JP6992201B2 - 合成ペプチド化合物及び使用方法 - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
本出願は、米国特許法第119条(e)の下、その全内容が本明細書中での参照によって組み込まれる、2015年6月26日出願の米国仮特許出願第62/185,202号に基づく優先権を主張する。
連邦政府資金による研究に関する言及
本発明は、米国商務省(U.S.Department of Commerce)によって授与された、Virginia Innovation Partnership i6資金機構(Sub-Award #GG11598142515)の下、政府支援を受けてなされたものである。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
分野
本発明は、合成ペプチド化合物、ならびに炎症性疾患、自己免疫疾患、微生物及び細菌感染症などの補体介在疾患;及び嚢胞性線維症及び種々の急性疾患などの非補体介在疾患の治療及び診断を含む治療及び診断のためのその使用に関する。
背景
補体系
自然免疫系の不可欠な要素である補体系は、侵入病原体に対する防衛機構としての重要な役割を果たし、適応免疫反応を刺激し、そして免疫複合体及びアポトーシス細胞の除去を補助する。古典経路、レクチン経路及び副経路の3つの異なる経路が、補体系を構成する。C1q及びマンノース結合レクチン(MBL)は、それぞれ、古典及びレクチン経路の構造上関連する認識分子である。IgMまたはクラスター化IgGは、C1qに関する主要リガンドとして機能するのに対して、MBLは、マンナンなどの多糖類を認識する。C1q及びMBLによるリガンド結合は、C4及びC2の連続的活性化をもたらし、古典及びレクチン経路C3-転換酵素を形成する。対照的に、副経路活性化は認識分子を必要としないが、古典またはレクチン経路によって開始されたC3活性化を増幅することが可能である。これらの3つの経路のいずれの活性化によっても、炎症介在物質(C3a及びC5a)、ならびに細胞溶解を引き起こす膜侵襲複合体(MAC)の形成がもたらされる。
補体系は、多くの保護免疫機能において重要な役割を果たすが、補体活性化は、広範囲の自己免疫疾患プロセス及び炎症性疾患プロセスにおける組織損傷の有意な介在物質である(Ricklin及びLambris,“Complement-targeted therapeutics.”Nat Biotechnol 2007;25(11):1265-75(非特許文献1))。
補体調節因子が必要とされる。一方では、補体系は、病原体に対する重要な宿主防御である。他方では、その抑制されない活性化によって、破壊的な宿主細胞損傷がもたらされる可能性がある。現在、全身性紅斑性狼瘡、重症性筋無力症、及び多発性硬化症などの自己免疫疾患を含む多くの疾患プロセスにおける補体調節不全と関連する罹患率及び死亡率が周知であるにもかかわらず、ヒトでの使用を認可されている抗補体療法はわずか2つである:1)遺伝性血管性浮腫(HAE)の患者での使用に関して認可された、精製されたヒトC1-阻害剤、及び2)発作性夜間血色素尿症(PNH)の治療で使用されるC5に対するヒト化長時間作用性モノクローナル抗体であるエクリズマブ(Soliris(商標))。PNH及びHAEは両方とも、極めて少数のヒトが患う難病である。現在、調節不全補体活性化が中枢的役割を果たすより一般的な疾患プロセスに関して認可されている補体調節因子はない。調節不全補体活性化は、慢性疾患徴候及び急性疾患徴候の両方において役割を果たす可能性がある。急性疾患徴候には、特に、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)、出生時仮死、低酸素虚血性脳障害、虚血再灌流障害(IRI)、心筋梗塞症、冠状動脈バイパス手術及び卒中、ならびに臓器移植拒絶が含まれる。
アストロウイルスコートタンパク質
アストロウイルス科(Astroviridae)は、一本鎖のメッセンジャー-センスRNAゲノムを有する、非エンベロープ型二十面体ウイルスの科を構成する。これらのウイルスは、ヒトにおいて胃腸炎、ならびに他の動物種での他の疾患の有意な原因である。それらは、全世界の小児下痢性疾患の推定2~17%を引き起こすと推定されている。
アストロウイルスコートタンパク質(「CP」)は、補体系の活性を減少させ、タンパク質の「活性」部分が、補体介在疾患からの組織損傷を減少させることにおいて臨床的有用性を有し得ることが示唆される。ヒトアストロウイルス1型(HAstV-1)から精製された野生型タンパク質(「WT CP」)は、C1q及びMBLを結合することが可能であり、かつ古典及びレクチン経路活性化の両方を調節することが可能である(Bonaparte et al.,2008.J.Virol.82,817-827(非特許文献2);Hair et al.,2010.Molec.Immunol.47,792-798(非特許文献3))。この特性は、ヒト好中球ペプチド-1(HNP-1)に関して記載された特性に類似している(Van Den Berg et al.,1998.Blood.92,3898-3903(非特許文献4);Groeneveld et al.,2007.Molec.Immunol.44,3608-3614(非特許文献5))。HAstV-1コートタンパク質は、組換型バキュロウイルス構築物から発現されて、次いで精製された787アミノ酸分子である(Bonaparte et al.,2008.J.Virol.82,817-827(非特許文献2))。
古典経路、レクチン経路、及び副経路の3つの経路のそれぞれが多数の自己免疫疾患プロセス及び炎症性疾患プロセスの要因になることが実証されているため、補体系の古典経路、レクチン経路、及び副経路を阻害するためのペプチド化合物の開発が必要とされている。古典経路及びレクチン経路の両方が、多くの動物モデルにおける虚血再灌流誘発障害に関連していたため、これらの経路の特異的遮断が特に必要とされている。副経路欠損を有するヒトは、重度の細菌感染症を患う。したがって、機能性副経路は、侵入病原体に対する免疫学的監視のために不可欠である。
微生物及び細菌感染症
多くの微生物は、現在利用可能な抗生物質に対して耐性がある。現在の抗生物質は、細菌が、空間及びエネルギーについて何年もの間競合してきた他の微生物から誘導されるが、迅速かつ予測可能な耐性の出現をもたらした。ヒトに対する最も多くの病原細菌のいくつかは、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、MRSA、及び肺炎桿菌(Klebsiella pneumonia)などのカルバペネム耐性腸内細菌(CRE)である。緑膿菌及び黄色ブドウ球菌は、肺嚢胞性線維症においても主要な病原体である。ガードネレラ(Gardnerella)は、細菌性膣症の一般的な原因である、グラム不定性嫌気性球桿菌である。ガードネレラは、細菌性膣症の症候を引き起こし、かつ膣内での正常なバリア防御を崩壊させることによってHIV感染のリスクを増加させる、補体活性化及び炎症も引き起こす。原因となる有機体を死滅させ、かつ炎症を遮断する、細菌性膣症の治療が必要とされる。従来の抗生物質に対する耐性の増加を考えると、新規抗微生物性化合物も必要とされる。
単純ヘルペスウイルス1(HSV-1)及び単純ヘルペスウイルス2(HSV-2)は、ヘルペスを引き起こすウイルスである。HSV-1による感染は、同一用具からの食事、リップクリームの共有、またはキスなどの一般的接触から引き起こされる可能性がある。このウイルスは非常に感染力が高く、個人が口唇ヘルペスを患っていて、かつその期間に性的活動を実行した場合、HSV-1から性器ヘルペスに感染する可能がある。同様に、HSV-2も非常に感染力が高い。HSV-2は、HSV-2を患うヒトとの性的接触の形態により感染する。米国皮膚科学会(AAD)によれば、米国内の約20パーセントの性的に活動的な成人がHSV-2に感染していると推定される。HSV-2感染症は、ヘルペスによる傷に接触することによって拡大するが、AADによれば、ほとんどのヒトは、無症状、または傷を有さない感染者からHSV-1に感染することが報告されている。HSV-1またはHSV-2のためのアシクロビルのような現在の治療は、完全に有効ではあり得ない。したがって、ウイルスに対してより有効なHSV-1及びHSV-2の抗ウイルス治療が必要とされている。
ラクトバチルス(Lactobacillus)の増殖
ラクトバチルスは、180超の種を含有する細菌属である。単一のプロバイオティクス剤として複数のラクトバチルス種が一緒に投与されることが多い。組み合わせることで、種々のラクトバチルス種が、過敏性大腸症候群を患う個人を助け、壊死性腸炎及び他の新生児感染症を予防することが知られている。その多くの健康上の利点のため、ラクトバチルス種の増殖を促進することが可能な化合物が必要とされている。
嚢胞性線維症
嚢胞性線維症(CF)は、嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子(CFTR)遺伝子における突然変異によってもたらされる遺伝性疾患である。CFの患者は、異常に濃厚で粘性の粘液を産生し、これは肺を詰まらせて、そして生命を脅かす肺感染症を引き起こし、かつ膵臓を妨害して、そして体が食物を分解し重要な栄養を吸収するのを助ける天然酵素の機能を停止させる。CFは、小気道閉鎖、細菌性病原体、例えば、緑膿菌、黄色ブドウ球菌(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)を含む)、バークホルデリア・セパシア(Burkholderia cepacia)による感染症、及び炎症による肺損傷のサイクルによって特徴づけられる。補体介在炎症は、CFにおける炎症性肺損傷に対する主要な要因であり得る。CFの治療は、肺の健康及び良好な栄養を維持するための通常の治療手順を含む。CFの他の治療としては、肺に蓄積される可能性のある濃厚粘液を緩めてきれいにすることに有用な毎日の気道浄化、気道を清潔に保つのに有用な抗生物質を含む吸入薬、ならびに重要な栄養の吸収を改善するための膵臓酵素サプリメントを含む。CFの抗炎症治療及び抗微生物治療の両方が必要とされている。
溶血性輸血反応
輸血によって生命を救うことができるが、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)などのいくつかの潜在的に生命を脅かす様々な反応のリスクを伴う可能性もある。AIHTRは、全輸血の5分の1で生じると推定される。頻繁に輸血を受けている個人は、経時的に、赤血球(RBC)抗原に対して同種抗体及び自己抗体を発現し、クロスマッチがますます困難となり、したがって、AIHTRのリスクが増加することになる。現在の輸血安全対策には、「タイピング」、「抗体スクリーニング」、ならびに「クロスマッチング」が含まれる。これらの手段により輸血はより安全になったが、なお輸血反応は生じる。AIHTRは、宿主の抗体が輸血された赤血球に結合して、古典補体経路活性化を開始し、それによって、炎症介在物質C3a及びC5aの産生、ならびにC3bオプソニン化及び膜侵襲複合体(MAC)による輸血細胞の溶血反応がもたらされる時に生じる。今日まで、補体アナフィラトキシンC3a及びC5aの産生阻害によるAIHTRの臨床的介入を説明するケースは1つのみ報告されている。これらの反応に関する特定の介入はなく、現在の反応の管理が、本質的に支持される。既存の安全対策のため、先進国世界においてはABO不適合はまれであるが、頻繁な輸血を必要とする、鎌状赤血球症及び重症地中海貧血症の個人では、赤血球におけるマイナー抗原決定基に対する抗体の蓄積のため、輸血反応のリスクが増加する。新生児における新生児ABO不適合は、黄疸と、深刻な症例の場合、核黄疸をもたらすおそれがある。血液銀行組織または輸血医学診療は、ドナーとレシピエントとの間の補体介在赤血球溶解に関するリスクを直接評価する方法を有さない。輸血を止めることを除いて、ATRのために効果的な医療的介入は現在ない。診断手段、AIHTRを予防するための予防的治療、及びAIHTRの際の救命治療が必要とされる。
出生時仮死
出生時仮死は、脳損傷を引き起こす、新生児への酸素欠乏に起因する健康状態である。低酸素虚血性脳障害(HIE)は、脳全体が適切な酸素供給を欠乏するが、欠乏が全体的ではない場合に生じる状態である。HIEは、出生時仮死と関連することが最も多い。再灌流障害は、虚血または酸素欠乏の期間の後に血液供給が組織に戻る時に生じる組織損傷である。虚血期間における血液からの酸素及び栄養の欠如によって、循環の回復が、通常機能の回復ではなく、酸化的ストレスの誘発を介して炎症及び酸化的損傷をもたらすという状態が生じる。補体活性化は、新生児HIEなどの虚血再灌流障害の発症に関与する。人工低体温法(HT)は、HIEのケアのための現在の標準的方法であるが、死亡または障害を11%減少させるだけである。発表されたデータによると、HTは、逆説的に、炎症促進性補体活性化を増加し、これにより潜在的にその利点が制限されることが示されている。補体を調節し、かつ神経保護作用を有するHIE及び出生時仮死の治療が必要とされている。
自己免疫溶血性貧血
自己免疫溶血性貧血(AIHA)は、個人の赤血球に対する抗体が、それらの破裂を引き起こし、不十分な血漿濃度をもたらす時に生じる疾患である。AIHAは、最も一般には、IgG及びIgMによって引き起こされる。IgMは、古典補体経路の有効な活性化因子である。したがって、AIHAは、赤血球の補体介在溶解によって特徴づけられる。したがって、AIHAを治療するための、補体系を対象とする療法が必要とされている。
補体活性化を調節することができ、かつ炎症性疾患及び自己免疫疾患などの補体介在疾患を予防及び治療するために治療的に使用することができる、ペプチド化合物を開発することは望ましい。特に、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)、出生時仮死、自己免疫溶血性貧血、ウイルス性感染症、及び細菌感染症などの急性疾患及び状態を治療するペプチド化合物を開発することも望ましい。嚢胞性線維症を治療するペプチド化合物を開発することも望ましい。
Ricklin及びLambris,"Complement-targeted therapeutics."Nat Biotechnol 2007;25(11):1265-75 Bonaparte et al.,2008.J.Virol.82,817-827 Hair et al.,2010.Molec.Immunol.47,792-798 Van Den Berg et al.,1998.Blood.92,3898-3903 Groeneveld et al.,2007.Molec.Immunol.44,3608-3614
概要
一態様において、本発明は、補体系を調節する合成ペプチド化合物及びこれらの化合物を使用する方法を提供する。特に、いくつかの実施形態において、合成ペプチド化合物は、C1及びMBLを結合し、調節し、かつ不活性化することができ、したがって、副経路は変化させないが、その最も初期のポイントにおいて古典経路活性化及びレクチン経路活性化を効率的に阻害することができる。これらのペプチド化合物は、副経路に影響を与えることなく、C1及びMBLの活性化を選択的に調節及び阻害するための治療価値を有し、かつ古典経路及びレクチン経路の調節不全活性化によって介在された疾患を治療するために使用することができる。他の実施形態において、ペプチド化合物は、レクチン経路活性化ではなく、古典経路活性化を調節する。ペプチド化合物は、様々な治療の指標として有用であり、補体調節と無関係な指標としても有用である。いくつかの実施形態において、これらのペプチド化合物は、特に、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)、出生時仮死、ならびに細菌、ウイルス、及び微生物感染症などの急性の疾患及び状態を治療するための治療価値を有する。これらのペプチド化合物は、嚢胞性線維症を治療するための治療価値も有する。
いくつかの実施形態において、本発明は、Polar Assortant(PA)ペプチド(配列番号:3)からの15アミノ酸のペプチドの識別及び修飾、そのペプチドの誘導体、ならびにそれらの使用方法に基づく。PAペプチドは、CP1(配列番号:1)と呼ばれるヒトアストロウイルスタンパク質から誘導されたスクランブル化ペプチドである。PAペプチドは、PIC1(補体C1のペプチド阻害剤)、AstroFend、AF、または配列番号:3としても知られている。本明細書で使用される場合、「PIC1ペプチド」という用語には、配列番号:3、ならびに配列番号:3と同一であるが、PEG化修飾を有する他のアミノ酸配列が含まれる。PIC1ペプチドは、最初に、それが補体系によって介在された疾患と関連することが見出されたため、そのように命名された。驚くべきことに、いくつかの態様において、本発明は、限定されないが、嚢胞性線維症及び慢性閉塞性肺疾患(COPD)などの補体系と関連しない疾患及び状態を治療するためのPAペプチド及び誘導体の使用にも関する。いくつかの実施形態において、本発明は、配列番号:3~47に示されるアミノ酸配列及び修飾を有するPIC1ペプチド及びその修飾に基づく。これらのペプチドは、補体阻害を含む補体活性化の調節;溶血性反応の治療及び/または予防;低酸素虚血性脳障害の治療;嚢胞性線維症の治療;抗微生物的使用;ならびに本明細書に開示された他の疾患及び状態の治療及び/または予防のために使用することができる。
いくつかの態様において、本発明は、例えば、内部ペプチド欠失及び置換、N末端及びC末端における欠失及び置換を有するPAのペプチド模倣体、ペプチド類似体及び/または合成誘導体であり、かつC1q及びMBLに結合することによって、古典経路活性及びレクチン経路活性化を調節することが可能であるペプチド化合物に関する。
本発明のさらなる実施形態は、サルコシン置換、アラニン置換及び/またはN末端、C末端またはN末端及びC末端のPEG化によって修飾された、本発明のペプチド化合物のいずれか1つである。
いくつかの実施形態において、ペプチド配列は、配列番号:3~47に対して少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%または少なくとも約99%の配列同一性を有する。
一態様において、本発明は、それを必要とする対象において溶血性反応を治療及び/または予防する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。他の実施形態において、溶血性反応は、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)、輸血関連急性肺障害(TRALI)及び血小板輸血不応からなる群より選択される。さらなる実施形態において、対象に輸血が実施される前、対象に輸血が実施された後、及び/または輸血の間に、組成物は投与される。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象において低酸素虚血性脳障害を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象において嚢胞性線維症を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象において細菌感染症を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。いくつかの実施形態において、細菌感染症は、黄色ブドウ球菌、肺炎桿菌、緑膿菌、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)及びガードネレラ種からなる群より選択される細菌によって引き起こされる。さらなる実施形態において、細菌感染症はグラム陽性菌またはグラム陰性菌によって引き起こされる。
別の態様において、本発明は、対象におけるラクトバチルスの増殖を増強する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象においてウイルス感染症を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾への少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。いくつかの実施形態において、ウイルス感染症は、単純ヘルペスウイルス1(HSV-1)または単純ヘルペスウイルス2(HSV-2)によって引き起こされる。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象において自己免疫溶血性貧血を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。自己免疫溶血性貧血は、上昇した血清ビリルビン、過剰な尿ウロビリノーゲン、減少した血漿ハプトグロビン、上昇した血清乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)、ヘモジデリン尿、メトヘムアルブミン血症、球状赤血球症、網状赤血球増加症、及び/または骨髄の赤血球過形成のうちの1つ以上によって特徴づけられてよい。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象において出生時仮死を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。いくつかの実施形態において、出生時仮死の存在は、3以下のアプガースコアが5分以上続くことによって特徴づけられる。
別の態様において、本発明は、それを必要とする対象において急性腎障害を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、合成ペプチドは、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する。
別の態様において、本発明は、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドである。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、治療有効量の合成ペプチド及び少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含むことができる。
別の態様において、本発明は、配列番号:3~47のアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドである。いくつかの実施形態において、本発明は、配列番号:4~18及び30~47のアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドである。いくつかの実施形態において、本発明は、配列番号:3及び19~29のアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドである。いくつかの実施形態において、本発明は、配列番号:21のアミノ酸配列及びPEG化修飾を含む合成ペプチドである。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、治療有効量の合成ペプチド及び少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含むことができる。
別の態様において、本発明は、ペプチドが、N末端、C末端、またはN末端及びC末端の両方のPEG化によって修飾される、PIC1ペプチドに関する。別の態様において、本発明は、サルコシン及び/またはアラニン置換によって修飾される、PIC1ペプチドに関する。他の実施形態において、ペプチドは、PEG化、ならびにサルコシン及び/またはアラニンの置換によって修飾される。いくつかの実施形態において、ペプチドは、単離及び/または精製される。
一態様において、本発明は、嚢胞性線維症を有する対象の治療のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)嚢胞性線維症における活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、嚢胞性線維症における活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、溶血性反応を有する対象の治療のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)溶血性反応における活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、溶血性反応における活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、溶血性反応は、AIHTR、輸血関連急性肺障害(TRALI)、及び血小板輸血不応からなる群より選択される。
別の態様において、本発明は、細菌感染症を有する対象の治療のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)細菌感染症における活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、細菌感染症における活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、細菌感染症は、黄色ブドウ球菌、肺炎桿菌、緑膿菌、淋菌、クラミジア・トラコマチス及びガードネレラ種からなる群より選択される細菌によって引き起こされる。いくつかの実施形態において、細菌感染症は、グラム陽性菌またはグラム陰性菌によって引き起こされる。
