(A)生体発光により示される腫瘍量。(B)マウスの生存。(C)処置の毒性の指標を提供するマウス体重。 図13は、様々な精製方法の使用の結果を示し、(A)は、CD19およびαβT細胞マイクロビーズ単離キットを使用した陰性選択によって新鮮単離PBMCからVγ9Vδ2T細胞がどのように精製されたかを例示し;(B)は、これらの細胞を増殖させる試みの結果を示し;(C)は、陰性選択によるCD19およびαβT細胞の続く枯渇前に本発明の方法を使用してPBMCからγδT細胞を増殖させた実験において得られた%細胞タイプを示し;(D)は、混入CD19およびαβT細胞の枯渇後のこれらの細胞のフローサイトメトリー分析の結果を示し;(E)は、MDA−MB−231(231)、MDA−MB−468(468)またはBT20トリプルネガティブ腫瘍細胞に対する、または(F)U937もしくはKG−1骨髄性白血病細胞に対する、細胞(5:1エフェクター:標的比)の24時間細胞毒性試験の結果を示し;(G)は、処理した乳癌共培養物から回収された上清中のサイトカイン濃度を示し、(H)は、処理した白血病共培養物から回収された上清中のサイトカイン濃度を示す(n=2)。 図14は、非形質導入対照(A)と比較した場合の、RetroNectinコーティング固体相上にウイルスベクターを予め負荷した技術を用いた(B)、または細胞へのウイルス上清の添加による(C)、本発明の方法を使用して得られた遺伝子改変γδT細胞のフローサイトメトリーの結果を示す。 図15は、本発明の方法を用いて得られたいくつか(M2)を含む、γδT細胞の添加に先駆けて24時間にわたり様々な濃度で化学療法剤、シタラビンにより処理した場合の、腫瘍細胞((A)U937細胞および(B)KG1細胞)に対するインビトロ細胞毒性アッセイの結果を示す。 図16は、シアタラビンおよびIL−2単独使用と比較した場合の、シアタラビンおよびIL−2と組み合わせて本発明のγδT細胞が投与されるインビボ試験の結果を示す一連のグラフであり、(A)は、投与後のデータ4、11、19および26における、悪性細胞からの生体発光により示される場合の腫瘍量を示し、(B)は、試験期間中にわたるマウス体重を示す。それぞれの場合に、γδT細胞注入24時間前に単回投与としてシアタラビンを注射した。
比較例A
先行研究において、本出願人らは、健康なドナーが19,916±29,887(平均±SD、n=21)個の循環γδT細胞を有することを示している。対して、新規EOC診断患者は、14,240±15,215個のγδ細胞/mL血液を有した(平均±SD、n=13;統計学的に有意差なし(NS))[16]。
これらの細胞を濃縮するために、末梢血単核球(PBMC)をZAで活性化し、IL−2/IL−15を補給したAB血清含有RPMI1640培地中で培養した。具体的には、正常(健康な)ドナー(n=21名の個別ドナー)およびEOC患者(n=13名の個別のドナー)から単離したPBMCをZA(1μg/mL、第1日のみ)、IL−2(100U/mL)およびIL−15(10ng/mL)とともに培養した。サイトカインおよび培地を毎日添加した。
培養期間の初期および15日後のγδT細胞のパーセンテージ数および20mL血液試料あたりのγδT細胞の絶対数を評価した。結果を図2(A)および2(B)でそれぞれ示す。この「研究グレード」方法の結果、γδT細胞の平均増殖は、97倍(EOC患者)または172倍(健康なドナー;NS)となった(図2B)。
フローサイトメトリーにより、予想されるVγ9およびVδ2T細胞受容体サブユニットの発現を決定し、結果を図2(C)で示す。明らかであるように、患者および健康なドナー由来の増殖γδT細胞は、Vγ9Vδ2T細胞受容体を発現した。
健康なドナーおよび新規EOC診断女性(ドナー数を括弧内で示す)由来の、15日間にわたりエクスビボで増殖されたγδT細胞のプールおよび代表的免疫表現型データも得、その結果を図2(D)および2(E)でそれぞれ示す。γδT細胞が殆どであり、少数の混入γδT細胞およびナチュラルキラー(CD16+56、CD3)細胞がある。増殖細胞は主にエフェクターおよびエフェクターメモリー表現型を呈し、これは患者および健康なボランティアにおいて同様である。本発明者らは、続いてIL−15の添加により、得られた細胞の収率に対して顕著な差が生じなかったことを見出し、これは、その後の増殖実行から省いた(データは示さない)。
