JP7037490B2 - 副腎脊髄ニューロパチーの治療のためのabcd1をコードする核酸配列の髄腔内送達 - Google Patents

副腎脊髄ニューロパチーの治療のためのabcd1をコードする核酸配列の髄腔内送達 Download PDF

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Description

本出願は、2015年11月5日に出願された米国仮特許出願第62/251,208号明細書および2016年2月26日に出願された米国仮特許出願第62/300,691号明細書の利益を主張する。上記出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
連邦政府による資金提供を受けた研究または開発
本研究は、National Institutes of Healthにより授与された助成金番号R21NS081374-01およびR01NS072446-01により支援を受けた。政府は本発明における一定の権利を有する。
進行性遺伝障害のX連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)は、分解のためのペルオキシソーム中へのCoA活性化超長鎖脂肪酸(VLCFA)の輸送を担うペルオキシソームATP結合カセットトランスポーター(ABCD1)をコードするABCD1遺伝子中の突然変異により引き起こされ、脳および副腎皮質の血漿および組織中の高レベルの飽和超長鎖脂肪酸(VLCFA)の蓄積をもたらす。症状は、小児期または成人期において始まり得る。成人ALD患者は、典型的には、衰弱性神経障害の副腎脊髄ニューロパチー(AMN)を20歳代で発症する(Engelen et al.,Orphanet J Rare Dis.2012;7:51)。Abcd1-/-マウスは、AMNと類似する表現型を発症し、冒された後根神経節ニューロン(DRG)に起因して脊髄の軸索変性および末梢ニューロパチーが顕在化する(Pujol et al.,Hum Mol Genet.2002;11:499-505)。ヒトABCD1遺伝子の送達のための組換えアデノ随伴ウイルス血清型9(rAAV9)ベクターを使用するインビトロおよびインビボでの中枢神経系細胞の伝達が、既に報告された。残念ながら、幼若マウスにおける静脈内送達は、トランス遺伝子の過剰発現に起因して心毒性を伴う。X-ALDまたはAMNを罹患する患者における非毒性レベルのABCD1を提供する送達系が非常に望まれている。
本発明の他の特徴部および利点は、詳細な説明から、および特許請求の範囲から明らかである。したがって、本発明の他の態様は以下の開示において記載され、本発明の範囲内である。
一態様において、本発明は、培養下で増殖する形質移入産生細胞中のアデノ随伴ウイルス9(AAV9)ベクタータイターを増加させる方法であって、i)ATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)をコードするmRNAに相補的な核酸配列を細胞とインキュベートするステップ、およびii)ABCD1をコードするヌクレオチド配列を含むAAV9ベクター(AAV9-ABCD1ベクター)を細胞中に形質移入するステップを含み、AAV9ベクターから発現されるABCD1mRNAの量を減少させ、それにより細胞溶解物および/または培地中のAAV9-ABCD1ベクター収量を参照標準と比較して約1倍~約50倍だけ増加させる方法を提供する。
一実施形態において、ABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列は、干渉RNAである。
別の実施形態において、干渉RNAは、shRNAまたはsiRNAである。
さらに別の実施形態において、siRNAは、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7またはそれらの組合せを含む。
さらに別の実施形態において、参照標準は、ABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列とインキュベートしなかった産生細胞からの細胞溶解物および/または培地中のAAV9-ABCD1ベクター収量を含む。
さらに別の態様において、本発明は、X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)の治療が必要とされる対象におけるX連鎖性副腎白質ジストロフィーを治療する方法であって、参照標準と比較して増加したAAV9ベクタータイターを有する産生細胞から得られた精製AAV9-ABCD1ベクター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。
一実施形態において、精製AAV9-ABCD1ベクターを含む組成物を、髄腔内投与により対象に投与する。
さらに別の態様において、本発明は、X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)の治療が必要とされる対象におけるX連鎖性副腎白質ジストロフィーを治療する方法であって、ATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)をコードするアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを対象に投与することを含み、前記ベクターを髄腔内投与により対象に投与する方法を提供する。
一実施形態において、髄腔内投与は、浸透圧ポンプにより媒介される。
別の実施形態において、ベクターの用量は、0.5×1011GCである。