別の態様において、本発明は、ラクトバチルスの増殖を増強するための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)ラクトバチルス種の増殖を増強する活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、ラクトバチルス種の増殖を増強する活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、ウイルス感染症の治療及び/または予防のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)ウイルス感染症を治療または予防する活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、ウイルス感染症を治療または予防する活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態において、ウイルス感染症は、HSV-1またはHSV-2によって引き起こされる。
別の態様において、本発明は、自己免疫溶血性貧血の治療及び/または予防のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)自己免疫溶血性貧血における活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、自己免疫溶血性貧血における活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、出生時仮死の治療のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)出生時仮死における活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、出生時仮死における活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、低酸素虚血性脳障害の治療のための少なくとも1種のペプチドを選択する方法であって、(a)低酸素虚血性脳障害における活性に関して、配列番号:3~47からなる群より選択されるペプチドを試験すること;及び(b)配列番号:3~47からなる群より、低酸素虚血性脳障害における活性を有する少なくとも1種の合成ペプチドを選択することを含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、本明細書に記載の組成物を投与することによる、疾患の治療方法であって、上記疾患が、少なくとも部分的に補体に介在されており、限定されないが、溶血性輸血反応、寒冷凝集素疾患、免疫複合物疾患、地中海貧血、鎌状赤血球症、ABO不適合、急性/超急性臓器移植拒絶、超急性期血液介在炎症反応(IBMIR)、臓器移植温/冷虚血、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、関節リウマチ、虚血再灌流障害、心筋梗塞、卒中、低酸素虚血性脳障害、外傷性脳障害、冠状動脈バイパス手術、創傷治癒、がん、アルツハイマー病、パーキンソン病、発作性夜間血色素尿症(PNH)、非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)、ぜんそく、クローン病、敗血症症候群/ARDS/SIRS、糸球体腎炎、狼瘡腎炎、抗糸球体基底膜抗体病、抗好中球細胞質自己抗体誘発、膜性増殖性糸球体腎炎、密沈積症、膜性腎症、IgA腎症またはC3糸球体症を含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は本明細書に記載の組成物を投与することによる、疾患の治療方法であって、上記疾患が、補体に介在されておらず、限定されないが、嚢胞性線維症及び慢性閉塞性肺疾患(COPD)を含む、方法を提供する。
本発明の別の実施形態は、補体介在組織損傷に関連する疾患の治療方法であって、疾患の治療において有効である少なくとも1種の他の活性成分を対象に投与することをさらに含み、少なくとも1種の他の活性成分としては、非ステロイド性消炎剤、コルチコステロイド、疾患修飾性抗リウマチ薬、C1-阻害剤及びエクリズマブが含まれる、治療方法である。
別途定義されない限り、本明細書中で使用された全ての技術的及び科学的用語は、当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本発明の実施または試験において、本明細書に記載のものと類似または同等の方法及び材料が使用可能であるが、適切な方法及び材料が以下に記載される。本明細書に引用された、全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参照文献は、全体として参照によって組み込まれる。加えて、材料、方法、及び実施例は単に例示を目的とするものであり、限定を意図するものではない。
[本発明1001]
それを必要とする対象において溶血性反応を治療及び/または予防する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1002]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1001の方法。
[本発明1003]
前記溶血性反応が、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)、輸血関連急性肺障害(TRALI)、及び血小板輸血不応からなる群より選択される、本発明1001の方法。
[本発明1004]
前記対象に輸血が実施される前、前記対象に輸血が実施された後、及び/または輸血の間に、前記組成物が投与される、本発明1001の方法。
[本発明1005]
それを必要とする対象において低酸素虚血性脳障害を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1006]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1005の方法。
[本発明1007]
それを必要とする対象において嚢胞性線維症を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1008]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1007の方法。
[本発明1009]
それを必要とする対象において細菌感染症を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1010]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1009の方法。
[本発明1011]
前記細菌感染症が、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎桿菌(Klebsiella pneumonia)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、及びガードネレラ(Gardnerella)種からなる群より選択される細菌によって引き起こされる、本発明1009の方法。
[本発明1012]
前記細菌感染症が、グラム陽性菌またはグラム陰性菌によって引き起こされる、本発明1009の方法。
[本発明1013]
対象においてラクトバチルス(Lactobacillus)の増殖を増強する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、前記対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1014]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1013の方法。
[本発明1015]
それを必要とする対象においてウイルス感染症を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1016]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1015の方法。
[本発明1017]
前記ウイルス感染症が、単純ヘルペスウイルス1(HSV-1)または単純ヘルペスウイルス2(HSV-2)によって引き起こされる、本発明1015の方法。
[本発明1018]
それを必要とする対象において自己免疫溶血性貧血を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1019]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1018の方法。
[本発明1020]
前記自己免疫溶血性貧血が、上昇した血清ビリルビン、過剰な尿ウロビリノーゲン、減少した血漿ハプトグロビン、上昇した血清乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)、ヘモジデリン尿、メトヘムアルブミン血症、球状赤血球症、網状赤血球増加症、及び/または骨髄の赤血球過形成のうちの1つ以上によって特徴づけられる、本発明1018の方法。
[本発明1021]
それを必要とする対象において出生時仮死を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1022]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1021の方法。
[本発明1023]
出生時仮死の存在が、3以下のアプガースコアが5分以上続くことによって特徴づけられる、本発明1021の方法。
[本発明1024]
それを必要とする対象において急性腎障害を治療する方法であって、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む合成ペプチドの治療有効量を含む組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
[本発明1025]
前記合成ペプチドが、配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列及び修飾を有する、本発明1024の方法。
[本発明1026]
前記組成物が、少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含む、本発明1001~1025のいずれかの方法。
[本発明1027]
配列番号:3~47からなる群より選択されるアミノ酸配列に対し少なくとも約90%の配列同一性を含む、合成ペプチド。
[本発明1028]
配列番号:3~47のアミノ酸配列及び修飾を含む、合成ペプチド。
[本発明1029]
配列番号:21のアミノ酸配列及びPEG化修飾を含む、合成ペプチド。
[本発明1030]
治療有効量の本発明1027~1029のいずれかの合成ペプチド及び少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含む、医薬組成物。
本発明の他の特徴及び利点は、詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲から明白となるであろう。
B因子枯渇血清を使用する溶血アッセイにおける、PA-dPEG24(配列番号:21)、PA-P7Sar(配列番号:10)及びPA-C9Sar(配列番号:12)の滴定を示す。ペプチドの濃度は、mMで示される。 図2A~Bは、B因子枯渇血清を使用する溶血アッセイにおいて、PA-dPEG24(配列番号:21)が、PA(配列番号:3)と同程度まで補体活性化を阻害することを示す。 PA-dPEG24(配列番号:21)の構造を示す。 図4A~Eは、プレート希釈アッセイを示す。図4Aは、PA-dPEG24(配列番号:21)または生理食塩水対照で処理された黄色ブドウ球菌のプレート希釈アッセイを示す。X軸は、mg/mlでのPA-dPEG24(配列番号:21)の阻害剤濃度を示す。図4Bは、PA-dPEG24またはバンコマイシンで処理された黄色ブドウ球菌のプレート希釈アッセイを示す。X軸は、mg/mlでのPA-dPEG24(配列番号:21)及び5μg/mlで開始するバンコマイシンの阻害剤濃度を示す。図4Cは、PA-dPEG24(配列番号:21)またはゲンタマイシンで処理された肺炎桿菌のプレート希釈アッセイを示す。X軸は、mg/mlでのPA-dPEG24(配列番号:21)の阻害剤濃度を示す。ゲンタマイシンは、4μg/mlで開始する。図4Dは、PA-dPEG24(配列番号:21)またはゲンタマイシン対照で処理された緑膿菌のプレート希釈アッセイを示す。X軸は、mg/mlでのPA-dPEG24(配列番号:21)の阻害剤濃度を示す。ゲンタマイシンは、4μg/mlで開始する。図4Eは、4種の異なるバージョンのPA-dPEG24(配列番号:21)またはゲンタマイシン対照で処理された緑膿菌のプレート希釈アッセイを示す。図凡例:PIC1=PA-dPEG24(配列番号:21);PA-L3Sar(H2N-IA(Sar)ILEPICCQERAA-OH)(配列番号:6);PA-I4Sar(H2N-IAL(Sar)LEPICCQERAA-OH)(配列番号:7);PA-L5Sar(H2N-IALI(Sar)EPICCQERAA-OH)(配列番号:8)。 図4Aの説明を参照のこと。 図4Aの説明を参照のこと。 図4Aの説明を参照のこと。 図4Aの説明を参照のこと。 PA-dPEG24(配列番号:21)、PA-L3Sar(配列番号:6)、PA-I4Sar(配列番号:7)、またはPA-L5Sar(配列番号:8)の存在下でのガードネレラ増殖の阻害を示す。PIC1=PA-dPEG24(配列番号:21);Sarc-1=PA-L3Sar(配列番号:6);Sarc-2=PA-I4Sar(配列番号:7);Sarc-3=PA-L5Sar(配列番号:8)。 PA-dPEG24(配列番号:21)の異なる濃度において、血清がガードネレラと一緒にインキュベーションされる時のC5a放出を示す。PIC1=PA-dPEG24(配列番号:21)。 血液B型レシピエントにおいてATRを引き起こしたRBC輸血からの2種のO型血漿を示す。各血漿のIgG力価は非常に高いが、無差別的である。しかしながら、CH50タイプの溶血アッセイにおいて、それらは劇的に異なる挙動を示す。一方は、非常に溶血性であるが、他方は、有意の溶血を引き起こさない。 血液B型レシピエントにおいてATRを引き起こしたRBC輸血からのO型血漿(#426)を示す。B型赤血球を添加する前に、PA-dPEG24(配列番号:21)を、増加する濃度で血漿に添加した。PA-dPEG24(配列番号:21)により溶血の用量反応阻害が実証され、>95%までの阻害が実証された。 C5aによって介在された好中球動員及び活性化による、細菌が開始する古典経路補体活性化を示す。 図10A~Dは、CF及び対照肺流体における補体アナフィラトキシンを示す。図10Aは、CF患者(n=15)及び対照(n=3)の痰からの可溶性(ゾル)画分中のC5a濃度である。箱は四分位数を示し、ひげは第90及び第10の百分位数であり、そして破線は平均である。CFゾルのC5aレベルは、対照ゾルより5倍高い(P=0.04)。図10Bは、2人の健康対照(A及びB)ならびに2人のCF対象(X及びY)の痰ゾルのC5aウエスタンブロットである。図10Cは、CF患者(n=14)及び対照(n=4)の痰からのゾル画分中のC3a濃度である。箱は四分位数を示し、ひげは第90及び第10の百分位数であり、破線は平均である。P=0.03。図10Dは、CF患者(n=15)及び対照(n=5)の痰からのゾル画分中のC4a濃度である。箱は四分位数を示し、ひげは第90及び第10の百分位数であり、破線は平均である。P=0.05。 図11A~Bは、黄色ブドウ球菌の補体オプソニン化を示す。図11Aは、CF患者(n=5)及び対照(n=3)の痰からのゾル画分中でのインキュベーション後の黄色ブドウ球菌結合C3フラグメントである。箱は四分位数を示し、ひげは第90の百分位数であり、破線は平均である。P=0.42。図11Bは、CF患者(n=5)及び対照(n=3)の痰からのゾル画分中でのインキュベーション後の黄色ブドウ球菌結合C4フラグメントである。箱は四分位数を示し、ひげは第90及び第10の百分位数であり、破線は平均である。P=0.13。 図12A~Dは、CFゾル中で細菌によって発生したC5aを示す。図12Aは、生存または死滅緑膿菌または黄色ブドウ球菌とのインキュベーション前後のCF患者(n=3)及び対照(n=3)の痰からのゾル画分中でのC5a濃度である。データは、平均±SEである。C5aは、緑膿菌(P=0.03)または黄色ブドウ球菌(P=0.03)の存在下、CFゾル中で発生した。図12Bは、生存または死滅緑膿菌とのインキュベーション前(当初)及び後のCF患者(対象A、B、及びC)の痰からのゾル画分中でのC5a濃度である。図12Cは、生存または死滅黄色ブドウ球菌とのインキュベーション前(当初)及び後のCF患者(対象A、B及びC)の痰からのゾル画分中でのC5a濃度である。図12Dは、緩衝液中で単独でインキュベーションされた(CFゾルのみ)か、死滅緑膿菌とインキュベーションされた(CFゾル+緑膿菌)か、またはPA-dPEG24(配列番号:21)及び死滅緑膿菌(CFゾル+PA-dPEG24+P.aerug)とインキュベーションされた、CFゾル中でのC5a濃度である。PA-dPEG24、配列番号:21は、緑膿菌とインキュベーションされたCFゾル中でのC5a発生を低減させる。 図13A~Cは、補体エフェクター及び臨床的介入に関する相関プロットを示す。図13Aは、CFゾル中のC5a濃度が、年齢増加と正の相関を示すことを示す。r=0.53、P=0.04。図13Bは、CFゾル中のC5a濃度が、小児のBMI百分位数と逆相関を示すことを示す。r=-0.77、P=0.04。図13Cは、CFゾル中のC3a濃度が、FEV1%と正の相関を示すことを示す。r=0.63、P=0.02。 図14A~Eは、ペプチド化合物がC1qに結合し、かつ阻害していることを示す。図14Aは、PA(配列番号:3)が、CRTまたはBSAではなく、C1qに結合することを示す。 図14A~Eは、ペプチド化合物がC1qに結合し、かつ阻害していることを示す。図14Bは、PIC1(配列番号:21)が、組換CRTにおけるDyLight 680標識C1qの結合を阻害することを示す。 図14A~Eは、ペプチド化合物がC1qに結合し、かつ阻害していることを示す。図14Cは、PIC1(配列番号:21)が、Raji細胞へのDyLight標識488C1qの結合を阻害することを示す。 図14A~Eは、ペプチド化合物がC1qに結合し、かつ阻害していることを示す。図14Dは、PIC1(配列番号:21)の量増加が、Raji細胞の結合からDyLight 680標識C1qを阻害することを実証する、LICOR Odysseyにおいて描写された代表的なIn-Cellウエスタンプレートアッセイを示す。 図14A~Eは、ペプチド化合物がC1qに結合し、かつ阻害していることを示す。図14Eは、実験構成を示す。 BSAではなく、カルレティキュリン(CRT)と結合する可溶性C1qを示す。 PA(配列番号:3)が、負の対照ペプチドCP2と比較して、C1qのカルレティキュリン(CRT)への結合を阻害することを示す。 図17A~Cは、20倍でのRaji細胞を示す。図17Bは、1/50秒曝露におけるFITC(C1q)を示す。図17Cは、1/500秒曝露におけるDAPIを示す。図17Aはオーバーレイを示す。 図18A~Cは、20倍での、0.523mMのPA-dPEG24(配列番号:21)で処理されたRaji細胞を示す。図18Bは、1/50秒曝露におけるFITC(C1q)を示す。図18Cは、1/500秒曝露におけるDAPIを示す。図18Aはオーバーレイを示す。 図19A~Cは、20倍での、1.05mMのPA-dPEG24(配列番号:21)で処理されたRaji細胞を示す。図19Bは、1/50秒曝露におけるFITC(C1q)を示す。図19Cは、1/500秒曝露におけるDAPIを示す。図19Aはオーバーレイを示す。 2つの異なる用量のPA-dPEG24(配列番号:21)で、または通常生理食塩溶液で処理されたラットにおける溶血アッセイにおける赤血球溶解を示す。 図21A~Bは、実験デザイン及び試験アームを示す。図21Aは、AIHTRモデルでのPA-dPEG24(配列番号:21)投与を示し、図21Bは、AIHTRモデルでのPA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。 図22A~Bは、高用量PA-dPEG24(配列番号:21)(40mg)対低用量PA-dPEG24(配列番号:21)(20mg)を比較する、AIHTRモデルにおけるPA-dPEG24(配列番号:21)投与試験を示す。図22Aは、分光光度法によって測定された、ヒト赤血球(HuRBC)の15%輸血後、0秒(採血前)、30秒、5分、20分、60分、及び120分の時点において採取されたラット血漿に存在する遊離ヘモグロビンを示す。媒体対照は、生理食塩水である。正の対照は、コブラ毒因子(CVF)である。n=各郡の動物の数。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。図22Bは、フローサイトメトリーによって測定された、輸血後、30秒、5分及び20分の時点における生存HuRBC(FITC結合型抗ヒトCD235a(グリコホリンAモノクローナル抗体)を使用して検出される)のパーセントを示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。CVF:コブラ毒因子。生理食塩水:0.9%の通常生理食塩溶液。 図23A~Cは、AIHTRモデルにおける予防(輸血前)対治療(輸血後の救命治療)におけるPA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。図23Aは、分光光度法によって測定された、HuRBCの15%輸血後、0秒(採血前)、30秒、5分、20分、60分及び120分の時点において採取されたラット血漿に存在する遊離ヘモグロビンを示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図23A~Cは、AIHTRモデルにおける予防(輸血前)対治療(輸血後の救命治療)におけるPA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。図23Bは、120分にわたる曲線下面積(放出された全ヘモグロビン)を示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図23A~Cは、AIHTRモデルにおける予防(輸血前)対治療(輸血後の救命治療)におけるPA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。図23Cは、輸血前(採血前)と比較して、120分の時点において測定された非結合型ビリルビンを示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図24A~Dは、PA-dPEG24(配列番号:21)による、生体外でのラット血清による溶解からのヒトRBCの保護を示す。図24Aは、ラット血清中で5分間インキュベーションし、次いで、抗グリコホリンA(APC)及び抗C3(FITC)で標識されたHuRBCのフローサイトメトリー分析を示す。標識されたオプソニン化RBCは、未標識RBC中にスパイクした(代表的プロット)。図24Bは、PA-dPEG24で処理されたラット血清中で5分間インキュベーションしたHuRBCのフローサイトメトリー分析を示す(代表的プロット)。図24Cは、5分後の、未処理の血清と比較して、PA-dPEG24で処理された血清中のC3沈着のないHuRBCの数(Q3)の相対的増加を示す。エラーバーは、2つの独立した実験の平均値の標準誤差を示す。図24Dは、C3フラグメントと結合した血清インキュベーションRBCのパーセント(Q2/Q2+Q3)が、5分後、未処理の血清と比較して、PA-dPEG24で処理された血清中で減少することを示す。エラーバーは、2つの独立した実験の平均値の標準誤差を示す。Q2:C3及びグリコホリンAで二重染色された細胞(グリコホリンA標識細胞上のC3沈着)。Q3:グリコホリンA標識を有する細胞(変化のない細胞)。 図24Aの説明を参照のこと。 図24Aの説明を参照のこと。 図24Aの説明を参照のこと。 図25A~Fは、30秒(図25A及び25D)、5分(図25B及び25E)ならびに20分(図25C及び25F)の時点におけるラット中に輸血されたヒトRBCの、生理食塩水に対するPA-dPEG24(配列番号:21)保護を示す。採血により回収され、抗グリコホリンA(APC)及び抗C3(FITC)で標識されたRBCのフローサイトメトリー分析。図25A~Cでは、動物には、生理食塩水対照を投与した。