γδT細胞生成物の製造を臨床使用に適応させるために、本発明者らは、ZA+IL−2を使用して、これらの細胞の増殖を支援する能力について市販のGMP培地を試験した。臨床グレードの血清不含培地を使用して上記のような方法を繰り返した。10%ヒトAB血清ありまたはなしで、RPMI+10%ヒトAB血清または2種類の市販のGMPグレード培地中でPBMCを培養した。それぞれの場合に、γδT細胞を活性化するためにZA(1μg/mL)を添加し、次いでIL−2(100U/mL)の添加により、これを増殖させた。結果を図3で示す。これらは、特にTexMACS培地により、「方法1」において血清不含状態下でこれらの細胞の増殖が可能になることを示す。
96ウェルプレート中で5:1エフェクター:標的比において3つ組で細胞毒性アッセイを確立し、結果を図4で示す。示される場合、γδT細胞の添加前に腫瘍細胞に指定濃度のゾレドロン酸(ZA)またはパミドロン酸(PA)を24時間にわたり添加した。(A)IGROV−1;(B)KOC7C;(C)PEO1;(D)PEA;(E)SKOV−3;(F)TOV−21Gに対するMTTアッセイにより、Vγ9Vδ2T細胞との一晩の共培養後、残留する腫瘍細胞生存能を測定した。結果から、方法1を使用して増殖されたVγ9Vδ2T細胞は、一連の卵巣および他の腫瘍細胞株に対して広いNBP促進型の抗腫瘍活性を示したことが示される。
実施例1
本発明によるT細胞の増殖
次に、本発明者らは、形質転換増殖因子(TGF)−βが常にIL−2と一緒に添加されるように、方法1を改変した。このアプローチは、本明細書中で以後、方法2と呼ぶ。
上記実施例Aの方法の改変法において、クエン酸抗凝固剤入りのチューブで健康なドナーまたは患者から血液を回収した。Ficoll−Paque(GE)を使用して、以前に公開されている方法に従い、PBMCを単離した[17]。
次いで、細胞3×10個/mLでGMP TexMACSMedia(Miltenyi)中で単離PBMC細胞を再構成した。再構成細胞に対して、100U/mL IL−2および5ng/mL TGF−βと一緒に1μg/mLゾレドロン酸(Zometa,Novartis)を活性化因子として添加した。5%二酸化炭素を含有する空気中で細胞を37℃で温置した。
第3日に、細胞に100U/mL IL−2および5ng/mL TGF−βを供給した。その後、第4、7、9、11、13、15日に、血球計数器を使用してトリパン排除により細胞数を数えた。T細胞の数が1×10個/mL未満である場合、さらなる100U/mL IL−2および5ng/mL TGF−βを添加した。T細胞数が1×10〜2×l0個/mLである場合、100U/mL IL−2および5ng/mL TGF−βと一緒に等体積のTexMACS培地を添加した。T細胞数が2×10個/nLより多い場合、100U/mL IL−2および5ng/mL TGF−βと一緒に2倍の体積のTexMACS培地を添加した。
15日後、これらの培養においてγδT細胞の濃縮を確認するために、パンγδ抗体を使用してフローサイトメトリーによって細胞を分析した。結果を図5で示す。これらは、改変法によってVγ9Vδ2T細胞の濃縮(A)および増殖改善(B)が達成されることを示す(平均±SEM、n=13、独立した反復)。
さらに、T細胞を免疫表現型について特徴評価し、機能試験に供した。上記方法1または本発明の方法を使用して得られたT細胞の、腫瘍細胞の細胞毒性破壊に介在する相対的能力を評価した。方法1または2の何れかを使用して、2週間にわたるγδT細胞の増殖後、96ウェルプレート中で5:1エフェクター:標的比において3つ組で細胞毒性アッセイを確立した。指示される場合、γδT細胞の添加前に腫瘍細胞に指定濃度のゾレドロン酸(ZA)、アレンドロン酸(AA)またはパミドロン酸(PA)を24時間にわたり添加した。(A)IGROV−1、(B)SKOV−3、(C)Kuramochiおよび(D)TOV−21G;骨髄性白血病細胞株(E)U937および(F)KG−1および乳癌細胞株:(G)MDA−MB−231、(H)MDA−MB−468および(I)BT−20について、MTTまたはルシフェラーゼアッセイにより、Vγ9Vδ2T細胞とともに一晩共培養した後、残留する腫瘍細胞生存能を測定した。結果を図6で示す。