図25D~Fでは、動物は、PA-dPEG24(配列番号:21)で予防治療された。Q2:C3及びグリコホリンAで二重染色された細胞。Q3:グリコホリンA標識を有する細胞(変化のないHuRBC)。 図26A~Dは、ラットにおける輸血されたヒトRBC生存を示す。図26Aは、HuRBCによる輸血後30秒の時点において測定された事象の数を示し、PA-dPEG24(配列番号:21)予防、生理食塩水対照、CVF(コブラ毒因子)対照及びPA-dPEG24(救命)治療に関する全ての抗gpA+RBC(Q2+Q3)、抗gpA+抗C3-(Q3)及び抗gpA+抗C3+(Q2)を示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。図26Bは、全抗gpA+RBC(Q2/Q2+Q3)と比較する、抗gpA+、抗C3+RBCのパーセントを示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。図26Cは、対照(生理食塩水及びCVF)と比較する、5分及び20分の時点における血液に存在する全抗gpA+RBC(Q2+Q3)を示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。図26Dは、最大20分間血液に存在する全抗gpA-抗C3+RBC(Q1)を示す。凡例:PIC1(配列番号:21)予防は、星形で示され;PIC1(配列番号:21)治療(生理食塩水対照と比較する救命治療)は、ひし形で示され;生理食塩水対照は、四角形で示され;CVF対照は、三角形で示される。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図26Aの説明を参照のこと。 図26Aの説明を参照のこと。 図26Aの説明を参照のこと。 図27A~Fは、輸血後、30秒(図27A及び27D)、5分(図27B及び27E)ならびに20分(図27C及び27F)の時点における、ラット中に輸血されたヒトRBCの、免疫グロブリン静注(IVIG)と比較するPA-dPEG24(配列番号:21)保護を示す。採血により回収され、抗グリコホリンA(APC)及び抗C3(FITC)で標識されたRBCのフローサイトメトリー分析。図27A~Cは、動物がIVIGによって予防治療されたことを示す。図27D~Fは、動物がPA-dPEG24によって予防治療されたことを示す。Q2は、C3及びグリコホリンAで二重染色された細胞を示す。Q3は、グリコホリンA標識を有する細胞(変化のないHuRBC)を示す。 図28A~Cは、予防免疫グロブリン静注(IVIG)と比較する、予防PA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。図28Aは、分光光度法によって測定された、HuRBCの15%輸血後、0秒(採血前)、30秒、5分、20分、60分、120分、180分、240分、300分及び360分の時点において採取されたラット血漿に存在する遊離ヘモグロビンを示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図28A~Cは、予防免疫グロブリン静注(IVIG)と比較する、予防PA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。図28Bは、HuRBCによる輸血後30秒の時点において測定された事象の数を示し、PA-dPEG24予防及びIVIG予防に関する全ての抗gpA+RBC(Q2+Q3)、抗gpA+抗C3-(Q3)及び抗gpA+抗C3+(Q2)を示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図28A~Cは、予防免疫グロブリン静注(IVIG)と比較する、予防PA-dPEG24(配列番号:21)の有効性を示す。図28Cは、PA-dPEG24予防及びIVIG予防に関して、30秒の時点において血液中に存在する抗gpA-抗C3+RBC(Q1)を示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。 図28Dは、輸血後5分及び20分の時点における、IVIG(線なし)及びPIC1(斜線)予防に関する全抗gpA1 RBCを示す。 図29A~Cは、急性腎障害において、予防免疫グロブリン静注(IVIG)と比較する、PA-dPEG24(配列番号:21)(PIC1として標識)の有効性を示す。図29Aは、ホルマリン定着前のIVIG予防及びPA-dPEG24予防に関して測定された、総腎臓重量を示す。エラーバーは、平均値の標準誤差を示す。n=6。図29Bは、ホルマリン定着の前のIVIG予防及びPA-dPEG24予防に関する、総腎臓像を示す(代表的な動物)。図29Cは、生理食塩水(i、ii)、IVIG予防(iii、iv)またはPIC1予防(v、vi)を与えられたラットからの腎臓の代表的な組織学(ヘマトキシリン及びエオシン染色)を示す。PIC1によって治療されたラットは、通常の腎臓構造を示すのに対して、生理食塩水及びIVIGによって治療されたラットは、急性尿細管壊死と一致する細胞構造の破損を示す。バーは、20mmを表す。組織は、室温で、4003の倍率において顕微鏡(Bmax,Olympus)を用いて観察された。画像は、デジタルカメラ(DP71,Olympus)を用いて得られた。 図29Aの説明を参照のこと。 図29Aの説明を参照のこと。 PIC1(PA-dPEG24)(配列番号:21)、コブラ毒因子(CVF)、または(31~32℃で6時間の)治療低体温法による治療後、1、2、4、8、16、24、48時間の時点におけるラットの低酸素状態になった後の最大血清溶血パーセントを示す。 PIC1ペプチド(PA-dPEG24)、コブラ毒因子(CVF)、または(31~32℃で6時間の)治療低体温法によって治療されたラットの低酸素状態になった後の脳切片の画像を示す。 HIEにおける合計頭蓋C1qレベルを示す。脳障害後、4、12、及び24時間において、未治療のHIE対照(正常体温-ひし形)と比較した場合、PIC1(配列番号:21)治療群(正常体温+PIC1(配列番号:21)-三角形)において、有意に少ないC1q沈着がある。PIC1(配列番号:21)治療動物は、治療低体温法(四角形)を受けた動物と比較して、類似レベルのC1qを有した。 PIC1(配列番号:21)治療によるHIE後の神経保護の証拠を示す。図32BのパネルA~Dは、クレジルバイオレット染色を示す。クレジルバイオレットは、神経細胞におけるニッスル物質を染色する。HIE群(パネルB)は、PIC1(配列番号:21)群(パネルD)と比較して、クレジルバイオレット染色の有意な減少を示しており、治療低体温法(パネルC)に類似のPIC1(配列番号:21)の神経保存作用を示す。パネルE~Hは、ヘマトキシリン及びエオシン染色を示す。ヘマトキシリン及びエオシン染色は、PIC1(配列番号:21)(パネルH)で治療されたものと比較した場合、HIE脳におけるより高度の神経破壊(壊死、凝縮及び核崩壊)(パネルF)を示した。パネルI~Lは、アクリジンオレンジ染色を示す。アクリジンオレンジは、脳の生存可能な部分を明るい緑色に染色する(パネルK及びL)。HIEは、脳におけるアクリジンオレンジ染色を有意に減少する(パネルJ)。PIC1(配列番号:21)治療によって、アクリジンオレンジ染色が回復し、脳におけるより多くの生存細胞の存在を示す(パネルL)。 組織学的神経保護が、HIE後、神経機能の改善にも変換されることを示す。PIC1(配列番号:21)を注射された動物は、正常温動物より良好に、かつ非介入動物または治療低体温法を受けた動物と類似に機能した(介入なし、左側の第1のバー;HIE:正常体温、左から2番目のバー;HIE+治療低体温法:低体温、左から3番目のバー、HIE+PIC1(配列番号:21):正常体温-PIC1(配列番号:21)、左から4番目のバー)。 PIC1(配列番号:21)対アシクロビルのGFPコード化HSV-1阻害を示す。ウイルスのない負の対照(標識される)において、柱状図は左にピークを示し、感染した細胞がないことを示す(GFP-)。正の対照において、ピークは右にシフトし、感染した細胞を示す(GFP+)。第2列において、PIC1(配列番号:21)の濃度が増加すると、次第にピークは左にシフトし、PIC1(配列番号:21)がウイルス複製を阻害することを示す。それと対照的に、第3列は、ウイルス複製に対するアシクロビル(ACV)の用量依存効果を示す。5mMのACVによる治療によって、小さな右ピークが生じ、なお残留するウイルス複製があったことが示される。 図33-1の説明を参照のこと。 PIC1(配列番号:21)対アシクロビルのHSV-2の阻害を示す。負の対照(標識される)において、柱状図は左にピークを示し、感染した細胞がないことを示す(GFP-)。正の対照において、ピークは右にシフトし、感染した細胞を示す(GFP+)。第2列において、PIC1(配列番号:21)の濃度が増加すると、次第にピークは左にシフトし、PIC1(配列番号:21)がウイルス複製を阻害することを示す。それと対照的に、第3列は、ウイルス複製に対するアシクロビル(ACV)の用量依存効果を示す。 図34-1の説明を参照のこと。 図のx軸上でAF1と記載されるPIC1(配列番号:21)が、L.アシドフィルス(L.acidophilus)及びL.ライヒマニ(L.leichmannii)の増殖を促進することを示す。 図36A~Cは、PIC1(配列番号:7、8、12及び21)の抗微生物活性を示す。図36Aは、微量希釈MIC試験において、PIC1(配列番号:21)が、黄色ブドウ球菌、緑膿菌及び肺炎桿菌の増殖を阻害することを示す。 図36A~Cは、PIC1(配列番号:7、8、12及び21)の抗微生物活性を示す。図36Bは、緑膿菌の微量希釈MIC試験におけるペプチド変異体AF1~AF5(それぞれ、配列番号:21、5、6、7及び8)を示す。 図36A~Cは、PIC1(配列番号:7、8、12及び21)の抗微生物活性を示す。図36Cは、PIC1(配列番号:21)が細菌の外面に結合していることを示す共焦点顕微鏡法を示す。 図37A~Dは、PIC1(配列番号:21)の存在下または不在下における淋菌増殖を示す。図37Aは、20mg/mlのPIC1(配列番号:21)の存在下または不在下における淋菌増殖を示す。 図37A~Dは、PIC1(配列番号:21)の存在下または不在下における淋菌増殖を示す。図37Bは、30mg/mlのPIC1(配列番号:21)の存在下または不在下における淋菌増殖を示す。 図37A~Dは、PIC1(配列番号:21)の存在下または不在下における淋菌増殖を示す。図37Cは、PIC1(配列番号:21)の漸増濃度における淋菌増殖を示す。 図37A~Dは、PIC1(配列番号:21)の存在下または不在下における淋菌増殖を示す。図37Dは、PIC1(配列番号:21)と一緒に、及びなしでインキュベーションされた淋菌からのコロニー数を示す。 PIC1(配列番号:21)が、嚢胞性線維症(CF)患者から単離された痰試料(ゾル)中のMPO活性を阻害することを示す。CFゾル試料は、20mg/mlのPIC1(配列番号:21)の存在下または不在下で30分間インキュベーションされ、続いて、室温において30分間のTMBの添加が行われた。次いで、MPO活性は、450nmで分光光度計においてTMB色変化の検出によって測定された。 PIC1(配列番号:21)が、嚢胞性線維症(CF)患者から単離された痰試料(ゾル)において用量依存的にMPO活性を阻害することを示す。CFゾルは、増加量のPIC1(配列番号:21)の存在下で室温でインキュベーションされた。次いで、MPO活性は、450nmで分光光度計においてTMB色変化の検出によって測定された。 PIC1(配列番号:21)が、低酸素虚血性脳障害(HIE)のラット脳におけるMPO活性を阻害することを示す。HIEを患うラットの脳溶解産物からの浮遊物は、20mg/mlのPIC1(配列番号:21)の存在下または不在下でインキュベーションされた。次いで、MPO活性は、450nmで分光光度計においてTMB色変化の検出によって測定された。 治療を受けていない(NT=正常体温)、低体温法(HT)またはPIC1(配列番号:21)腹腔内投与(NP=正常体温+PIC1(配列番号:21))を受けたHIEを有する子ラットからの脳溶解産物を示す。次いで、溶解産物は、TNBによるMPO活性に関して試験された。48時間にわたって、NT動物は、増加した再灌流障害及び梗塞サイズと一貫する、MPO活性の増加を経験する。PIC1(配列番号:21)治療動物は、各時点において治療なし(NT)群と比較して、MPO活性が減少する傾向があり、PIC1(配列番号:21)の腹腔内投与後のHIE脳でのMPO活性減少を暗示する。 PIC1(配列番号:21)が、精製ヒト好中球(PMN)の溶解産物におけるMPO活性を用量依存的に阻害することを示す。PMN溶解産物は、増加量のPIC1(配列番号:21)の存在下でインキュベーションされた。次いで、MPO活性は、450nmで分光光度計においてTMB色変化の検出によって測定された。 PIC1(配列番号:21)の量増加による、MPO活性の阻害の滴定を示す。PIC1(配列番号:21)は、MPOを直接阻害する。 ヘモグロビンを含有するRBC溶解産物の量増加が、クロモゲンテトラメチルベンズイジン(TMB)基質の酸化の用量依存的増加を実証したことを示す。20mg/mlにおけるPIC1(配列番号:21)の存在下、TMBの酸化は阻害された。 PIC1(配列番号:21)の量増加によって、RBC溶解産物からのヘモグロビンによる酸化TMBシグナルの用量依存的減少がもたらされることを示す。 PIC1(配列番号:21)の量増加によって、RBC溶解産物からのヘモグロビンの量増加によるテトラメチルベンジジンTMBの酸化が用量依存的に阻害されることを示す。
詳細な説明
本発明は、Polar Assortant(PA)ペプチド(配列番号:3)からの15アミノ酸の単離され精製されたペプチドの修飾に基づく合成ペプチド化合物、上記ペプチドの誘導体、及びその使用方法を提供する。PAペプチドは、CP1(配列番号:1)と呼ばれるヒトアストロウイルスタンパク質から誘導された、スクランブル化、短縮化ペプチドである。いくつかの実施形態において、本発明は、CP1の単離され精製されたペプチドの修飾に基づき、そのペプチド誘導体は、配列番号:4~47に示されるアミノ酸配列を有する。配列番号:4~47は、例えば、N末端及びC末端において、PEG化を含むサルコシン置換及び/または修飾を有する、PA(配列番号:3)の誘導体である。これらのペプチドは、補体阻害を含む補体活性化の調節;溶血性反応の治療及び/または予防;低酸素虚血性脳障害の治療;嚢胞性線維症の治療;抗微生物的使用;ならびに本明細書に開示された他の疾患及び状態の治療及び/または予防のために使用することができる。
いくつかの態様において、これらのペプチド化合物は、古典経路及びレクチン経路の調節不全活性化によって介在された疾患及び状態の治療に関して治療価値を有する。いくつかの態様において、本発明は、抗微生物活性を有し、嚢胞性線維症を治療するために使用可能であり、かつ/または種々の急性疾患を治療するために使用可能であるペプチドを選択するための方法を提供する。PAペプチド(配列番号:3)は、水溶液中で低い溶解度を有する。配列番号:21のペプチドならびに他のPEG化及びサルコシン置換物(例えば、配列番号:5~8、10~12、21~25、27~29、30~40、43、45及び47)は、水溶液中での溶解度が増加しており、このため、治療化合物としてのそれらの有効性が増加し得る。
いくつかの実施形態において、本発明は、CP1と呼ばれ、かつC1q及びMBLに結合することによって古典経路及びレクチン経路の活性化を調節することが可能な配列(配列番号:1)を有する、ヒトアストロウイルスコートタンパク質から誘導された30アミノ酸の単離され精製されたペプチドの識別及び修飾に基づく。他の実施形態において、ペプチド化合物は、レクチン経路活性化ではなく、古典経路活性化を調節する。
CP1のアミノ酸構造の修飾によって、C1q活性などの補体活性化を調節することが可能である追加的なペプチド化合物が発見された。
「ペプチド化合物(複数可)」という用語は、本明細書で使用される場合、天然由来であり得るアミノ酸配列、または、配列番号:3に基づく約15アミノ酸のペプチド模倣体、ペプチド類似体及び/もしくは合成誘導体を指す。加えて、ペプチド化合物は、約10~約15アミノ酸残基、及び約5~約10アミノ酸残基のペプチド化合物などの約15未満のアミノ酸残基であり得る。例えば、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、及び15アミノ酸のペプチド残基は同様に、本発明に関連するペプチド化合物であり得る。ペプチド化合物は、15超のアミノ酸、例えば、16、17、18、19、及び20以上のアミノ酸であることも可能である。
開示されたペプチド化合物は、概して、約15アミノ酸残基、または約15未満のアミノ酸残基の、制限される(すなわち、例えば、βターンまたはβプリーツシートを開始するアミノ酸、またはジスルフィド結合Cys残基の存在によって環化されるアミノ酸の存在といった、いくつかの構造要素を有する)か、あるいは制限されていない(すなわち、直鎖)アミノ酸配列である。
ペプチド配列内のアミノ酸の置換は、そのアミノ酸が属するクラスの他の要素から選択されてよい。例えば、非極性(疎水性)アミノ酸としては、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン及びメチオニンが含まれる。芳香族環構造を含有するアミノ酸としては、フェニルアラニン、トリプトファン、及びチロシンが含まれる。極性中性アミノ酸としては、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、及びグルタミンが含まれる。正帯電(塩基性)アミノ酸としては、アルギニン及びリシンが含まれる。負帯電(酸性)アミノ酸としては、アスパラギン酸及びグルタミン酸が含まれる。例えば、配列中の1または複数のアミノ酸残基は、機能的に同等の役割を果たす別の類似の極性を有するアミノ酸によって置換可能であり、それによってサイレントな改変がもたらされる。
一般に、保存的な変更によってもたらされる、得られるタンパク質の構造及び機能の変化は小さい。保存的ではない変更は、得られるタンパク質の構造、活性、または機能を変更する可能性がいっそう高い。例えば、本開示のペプチドは、次の保存的アミノ酸置換の1つ以上を含む:アラニン、バリン、ロイシン及びイソロイシンなどの脂肪族アミノ酸と、別の脂肪族アミノ酸との置換;セリンと、トレオニンとの置換;トレオニンと、セリンとの置換;アスパラギン酸とグルタミン酸などの酸性残基と、別の酸性残基との置換;アスパラギン及びグルタミンなどのアミド基を有する残基と、アミド基を有する別の残基との置換;リシン及びアルギニンなどの塩基性残基と、別の塩基性残基との交換;ならびにフェニルアラニン及びチロシンなどの芳香族残基と、別の芳香族残基との置換。
特に好ましいアミノ酸置換としては、次のものが含まれる:
a)負電荷が減少し得るような、Gluに対するAla、またはその逆;
b)正電荷が維持されることが可能であるような、Argに対するLys、またはその逆;
c)正電荷が減少し得るような、Argに対するAla、またはその逆;
d)負電荷が維持されることが可能であるような、Aspに対するGlu、またはその逆;
e)遊離-OHが維持されることが可能であるような、Thrに対するSer、またはその逆;
f)遊離NH2が維持されることが可能であるような、Asnに対するGln、またはその逆;
g)ほぼ同等の疎水性アミノ酸としての、LeuもしくはValに対するIle、またはその逆;
h)ほぼ同等の芳香族アミノ酸としての、Tyrに対するPhe、またはその逆;ならびに
i)ジスルフィド結合が影響を受けるような、Cysに対するAla、またはその逆。
ペプチド配列内のアミノ酸に対する置換は、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、ピロリシン、セレノシステイン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、N-ホルミル-L-メチオニン、サルコシンまたは他のN-メチル化アミノ酸を含むがこれらに限定されない任意のアミノ酸から選択され得る。いくつかの実施形態において、サルコシンは、ペプチド配列内のアミノ酸を置換する。
一実施形態において、本発明は、ヒトアストロウイルスコートタンパク質から誘導される合成ペプチドである、配列番号:3~47のアミノ酸配列及び修飾を含むペプチドを開示する。いくつかの実施形態において、本発明は、ヒトアストロウイルスコートタンパク質から誘導される合成ペプチドである、配列番号:3及び19~29のアミノ酸配列及び修飾を含むペプチドを開示する。他の実施形態において、本発明は、ヒトアストロウイルスコートタンパク質から誘導される合成ペプチドである、配列番号:4~18及び30~47のアミノ酸配列及び修飾を含むペプチドを開示する。
別の実施形態において、本発明は、配列番号:3のアミノ酸配列を含み、1または複数のアミノ酸置換、修飾、挿入、または欠失を有する合成ペプチドであって、本明細書に記載の他の治療活性のうち補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。
別の実施形態において、本発明は、配列番号:3のアミノ酸配列を含み、1または複数のサルコシン置換を有する合成ペプチドであって、本明細書に記載の他の治療活性のうち補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。
別の実施形態において、本発明は、配列番号:3のアミノ酸配列を含み、1または複数のアラニン置換を有する合成ペプチドであって、本明細書に記載の他の治療活性のうち補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。
別の実施形態において、本発明は、配列番号:3のPEG化アミノ酸配列を含む合成ペプチドであって、本明細書に記載の他の治療活性のうち補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。
ペプチド化合物は、配列番号:3に基づき、内部ペプチド欠失及び置換、ならびにN末端及びC末端における欠失及び置換を有し得る。いくつかの実施形態において、ペプチドは、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれ以上のアミノ酸置換、修飾、挿入、または欠失を有する。
いくつかの実施形態において、ペプチド配列は、配列番号:3に対して少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%または少なくとも約99%の配列同一性を有する。
いくつかの実施形態において、本発明は、中毒または薬剤治療による虚血、炎症及び/または中毒作用によって誘発された臓器機能不全を治療または予防する効果を有する治療活性ペプチドに関する。他の実施形態において、本発明は、抗微生物効果を有する治療活性ペプチドにも関する。他の実施形態において、本発明は、嚢胞性線維症の治療効果を有する治療活性ペプチドに関する。他の実施形態において、本発明は、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)の治療効果または予防効果を有する治療活性ペプチドに関する。他の実施形態において、本発明は、出生時仮死の治療効果を有する治療活性ペプチドに関する。本発明は、急性補体介在疾患の治療効果を有する治療活性ペプチドにも関する。
本明細書で使用される場合、ペプチド配列は、疾患状態、生理学的状態、症状、または病原学的徴候の治療、寛解、または減弱、あるいはその評価または診断のために使用可能である場合、「治療活性である」。ペプチド配列は、疾患状態、生理学的状態、症状または病原学的徴候を予防するために使用可能である場合、「予防活性である」。
本明細書で使用される場合、「対象」という用語は、診断、予後診断、または治療が所望される任意の対象を意味する。例えば、対象は、哺乳類、例えば、ヒトあるいは(類人猿、サル、オランウータンまたはチンパンジーなどの)ヒト以外の霊長類、イヌ、ネコ、テンジクネズミ、ウサギ、ラット、マウス、ウマ、ウシまたは雌ウシであることが可能である。
本明細書で使用される場合、「治療する(treat)」、「治療すること(treating)」または「治療(treatment)」は、障害(例えば、本明細書に記載の障害)またはその症状を改善するため、あるいは障害(例えば、本明細書に記載の障害)またはその症状を予防するかまたは進行を遅らせるために有効な量、様式(例えば、投与スケジュール)、及び/またはモード(例えば、投与経路)で治療薬を投与することを意味する。これは、例えば、統計学的に有意な度合まで、または当業者に検出可能である度合までの障害またはその症状に関連するパラメーターの改善によって証拠づけることができる。有効な量、様式、またはモードは、対象に応じて変更可能であり、かつ対象に合わせて調整されてもよい。障害またはその症状を予防するか、またはその進行を遅らせることによって、治療は、罹患したか、または診断を受けた対象における障害またはその症状から生じる悪化を予防することができるか、あるいは遅らせることができる。
アストロウイルスコートタンパク質ペプチド及び誘導体
CP1は、ヒトアストロウイルスコートタンパク質から誘導されたペプチドであり、配列番号:1のアミノ酸配列を含むペプチドである。
CP1を親ペプチドとして使用して、Δ8~22ペプチド(配列番号:2)に関して、残基8~残基22の内部欠失を行った(内部欠失は、表1中破線で示される)。このペプチドは、試験された全ての機能的アッセイで活性であり、かつC1qを結合した。Δ8~22ペプチドからの15アミノ酸残基をスクランブル化し、Polar Assortantペプチド(配列番号3)を作成した。スクランブル化Polar Assortantペプチド(配列番号:3)は、PA、PIC1、AstroFend、またはAFとも呼ばれる。本明細書で記載される場合、「PIC1」ペプチドという用語は、配列番号:3に示されるアミノ酸配列を有するペプチド、ならびに同アミノ酸配列を有するが、PEG化などの修飾を有するペプチドを含む。PAペプチドは、試験された全ての機能的アッセイで活性であった。CP1の一連の他のペプチド欠失、置換、及び修飾は、その内容が参照によって全体的に組み込まれる米国特許第8,906,845号明細書に記載されている。
以下の表1、2、3及び4に示されるように、PAの一連のペプチド置換及び修飾を開示する。本出願は、表1~4に示される配列番号:1~47のアミノ酸配列のいずれか1つを含む合成ペプチドを開示する。ヒト用の治療剤として、ペプチド化合物は、投与経路が、例えば、局所的、経腸、吸入、非経口(すなわち、筋肉内、皮下、静脈内)であってもよく、あるいは噴霧器、ならびに当業者に既知の他の任意の投与経路で投与されてもよい。
(表1)
Figure 0006992201000001
サルコシン置換
サルコシン(「Sar」)は、N-メチルグリシンとしても知られている天然アミノ酸である。サルコシンは、コリンからグリシンへの代謝における中間体である。サルコシン置換を使用して、順次、PAの各残基を置換した(表2)。サルコシン置換は、補体阻害活性を維持し、かつ水溶性のペプチドを識別するために使用することができる。
特定の位置においてサルコシンで置換されたペプチド化合物が本明細書に開示される。表2は、配列番号:3の配列を含み、1または複数のアミノ酸がサルコシンで置換され、かつ補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。1または複数の実施形態において、アミノ酸は、7位または9位においてサルコシンで置換される。1または複数の実施形態において、2以上のアミノ酸がサルコシンで置換される。
(表2)
Figure 0006992201000002
PEG化
ポリエチレングリコール(PEG)は、エチレンオキシドのオリゴマーまたはポリマーである。本明細書中、PEG化された(すなわち、結合された1または複数のPEG部分を有する)ペプチド化合物が開示される。PEG化は、補体阻害活性を維持し、かつ水溶性である修飾ペプチドを識別するために使用することができる。1または複数のPEG部分が、ペプチドのN末端、ペプチドのC末端またはペプチドのN及びC末端の両方に結合可能である。PEG化ペプチド化合物としては、N末端、C末端、またはN末端及びC末端の両方のPEG化によって修飾された、本明細書に記載の任意のペプチドが含まれる(表1~4)。
PEG化は、PAのN末端、C末端、またはN末端及びC末端の両方に1または複数のPEG部分を結合するために使用された(表3)。1または複数の実施形態において、24のPEG部分が、PAのN末端に結合される。1または複数の実施形態において、24のPEG部分が、PAのC末端に結合される。1または複数の実施形態において、24のPEG部分が、PAのN末端及びPAのC末端に結合される。1または複数の実施形態において、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24またはそれ以上のPEG部分が、PAのN末端に結合される。1または複数の実施形態において、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24またはそれ以上のPEG部分が、PAのC末端に結合される。1または複数の実施形態において、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24またはそれ以上のPEG部分が、PAのN末端及びPAのC末端に結合される。
本明細書において、PEG化ペプチド化合物が開示される。本出願は、配列番号:3の配列を含む合成ペプチド(PIC1)であって、1または複数のPEG部分が結合し、かつ補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。
(表3)
Figure 0006992201000003
アミノ酸置換と組み合わせたペプチドのPEG化
本出願は、サルコシン置換及び/またはアラニン置換及び/またはPEG化の組み合わせによって修飾されたPA/PIC1を開示する。PAの一連のペプチド置換及び修飾は、以下の表4に示されるように開示される。修飾ペプチド及び置換ペプチドは、補体阻害活性を維持し、かつ水溶性であるペプチドを識別するために使用することができる。本出願は、配列番号:3の配列を含む合成ペプチドであって、1または複数のアミノ酸がサルコシンまたはアラニンで置換され、かつ補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドを開示する。本出願は、配列番号:3の配列を含む合成ペプチドであって、1または複数のアミノ酸がサルコシンまたはアラニンで置換され、かつ1または複数のPEG部分が、ペプチドのN末端、ペプチドのC末端、またはペプチドのN及びC末端の両方に結合し、補体活性化を調節しかつ/または抗微生物活性を有する合成ペプチドも開示する。
1または以上の実施形態において、2以上のアミノ酸がサルコシンで置換される。1または以上の実施形態において、2以上のアミノ酸がアラニンで置換される。1または以上の実施形態において、1または複数のアミノ酸がサルコシンで置換され、かつ1または複数のアミノ酸がアラニンによって置換される。置換ペプチドは、上記のとおり、PEG化によってさらに修飾可能である。
(表4)
Figure 0006992201000004
PIC1ペプチドの抗微生物活性
多くの微生物が、現在処方される抗生物質に対して耐性を有するようになったため、現在、新規抗生物質が臨床的に必要とされている。さらに、多くの抗生物質は、細菌が、空間及びエネルギーについて何年もの間競合してきた他の微生物から誘導され、これによって迅速かつ予測可能な耐性の出現がもたらされた。
CP1ペプチドは、最初、ヒト好中球防御ペプチド1(HNP-1)に対するその弱い相同性によって識別されていた。補体活性化の阻害に加えて、HNP-1は、細菌増殖を阻害する能力を有する。本明細書に記載される、配列番号:3~47を含むPIC1ペプチドは、HNP-1とはアミノ酸配列順序が非常に異なり、かつ自然界では、周知の同族体を有さない。驚くべきことに、いくつかの態様において、PIC1ペプチドは、抗細菌活性を有する。
いくつかの態様において、開示されたペプチド化合物は、直接的な抗微生物効果を有し、したがって、細菌疾患の増大を阻害するのに理想的である。開示されたペプチド化合物は、細菌によって介在された疾患を予防及び治療するために使用することができる。いくつかの実施形態において、開示されたペプチド化合物は、グラム陽性細菌感染症及びグラム陰性細菌感染症を予防及び治療するために使用することができる。いくつかの実施形態において、開示されたペプチド化合物は、例えば、緑膿菌、MRSA、及びカルバペネム耐性腸内細菌(CRE)(例えば、耐性肺炎桿菌)を予防及び治療するために使用することができる。開示されたペプチド化合物は、細菌性膣疾患及び膣炎を予防及び治療するために使用することができる。1または複数の実施形態において、開示されたペプチド化合物は、細菌性膣疾患の原因生物体を死滅させ、また、バリア防御を崩壊させてHIV感染のリスクを増加させる炎症を防ぐ。PIC1ペプチドは、周知のタンパク質またはペプチドとの相同性を有さないため、これは耐性の出現の可能性を減少させる可能性を有する。
開示されたペプチド化合物は、ラクトバチルスの増殖を増強することも可能である。本発明のいくつかの実施形態において、L.アシドフィルス及びL.ライヒマニは、開示されたペプチド化合物によって増強される。特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47からなる群より選択される少なくとも1種の合成ペプチドの治療有効量を投与することによる、ラクトバチルスの増殖を増強する方法を提供する。
細菌性膣疾患及び膣炎は、現在、全身性抗生物質によって治療される。開示されたペプチド化合物は、局所(local)投与(例えば、局所(topical)投与)によって、または全身投与(例えば、静脈内投与)によって、細菌性膣疾患及び膣炎を予防及び治療するために使用することができる。
特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47から選択されるアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドの治療有効量を含む医薬組成物を対象に投与することを含む、細菌感染症の治療方法を提供する。1または複数の実施形態において、細菌は、黄色ブドウ球菌、肺炎桿菌、緑膿菌、淋菌、クラミジア・トラコマチスまたはガードネレラ種である。1または複数の実施形態において、対象は嚢胞性線維症を有し、かつペプチド化合物は嚢胞性線維症を治療する。1または複数の実施形態において、対象は淋病またはクラミジアを有し、かつペプチド化合物は淋病またはクラミジアを治療する。1または複数の実施形態において、対象は肺炎を有し、かつペプチド化合物は肺炎を治療する。
特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47から選択されるアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドの治療有効量を含む医薬組成物を対象に投与することを含む、細菌性膣炎の治療方法を提供する。
補体系及びその調節不全と関連する疾患
補体は、細菌及びいくつかのエンベロープ型ウイルスなどの微生物に対して重要な宿主防御であるが、その抑制されない活性化は、破壊的な宿主細胞損傷を引き起こす可能性がある。補体によって介在される宿主組織損傷は、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症、重症筋無力症、自己免疫溶血性貧血、膜性増殖性糸球体腎炎、及び血清病などの自己免疫病態を含む多種多様な疾患に関連している。これは、また、次の疾患:成人の呼吸困難症候群(ARDS)、虚血再灌流障害(卒中及び心筋梗塞を含む)、同種及び異種移植合併症(超急性拒絶反応及び移植片対宿主病(GVHD)を含む)、アルツハイマー病、火傷、血液透析損傷、心肺バイパス損傷及び発作性夜間血色素尿症(PNH)の発現に寄与するものとして識別されている。
遺伝性血管性浮腫(HAE)は、機能性C1阻害剤のレベル減少または不在によって引き起こされる、まれな遺伝的障害であり;HAEの症状としては急性水腫が含まれる。C1阻害剤は、本質的にC1活性化を阻害し、そして急性水腫の治療は、C1阻害剤の実質的な注入または血漿輸血を必要とする。アストロウイルスCPは、C1活性化を機能的に阻害するため、開示されたペプチド化合物をHAEを治療するために使用することは治療必要性を満たす。C1阻害剤は、複数の対象由来のヒト血清から精製される必要があり、したがって、ヒトの血液由来病原体によって汚染される可能性がある。開示されたペプチド化合物の治療投与は、C1阻害剤との補助療法において、または独立型の治療として、C1を調節する。
開示されたペプチド化合物は、副経路活性に影響を与えることなく、C1q及びMBLの活性化を選択的に調節することが可能であり、したがって、古典経路及びレクチン経路の調節不全活性化によって介在された疾患を予防及び治療するために理想的である。これらの経路の両方とも、多くの動物モデルにおいて、虚血再灌流誘発障害に関連していたため、古典経路及びレクチン経路の特異的遮断が特に必要とされている[Castellano et al.,“Therapeutic targeting of classical and lectin pathways of complement protects from ischemia-reperfusion-induced renal damage.”Am J Pathol.2010;176(4):1648-59;Lee et al.,“Early complement factors in the local tissue immunocomplex generated during intestinal ischemia/reperfusion injury.”Mol.Immunol.2010 Feb;47(5):972-81;Tjernberg,et al.,“Acute antibody-mediated complement activation mediates lysis of pancreatic islets cells and may cause tissue loss in clinical islet transplantation.”Transplantation.2008;Apr 27;85(8):1193-9;Zhang et al.“The role of natural IgM in myocardial ischemia-reperfusion injury.”J Mol Cell Cardiol.2006 Jul;41(1):62-7)。副経路は、侵入病原体に対する免疫学的監視のために不可欠であり、かつ副経路欠損を有するヒトは、重症の細菌感染症を患う。C1q及びMBLに結合して不活性化することによって、ペプチド化合物は、副経路を変化させずに、古典経路及びレクチン経路活性化を効率的に調節することができる。
「調節する」という用語は、本明細書で使用される場合、i)個々に、または複合体において、酵素、タンパク質、ペプチド、因子、副産物、またはその誘導体の生物学的機能を制御すること、減少させること、阻害すること、または調節すること;ii)生体内で、または生体外で生物学的タンパク質、ペプチド、またはその誘導体の量を減少させること;あるいはiii)関連する一連の生物学的または化学的反応を含むことが知られている、事象の生物学的連鎖、カスケード、または経路を中断させることを意味する。したがって、「調節する」という用語は、例えば、対照試料と比較して補体カスケードの単一成分の量を減少させること、成分または成分の複合体の形成の速度または総量を減少させること、あるいは、細胞溶解、転換酵素の形成、補体によって誘導された膜攻撃複合体の形成、炎症または炎症性疾患といった結果がもたらされる複雑なプロセスまたは一連の生物学的反応の全体的な活性を減少させることを説明するために使用されてよい。生体外アッセイにおいて、「調節する」という用語は、いくらかの生物学的または化学的事象の測定可能な変化または減少を意味し得るが、当業者は、測定可能な変化または減少が全体として「調節性」であることを必要としないことを理解するであろう。
1または複数の態様において、開示されたペプチド化合物は、炎症性疾患を治療するために使用可能である。1または複数の実施形態において、開示されたペプチド化合物は、自己免疫疾患を治療するために使用可能である。1または複数の実施形態において、開示されたペプチド化合物は、溶血性輸血反応、寒冷凝集素疾患、免疫複合物疾患(例えば、血清病)、地中海貧血、鎌状赤血球症、ABO不適合(例えば、新生児黄疸)、急性/超急性臓器移植拒絶、臓器移植温/冷虚血、超急性期血液介在炎症反応(IBMIR)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、関節リウマチ、虚血再灌流障害、心筋梗塞、卒中、低酸素虚血性脳障害(例えば、出生時仮死脳障害)、外傷性脳障害、冠状動脈バイパス手術、創傷治癒、がん、アルツハイマー病、パーキンソン病、発作性夜間血色素尿症(PNH)、非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)、ぜんそく、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、クローン病、敗血症症候群/ARDS/SIRS、糸球体腎炎(例えば、狼瘡腎炎、抗糸球体基底膜抗体病、抗好中球細胞質自己抗体誘発、膜性増殖性糸球体腎炎、(例えば、密沈積症)、膜性腎症)、IgA腎症またはC3糸球体症を治療するために使用可能である。
補体介在血管内溶血性輸血反応(AIHTR)
急性血管内溶血性輸血反応(「ATR」、「AHTR」または「AIHTR」)は、溶血と関連する輸血反応の一種である。AIHTRは、ドナー赤血球の補体介在溶解及び迅速な破壊をもたらす可能性がある。AIHTRは、軽度のかつ一時的な徴候及び症状から、ショック、汎発性血管内凝固、腎不全及び死といった重度の症例までの広範囲の臨床症状を有する。
米国赤十字によると、毎年3千万の血液成分が米国(US)内で輸血されていると推定される[Barbee I.Whitaker PSH,PhD,The 2011 National Blood Collection and Utilization Survey Report;2011]。米国の約70,000人の鎌状赤血球症患者及び160万人のがんと診断された個人は、疾患管理の一環として、定期的に、輸血を必要とする。輸血は生命を救うが、急性血管内溶血性輸血反応(AIHTR)などのいくつかの潜在的に生命を脅かす様々な反応のリスクを伴う(Murphy MF,Waters JH,Wood EM,Yazer MH.“Transfusing blood safely and appropriately.”BMJ.2013;347:f4303]。AIHTRは、全輸血の5分の1で生じると推定される(Refaai MA,Blumberg N.“The transfusion dilemma-weighing the known and newly proposed risks of blood transfusions against the uncertain benefits.”Best practice & research Clinical anaesthesiology.2013;27(1):17-35)。頻繁に輸血を受けている個人は、経時的に、赤血球(RBC)抗原に対して同種抗体及び自己抗体を発現し、クロスマッチがますます困難となり、したがって、AIHTRのリスクが増加することになる(Aygun B,Padmanabhan S,Paley C,Chandrasekaran V.“Clinical significance of RBC alloantibodies and autoantibodies in sickle cell patients who received transfusions.”Transfusion.2002;42(1):37-43]。現在の輸血安全対策には、『タイピング』、『抗体スクリーニング』、ならびに『クロスマッチング』が含まれ、これらの介入によって、輸血は以前よりも安全になったが、なお輸血反応は生じる(Osterman JL,Arora S.“Blood product transfusions and reactions.”Emergency medicine clinics of North America.2014;32(3):727-738]。AIHTRは、宿主の抗体が輸血された赤血球に結合して、古典補体経路活性化を開始し、それによって、炎症介在物質C3a及びC5aの産生、ならびにC3bオプソニン化及び膜侵襲複合体(MAC)による輸血細胞の溶血反応がもたらされる時に生じる(Stowell SR,Winkler AM,Maier CL,et al.“Initiation and regulation of complement during hemolytic transfusion reactions.”Clinical & developmental immunology.2012;2012:307093]。AIHTRにおける補体の役割は十分に認識されているが、今日までに報告された、補体アナフィラトキシンC3a及びC5aの産生阻害によるAIHTRの臨床的介入を説明するケースは、わずか1つである[Weinstock C,Mohle R,Dorn C,et al.“Successful use of eculizumab for treatment of an acute hemolytic reaction after ABO-incompatible red blood cell transfusion.”Transfusion.2015;55(3):605-610]。
補体の古典経路は、抗体による補体複合体C1の初期活性化後にカスケード的増幅の役割を果たす(Frank MM AJ ed Complement system.In:Austen KF,Atkinson JP,Cantor HI ed.Samter’s Immunologic Disease.New York:Lippincott Williams and Wilkins;2001]。C1複合体は、パターン認識分子C1q及びセリンプロテアーゼ四量体C1r-C1s-C1s-C1rからなる。IgMまたはクラスター化IgG抗体へのC1qの結合時、C1qが構造変化を経て、C1r-C1s-C1s-C1rを活性化し、そして古典経路介在補体活性化を開始する。本明細書に記載の補体C1のペプチド阻害剤(PIC1)は、補体の古典経路のペプチド阻害剤である(Mauriello CT,Pallera HK,Sharp JA,et al.“A novel peptide inhibitor of classical and lectin complement activation including ABO incompatibility.”Mol Immunol.2013;53(1-2):132-139;Sharp JA,Whitley PH,Cunnion KM,Krishna NK.“Peptide inhibitor of complement C1,a novel suppressor of classical pathway activation:mechanistic studies and clinical potential.”FrontImmunol.2014;5:406;Gronemus JQ,Hair PS,Crawford KB,Nyalwidhe JO,Cunnion KM,Krishna NK.“Potent inhibition of the classical pathway of complement by a novel C1q-binding peptide derived from the human astrovirus coat protein.”Mol Immunol.2010;48(1-3):305-313)。PIC1は、C1qを結合し、かつC1r-C1s-C1s-C1r12の活性化を予防することによって、抗体によって開始されたC1活性化を阻害する。PIC1は、生体外で、ヒト赤血球の古典補体経路介在ABO不適合性溶血を阻害することが示された(Mauriello CT,Pallera HK,Sharp JA,et al.“A novel peptide inhibitor of classical and lectin complement activation including ABO incompatibility.”Mol Immunol.2013;53(1-2):132-139;Sharp JA,Whitley PH,Cunnion KM,Krishna NK.“Peptide inhibitor of complement C1,a novel suppressor of classical pathway activation:mechanistic studies and clinical potential.”FrontImmunol2014;5:406;Shah TA,Mauriello CT,Hair PS,et al.“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014)。本明細書に記載のPIC1の水性ポリエチレングリコール(PEG)結合型であるPA-dPEG24(配列番号:21)をラットに経脈管的に投与すると、30秒以内に、90%を上回る動物の血清補体価の全身性阻害を達成することができる(Sharp JA,Whitley PH,Cunnion KM,Krishna NK.“Peptide inhibitor of complement C1,a novel suppressor of classical pathway activation:mechanistic studies and clinical potential.”Front Immunol.2014;5:406]。補体活性化を阻害するPIC1の能力によって、これは、AIHTRに特徴的である迅速な補体介在溶血を遮断するために理想的な分子となる。