IL−2およびIFN−γの放出の測定により、腫瘍細胞と共培養した場合のγδT細胞の活性化を評価した。これらの増殖γδT細胞が悪性疾患の確定負荷量を制御する能力も、U937骨髄性白血病の確定負荷量があるSCID Beigeマウスにおいて評価した。
培養工程中にTGF−βを含めることに対する元来の論理的根拠は、これらの細胞におけるCXCR4などのホーミング受容体の発現を改善しようとすることである。しかし、完全に予想外に、TGF−βの添加の結果、図5で示されるようにVγ9Vδ2T細胞の収率が実質的に向上した。
方法2により増殖された細胞生成物はまた、NBP曝露がない状態でも、EOC(IGROV−1、SKOV−3、Kuramochi、TOV−21G)、乳癌(MDA−MB−231)および骨髄性白血病細胞(U937)に対して均等な抗腫瘍活性または抗腫瘍活性の向上を示した(図6;図10)。しかし、予めNBP感受性を高めることにより、抗腫瘍活性が一貫して促進された(図6)。
方法1または2の何れかを用いた2週間にわたるγδT細胞の増殖後、96ウェルプレート中で5:1エフェクター:標的比において3つ組で共培養を確立した。指示される場合、γδT細胞の添加前に腫瘍細胞に指定濃度(μg/mL)のゾレドロン酸(ZA)またはパミドロン酸(PA)を24時間にわたり添加した。さらに24時間後、上清を回収し、ELISAによってインターフェロン−γまたはインターロイキン−2について分析した。結果を図7で示す。インターフェロン(IFN)−γ産生を次の腫瘍細胞単層:卵巣癌細胞株(A)Kuramochi、(B)IGROV−1、(C)SKOV−3、(D)TOV−21G;乳癌細胞株(E)MDA−MB−468;(F)MDA−MB−231;(G)BT−20;骨髄性白血病細胞株(H)U937、(I)KG−1について示す。さらに、(J)Kuramochi、(K)U937、(L)KG−1、(M)MDA−MB−231、(N)MDA−MB−468および(O)BT−20腫瘍細胞を用いて行った共培養実験について、インターロイキン−2産生を示す。
方法1を用いて増殖された細胞と比較した場合、方法2により増殖された細胞は、腫瘍細胞標的に関与したとき、顕著により高いレベルのIFN−γを産生した。この効果は、形質転換された細胞に非常に低濃度のNBP剤を添加した場合に最も顕著であった(図7A〜G)。方法2によって増殖された細胞はこれらの条件下でIL−2も産生し、この所見は、方法1により増殖された細胞を用いた場合には観察されなかった(図7H〜K)。
最後に、従来の方法を使用して方法1および方法2細胞の表現型を調べ、結果を図8で示す。方法2により増殖された細胞は、高レベルのホーミング受容体(CXCR4、CLA、E−セレクチン結合活性)およびメモリーマーカー(CD27、CD45RO)とともに特有の表現型を発現することが分かった。さらに、ナイーブ(CD45RAおよびCCR7)およびセントラルメモリー(CD45およびCD27)細胞の割合は、方法1により増殖された細胞と比較した場合、方法2により増殖された細胞でより高かった。したがって、これらの細胞は他の増殖プロトコールを使用して作製された細胞と識別可能である。
実施例2
代替的な細胞増殖工程
異なる基礎培地、具体的にはRPMI+ヒトAB血清を使用して上記実施例1の方法を反復した。特に、ゾレドロン酸(1μg/mL)+IL−2(100U/mL;方法1)またはゾレドロン酸(1μg/mL)+IL−2(100U/mL)+TGF−β(5ng/mL;方法2)を含有するRPMI+10%ヒトAB血清中でPBMC(細胞3×10個/mL)を培養した。第15日に細胞数を評価し、結果を図9Aで示す。培養開始日(第1日)およびさらに14日後(第15日)に各培養中に存在するγδT細胞のパーセンテージを評価し、結果を図9Bで示す。
前述同様、TGF−βの添加により細胞増殖が促進されたことは明確である。
実施例3
インビボ治療活性
さらに、悪性疾患の確定負荷量に対する増殖Vγ9Vδ2T細胞のインビボ治療活性を比較した。20匹のSCID Beigeマウスに尾静脈注射により1×10個のホタルルシフェラーゼ発現U937白血病細胞を接種し、次いでマウスを各5匹の4つの群に分けた。4日後、マウスを次のように処置した:群1は、PBSのみを投与した対照群である。群2にはパミドロン酸(200μg IV)のみを投与した。群3にはパミドロン酸(第4日に200μg IV)、続いて、方法1を用いて増殖された20×10個(第5日)および10×10個(第6日)個のVγ9Vδ2T細胞(IV)を投与した。群4には、パミドロン酸(第4日に200μg IV)、続いて方法2を用いて増殖された20×10個(第5日)および10×10個(第6日)個のVγ9Vδ2T細胞を投与した(IV投与)。その後、連続生体発光イメージングによって白血病細胞量を監視した。
結果を図10で示す。本発明の方法2によって得られた細胞の有効性は、このアッセイにおいて顕著により大きいことが明確である。
実施例4
IL−2と合わせた本発明の細胞のインビボ活性
個別の実験において、静脈内投与された、SCID Beigeマウスにおける悪性疾患の確定負荷量(U937白血病)に対する本発明の方法(M2)を用いて得られた増殖Vγ9Vδ2T細胞のインビボ治療活性を測定した。マウスを5匹の4つの群に分け、それぞれ第1日に100万個のU937細胞をIV投与した。その後、1つの群に、次のようにまとめられ得る処置を行った。
Figure 0006802159
投与する場合、U937細胞での処置から24時間後に20μgゾレドロン酸を静脈内投与した。1日後、M2細胞を投与したマウスに15,000,000個のγδT細胞の静脈内処置を2回行った。IL−2を投与したマウスにM2投与と同時に腹腔内(IP)経路により10,000UのIL−2を与えた。続く2日間に、マウスに10,000U IL−2 IPを与えた。対照群にはリン酸緩衝食塩水(PBS)のみを与えた。
第7、15、21および28日に、腫瘍量の指標として悪性細胞からの生体発光を測定した。結果は11Aで示す。この結果から、特に活性化因子とともに投与した場合、本発明の方法を用いて得られたVγ9Vδ2T細胞が腫瘍量を顕著に減少させることが示される。
処置の毒性の指標を提供するために、一連の処置にわたりマウスの体重を測定した。図11Bで示される結果から、この処置と関連する顕著な毒性はないことが示される。
実施例5
乳癌に対するインビボ治療効果
この実験において、マウスの乳房脂肪体に移植したMDA−MB−231トリプルネガティブ乳癌の形態の悪性疾患の確定負荷量を有する20匹のSCID Beigeマウスを使用した。再び、マウスを処置に対して4つの群に分けた。マウスを次のように処置した:群1は、PBSのみを投与した対照群である。群2には20μgゾレドロン酸を静脈内投与した。群3には、方法2を使用して増殖された20×10個(第2日)および10×10個(第3日)のVγ9Vδ2T細胞を静脈内投与した。群4には、第1日に20μgゾレドロン酸を静脈内投与し、続いて方法2を使用して増殖された20×10個(第2日)および10×10個(第2日)のVγ9Vδ2T細胞を投与した。
生体発光により判断される得られた腫瘍量を28日間にわたり測定した。結果を図12で示す。この場合、本発明の方法を使用して得られた細胞によって腫瘍量が顕著に減少し(図12A)、それとともに生存期間が延長した(図12B)。
処置の毒性の指標を提供するために、一連の処置期間にわたりマウスの体重を測定した。図12Cで示される結果から、この処置と関連する顕著な毒性はないことが示される。
実施例6
増殖γδT細胞の精製
第一の実験において、CD19および/またはαβT細胞マイクロビーズ単離キットを用いた陰性選択により、新鮮単離PBMCからVγ9Vδ2T細胞を精製した。両キットを使用した場合、図13(A)で示されるように、残留する混入CD19およびαβT細胞は<0.1%であった。
実施例1に記載のように方法2を使用して、精製細胞を増殖に供した。しかし、これらの細胞は、図13(B)で示されるように増殖できなかった。したがって、出発物質はPBMCを含まなければならないと思われる。