ヒトRBCの異種輸血に基づくラットAIHTR疾患モデルが確立された(Shah TA,Mauriello CT,Hair PS,et al.“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014]。ウィスターラットは、血清中に、ヒトAB赤血球に結合する生得的な血球凝集素を有する(Shah et al;Aptekman PM,Bogden AE.“Characterization of the natural hemagglutinins in normal rat serum associated with a negative phase following tumor implantation.”Cancer Research.1956;16(3):216-221)。ヒト赤血球の輸血時、それらは、抗体によって開始される古典補体経路活性化によって、迅速なABO不適合様溶血を生じることになる(Yazdanbakhsh K,Kang S,Tamasauskas D,Sung D,Scaradavou A.“Complement receptor 1 inhibitors for prevention of immune-mediated red cell destruction:potential use in transfusion therapy.”Blood.2003;101(12):5046-5052]。
PA(配列番号:3)及びPA-dPEG24(配列番号:21)を含むPIC1ペプチドは、生体外で、O血清によるABヒト赤血球(RBC)の補体介在溶解を遮断することができる。このアッセイは、ABO不適合を模倣する。PA-dPEG24は、AIHTRのげっ歯類モデルにおいて有効性を有し、予防及び救命シナリオにおいてヒトRBC溶解の阻害を実証する。したがって、PIC1ペプチドは、現在のところ療法が存在しないヒトにおける輸血反応の治療において使用可能である。
現在の血液銀行組織または輸血医学診療は、ドナーとレシピエントとの間の補体介在RBC溶解に関するリスクを直接評価する方法を有さない。開示されたペプチド化合物は、診断ツールとして使用することができる。開示されたペプチド化合物は、AIHTRを予防するための予防治療として、またはAIHTRが重要な臨床上の意義を有する間の救命治療として使用することも可能である。開示されたペプチド化合物は、AIHTRにおいて急性腎障害を引き起こす高濃度の遊離ヘモグロビンを予防することができる。ATRに対する療法は、現在、支持療法以外はない。
開示されたペプチド化合物は、RBCの補体介在溶解を検出するために使用可能であり、したがって、赤血球輸血がAIHTRを引き起こし得るかどうかを判別するために理想的である。開示されたペプチド化合物は、AIHTRを予測するために使用することができる。
特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47から選択されるアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドの治療有効量を含む医薬組成物を対象に投与することを含む、急性輸血反応の治療方法を提供する。1または複数の実施形態において、対象が輸血を受ける前に、医薬組成物は投与される。1または複数の実施形態において、対象が輸血を受けた後に、医薬組成物は投与される。1または複数の実施形態において、対象が輸血を受ける前及び輸血を受けた後に、医薬組成物は投与される。
嚢胞性線維症(CF)における補体エフェクター
嚢胞性線維症(CF)において、肺損傷は、閉塞、感染症、及び炎症のサイクルによって介在されると思われる。正常対照と比較して、CF患者の肺液中で補体エフェクターが上昇することが判定された。
米国において、30,000人の個人が嚢胞性線維症(CF)を患っており(Boyle MP.“Adult cystic fibrosis.”JAMA 2007;298(15):1787-93)、死亡原因の大半は呼吸不全である。肺実質の破壊の進行は、閉塞、細菌性病原体への感染、及び炎症のサイクルにより介在される(Rowe SM,Miller S,Sorscher EJ,“Cystic fibrosis.”N Engl J Med 2005;352(19):1992-2001)。サイクルが繰り返されると、肺の損傷が肺の瘢痕へと進行して、最終的に肺不全にまで進行する(Gibson RL,Burns JL,Ramsey BW.“Pathophysiology and management of pulmonary infections in cystic fibrosis.”Am J Respir Crit Care Med 2003;168(8):918-51]。
人体で最も破壊的な炎症カスケードは、多数の炎症性疾患プロセスにおいて宿主組織損傷の一因となる補体系である(Ricklin D,Lambris JD.“Complement-targeted therapeutics.”Nat Biotechnol 2007;25(11):1265-75)。最近の証拠によって、補体タンパク質がCF患者及び健常者の肺液の主成分であり、C3及びC4が、4つの最も一般的なタンパク質の2つを構成することが示された(Gharib SA,Vaisar T,Aitken ML,et al.“Mapping the lung proteome in cystic fibrosis.”J Proteome Res 2009;8(6):3020-8)。これは、補体が、CF肺炎症において、これまで推測されていたものよりもはるかに大きい役割を果たし得ることを示唆する。細菌に結合した抗体は、開始成分C1によって古典補体経路を活性化することができる(図9)。C4は、オプソニンC4bの形成及び下流のC3活性化をもたらす、古典(すなわち、抗体により開始される)経路に関するカスケード成分である(Lambris JD,Sahu A,Wetsel RA.“The chemistry and biology of C3,C4,and C5.”In:Volanakis JE,Frank MM,(eds).The human complement system in health and disease.New York:Marcel Dekker;1998,83 -118)。C3は、活性化時に補体エフェクターC3aを生成し、細胞をオプソニンフラグメントC3b及びiC3bと共有結合させる、中心的な補体成分である。次いで、C3bは、C5の活性化を開始し、極めて効力があるアナフィラトキシンC5aを生成する。C5aは、酸化性バースト及び脱顆粒をもたらす、好中球移動及び活性化のために最も強力な刺激である(Lambris JD,Sahu A,Wetsel RA.“The chemistry and biology of C3,C4,and C5.”In:Volanakis JE,Frank MM,(eds).The human complement system in health and disease.New York:Marcel Dekker;1998,83 -118;Tralau T,Meyer-Hoffert U,Schroder JM,et al.“Human leukocyte elastase and cathepsin G are specific inhibitors of C5a-dependent neutrophil enzyme release and chemotaxis.”Exp Dermatol 2004;13(5):316-25)。脱顆粒後の好中球死は、CF肺の気道の閉塞の一因となる粘着性DNAの主要源である(Dwyer M,Shan Q,D’Ortona S,et al.“Cystic Fibrosis Sputum DNA Has NETosis Characteristics and Neutrophil Extracellular Trap Release Is Regulated by Macrophage Migration-Inhibitory Factor.”J Innate Immun 2014;Hodson ME.“Aerosolized dornase alfa (rhDNase) for therapy of cystic fibrosis.”Am J Respir Crit Care Med 1995;151(3 Pt 2):S70-4]。好中性顆粒産物の中でも、好中球エラスターゼが放出され、これは、CFにおける実質肺損傷に大きく寄与する(Gifford AM,Chalmers JD.“The role of neutrophils in cystic fibrosis.”Curr Opin Hematol 2014;21(1):16-22;Le Gars M,Descamps D,Roussel D,et al.“Neutrophil elastase degrades cystic fibrosis transmembrane conductance regulator via calpains and disables channel function in vitro and in vivo.”Am J Respir Crit Care Med 2013;187(2):170-9;Sagel SD,Wagner BD,Anthony MM,et al.“Sputum biomarkers of inflammation and lung function decline in children with cystic fibrosis.”Am J Respir Crit Care Med 2012;186(9):857-65]。したがって、補体活性化は、組織損傷に寄与する、CF肺における好中球動員及び活性化において重要な役割を果たし得る。CF肺疾患に寄与し得るC5aの追加的特性は、ヒスタミン放出の刺激、血管浸透性の拡張、及び平滑筋収縮の誘因である(Lambris JD,Sahu A,Wetsel RA.“The chemistry and biology of C3,C4,and C5.”In:Volanakis JE,Frank MM,(eds).The human complement system in health and disease.New York:Marcel Dekker;1998,83-11]。C5aの既知の炎症特性は、急性肺障害を含む炎症肺疾患におけるC5aの役割についての増加する証拠と一致する(Schmudde I,Strover HA,Vollbrandt T,et al.“C5a receptor signalling in dendritic cells controls the development of maladaptive Th2 and Th17 immunity in experimental allergic asthma.”Mucosal Immunol 2013;6(4):807-25;Bosmann M,Ward PA.“Role of C3,C5 and anaphylatoxin receptors in acute lung injury and in sepsis.”Adv Exp Med Biol 2012;946:147-59]。したがって、理論によって拘束されないが、複数の推論系統によって、補体介在炎症が、CFにおける炎症肺損傷に大きく寄与し得ることが示される。
CF肺におけるC5aの潜在的に重大な役割に関するいくつかの調査が実行された。1986年、Fickらは、健康対照からの気管支肺胞洗浄液(BAL)と比較して、臨床的に安定した肺疾患を有する9人のCF患者のBALにおける放射免疫測定によって測定された増加量のC5aの存在を説明した(Fick RB,Jr.,Robbins RA,Squier SU,et al.“Complement activation in cystic fibrosis respiratory fluids:in vivo and in vitro generation of C5a and chemotactic activity.”Pediatr Res 1986;20(12):1258-68)。CF BAL液は、好中球に対して走化性であり、これは、C5a濃度と関連するように見えた。BAL液は、交叉免疫電気泳動法によって分析された、C3cの存在によって事前の補体活性化の証拠を示した。最も低いC5a測定値を有する2人のCF患者は、正常なFEV及びFVCの測定値を有することがわかり、これは、肺損傷との潜在的な関連を示唆した。しかしながら、CF肺液中のC5a濃度が、CFにおける急性肺悪化または慢性肺疾患進行と関連するかどうかを試験するためのさらなる試験は実行されなかった。
いずれの機構によっても拘束されないが、開示されたペプチド化合物は、副経路活性に影響を及ぼさずに、C1q及びMBLの活性化を選択的に調節することができ、したがって、嚢胞性線維症の治療に理想的である。1または複数の実施形態において、開示されたペプチド化合物は、嚢胞性線維症を治療するために使用することができる。1または複数の実施形態において、開示されたペプチド化合物は、抗炎症剤及び抗微生物剤として使用することができる。1または複数の実施形態において、開示されたペプチド化合物は、噴霧療法によって肺中にペプチド(複数可)を直接投与することによって、嚢胞性線維症を治療するために使用することができる。1または複数の実施形態において、噴霧療法による本開示のペプチド化合物(複数可)の投与は、嚢胞性線維症によって引き起こされた肺破壊を緩和する。開示されたペプチド化合物は、肺損傷の進行を遅らせることによってCF患者に対する臨床的利益を有し、寿命を延長させ、かつ生活の質を向上させる。
特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47から選択されるアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドの治療有効量を含む医薬組成物を対象に投与することを含む、嚢胞性線維症の治療方法を提供する。
C1q受容体とC1qとの相互作用の調整
C1qはC1q受容体と相互作用して、アポトーシス細胞砕片及び免疫複合体の掃去などの恒常性機能、ならびに抗原提示細胞(大型食細胞及び樹状細胞)を介するT細胞シグナル伝達において重要な役割を果たすと思われる。現在、C1q受容体とC1qとの相互作用を調整する臨床的な薬剤はない。
開示されたペプチド化合物は、カルレティキュリン/cC1qRを含むC1q受容体に結合するC1qを遮断するために使用可能である。細胞受容体へのC1qの結合を遮断する、開示されたペプチド化合物の能力は、C1q受容体に結合するC1qによって介在される細胞内シグナル伝達プロセスの調整において重要な役割を有し得る。開示されたペプチド化合物は、全身性エリテマトーデス及びがんなどの疾患プロセスにおいて補体反応を調節するために使用することができる。
出生時仮死における脳損傷
補体活性化は、新生児低酸素虚血性脳障害(HIE)などの虚血再灌流障害の発生に寄与する。治療低体温法(HT)によってもたらされる死亡または障害の減少はわずか11%である。発表された生体外でのデータによると、HTは、逆説的に、炎症促進性補体活性化を増加し、潜在的にその利点を制限することが示されている。
PIC1ペプチドは、長期の全身性補体欠乏を生じずに、脳梗塞量を低減することができる。PIC1ペプチドは、HIEにおける神経学的転帰を改善するための、HTの有用な補助剤となる可能性がある。
開示されたペプチド化合物は、出生時仮死による脳損傷を予防するために使用することができる。開示されたペプチド化合物は、心筋梗塞、冠状動脈バイパス手術、卒中などの疾患における虚血再灌流障害(IRI)を予防するために使用することができる。開示されたペプチド化合物は、古典補体経路介在事象である、超急性及び急性臓器移植拒絶を予防するためにも使用することができる。
特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47から選択されるアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドの治療有効量を含む医薬組成物を対象に投与することを含む、出生時仮死の治療方法を提供する。いくつかの実施形態において、対象は、治療低体温法によってさらに治療される。
特定の態様において、本発明は、配列番号:3~47から選択されるアミノ酸配列及び修飾を含む合成ペプチドの治療有効量を含む医薬組成物を対象に投与することを含む、低酸素虚血性脳障害の治療方法を提供する。いくつかの実施形態において、対象は、治療低体温法によってさらに治療される。
ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性
ミエロペルオキシダーゼ(MPO)は、急性炎症において次亜塩素酸(漂白剤)を形成し、また侵入細胞及び宿主細胞に損傷を与える好中球からの酵素である。この酵素は、嚢胞性線維症(CF)及び低酸素虚血性脳障害(HIE)において、宿主組織に対して破壊的であることが知られている。
いくつかの実施形態において、PIC1は、嚢胞性線維症患者の痰におけるMPOの酵素活性を阻害した。いくつかの実施形態において、PIC1は、HIE患者からの脳組織における酵素活性を阻害した。いくつかの実施形態において、精製されたヒト好中球の溶解産物に存在するMPO活性は、PIC1によって直接阻害することができる。いくつかの実施形態において、本発明は、PIC1が嚢胞性線維症及びHIEに対して抗炎症性活性を有することを実証する。
自己免疫溶血性貧血
本開示は、自己免疫溶血性貧血を治療することが可能であるペプチド化合物を提供する。自己免疫溶血性貧血は、赤血球が体にとって異物であるかのように赤血球を攻撃する自己抗体を生じる免疫系の機能不全によって特徴づけられる障害の群である。自己免疫溶血性貧血は、上昇した血清ビリルビン、過剰な尿ウロビリノーゲン、減少した血漿ハプトグロビン、上昇した血清乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)、ヘモジデリン尿、メトヘムアルブミン血症、球状赤血球症、網状赤血球増加症、及び/または骨髄の赤血球過形成のうちの1つ以上によって特徴づけられ得る。本発明の特定の態様において、自己免疫溶血性貧血の治療は、配列番号3~47からなる群より選択されるペプチド化合物を投与することを含む。
医薬製剤及び投与
本開示は、少なくとも1種の上記ペプチド及び少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、安定剤、または賦形剤を含む、補体系を調節することが可能である医薬組成物を提供する。薬学的に許容される担体、賦形剤、または安定剤は、利用される用量及び濃度においてレシピエントに無毒性である。それらは、固体、半固体、または液体であることが可能である。本発明の医薬組成物は、タブレット、ピル、粉末、ロゼンジ、サッシェ、カシェ剤、エリキシル、懸濁液、乳濁液、溶液、またはシロップの形態であることが可能である。
薬学的に許容される担体、希釈剤、安定剤、または賦形剤のいくつかの例としては、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、でんぷん、アカシアガム、カルシウムホスフェート、アルギネート、トラガカント、ゼラチン、カルシウムシリケート、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、滅菌水、シロップ、及びメチルセルロースが含まれる。本発明の医薬組成物は、活性成分の迅速、通常、または持続的もしくは徐放的放出を提供するために、当該技術において既知の手順を使用して配合することができる。
本開示は、対象に上記組成物を与えることを含む、対象における補体系を調節する方法に関する。本発明の医薬組成物は、適切な純度を有するペプチド化合物を、薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤と混合することによって調製される。そのような製剤を調製するための配合及び方法の例は、当該技術において周知である。本発明の医薬組成物は、上記の種々の障害及び疾患のための予防及び治療剤として有用である。一実施形態において、組成物は、ペプチド化合物の治療有効量を含む。別の実施形態において、組成物は、補体介在組織損傷と関連する少なくとも1つの疾患を治療することにおいて効果がある、少なくとも1種の他の活性成分を含む。「治療有効量」という用語は、本明細書で使用される場合、対象に利益を示すために十分である各活性成分の総量を意味する。
ペプチド化合物の治療有効量は、治療される状態、状態の重症度、投与時間、投与経路、利用された化合物の排出速度、治療の期間、関連する連携療法、ならびに対象の年齢、性別、体重、及び状態などのいくつかの因子に応じて変化する。当業者は、治療有効量を決定することができる。したがって、当業者は、最大治療効果を得るために、用量を滴定し、投与経路を調整する必要があり得る。
有効1日用量は、一般に、体重1kgあたり約0.001~約200ミリグラム(mg/kg)、好ましくは、約80~約160mg/kg、より好ましくは、約0.1~約20mg/kgの範囲内である。この用量は、1日あたり1~6回の投与レジメンによって達成することができる。代替的に、最適な治療は、より低頻度の投与レジメンによる徐放性製剤によって達成することができる。
医薬製剤は、例えば、経口、経鼻、局所(頬、舌下、または経皮を含む)、あるいは非経口(皮下、皮内、筋肉内、関節内、腹腔内、滑液嚢内、胸骨内、くも膜下腔内、病巣内、静脈、または皮内注射または点滴を含む)による、任意の適切な経路による投与に適合させてもよい。ヒトへの投与のために、製剤は、好ましくは、米国食品医薬品局(FDA)によって要求される滅菌、発熱原性、一般的安全性、及び純度の標準を満たす。
併用療法
本発明のさらなる実施形態は、対象に本発明の医薬組成物を投与することを含む、補体介在組織損傷と関連する疾患を予防または治療する方法を提供する。本発明の医薬組成物は、単一活性薬剤として投与することができるが、それらは、疾患を予防または治療数ために有効である1種またはそれ以上の治療剤または予防剤と組み合わせて使用することも可能である。この態様において、本発明の方法は、補体介在組織損傷と関連する少なくとも1つの疾患を治療することにおいて有効である1種またはそれ以上の追加の治療または予防剤の投与の前に、それと同時に、かつ/または後に、本発明の医薬組成物を投与することを含む。
例えば、本発明の医薬組成物は、単独で、または治療低体温法との組み合わせで、脳仮死または低酸素虚血性脳障害を治療するために使用することができる。
例えば、本発明の医薬組成物は、単独で、あるいは非ステロイド性抗炎症剤(NSAID)、コルチコステロイド、または疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)との組み合わせで、関節リウマチを治療するために使用することができる。
NSAIDの例としては、(アスピリン、アモキシプリン、ベノリラート、サリチル酸コリンマグネシウム、ジフルニサル、ファイスラミン、サリチル酸メチル、サリチル酸マグネシウム及びサリチル酸サリチル(サルサラート)などの)サリチル酸塩、(ジクロフェナク、アセクロフェナク、アセメタシン、ブロムフェナク、エトドラク、インドメタシン、ケトロラク、ナブメトン、スリンダク及びトルメチなどの)アリールアルカン酸、(イブプロフェン、カルプロフェン、フェンブフェン、フェノプロフェン、フルルビプロフェン、ケトプロフェン、ロキソプロフェン、ナプロキセン、チアプロフェン酸及びスプロフェンなどの)2-アリールプロピオン酸、(メフェナム酸及びメクロフェナム酸などの)N-アリールアントラニリン酸、(フェニルブタゾン、アザプロパゾン、メタミゾール、オキシフェンブタゾン及びスルフィンプラゾンなどの)ピラゾリジン誘導体、(ピロキシカム、ロルノキシカム、メロキシカム及びテノキシカムなどの)オキシカム、(エトリコキシブ、ルミラコキシブ及びパレコキシブなどの)COX-2阻害剤、ニメスリドなどのスルホンアニリド、ならびにリコフェロン及びオメガ-3脂肪酸などが含まれる。
コルチコステロイドの例としては、トリアムシノロン(Aristocort(登録商標))、コルチゾン(Cortone(登録商標)アセテート錠)、デキサメタゾン(Decadron(登録商標)エリキシル剤)、プレドニソン(Deltasone(登録商標))及びメチルプレドニゾロン(Medrol(登録商標))が含まれる。
DMARDの例としては、メトトレザト(Rheumatrex(登録商標))、レフルノミド(Arava(登録商標))、エタネルセプト(Enbrel(登録商標))、インフリキシマブ(Remicade(登録商標))、アダリムマブ(Humira(登録商標))、アナキンラ(Kineret(登録商標))、スルファサラジン(Azulfidine EN-Tabs(登録商標))、抗マラリア薬、金塩、d-ペニシラミン、サイクロプスポリルンA、シクロホスファミド及びアザチオプリンが含まれる。
Soliris(商標)(エクリズマブ)は、ヒト化抗C5モノクローナル抗体である。これは、まれな形態の溶血性貧血、発作性夜間血色素尿症の治療用に、FDAによって認可されている。一実施形態において、本発明の医薬組成物は、発作性夜間血色素尿症、非典型尿毒症症候群、心臓疾患、肺疾患、自己免疫疾患、ぜんそくの治療、ならびに移植の補助的なケアにおいて、Soliris(商標)と組み合わせて使用することができる。
本発明の医薬組成物は、一緒にもしくは別々に、または1つの組成物中に医薬組成物と追加的な薬剤(複数可)とを組み合わせることによって、併用療法において追加的な薬剤(複数可)と一緒に投与することができる。状態の最大管理を達成するために、用量は管理され、かつ調整される。例えば、医薬組成物及び追加的な薬剤(複数可)の両方は、通常、単一療法レジメンで通常投与される用量の約10%~約150%、より好ましくは、約10%~約80%の用量レベルで存在する。
本発明は、以下の実施例によってさらに説明されるが、これらは、説明目的のみで提供される。これらは決して、本発明の範囲または内容を限定するものとして解釈されない。
実施例1:サルコシン(SAR)置換ペプチドの溶解度及び溶血アッセイ
方法:溶血アッセイ
ペプチドは、B因子枯渇ヒト血清(Complement Technologies,Inc.)中0.77mMまで希釈され、37℃で1時間インキュベーションされた。次いで、これらのペプチドは、2.5%血清に等しくなるまでGVBS++で希釈され、そのうちの0.25mlは0.4mlのGVBS++及び0.1ml感作ヒツジ赤血球(RBC)と組み合わせられ、37℃で1時間、再びインキュベーションされた。この手順は、4.0mlのGVBS--を添加することによって停止され、1,620xgで5分間遠心分離され、上澄みの吸光度を分光光度計で412nmで読み取った。それぞれの試料の溶解パーセントは、血清のみの対照のものに対し標準化された。
結果:サルコシン置換ペプチドの溶解度
表5に、B因子枯渇血清中のサルコシン(Sar)置換ペプチドの溶解度及び溶血アッセイを示す。B因子枯渇血清中のペプチドの最終濃度は、0.77mMであった。それぞれのペプチドは3回評価されて、平均値が報告される。水溶性ではないペプチドをDMSO中で再懸濁させた。溶血アッセイにおいて、溶解性ペプチドは、水に対し標準化されており、不溶解性ペプチドは、DMSOに対し標準化されている。
(表5)
Figure 0006992201000005
ペプチド誘導体PA-P7Sar(配列番号:10)及びPA-C9Sar(配列番号:12)は、両方とも水溶性であり、PAペプチド(配列番号:3)と同程度まで補体活性を阻害した。溶血アッセイにおけるPA-P7Sar及びPA-C9Sarの両方による用量依存性の補体活性の阻害は、図1に示される。
実施例2-PEG化PAペプチドの溶解度及び溶血アッセイ
方法:溶血アッセイ
Polar Assortantペプチドは、未希釈のB因子枯渇ヒト血清(Complement Technologies,Inc.)中に連続的に希釈され、37℃で1時間インキュベーションされた。水、GVBS++及びDMSOは、対照として含まれた。次いで、これらのペプチドは、2.5%血清に等しくなるまでGVBS++で希釈され、そのうちの0.25mlは0.4mlのGVBS++及び0.1ml感作ヒツジ赤血球(RBC)と組み合わせられ、37℃で1時間、再びインキュベーションされた。この手順は、4.0mlのGVBS--を添加することによって停止され、1,620xgで5分間遠心分離され、上澄みの吸光度を分光光度計にて412nmで読み取った。それぞれの試料の溶解パーセントは、血清のみの対照のものに対し標準化された。
最初に、PAは、N末端(dPEG24-PA、配列番号:20)、C末端(PA-dPEG24、配列番号:21)、またはN末端及びC末端の両方(dPEG24-PA-dPEG24、配列番号:19)において、24PEG部分でPEG化された。全3種のPEG化ペプチドは、水溶性であり、そして様々な程度の補体阻害を示したが、PA-dPEG24(配列番号:21)はPAと同程度まで補体活性化を阻害した(図2A)。
図2Bに示すように、PA-dPEG24(配列番号:21)は、PAと同程度まで補体活性化を阻害し、またより広範囲の用量反応を示したが、これは水溶液における溶解度の増加に起因する可能性が最も高い。PA-dPEG24(配列番号:21)の構造は、図3で示される。
次に、PEG化PIC1誘導体を、C末端におけるPEG部分の数を減少させて設計した。以下の表6に示されるように、これらのペプチドの多くは、溶解度及び補体阻害活性を維持したが、PA-dPEG24(配列番号:21)が最も良好な阻害活性を実証した。
結果:PEG化ペプチドの溶解度
表6に、B因子枯渇血清中のPEG化PAペプチドの溶解度及び溶血アッセイを示す。B因子枯渇血清中のペプチドの最終濃度は、0.77mMであった。水溶性でないペプチドはDMSO中で再懸濁させた。溶血アッセイにおいて、溶解性ペプチドは、水に対し標準化され、不溶解性ペプチドは、DMSOに対し標準化された。
(表6)
Figure 0006992201000006
ラットでの生体内データによって、PA-dPEG24(配列番号:21)は、ラットへの注射から30秒以内に90%まで(溶血アッセイにおける赤血球溶解によって測定した場合)補体活性化を阻害し、阻害活性は最大4時間観察されたことが示された(図20)。2つの投与量は、静脈内(IV)投与された。これは、全ての時点において最大溶血を示す、媒体対照(通常生理食塩溶液)と比較された。PA-dPEG24(配列番号:21)は、生体内で0.9% NaCl+10mM NaHPOにおいて有効であったが、食塩水及びヒトへのIV注射用の他の一般的な水溶液(例えば、乳酸リンゲル液、D5Wなど)中でも作用した。
実施例3-PEG化ならびにサルコシン(SAR)及び/またはアラニン置換ペプチドの溶解度及び溶血アッセイ
表7は、PEG化及びサルコシン(SAR)置換ペプチドのB因子枯渇血清中の溶解度及び溶血アッセイを示す。B因子枯渇血清中のペプチドの最終濃度は、0.77mMであった。水溶性でないペプチドはDMSO中で再懸濁させた。溶血アッセイにおいて、溶解性ペプチドは、水に対し標準化されており、不溶解性ペプチドは、DMSOに対し標準化されている。
(表7)
Figure 0006992201000007
複数のアミノ酸がサルコシン及び/またはアラニンで置換されるように、PAに変更を加えた。いくつかのペプチドは、さらにPEG化と組み合わせた。PA-dPEG24(配列番号:21)と同程度の阻害活性及び溶解度を維持する複数のペプチドとしては、PA-R13Sar-dPEG24(配列番号:35)、PA-A14Sar-dPEG24(配列番号:36)、E6SarP7Sar(配列番号:37)、Q11SarP7Sar(配列番号:39)、A14SarP7Sar(配列番号:43)、E6AE12A-dPEG24(配列番号:45)及びE6AE12AP7Sar(配列番号:47)が含まれる。
実施例4-PIC1ペプチドの最小阻害濃度(MIC)
方法:最小阻害濃度(MIC)アッセイ
微量希釈最小阻害濃度(MIC)アッセイを実行し、マイクロタイタープレート中のブロス培養中で増殖した様々な細菌に、増加量のPA-dPEG24(配列番号:21)またはサルコシン誘導体(配列番号:4~18、30~47)を添加した。次いで、プレートを37℃で一晩インキュベーションし、次にプレートを、OD600nmの吸光度にて分光光度計で読み取り、溶液の濁度を決定した。濁度の減少は、細菌増殖の阻害を示す。
結果
PA-dPEG24(配列番号:21)は、食塩水対照と比較して、1mMより高い濃度において、黄色ブドウ球菌の増殖を用量依存的に阻害することができ(図4A)、かつ同病原体を抗生物質バンコマイシンと類似の様式で阻害した(図4B)。PA-dPEG24(配列番号:21)は、>3mg/mlではゲンタマイシンと同様に肺炎桿菌を阻害することができ(図4C)、≧13mg/mlでは緑膿菌も阻害することができた(図4D)。PA-dPEG24(配列番号:21)の活性は、緑膿菌に対する3つの水溶性のサルコシン置換ペプチド(PA L3Sar(配列番号:6)、PA I4Sar(配列番号:7)及びPA L5Sar(配列番号:8))と比較され、全3種のサルコシン誘導ペプチドは、≧6mg/mlで、この種類の細菌を用量依存的に阻害することが見出された(図4E)。これらの結果は、PIC1ファミリーペプチドの補体阻害特性から完全に独立している、これまで報告されていないこれらのペプチドの全く新しい抗微生物特性を示す。
次に、PA-dPEG24(配列番号:21)、PA L3Sar(配列番号:6)、PA I4Sar(配列番号:7)及びPA L5Sar(配列番号:8)が細菌性膣疾患の一般原因であるグラム不定嫌気性球桿菌であるガードネレラの増殖を阻害することができるかどうかを試験した。全4種のペプチドは、ガードネレラの増殖を阻害した(図5)。PA-dPEG24(配列番号:21)が、ガードネレラ介在補体活性化を阻害することができるかどうかも分析された。このアッセイにおいて、正常ヒト血清を室温で1時間、増加量のPA-dPEG24(配列番号:21)の存在下、ガードネレラと一緒にインキュベーションした。補体活性化は、ELISA法を使用して、C5aの産生を測定することによって分析した。PA-dPEG24(配列番号:21)の量を増加させることによって、C5a形成が阻害された(図6)。これらの結果は、PIC1ペプチド(例えば、配列番号:3~47)は、ガードネレラの複製を抑制することにより細菌性膣疾患を治療するために、ならびにガードネレラによって引き起こされた炎症を治療するために、膣に局所的に送達されることができることを示唆する。この関連する炎症は、細菌性膣疾患の症状を引き起こし、膣内の正常なバリア防衛を崩壊させることによって、HIV感染のリスクを増加させる。
実施例5-急性輸血反応(ATR)を引き起こす可能性が高い赤血球輸血を識別することができる、補体介在溶血を検出するアッセイ
方法:補体介在溶血を検出するためのアッセイ
鎌状赤血球障害を有する13歳女性B+は、2人の異なるドナーから3ユニットのO+濃厚赤血球(pRBC)を与えられた。2ユニットの最初の輸血の間、患者は低血圧(BP89/39)と、それに続いて発熱(Tmax102.6°F)を経験した。第3の血液製剤の輸血では許容性が示され、合併症は生じなかった。急性輸血反応(ATR)の疑いのため、第1の輸血血液製剤の輸血反応検査によって、高い抗B力価が明らかにされた。両方の識別されたドナーのその後の調査試験によって、以下が示された:ドナー#1は、輸血有害事象が報告されない48歳男性であった。ドナー#2は、妊娠経験があり、輸血有害事象が報告されない61歳女性であった。
両方のドナーからの血漿をGVBS++(0.1%ゼラチン、0.15mM CaCl及び1mM MgClを含むベロナール緩衝食塩水)で希釈し、37℃で1時間、B+ドナーからの精製された赤血球と一緒にインキュベーションした。遊離ヘモグロビンは、412nmで分光光度計によって測定された。赤血球とのインキュベーションの前に、溶血性血漿試料中に古典補体経路阻害剤PA-dPEG24(配列番号:21)を添加することによって、古典補体活性化がさらに評価された。
結果
補体介在溶血は、異なるドナーからの2つの血漿試料間で>100倍異なった(表8)。表8は、2人のO+ドナーの血漿抗B力価及び補体溶血を示す。古典補体活性化は、古典補体経路阻害剤PA-dPEG24(配列番号:21)による溶血の阻害によって確認された。
(表8)
Figure 0006992201000008
このデータは、ATRが補体介在性であるかどうかを確認するためにPIC1ペプチド(例えば、配列番号:3~47)が利用可能であることを明示する。上記表8のデータは、高度溶血性血漿試料の用量反応PA-dPEG24(配列番号:21)阻害試験(図8)を伴って、図7に示される。溶血の用量反応阻害は、PA-dPEG24(配列番号:21)によって>95%阻害まで実証された。これは、B型レシピエントにおいてATRをもたらすO型RBC輸血が、古典補体介在事象であったことを示した。図8は、このようなATR生体外モデルにおいてドナー血漿によって介在される極めて強固な溶血性活性を薬理学的に阻害することが可能であったことを示した。
結論
過去の方法論は、補体介在ATRの可能性を十分に予測することが不可能であった。このケースでは、O型RBCの2ユニットがB型レシピエントに与えられ、次いで、このレシピエントはATRを患った。濃厚RBC(pRBC)のユニット中、約30~40体積%の血漿があることが推定された(すなわち、500mlユニットあたり150~200mlの血漿)。RBC輸血の血漿中の抗体が、おそらく、古典経路補体介在ATRを開始した。それぞれのRBC輸血のドナーからの血漿のIgG力価は両方とも高く、したがって、この血小板輸血によってAHTRが引き起こされることは予測不能であった。しかしながら、CH50タイプの補体溶血アッセイでは、どのO型血漿がB型赤血球の大規模な(>100倍増加)溶血を引き起こすかについて、容易に識別することが可能であった。したがって、血小板輸血の前に実行された溶血補体アッセイによって、血小板のユニットの1つがAHTRを引き起こす可能性が高かったことが識別され、この重大な有害事象を予防することができた。
したがって、PIC1ペプチド(配列番号:3~47)は、輸血前に補体介在ATRのリスクを識別するために使用することができる。このデータは、種々の臨床的シナリオにおけるATRの治療としてのPIC1ペプチド(配列番号:3~47)の使用も支持する。
実施例6-PIC1(配列番号:21)は、急性血管内溶血性輸血反応の動物モデルにおいてヒト赤血球の生存を増強する
方法:倫理的記載
留置頸静脈カテーテルを有する未成熟雄ウィスターラット(200~250g)をHarlan laboratoriesから購入し、Eastern Virginia Medical School(EVMS) IACUC(Institutional Animal Care and Use Committee)承認プロトコル12-003及び15-003の下で使用した。EVMS IACUCからの承認を得て、動物供給業者によって推奨されるとおり中心線を維持した。
書面のインフォームド・コンセントが提供された後、健康なヒトのボランティアは、精製赤血球(RBC)を生成するために使用されるAB血液を供与した(EVMS IRBプロトコル02-06-EX0216)。これらのRBCは、生体外分析のため、ヒトRBC(huRBC)の供給源としても使用された。
方法:ヒトRBC精製及び動物実験
動物実験の朝に獲得したヒトRBC(huRBC)は、(Shah et al.,“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014)に記載されるように処理された。このプロセスは、80%ヘマトクリットの1ml huRBCを生成し、15%輸血としてラットに与えられた。
AIHTRウィスターラットモデルは、以前に確立されており、コブラ毒因子(CVF)がhuRBCの補体介在溶解を阻害することが実証されており、一方、通常生理食塩溶液(NS)を与えられた動物は、古典経路の補体介在溶血を示した(Shah TA,Mauriello CT,Hair PS,et al.“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014)。PEG化誘導体PA-dPEG24(配列番号:21)(New England Peptide,MA)の投与は、ウィスターラットで確立された。図21Aは、AIHTR動物モデルでのPA-dPEG24(配列番号:21)の低用量(20mg)及び高用量(40mg)を使用する投与実験の連続事象を示す。動物は、huRBC輸血の前(予防アーム)に、通常生理食塩溶液(n=6)、20mgのPA-dPEG24(配列番号:21)(n=4)または40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)(n=7)のいずれかを与えられる種々の群にランダムに割り当てられた。図21Bは、動物の第1の群が、huRBC輸血の前(予防アーム)に40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)(n=8)を与えられ、別の動物の組(n=10)が、huRBC輸血の後(救命アーム)に40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)を与えられる第2の実験セットを示す。両実験に関して、生理食塩水対照群に割り当てられた動物は、huRBC輸血前にNSを与えられるのに対して、CVF群は、huRBC輸血の24時間前に腹腔内(I.P.)で130μgのCVF(Complement Technologies,Inc.)を与えられた。追加実験において、動物の別個の群に、huRBC輸血の前に、40mgの静脈内免疫グロブリン(POLYGAM(登録商標),Baxter Healthcare Corporation,CA)IVIG(n=3)及び40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)(n=3)を注射した(IVIG対PA-dPEG24)。
動物は、バイタルサインを周期的に監視しながら、ケタミン及びアセプロマジンの重量ベースの用量を使用して実験過程全体にわたり鎮静させた。血液試料は、huRBC輸血前に、次いで、huRBC輸血の30秒、5分、20分、60分及び120分後に、動物からEDTAマイクロタイターチューブ(BD)中に回収された。IVIG対PA-dPEG24(配列番号:21)を与えられた動物の群において、huRBC輸血前、次いで、huRBC輸血の30秒、5分、20分、60分、120分、180分、240分、300分及び360分後に血液試料を採取した。これらの試料を、処理前に室温で振とうさせ、2655xgで5分間遠心分離させ、血漿と沈殿物RBCを分離した。血漿をアリコートにし、そしてRBCペレットを下記のように別々に処理した。最終(120分または360分)血液採取の完了時、動物は、Fatal Plus(Vortech)を使用して安楽死させた。病理組織診断用に器官(肝臓、脾臓及び両側性腎臓)を回収して、剖検を完了した。IVIG対PA-dPEG24(配列番号:21)の実験において、それぞれの動物から得られた両側性腎臓は別々に重量を計量されて、処理及びパラフィン包埋の前にホルマリン中に保存された。ヘマトキシリン及びエオシン(H&E)染色部分は、盲目化病理学者によって再検討された。
方法:フローサイトメトリー
フローサイトメトリーは、DXP 8 Color 488/637/407 Upgrade(Cytek Development,Fremont,CA)とともにFACS Caliburフローサイトメトリー(Becton Dickinson,Franklin Lakes,NJ)を使用して、回収されたRBCで実行した。試料は、FITC及び/またはAPC標識抗体によって染色された。データは、Cytek FlowJo CEのバージョン7.5.110.6を使用して得られた。試料あたり約1×10及び5×10の事象を、それぞれ単一標識フロー及び二重標識フローに関して回収した。データは、FlowJo Xのバージョン10.0.7r2(FlowJo LLC,Ashland,OR)を使用して分析された。FITC及びAPCは、多量のスピルオーバーを引き起こすことは予想されないが、分析においてデジタル補正が使用された。
単一標識フロー:血漿を分離した後に回収されたRBCペレットを洗浄し、希釈し、凝集作用を最小化するために、室温で振とうしながら、20分間かけて、GVBS--(0.1%ゼラチン、0.01モル/L EDTAを含むベロナール緩衝食塩水(VBS))中1:200のFITC結合型抗ヒトCD235a(グリコホリンA、eBioscience,San Diego,CA)で染色した。抗体対照は、洗浄され、希釈され、1:200(eBioscience,San Diego,CA)のマウスIgG2b Iso対照FITCで染色されていないか、または染色されたRBCペレットからなった。
二重標識フロー:上記のとおり作製したRBCペレットを洗浄し、GVBS--中1:50のAPC結合型マウス抗ヒトCD235a(グリコホリンA、BD Bioscience,San Jose,CA)及び1:200のFITC結合型ヤギ抗ラットC3(MP Biomedical,Santa Ana,CA)で、室温で20分間二重染色した。染色されていないRBC、APCタグ化抗体及びFITCタグ化抗体によって染色された30秒で得られたRBCからなる3種の対照を、4分割分析に使用した。
生体外フローサイトメトリー実験:PA-dPEG24(配列番号:21)処理血清を生じさせるために、100%の補体十分ウィスターラット血清(Innovative Research,Novi,MI)を、PA-dPEG24(配列番号:21)と12mg/ml(4mMol)で室温で5分間インキュベーションした。上記のとおり調製されたHuRBCを、次いで、PA-dPEG24(配列番号:21)処理血清と、または100%補体十分ウィスターラット血清未処理血清と37℃で5分間インキュベーションした。次いで、細胞をGVBSで2回洗浄し、補体活性化を終了した。次いで、これらの細胞を、上記のAPC-結合型マウス抗CD235a及びFITC結合型ヤギ抗C3で二重染色した。洗浄後、生体内で使用された15%輸血を擬態するために、細胞を85%非オプソニン化非染色細胞と組み合わせ、上記二重標識フローで記載されたものと同条件を使用して、フローサイトメトリーによって分析した。
方法:ヘモグロビン及びビリルビン測定
上記の実験から生じた血漿は、上記のとおり、分光光度法を使用して、遊離ヘモグロビンに関して分析された(Shah et al.“Clinical hypothermia temperatures increase complement activation and cell destruction via the classical pathway.”J Transl Med 2014;12:181.)。ビリルビン測定のために、予防(n=8)群及びNS(n=7)群からの採血前の血漿試料及び120分の血漿試料は、製造業者が推奨する量の半分で、Bilirubin Assay Kit(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)を使用して、存在するビリルビンの量に関して分析された。より遅い時点における大量の溶血及びビリルビン分析における関連する光干渉のため、全ての試料は、Bilirubin Assay Kitによる分析の前に、HemogloBind(商標)(Biotech,NJ)で前処理された(Koseoglu M,Hur A,Atay A,Cuhadar S.“Effects of hemolysis interferences on routine biochemistry parameters.”Biochemia medica.2011;21(1):79-85]。
結果
PA-dPEG24(配列番号:21)は、PA-dPEG24(配列番号:21)が輸血前に予防的に与えられた場合、ならびにPA-dPEG24(配列番号:21)が輸血後の救命治療として投与された場合、ラットにおいてAIHTRを阻害した。PA-dPEG24(配列番号:21)は、AIHTR疾患動物モデルにおいて、静脈注射免疫グロブリン(IVIG)に対して用量比較可能様式において比較された。IVIGは、ABO不適合関連溶血性疾患による高ビリルビン血症を有する新生児における交換輸血の必要を低減するために、光線療法と共に臨床診療において使用されている[Schwartz HP,Haberman BE,Ruddy RM.“Hyperbilirubinemia:current guidelines and emerging therapies.”Pediatric emergency care.2011;27(9):884-889;“Management of hyperbilirubinemia in the newborn infant 35 or more weeks of gestation.”Pediatrics.2004;114(1):297-316;Cortey A,Elzaabi M,Waegemans T,Roch B,Aujard Y.“Efficacy and safety of intravenous immunoglobulins in the management of neonatal hyperbilirubinemia due to ABO incompatibility:a meta-analysis.”Archives de pediatrie:organe officiel de la Societe francaise de pediatrie.2014;21(9):976-983]。
実施例7-PIC1(配列番号:21)は、急性血管内溶血性輸血反応の動物モデルにおいてヒト赤血球の生存を増強し、配列番号:21の予防投与によって、AIHTRモデルにおけるhuRBCの溶血は低減する