他の実験において、15日間にわたり、方法2を使用してPBMCからγδT細胞を増殖させた。この点で、フローサイトメトリー分析から、少数のCD19細胞を伴い、αβT細胞のかなりの数が残留することが明らかになった(n=4)(図13(C))。
次いで、図13(A)と関連して上記のように、陰性選択により、得られた生成物に対してCD19およびαβT細胞を枯渇させた。枯渇工程の効率を示すために、2つの代表的なフローサイトメトリー分析を図13(D)で示す。
実施例1に記載のものと同様の方法を用いて、MDA−MB−231、MDA−MB−468またはBT20トリプルネガティブ腫瘍細胞またはU937またはKG−1骨髄性白血病細胞に対して、MACSビーズ(Miltenyi)を使用した陰性選択による精製後、24時間細胞毒性アッセイ(5:1エフェクター:標的比)において、方法2により増殖されたγδT細胞を試験した。細胞を単独で、またはゾレドロン酸と組み合わせて試験した。陰性対照および活性化因子のみの対照があった。ルシフェラーゼアッセイおよび/またはMTTアッセイ(n=2)によって腫瘍細胞生存能を測定した。結果を図13(E)および図13(F)でそれぞれ示す。明確であるように、T細胞および活性化因子の組み合わせによって腫瘍細胞生存能が顕著に低下した。
24時間後、これらの乳癌および白血病共培養物から上清を回収し、IFN−γおよび/またはIL−2の存在について分析した。結果を図13(G)および13(H)でそれぞれ示す。サイトカインレベルは、本発明に従い増殖されたT細胞および活性化因子の組み合わせの場合に実質的に上昇した。
これらの実験から、増殖後に陰性選択により精製された場合、方法2により増殖されたγδT細胞が完全に機能的であるが、増殖前に精製された場合にはそうならないことが示される。この精製により、有害な可能性があるB細胞(CD19)およびαβT細胞が除去されているため、これらの細胞の安全な同種間使用が促進される。
実施例7
増殖された細胞の遺伝子操作
本発明に従い増殖されたγδT細胞の機能性をさらに確認するために、レトロウイルス形質導入によってこれらを遺伝子操作した。ウイルスベクターをRetroNectinコーティング固体相に前負荷することによるか、または増殖細胞へのウイルス上清の添加によるかの何れかで細胞に対して形質導入を行った。
増殖中のこれらの細胞の効率的な濃縮を保つために、ウイルス上清の添加(図14(C))よりもむしろ、ウイルスベクターをRetroNectinコーティング固体相に前負荷すること(図14(B))が好ましいことが明白であった。これは、前負荷方法を使用して遺伝子移入が達成される場合、より高い割合の形質転換細胞およびより高い割合のγδT細胞が存在することにより示される。
実施例8
化学療法剤とγδT細胞の併用の効果
U937腫瘍細胞またはKG−1腫瘍細胞の何れかを含有する96ウェルプレート中で1:1エフェクター:標的比において3つ組で細胞毒性アッセイを確立した。指示される場合、本発明の方法(M2)または上記の比較例の方法(M1)の何れかを使用して作製されたγδT細胞の添加前に、腫瘍細胞に指定濃度のシタラビンを24時間にわたり添加した。M2細胞に対して3名のドナーおよびM1細胞に対して2名のドナーが存在した。対照群にはシタラビンを投与しなかった。
Vγ9Vδ2T細胞とともに一晩共培養した後、ルシフェラーゼアッセイにより、残留する腫瘍細胞生存能を測定した。図15で示される結果から、亜致死用量のシタラビンが、AMLの2種類の細胞モデルに対して、方法2を使用して増殖されたVγ9Vδ2T細胞の抗腫瘍活性を増強させたことが示される(M2細胞に対して3名のドナーおよびM1細胞に対して2名のドナー)。
個別の実験において、15匹のSCID Beigeマウスに尾静脈注射により1×10個のホタルルシフェラーゼ発現U937白血病細胞を接種し、次いでマウスをそれぞれ5匹の3つの群に分けた。4日後、マウスを次のように処置した:群1はPBSのみを投与した対照群である。群2にはシタラビン(第4日に480mg/Kg IV)およびIL−2(第5、6、7および8日に10000IP)を投与した。群3にはシタラビン(第4日に480mg/Kg IV)、続いて方法2を使用して増殖された20×10個(第5および6日)のVγ9Vδ2(IV)およびIL−2(第5、6、7および8日に10000IP)を投与した。