以前の研究によって、ウィスターラットにおけるAIHTRモデルは確立されており、HuRBCの15%輸血が、異種輸血細胞の古典経路介在血管内溶解をもたらしたことが実証された[Shah et al.“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014 Nov;54(11):2892-900.]“Clinical hypothermia temperatures increase complement activation and cell destruction via the classical pathway.”J Transl Med 2014;12:181.]。フローサイトメトリー及び遊離ヘモグロビン測定によって示されるように、CVFによる補体活性の欠乏が、HuRBCの生存の増加をもたらし、輸血された細胞は最終的に脾臓及び肝臓に隔離される[Shah et al.“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014 Nov;54(11):2892-900.]。このAIHTRモデルでのhuRBCの生存に及ぼすPA-dPEG24(配列番号:21)阻害の有効性を評価するために、動物を、20及び40mg/動物の用量のPA-dPEG24(配列番号:21)によって予防治療し、続いて、HuRBCの15%異種輸血を行い、示された時点で血液を採取した(図22A)。CVFで前もって治療された動物は、補体欠乏の陽性対照としての役割を果たし、動物の別の組にはNS(媒体対照)が与えられた。放出された遊離ヘモグロビンによって分析されるように、NSによって処理された動物から単離された血漿は、溶血の急上昇を示した(図22A)。それとは対照的に、CVFで前もって治療された動物は、以前に報告されたように、低濃度の遊離ヘモグロビンを有した(図22A)[Shah et al.“Complement inhibition significantly decreases red blood cell lysis in a rat model of acute intravascular hemolysis.”Transfusion.2014 Nov;54(11):2892-900.]。PA-dPEG24(配列番号:21)の両用量を与えられた動物は、CVFによって治療された動物に関して観察されたものと同様の遊離ヘモグロビン濃度の減少を示し;40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)を与えられた動物は、5分及び20分において、NS対照動物と比較して、遊離ヘモグロビンの有意な減少を示した(P≦0.05)(図22A)。輸血されたhuRBCの補体介在破壊を確認するために、示された時点で採取された血液からのRBCを単離して、ヒトグリコホリンA(CD235a)に対する抗体で標識し、フローサイトメトリーによって分析した。20または40mgの用量のPA-dPEG24(配列番号:21)を与えられた動物は、20分まで、CVFによって治療された動物で観察されたものに匹敵する輸血細胞の生存を示した(図22B)。これらの実験におけるPA-dPEG24(配列番号:21)及びCVFの両用量によって引き起こされる影響の間で、統計的有意差は観察されなかった。これらの結果は、AIHTRの動物モデルにおける適合性のないHuRBCの生存における、PA-dPEG24(配列番号:21)の保護効果を示す。
実施例8-PIC1(配列番号:21)は、急性血管内溶血性輸血反応の動物モデルにおいてヒト赤血球の生存を増強する-huRBCの輸血後の配列番号:21の投与によって、輸血された細胞は、補体介在溶血から保護される
PA-dPEG24(配列番号:21)は、異種輸血の前にラットに投与される場合、HuRBCの保護を示すことが可能であり、また、異種輸血の直後に投与されたPA-dPEG24(配列番号:21)が、HuRBCを補体介在攻撃から保護することが可能であることも発見された。ラットは、HuRBCの異種輸血の30秒前(予防アーム)または30秒後(治療/救命アーム)に40mg用量のPA-dPEG24(配列番号:21)を与えられた。別の群の動物も、NS媒体対照を与えられるか、またはCVFで前もって治療された(図21B)。遊離ヘモグロビンによって分析されるように、輸血前(予防群)及び輸血後(治療/救命群)に与えられた40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)の、溶血量における保護効果は、このAIHTRモデル(図22A及び23A)において最大量の溶血を表す5分(P≦0.005)及び20分(P≦0.005)において、NSを与えられた動物(図23A)と比較して有意に減少していた。図23Bは、種々の動物の群(生理食塩水、予防、治療及びCVF)において生じる累積的な溶血を示す。治療群及び予防群の両方が、動物の食塩水群と比較して、溶血の減少を示した(P<=0.05)。ヘモグロビン代謝の別の一般的経路は、それが血管内溶血の結果として血漿中に放出される場合、間接型ビリルビン血症である[Strobel E.“Hemolytic Transfusion Reactions.”Transfusion medicine and hemotherapy:offizielles Organ der Deutschen Gesellschaft fur Transfusionsmedizin und Immunhamatologie.2008;35(5):346-353]。NS処理動物は、遊離ヘモグロビン及びフローサイトメトリーによって評価されるように、RBC溶解と一致した、採血前と120分時点(図23C)との間の遊離ビリルビンの大きな増加を示した。NS処理動物と対照的に、HuRBCの輸血前に40mgのPA-dPEG24(配列番号:21)を与えることによって、NSを与えられた動物と比較して、120分時点で、循環するビリルビンの量は減少した(P=0.0015)(図23C)。
実施例9-補体C1のペプチド阻害剤(配列番号:21)は、急性血管内溶血性輸血反応の動物モデルにおいてヒト赤血球の生存を増強する-輸血されたhuRBCにおける補体沈着の評価
上記の結果は、huRBC生存、遊離ヘモグロビン濃度及びビリルビン放出によって分析されるように、PIC1(配列番号:21)が、輸血されたhuRBCの溶血を予防するための予防及び治療の戦略の両方において利用可能であることを明示する。輸血された細胞における補体沈着の役割のより完全な理解を得るために、huRBCに結合するC3の分析が行われた。実験条件を確立するために、ラット血清に曝露されたHuRBCを使用して生体外試験が実行され、続いて、フローサイトメトリーによる細胞上のC3沈着の分析が行われた。PA-dPEG24(配列番号:21)を用いて、及び用いずに治療されたラット血清をHuRBCに添加し、そして5分間オプソニン化した。次いで、細胞を二重標識フローサイトメトリーによって分析し、未治療またはPA-dPEG24(配列番号:21)で治療された血清に曝露されたHuRBCの代表的なプロットを、それぞれ、図24A及び24Bに示した。PA-dPEG24(配列番号:21)を用いて、及び用いずにラット血清においてオプソニン化されたHuRBCの定量化によって、PA-dPEG24(配列番号:21)によって治療された血清におけるC3沈着のない細胞の数の相対的な増加が示された(図24C)。グリコホリンA標識細胞の総数に対する二重標識細胞の割合を算出すると、未治療の血清(図24D)に対して、PA-dPEG24(配列番号:21)によって治療された血清とインキュベーションされた細胞におけるC3沈着において、>1.5倍の減少があった。未治療の血清において、二重標識細胞(Q2)のより多くの集団が四分円1にシフトすることが観察され、C3沈着を有する細胞を表した。これらの知見は、PA-dPEG24(配列番号:21)が、生体外で補体タンパク質の活性化により、HuRBCをオプソニン化しかつ差し迫った溶血から救出したことを明示した。
AIHTRモデルにおける輸血されたHuRBCのC3沈着に対するPA-dPEG24(配列番号:21)の効果を評価するために、異種輸血前または異種輸血後にCVF、NSまたはPA-dPEG24(配列番号:21)を与えられた動物の血液から単離されたRBCに、ヒトグリコホリンA発現及びラットC3の両方に関して2つのカラーフローサイトメトリーを行った。輸血後30秒、5分及び20分におけるRBCの代表的なフローサイトメトリープロットは、NS(図25A~C)及びPA-dPEG24(配列番号:21)(図25D~F)で治療された動物に関して示される。NS処理動物は、PA-dPEG24(配列番号:21)治療動物と比較して、経時的に二重陽性細胞数の増加を示した。逆に、PA-dPEG24(配列番号:21)治療動物は、単一標識フローサイトメトリー及び遊離ヘモグロビン測定(図22A~B及び23A~C)によって評価されるように、RBC生存の増加と一致する、より多くのグリコホリンA陽性細胞を有した。より正確にこれらの結果を定量化するために、フローサイトメトリーによって得られた事象の数を分析し、グラフ化した(図26A)。HuRBC輸血後30秒において、PA-dPEG24(配列番号:21)による輸血予防治療では、介入なし(NS)またはCVF治療動物と比較して、循環HuRBC(ヒト-C3なし)の数の劇的な増加が示された(図26A)。PA-dPEG24(配列番号:21)治療群の30秒におけるHuRBC生存量は、NSを与えられた動物に類似しており、これはPA-dPEG24(配列番号:21)が輸血後30秒において与えられたときに予想された(図26A)。輸血後5分及び20分において、PA-dPEG24(配列番号:21)による予防及び治療を受けた動物の群は、介入を受けない(NS)動物と比較して、循環HuRBCの表面上のC3沈着の減少を示した(図26B)。輸血後にPA-dPEG24(配列番号:21)を与えられた動物(治療アーム)に関して、多くのHuRBCは、PA-dPEG24(配列番号:21)治療の前に循環から除去されるが(図26A)、HuRBCは、NS群に関して観察されたものよりも多い数で、20分にわたり循環中で持続した(図26C)。イノセントなバイスタンダーRBC(すなわち、ラットRBC)の補体攻撃を評価するために、抗グリコホリンAによって標識されていないC3-フラグメント結合RBCを数えた。PA-dPEG24(配列番号:21)の予防投与によって、NS対照動物と比較して、全ての観測時点において非グリコホリンA RBCのイノセントなバイスタンダーの攻撃は減少した。PA-dPEG24(配列番号:21)による輸血後治療は、5分及び20分の時点における「イノセントなバイスタンダーの」攻撃を減少させた(図26D)。
実施例10-嚢胞性線維症肺液における、炎症の補体エフェクターの研究-CF肺液における補体アナフィラトキシン
方法:倫理的記載
痰試料は、Children’s Hospital of The King’s Daughters Cystic Fibrosis Centerにおける標準的な治療来診の一環として、同意した患者から入手され、廃棄する前にClinical Microbiology Laboratoryから回収された。これは、Eastern Virginia Medical School IRB認可プロトコル12-08-EX-0200の下で実行された。試料は、暗号化されたファイルで臨床データベースにリンクされた数値コードを与えられた。対照痰試料は、健康なヒトボランティアから得られた。
方法:痰ゾル
痰試料は、吐き出された痰として得られて、そしてすぐに氷上に配置された。痰の導入によってゾル中で補体が変化しないことを確認するために、健康なヒトボランティアが痰を吐き出し、そして痰を導入することによって対照実験が実行されたが、これによって、補体活性化または補体エフェクター濃度における差異は示されなかった。可溶性(ゾル)画分は、以前に記載された方法と同様に、14,000gにおける60分の冷(4℃)遠心分離及び流動性液体画分の回収によって生成された[Davies JR,Svitacheva N,Lannefors L,et al.“Identification of MUC5B,MUC5AC and small amounts of MUC2 mucins in cystic fibrosis airway secretions.”Biochem J 1999;344 Pt 2:321-30]。ゾルをアリコートに分け、-80℃で凍結した。
臨床データ
痰試料が回収された来診についてPort CFに入力されたデータ及び医療記録の再検討から、臨床データが得られた。FEV1%予測値は、痰試料が回収された時の来診において実行された肺機能検査から得られた。気管支拡張スコアは、痰試料を得る前の最新X線撮影による肺試験、通常、単純X線撮影写真に基づいた。気管支拡張スコアは、次のように割り当てられた:0=通常;1=1ローブ、穏和;2=2~4ローブ;3=全ローブ。嚢胞性線維症関連糖尿病(CFRD)ステータスは、痰試料を得る前の最新の内分泌学検査に基づいた。CFRDステータスは、次のように得点化された:0=通常;1=グルコース不耐性;2=CFRD。それぞれの痰試料の一部は、CHKDの臨床微生物学研究所での微生物学的検査のために送られて、有機体が記録された。有機体は、緑膿菌、黄色ブドウ球菌、バークホルデリア・セパシア複合体、またはカンジダ(Candida)属が存在するか、また非存在であるかについて分類された。来診の時点での患者の薬物療法も記録された。全身性コルチコステロイド、吸入コルチコステロイド、アジスロマイシン、吸入抗生物質、または全身性抗生物質(アジスロマイシンを除く)が存在するか、また非存在であるかについて、薬物療法を分類した。
方法:ELISA及びウエスタンブロット
痰ゾル中のC5a濃度は、C5a ELISAキット(R&D Systems)を使用して定量化された。痰ゾルからのC3a及びC4aは、両方とも、それぞれのELISAキット(BD Biosciences)を使用して測定された。結合C3フラグメントは、全C3 ELISAを使用して決定された。簡単に言うと、ヤギ抗ヒトC3抗体(Complement Technology)を使用して、前夜に平底Immulon-2プレートをコートした。次いで、プレートを、PBST(0.1% TWEENを含むPBS)で洗浄し、3% BSA/PBSによって2時間ブロックし、再び洗浄し、続いて、ブロック緩衝液中で試料及び純粋C3標準(Complement Technology)の添加を1時間行った。プレートを洗浄し、ニワトリ抗ヒトC3抗体(Sigma)と1時間インキュベーションし、再び洗浄し、そしてヤギ抗ヒワトリHRP抗体(Genway)とインキュベーションした。プレートは、TMB Substrate Solution(Thermo Scientific)によって顕色させて、2.5N HSOで停止させた[Hair PS,Echague CG,Rohn RD,et al.“Hyperglycemic conditions inhibit C3-mediated immunologic control of Staphylococcus aureus.”J Transl Med 2012;10:35]。結合C4フラグメントは、プレートをコートするためのヤギ抗ヒトC4抗体、標準としての純粋なC4(両方ともComplement Technologies)及び一次抗体としてニワトリ抗ヒトC4抗体(Abcam)を使用することを除いて、C3と同様のELISA法で評価された。
C5aフラグメントは、プローブにマウス抗ヒトC5a抗体(R&D Systems)、それに続いて、ヤギ抗マウスHRP抗体(Sigma)を使用するウエスタンブロットによって分析され、ECLで検出された。
結果
CF肺液中で補体アナフィラトキシンが高められたかどうかを評価するために、CF患者の痰からのCFゾルを、それぞれの補体アナフィラトキシンに関して分析し、健康なヒト対照からの痰ゾルと比較した。ほとんどの炎症補体アナフィラトキシンはC5aであり、これは、ELISA及びウエスタンブロットによって分析された。CFゾル中の平均C5a濃度は、健康対照の平均と比較して、4.8倍高かった(P=0.04)(図10A)。C5aに対するウエスタンブロットプローブによる定性分析によって、対照と比較して、大量のC5aがCFゾルに存在したことが確認された(図10B)。C3aは、中心的補体成分C3の活性化の間に生じる補体エフェクターである。CFゾル中の平均C3a濃度は、対照と比較して、4倍高かった(P=0.03)(図10C)。C4aは、最も効力の低い補体アナフィラトキシンであり、古典経路補体活性化またはレクチン経路補体活性化の間に生じる。CFゾル中の平均C4a濃度は、対照と比較して、2倍高かった(P=0.05)(図10D)。これらのデータを合わせると、CF肺液中の補体アナフィラトキシンの濃度は有意に高くなることを示し、CF肺液中の有意な補体活性化を示唆する。C5aの好中球を動員して、脱顆粒を刺激する潜在的能力[Lambris JD,Sahu A,Wetsel RA.“The chemistry and biology of C3,C4,and C5.In:Volanakis JE,Frank MM,(eds).”The human complement system in health and disease.New York:Marcel Dekker;1998,83-118;Mollnes TE,Brekke OL,Fung M,et al.“Essential role of the C5a receptor in E coli-induced oxidative burst and phagocytosis revealed by a novel lepirudin-based human whole blood model of inflammation.”Blood 2002;100(5):1869-77;Laursen NS,Magnani F,Gottfredsen RH,et al.“Structure,function and control of complement C5 and its proteolytic fragments.”Curr Mol Med 2012;12(8):1083-97]は、実質破壊と関連するCF肺液中の好中球エラスターゼの高濃度にC5aが寄与する可能性があることを示唆した。さらに、CF肺液中の高濃度のC4aは、CF肺液中で引き起こされる補体活性化の多くが、古典経路またはレクチン補体経路を介して引き起こされ得ることを示唆した。
実施例11-嚢胞性線維症肺液における炎症の補体エフェクターの研究-CF肺液における黄色ブドウ球菌の補体オプソニン化
方法:CFゾルによる黄色ブドウ球菌のオプソニン化
黄色ブドウ球菌菌株Reynoldsは、37℃で2% NaCl Columbiaブロス中で対数期まで増殖され、GVBS++(0.1%ゼラチン、0.15mM CaCl、及び1.0mM MgClを含むベロナール緩衝食塩水)で2回洗浄され、そして1×10細胞/mlまで再懸濁された。等体積の細菌及びCFまたは対照ゾルを37℃で1時間インキュベーションした。細菌を、以前に記載されたとおり、GVBS--(0.1%ゼラチン及び0.01M EDTAを含むVBS)で洗浄し、次いで、メチルアミンを使用して、結合補体フラグメントを除去した[Cunnion KM,Lee JC,Frank MM.“Capsule production and growth phase influence binding of complement to Staphylococcus aureus.”Infect Immun 2001;69(11):6796-803]。
結果
CF肺液中の補体が病原細菌を十分にオプソニン化することができたかどうかを評価するために、黄色ブドウ球菌のCFゾルのオプソニン化を評価した。CF肺液中で大量の補体活性化がすでに発生していると仮定すると、残りの補体介在宿主防御があったかどうかを決定することは重要であった。黄色ブドウ球菌をCFまたは対照ゾルとインキュベーションし、洗浄し、結合C3フラグメント及び結合C4フラグメントを除去した。黄色ブドウ球菌は、CFゾル中で強くオプソニン化され、正常対照と比較して、ほぼ同一の平均レベルの結合C3フラグメントが得られた(図11A)。黄色ブドウ球菌は、C4フラグメントによって強く結合され(P=0.13)、正常対照と比較して、CFゾルによる平均C4フラグメント結合の有意な増加傾向はなかった(図11B)。これらの結果は、CF肺液が、細菌をオプソニン化する通常の能力を維持することを示唆し、このような宿主防御の側面が損なわれていないことを示唆した。これらの結果は、非常に高いアナフィラトキシンレベルによって明白なように有意な補体活性化が生じたにもかかわらず、有意な補体がCF肺液に残ることを示す。これは、持続的炎症と一致する補体活性化及び過多のサイクルを示唆した。C4フラグメントによる強いオプソニン化は、古典補体経路またはレクチン補体経路が、CF肺液において活性であり、かつ補体活性化の主要経路であり得ることを示唆した。
実施例12-嚢胞性線維症肺液における炎症の補体エフェクターの研究-緑膿菌及び黄色ブドウ球菌によるCF肺液中のC5a発生
緑膿菌は、廃棄された匿名化臨床分離株として得られた。黄色ブドウ球菌で実行されたように、それをMueller Hintonブロス中で対数期まで増殖し、洗浄し、再懸濁した。両細菌を、70℃の水浴中で15分間インキュベーションすることによって、穏やかに熱死滅させた。試料は、細菌が死滅したことを確認するために平板培養した。CFまたは対照ゾルを、等体積の、生存または死滅緑膿菌または黄色ブドウ球菌のいずれかと37℃で1時間インキュベーションした。その後、試料を14,000×gで5分間回転させ、上澄みを回収し、C5aに関して分析した。等体積のCFゾル及びPA-dPEG24(配列番号:21)[Shah et al.“Clinical hypothermia temperatures increase complement activation and cell destruction via the classical pathway.”J Transl Med 2014;12:181;Mauriello CT,Pallera HK,Sharp JA,et al.“A novel peptide inhibitor of classical and lectin complement activation including ABO incompatibility.”Mol Immunol 2012;53(1-2):132-9](50mg/ml)、または対照用食塩水と組み合わせ、室温で30分間プレインキュベーションした。その後、5×10CFUの熱死滅緑膿菌を添加し、そして37℃で30分間インキュベーションした。次いで、試料を14,000×gで2分間回転させ、上澄みを回収し、C5a ELISAで分析した。
CF肺に一般的に存在する病原細菌に曝露されたCF肺液が、最も炎症性のアナフィラトキシンであるC5aを新規に生じたかどうかを評価するために、CFゾルを、生存及び死滅緑膿菌及び黄色ブドウ球菌とインキュベーションした。感染したCF肺に両形態が存在する可能性が高いため、それぞれの細菌の生存及び死滅バージョンを試験した。さらに、生存細菌によって生じる可能性のある分泌因子または適応変化もC5a発生を変更することになる。細菌とのインキュベーションの前及び後、新規C5aが発生したかどうかを決定するためにCF中のC5a濃度を測定した。生存または死滅緑膿菌とのCFゾルのインキュベーションによって、C5a発生の2.3倍(P=0.02)の平均増加がもたらされる。同様に、生存または死滅黄色ブドウ球菌とのインキュベーションによって、C5a発生の2.4倍(P=0.02)の平均増加がもたらされる(図12A)。これらのデータは、生存または死滅黄色ブドウ球菌の間ではなく、生存または死滅緑膿菌の間のC5a発生における差異(P=0.05)を示した。生存または死滅緑膿菌曝露の間のこの関係は、異なるCFゾル試料に関して一貫していると考えられた(図12B)が、生存または死滅黄色ブドウ球菌曝露の間に一貫した関係はなかった(図12C)。これらのデータは、緑膿菌及び黄色ブドウ球菌は、両方ともCF肺液中で高炎症性C5aアナフィラトキシンの強固な生成を引き起こすことを示し、CF肺におけるこれらの細菌の存在が、炎症の増強及びそれに続いて宿主組織の損傷を引き起こし得ることを示唆した。緑膿菌は、死滅緑膿菌と比較して、CF肺液中のC5a発生を調節するいくらかの能力を有し得る。
緑膿菌がそれによってC5a発生を活性化すると考えられる補体経路を評価するために、古典補体経路活性化及びレクチン補体経路活性化の阻害剤が試験された。補体C1のペプチド阻害剤は、補体活性化の古典経路及びレクチン経路の小ペプチド阻害剤であり、CFゾルは、緩衝液単独で、死滅緑膿菌と、またはPA-dPEG24(配列番号:21)及び死滅緑膿菌と、インキュベーションされた(図12D)。死滅緑膿菌は、緩衝液単独でのCFゾルのインキュベーションと比較して、C5a濃度を1.6倍増加した。CFゾルへのPA-dPEG24(配列番号:21)の添加によって、緑膿菌によるC5a発生(P=0.001)が、CFゾル単独とは有意に異ならないレベル(P=0.22)まで減少した。したがって、古典/レクチン経路阻害剤の添加は、緑膿菌によるC5a発生を阻害し、緑膿菌が、古典補体経路またはレクチン補体経路を介して補体及びC5a発生を活性化することを示唆した。この知見は、高いC4aレベル及び強いC4フラグメントオプソニン化と一致した。
実施例13-嚢胞性線維症肺液における炎症の補体エフェクターの研究-臨床的特徴と補体アナフィラトキシンとの相関関係
方法:C5a/C3aによる臨床測定及び研究室データの統計的分析
データは、SAS 9.4(SAS Institute,Cary,NC)及びSPSS 19(SPSS Inc.,Chicago,IL)ソフトウェアを使用して分析された。有意水準は0.05に設定された。C5aレベル、C3aレベル、及び臨床測定のために適切であるPearson相関係数及びSpearman相関係数が報告された。記述統計は、臨床測定値によって階層化されたC5aレベル及びC3aレベルに関して報告された。C5aレベルと、C3aレベルと、臨床測定値との間の相関関係を判定するために適切である単純線形回帰及びMann-Whitney U試験を使用した。FEV1%の多可変線形回帰モデルを使用して、C5aレベルとC3aレベルとの相関関係を判定した。
中央値、四分位数、及び第90の百分位数は、PSIプロットを使って計算された。平均値及び平均値の標準誤差(SEM)は、独立した実験から計算された。0.05に設定された有意水準で適切であるスチューデントt検定を使用して、統計的比較を行った。
結果
CF痰試料は、15人の患者から回収された。これらの15人の対象の臨床的特徴は表9で示される。対象は、2~65歳の広い年齢範囲に及び、年齢中央値は19歳であった。予測されたFEV1%中央値は59であり;小児(n=7)ではBMI中央値は48%であり、成人(n=4)ではBMI中央値は23.87mg/kgであった。痰サンプリングの時点で回収された臨床データは、予測されたFEV1%、BMIパーセンテージ(小児)、気管支拡張、CFRDステータス、痰から培養された病原微生物ならびに薬剤(すなわち、コルチコステロイド、アジスロマイシン、及び抗生物質)を含む広範囲の測定に関して得られた。統計的相互関係は、アナフィラトキシンと、C5aと、C3aと、臨床測定値との間で評価された。表10を参照のこと。図13Aで示されるように、高炎症性C5aの濃度増加は、年齢増加と正の相関関係を示した(r=0.53、P=0.04)。図13Bで示されるように、C5a濃度の増加は、小児においてBMIパーセンタイルと逆相関関係を示した(r=-0.77、P=0.04)。図13Cで示されるように、C3aレベルの増加は、予測されたFEV1%の増加と正の相関関係を示した(r=0.63、P=0.02)。痰から回収された微生物(すなわち、緑膿菌、バークホルデリア・セパシア、黄色ブドウ球菌、または酵母)、コルチコステロイド、アジスロマイシン、または抗生物質は、C5aまたはC3aのレベルと相関関係を示さなかった。これらの結果は、C5a濃度の増加は、小児においてBMIパーセンタイルの減少と相関関係を示し、肺液中の補体炎症性C5aの増加が、CFの小児におけるより低い全体的な健康と関連し得る示唆した。C3aレベルは、予測されたFEV1%と正の相関関係を示し、CF肺機能におけるC3aからの潜在的保護効果を示唆した。
(表9)CF対象の特徴
Figure 0006992201000009
(表10)補体エフェクター及び臨床測定値の相関係数
Figure 0006992201000010
気管支拡張スコア: 0 = 通常; 1 = 1ローブ, 穏和; 2 = 2~4ローブ; 3 = 全ローブ
CFRDスコア: 0 = 通常; 1 =グルコース不耐性; 2 = CFRD
aPearson相関係数
bSpearman相関係数
実施例14-C1q受容体とC1qとの相互作用の調整-カルレティキュリン受容体への結合
方法
PAがカルレティキュリン受容体への結合を阻害することを実証するために、次の実験が実行された。組換型カルレティキュリンまたはBSA(負の対照)を使用して、マイクロタイタープレートをコートした。次いで、単独でプレートに添加されたC1qは、PAペプチド(配列番号:3)の量を増加させてインキュベーションし、次いで、カルレティキュリンへの結合に対して評価した。負の対照として、C1qを結合しない15アミノ酸ペプチド(CP2)が使用された。
Raji細胞と標識C1qとの相互作用は、共焦点顕微鏡法によって試験された。標識C1qをRaji細胞に添加した。1.4125×10細胞/mlを4%パラホルムアルデヒドで5分間定着させ、4℃で一晩貯蔵した。1×10細胞を1:40 C1q 488で20分間染色し、2回洗浄し、DAPI封入剤で染色し、4℃で一晩貯蔵した。
Raji細胞に添加する前に、PA-dPEG24(配列番号:21)は、2つの異なる濃度で、C1qとプレインキュベーションされた。1.4125×10細胞/mlを4%パラホルムアルデヒドで5分間定着させ、4℃で一晩貯蔵した。1×10細胞を1:40 C1q 488及び1.45mg/mlのPA-dPEG24(配列番号:21)(1:20の29mg/ml)または2.9mg/mlのPA-dPEG24(配列番号:21)(1:10の29mg/ml)で20分間染色し、2回洗浄し、DAPI封入剤で染色し、4℃で一晩貯蔵した。
結果
PA-dPEG24(配列番号:21)は、生体外アッセイで、特定のC1q細胞受容体(カルレティキュリン/cC1qR)へのC1qの結合を阻害し、Raji細胞(C1q受容体とC1qとの相互作用を評価するために使用される不死化Bリンパ球細胞系)へのC1qの結合も阻害した。
カルレティキュリンでコートされたプレートにC1qを添加したところ、その結果は、C1qが、予期されたように、BSAではなく、カルレティキュリンに特異的に結合することを示した(図15)。プレートが、C1q、カルレティキュリン及びBSAでコートされた場合、PAペプチド(配列番号:3)はC1qに特異的に結合し、PAとの相互作用は、カルレティキュリンまたはBSAではなく、C1qに対して特異的であった(図14A)。C1qが、増加量のPAペプチド(配列番号:3)とともにインキュベーションされ、次いで、カルレティキュリンへの結合に関して評価される場合、PAは、用量依存的にカルレティキュリンへの結合を阻害した(図16)。負の対照として、C1qを結合しない15アミノ酸ペプチド(CP2)は、カルレティキュリンへのC1qの結合の競争的阻害を示さなかった(図16)。さらに、精製されたカルレティキュリン(図14B)及びRaji細胞(図14C~D)へのC1qの結合を阻害するPA(配列番号:3)は、表面CRTへのC1qの結合の阻害と一致する。実験構成は、図14Eに示される。
Raji細胞と標識C1qとの相互作用は、共焦点顕微鏡法によって調査された。図17A~Cで示されるように、標識C1q(FITC)は、Raji細胞(DAPI)に結合した。PA-dPEG24(配列番号:21)が2つの異なる濃度で、C1qとプレインキュベーションされた場合、Raji細胞に結合した標識C1qの量は有意に減少するが(図18A~C及び19A~C)、このことは、(配列番号:21)が、これらの細胞へのC1qの結合を阻害することを実証する。理論によって拘束されないが、(配列番号:21)は、細胞表面上でのC1q受容体(複数可)とC1qとの相互作用を崩壊させることによって、C1qの結合を阻害したと推測された。
実施例15-ペプチド化合物は、新生児低酸素虚血性脳障害のラットモデルにおいて脳障害を有意に減少させた
方法
P10ウィスターラットの仔に対して、一側性右頚動脈結紮(Vannucciモデル)行い、それに続いて8%低酸素に曝露させた。実験動物に、150mg/kgのPA-dPEG24(配列番号:21)を腹腔内注入した。対照には、(1)補体を枯渇させるためのコブラ毒因子(CVF)注入、及び(2)6時間の治療低体温法が含まれる。動物は、介入後4、8、16及び48時間において採取された。ラット血漿においてCH50アッセイを実行し、全身性補体活性を測定した。イメージJソフトウェアを使用して、採取した脳組織を2%TTCで染色することによって、脳梗塞量を測定した。
結果
全身性補体活性は、予期されたように、CVFが注入された動物において注入後72時間でほとんど完全に排除された。PA-dPEG24(配列番号:21)群において、全身性補体活性は、注入後0.5時間で70%減少し、その後、8時間かけて次第にベースラインまで戻った(図30)。頚動脈結紮後の低酸素によって、20%の梗塞がもたらされた。結紮/低酸素前のCVF注入によって、ほぼ完全に脳障害が軽減された。HTは、梗塞を50%低減する。PA-dPEG24(配列番号:21)による注入は、可変的な神経保護を示し、平均で40%の梗塞の減少がもたらされた(図31)。理論によって拘束されないが、配列番号:21は、48時間まで脳におけるC1q沈着を減少させることによって、治療低体温法の神経保護効果を模倣し得る。脳障害後、4、12、24時間において、未治療のHIE対照(正常体温-ひし形)と比較した場合、配列番号:21治療群(正常体温+PIC1(配列番号:21)-三角形)において、有意に少ないC1q沈着が生じた(図32A)。
配列番号:21は、HIE後の神経保護の組織学的証拠も示した。HIEの5日後の脳組織診断は、治療低体温法に類似した配列番号:21の神経保存作用を示した。神経破壊は、配列番号:21で治療された場合は減少し、治療によって脳における生存細胞が増加した(図32B)。例えば、図32Bにおいて、パネルA~Dは、クレジルバイオレット染色を示す。クレジルバイオレットは、神経細胞におけるニッスル物質を染色する。HIE群(パネルB)は、配列番号:21群(パネルD)と比較して、クレジルバイオレット染色の有意な減少を示しており、治療低体温法(パネルC)に類似した配列番号:21の神経保存作用を示す。パネルE~Hは、ヘマトキシリン染色及びエオシン染色を示す。ヘマトキシリン染色及びエオシン染色は、配列番号:21(パネルH)で治療されたものと比較した場合、HIE脳におけるより高度の神経破壊(壊死、凝縮及び核崩壊)(パネルE、F、及びG)を示した。パネルI~Lは、アクリジンオレンジ染色を示す。アクリジンオレンジは、脳の生存可能な部分を明るい緑色に染色する。HIEは、脳におけるアクリジンオレンジ染色を有意に減少する(パネルJ)。配列番号:21治療によって、アクリジンオレンジ染色が回復し、脳におけるより多くの生存細胞の存在を示す(パネルL)。
組織学的神経保護も、HIE後の機能的改善に変換した。HIE後1~7日における負の走地性試験において、PIC1(配列番号:21)を注入された動物は、正常体温HIE動物(図32C、赤色バー)より有意に良好に機能した(図32C、緑色バー)。負の走地性試験は、金網上で頭を下にして置いたときに、動物の仔がはい上がるのに要する時間を測定する生得的逃避反応試験である。
このデータは、長期の全身性補体枯渇が生じることなく、配列番号:21が脳梗塞量を減少させることができ、そしてHIE後の機能的な結果を改善したことを示した。いかなる理論にも拘束されないが、配列番号:21は、脳におけるC1q沈着を減少させ得る。いくつかの実施形態において、配列番号:21は、HIEにおける神経学的転帰を改善するための、HTの有用な補助治療である。
実施例16-PIC1は、単純ヘルペスウイルス1型及び単純ヘルペスウイルス2型の複製を阻害した
CV-1細胞をHSV-1-GFPで16時間感染させた。感染後、CV-1細胞はフローサイトメトリーによって検出された(図33)。非感染性細胞(負の対照、GFP-)は左側ピークをもたらすが、感染細胞(GFP+)のピークは右にシフトすることになる。PA-PEG24(配列番号:21)が感染前にCV-1細胞に添加される場合、用量依存的様式でウイルス感染を阻害した。アシクロビル(重症HSV-1感染症のケアの標準)も、同モル比で対照として添加された。アシクロビルは、HSV-1複製を有意に阻害することが可能であるが、GFP+細胞小集団によって示されるように、複製を完全に阻害することは不可能であった。これは、4~5mMのPA-PEG24(配列番号:21)においてGFP+細胞の検出がなかったPA-PEG24(配列番号:21)とは対照的であった。加えて、PA-PEG24(配列番号:21)及びアシクロビルは、CV-1細胞において最小毒性を示し、このことは、ウイルス複製の阻害が細胞死によるものではないことを示した(図33)。PA-PEG24(配列番号:21)は、用量依存的様式でHSV-2の複製も阻害した(図34)。
実施例17-ペプチド化合物は、L.アシドフィルス及びL.ライヒマニの増殖を促進した
有益な共生生物ラクトバチルスを死滅させないPIC1の能力は(図35で示されるように)、この抗生物質の安全性を大きく増強する。抗生物質は、正常な腸管内菌叢を死滅させるため、現在の抗生物質の最も一般的な副作用は、抗生物質と関連する下痢及び酵母感染症である。中でも、最も重篤な抗生物質の副作用は、生命を脅かし、しばしば再発性であるクロストリジウム・ディフィシル(C.difficile)腸炎である。図35は、PA-PEG24(配列番号:21)が、用量依存的様式で、ラクトバチルスの増殖を促進することができることを示す。
実施例18-PIC1は、抗微生物活性を有した
いくつかのPIC1ペプチドは、広範囲の細菌性病原体に対する抗菌薬であった。例えば、(AF1、配列番号:21としても知られている)PA-dPEG24は、(図36Aで示されるように)用量依存的様式で、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、及び肺炎桿菌の増殖を阻害することが示された。さらに、緑膿菌増殖(図36B)は、PIC1(AF1-5)ペプチド(配列番号:7、8、12、及び21)の5種の変異体によって抑制された。PIC1(配列番号:21)の抗菌活性は、共焦点顕微鏡法によってさらに確認され、PIC1ペプチドが黄色ブドウ球菌細菌の表面層に結合したことが示された(図36C)。
いくつかの実施形態において、ペプチド化合物は、培養液中の淋菌増殖を阻害した。PA-PEG24(配列番号:21)は、20mg(図37A)または30mg(図37B)のPA-PEG24(配列番号:21)で淋菌増殖を減少し、0~30mg/mlのPA-PEG24(配列番号:21)の用量依存的阻害を示した(図37C)。さらに、PA-PEG24(配列番号:21)と一緒に、またはなしでインキュベーションされた淋菌からのコロニー数は、30mg/mlのPA-PEG24(配列番号:21)で処理された淋菌コロニーの実質的な減少を示した。
結論として、このデータは、配列番号:21、5、6、7、及び8が、それぞれ、広範囲の細菌性病原体に対して抗菌活性を有することを示す。
実施例19-PIC1は、好中球のミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性を阻害した
ミエロペルオキシダーゼ(MPO)は、急性炎症において、侵入微生物及び宿主細胞に同様に損傷を与える次亜塩素酸塩(漂白剤)を産生する、好中球からの酵素である。この酵素は、嚢胞性線維症(CF)及び低酸素虚血性脳障害(HIE)において宿主組織に対して破壊的であることが知られている。PIC1(配列番号:21)は、嚢胞性線維症(CF)患者から単離された痰試料(ゾル)においてMPO活性を阻害することが見出された。(図38で示されるように)CFゾル試料を、20mg/mlのPIC1(配列番号:21)の存在下または不在下で30分間インキュベーションし、続いて、室温で30分間、TMBの添加を行った。次いで、MPO活性は、450nmで分光光度計でTMB色変化の検出によって測定された。MPO活性は、PIC1で処理されたCFゾル試料において減少することが見出された。CF患者の痰中の既存のMPOは、用量依存的様式で、ペプチド化合物によって阻害された酵素活性を有することができた(図39)。さらに、PA-PEG24(配列番号:21)は、(図40~42で示されるように)低酸素虚血性脳障害を受けたラットの脳または脳膜調製物の溶解産物においてMPO酵素活性を阻害することが可能であった。精製されたヒト好中球の溶解産物に存在するMPO活性も、(図42で示されるように)PA-PEG24(配列番号:21)によって直接阻害することができる。図42は、PA-PEG24(配列番号:21)が、精製されたヒト好中球(PMN)の溶解産物においてMPO活性を用量依存的に阻害することを示す。PMN溶解産物は、増加量のPA-PEG24(配列番号:21)の存在下でインキュベーションされた。次いで、MPO活性は、450ナノメートルで分光光度計でTMB色変化の検出によって測定された。最終的に、(図43で示されるように)PA-PEG24(配列番号:21)による精製されたMPO活性の阻害の滴定によって、PA-PEG24(配列番号:21)が、MPOを直接阻害できることが実証された。これらの知見は、PIC1が、CF及びHIEの両方に関連する驚くべき抗炎症作用を有することを実証した。これは、配列番号:3~47が、どのように抗炎症活性を有するかを説明することができる、代替の機構を示す。
実施例20-急性腎障害及び横紋筋融解症:ペプチド化合物は、フリーラジカルのヘモグロビン産生活性を阻害した
ペプチド化合物は、ヒト赤血球からのヘモグロビン(Hg)の擬ペルオキシダーゼ活性を阻害した。Hgは、ミエロペルオキシダーゼ(MPO)のように、タンパク質、核酸及び脂質に影響を与えるペルオキシド反応を触媒することができるヘム基を含むが、これは宿主組織に損傷を与える。Hgの擬ペルオキシド活性は、過酸化水素(H)とクロモーゲンテトラメチルベンジジン(TMB)との間の反応を使用して測定される。酸化したTMBは、分光光度計で読み取り可能な色変化を示す。PA-PEG24(配列番号:21)がMPOペルオキシダーゼ活性を阻害することができると仮定して、同種の実験アッセイで、溶解させたヒトRBCからのHgのペルオキシダーゼ活性をPA-PEG24(配列番号:21)が阻害することができたかどうかを試験した。この目的のために、遊離HgをもたらすRBC溶解産物を、PA-PEG24(配列番号:21)の不在下または存在下で、TMBとインキュベーションした。図44で示されるように、RBC溶解産物の量が増加すると、吸光度が増加するが、このことは、酸化TMB基質の増加を実証する。20mg/mlのPA-PEG24(配列番号:21)の存在下、検出可能な酸化TMBはなかった。図45において、PA-PEG24(配列番号:21)の量の増加により、酸化TMBシグナルの用量依存的減少がもたらされた。図46は、RBC溶解産物の量を増加させた場合の酸化TMBの滴定を示す。増加量のPA-PEG24(配列番号:21)の存在下、酸化TMBシグナルは、用量依存的に減少する。ヒト循環において遊離Hgの存在をもたらす溶血は、腎臓に有毒であり、急性腎臓毒性及び腎不全をもたらす。したがって、データは、PA-PEG24(配列番号:21)は、遊離ヘモグロビンの放出による溶血及び擬ペルオキシダーゼ活性を減少させることによって、急性腎障害を予防することができることを裏付けた。したがって、ペプチドは、急性腎障害を予防すること、ならびに例えば、鎌状赤血球障害、溶血性輸血反応、自己免疫溶血などの溶血状態を治療または予防することができる。
IVIGの活性とPIC1の活性とを比較するために、動物を、等用量のIVIGもしくはPIC1(40mg/動物)または生理食塩水対照で予防治療した。異種輸血の前にIVIGまたはPIC1を与えた動物の血液に、FヒトグリコホリンA発現及び結合C3フラグメントの両方に関する2色フローサイトメトリープロービングを行った。輸血後0.5、5、及び20分におけるRBCの代表的なフローサイトメトリープロットは、IVIG(図27A~C)及びPIC1(図27D~F)動物に関して示される。図28Aは、生理食塩水対照と比較して、IVIGまたはPIC1を予防のために与えた動物の遊離Hbとして測定された溶血を示す。輸血後30秒において、PIC1治療動物では、IVIG治療動物と比較して、C3陰性ヒトRBC数が増加し(p5 0.05)、C3オプソニン化ヒトRBCが3.6分の1(p5 0.04)に減少したことが実証された(図28B)。輸血後30秒において、PIC1治療動物では、IVIG動物と比較して、非ヒト(グリコホリンA-陰性)RBCのC3オプソニン化の減少(p5 0.08)の傾向を示した(図28C)。20分における全生存ヒトRBCは、IVIG治療動物と比較して、PIC1治療動物に関して、1.6倍増加した(p5 0.03)(図28D)。
血管内毒性遊離Hbが急性腎障害を引き起こすかどうかを確認するために、動物を輸血後6時間監視した。IVIG予防群における3匹の動物のうち2匹、及び生理食塩水群における4匹の動物のうちの3匹が、肉眼的血尿を示すことがわかったが、PIC1によって治療された動物の尿は正常であるように見えた。剖検において、IVIG群の腎臓は、PIC1によって治療された群の正常に見える腎臓と比較して、より暗色であり、かつ肥大しているように見えた(図29B)。個々に腎臓重量を測定したとき、生理食塩水群は、PIC1を与えられた動物と比較して、重量の有意な増加を示し(p5 0.0001)、IVIG群も、PIC1を与えられた動物と比較して、重量の有意な増加を実証し(p5 0.005)、浮腫状腎臓と一致した(図29A)。病理組織診断セクションによって、PIC1動物に関する、わずかな浮腫があるが他は健康な腎臓構造(PIC1予防、図29C、v及びvi)と比較して、生理食塩水投与動物及びIVIG治療動物は、核及び核物質の消失ならびに管浮腫によって示されるように、早期急性尿細管壊死があること(生理食塩水、図29C、i~ii;IVIG予防、図29C、iii~iv)が明らかにされた。まとめると、これらのデータは、PIC1が、輸血された不適合RBCの溶血を阻害し、その後の遊離Hb関連急性腎障害を予防することを実証した。
横紋筋融解症は、挫滅、特定の感染症、特定の薬物療法の使用、発作及び他の事象に起因する直接的または間接的筋肉障害によって引き起こされる重度の症候群である。結果として生じる組織への障害は、筋肉組織に見出される酸素結合タンパク質であるミオグロビンの血流中への放出を引き起こす。ミオグロビンは腎臓に有害であり、現在のところ、横紋筋融解症の治療法はない。PA-PEG24(配列番号:21)が、ヘモグロビン(Hg)の擬ペルオキシダーゼ活性を阻害することができるという発見は、PA-PEG24(配列番号:21)が横紋筋融解症の治療において有効であることを示す。ヘモグロビンはミオグロビンに類似しているため、ヘモグロビンを阻害するPA-PEG24(配列番号:21)の能力は、ミオグロビンのペルオキシダーゼ活性を阻害することに有効であることを示唆する。
実施例21-PIC1ペプチド及び変異体の有毒性データ
最大送達可能用量及び有効量範囲の上限の両方に関する、ラットにおけるPA-PEG24(配列番号:21)による単一用量毒性試験を実行した。治療群における、最大送達可能用量(PA-PEG24(配列番号:21)の最大達成可能濃度(静脈内60mg[240mg/kg]によって限定される)及び送達可能体積に関して、14日間、6匹の動物において複数回の血液採取を実行した。最初の24時間、48時間、7日目、または14日目にわたっての血液試験(CBC及び完全血液化学)において、毒性は認められなかった。最初の24時間で行われた複数回の血液採取のため、48時間において、ヘモグロビンのわずかな低下が認められる。脳、心臓、肺、肝臓、脾臓、腎臓、及び膵臓において、正常組織像が見出された。この実験に関する最も関連がある血液パラメーターを表11に示す。
(表11)最大送達可能PIC1: 毒性学
Figure 0006992201000011
その後、有毒性試験を、治療範囲の上限(静脈内40mg[160mg/kg]のPA-PEG24(配列番号:21))における高用量を使用して、より多数の動物(治療群においてn=18)で実行した。8匹の動物を3日目に屠殺し、そして10匹を14日目に屠殺した。血液化学アッセイ結果(CBC、superchem及び凝固)によって、予備治療、3日目、または14日目の値の間の差異がないことを示した(表12)。いずれの時点においても、(脳、心臓、肺、肝臓、脾臓、腎臓、及び膵臓を含む)いずれの器官においても毒性の組織学的証拠はなかった。したがって、配列番号:21の単一用量毒性評価によって、安全性に関する懸念がないことが明らかになった。
(表12)高用量PIC1: 毒性学
Figure 0006992201000012

Claims (6)

  1. それを必要とする対象において細菌感染症を治療するための医薬組成物であって、配列番号:5、6、7、および8からなる群より選択される合成ペプチドの治療有効量を含む、組成物。
  2. 前記細菌感染症が、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎桿菌(Klebsiella pneumonia)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、及びガードネレラ(Gardnerella)種からなる群より選択される細菌によって引き起こされる、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記細菌感染症が、グラム陽性菌またはグラム陰性菌によって引き起こされる、請求項1に記載の医薬組成物。
  4. 前記組成物が、少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  5. 配列番号:5、6、7、および8からなる群より選択される合成ペプチド。
  6. 治療有効量の請求項5に記載の合成ペプチド及び少なくとも1種の薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含む、医薬組成物。
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