連続生体発光イメージングにより、その後に白血病細胞量を監視した。腫瘍量の指標として、第4、11、19および26日に悪性細胞からの生体発光を測定した。結果を図16(A)で示すが、これは、本発明の方法を使用して得られたVγ9Vδ2T細胞が、シタラビンとともに投与した場合に最も効果的に腫瘍量を減少させることを示す。処置の毒性の指標を提供するために、一連の処置にわたりマウスの体重を測定した。図16(B)で示される結果は、この処置と関連する顕著な毒性がないことを示す。
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Claims (19)

  1. γδT細胞の集団を増殖させるための方法であって前記方法が、癌に対する治療活性を有するエフェクターγδT細胞の産生に有利となるように、形質転換増殖因子ベータ(TGF−β)及びインターロイキン−2を含む培地中において単離活性化末梢血単核球(PBMC)を培養するステップを備え、前記培地が、ウシ胎児血清またはウシ胎仔血清を含有しないことを特徴とする、方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、前記培地中にさらなるサイトカインが存在しないことを特徴とする、方法。
  3. 請求項1又は2に記載の方法において、前記培地が血清不含培地であるか、またはヒトAB血清を含有することを特徴とする、方法。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項に記載の方法において、工程の最初の段階でVγ9Vδ2T細胞に対する活性化因子が添加されることを特徴とする、方法。
  5. 請求項4に記載の方法において、前記活性化因子がゾレドロン酸、アレンドロン酸、パミドロン酸、イバンドロン酸などのアミノビスフォスフォネートまたはその塩であることを特徴とする、方法。
  6. 請求項5に記載の方法において、前記活性化因子がゾレドロン酸またはその塩であることを特徴とする、方法。
  7. 請求項1乃至6の何れか1項に記載の方法において、前記PBMCがヒトPBMCであることを特徴とする、方法。
  8. 請求項7に記載の方法において、前記PBMCがヒト患者由来であることを特徴とする、方法。
  9. 請求項7に記載の方法において、前記PBMCが健康なヒト由来であることを特徴とする、方法。
  10. 請求項1乃至9の何れか1項に記載の方法において、増殖された生成物からCD19 B細胞および/またはαβT細胞が除去されることを特徴とする、方法。
  11. インビトロで増殖されるγδT細胞の収率を向上させるための方法において、前記方法が、請求項1乃至10の何れか1項に記載の方法を行うことを備えることを特徴とする、方法。
  12. インビトロで増殖されるγδT細胞の抗癌効果を促進するための方法において、前記方法が、請求項1乃至10の何れか1項に記載の方法を行うことを備えることを特徴とする、方法。
  13. 請求項1乃至10の何れか1項に記載の方法によって得られること特徴とする、γδT細胞。
  14. 請求項13に記載のγδT細胞において、治療での使用のためのものであることを特徴とする、γδT細胞。
  15. 請求項13に記載のγδT細胞において、癌の処置での使用のためのものであることを特徴とする、γδT細胞。
  16. 請求項13に記載のγδT細胞と、活性化因子との組み合わせ。
  17. 請求項16に記載の組み合わせにおいて、前記活性化因子がビスホスホネート薬であることを特徴とする、組み合わせ。
  18. 請求項13に記載のγδT細胞と、化学療法剤との組み合わせ。
  19. 請求項18に記載の組み合わせにおいて、前記化学療法剤がシタラビンであることを特徴とする、組み合わせ。
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