さらに別の実施形態において、AAVは、AAV9である。
さらに別の態様において、本発明は、X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)を有する対象にATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)を提供する方法であって、ABCD1をコードするベクターを対象に投与することを含み、前記ベクターを髄腔内投与により対象に投与し、中枢神経系中の前記ベクターからのABCD1発現は、末梢器官中の前記ベクターからのABCD1発現よりも少ない方法を提供する。
一実施形態において、髄腔内投与は、浸透圧ポンプにより媒介される。
別の実施形態において、ベクターの用量は、約1×l013GC~約10×l013GCである。
さらに別の実施形態において、ベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである。
特に定義のない限り、本明細書において使用される全ての技術および科学用語は、本発明が属する分野の当業者により一般に理解される意味と同一の意味を有する。方法および材料は、本発明における使用のために本明細書に記載され;当分野において公知の他の好適な方法および材料を使用することもできる。材料、方法、および実施例は説明にすぎず、限定的なものではない。本明細書において挙げられる全ての刊行物、特許出願、特許、配列、データベースエントリー、および他の参照文献は、参照により全体として組み込まれる。矛盾する場合、本明細書が定義を含め優先される。
以下の詳細な説明は例として挙げられるが、本発明を記載されるある実施形態に限定するものではなく、参照により本明細書に組み込まれる添付の図面とともに理解することができる。
ABCD1mRNAに特異的なsiRNAとインキュベートした形質移入293T細胞からの改善されたAAV9-ABCD1ベクタータイターを示す。 ABCD1mRNAに特異的なsiRNAプールとインキュベートしたAAV-ABCD1形質移入細胞中の低減したABCD1タンパク質を示す。 細胞溶解物および馴化培地中の両方におけるABCD1mRNAに特異的なsiRNAとインキュベートした形質移入293T細胞からの改善されたAAV9-ABCD1ベクタータイターを示す。 2分間にわたる髄腔内ボーラス送達後のrAAV9-ABCD1の分布を示す。 24時間にわたるrAAV9-ABCD1の髄腔内ポンプ注入後のrAAV9-ABCD1の分布を示す。 AAV9-ABCD1の低用量(0.5×l011gc)のボーラスおよびポンプ送達を示す。 AAV9-ABCD1のポンプ注入と比較した、AAV9-ABCD1のボーラス注射2週間後の末梢器官(CNS外)にわたるABCD1の多い発現を示す。 AAV9-ABCD1のベクターマップを示す。 様々な器官にわたる内在性ABCD1の分布を示す。 様々な器官にわたる内在性ABCD1の分布を示す。 Abcd1-/-マウスにおけるITポンプ後のABCD1の発現を示す。 Abcd1-/-マウスにおけるITポンプ後のABCD1の発現を示す。 ITポンプおよびPTボーラス注射15日後の脊髄C26:0レベルを示す。 AAV9-hABCD1のITポンプ送達後の様々な細胞タイプにおけるABCD1発現を示す。SC:脊髄;DRG:後根神経節;CD31:内皮マーカー;GFAP:アストロサイトマーカー;IBA1:ミクログリアマーカー;TOPRO3:核対比染色;DRGは、ニューロン中で、およびより顕著にはニューロン周辺(サテライト細胞)で発現の斑紋パターンを示す。
定義
特に定義のない限り、本明細書において使用される全ての技術および科学用語は、本発明が属する分野の当業者により一般に理解される意味と同一の意味を有する。矛盾する場合、本出願が定義を含め優先される。
「対象」は、脊椎動物、例として、哺乳綱の任意のメンバー、例として、ヒト、家畜および農用動物、ならびに動物園用、競技用または愛玩動物、例えば、マウス、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウシおよび高等霊長類である。
本明細書において使用される用語「治療する」、「治療すること」、「治療」などは、X-ALD、例えば、副腎脊髄ニューロパチー(AMN)、および/またはそれに伴う症状を軽減し、または改善することを指す。X-ALDまたはAMNの治療は、それに伴う障害、病態または症状が完全に排除されることを要求しないことが認識されるが、除外されるものではない。
特に記載のない限り、または文脈から明らかでない限り、本明細書において使用される用語「約」は、当分野における通常の許容範囲内、例えば、平均から2標準偏差以内として理解される。「約」は、記述値の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、または0.01%以内として理解される。特に文脈から明らかでない限り、本明細書において提供される全ての数値範囲は、約という用語により修飾される。
本明細書において使用される「発現の減少」は、本明細書に記載の方法に従ってABCD1をコードするベクターが投与された対象の中枢神経系中のABCD1遺伝子発現またはタンパク質発現の量よりも少なくとも約0.05倍少ない(例えば、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、5、10、25、50、100、1000、10,000倍以上少ない)、対象の末梢器官中のABCD1遺伝子発現またはタンパク質発現の量を指す。対象の末梢器官中のABCD1遺伝子発現またはタンパク質発現に関する「減少した」は、本明細書に記載の方法に従ってABCD1をコードするベクターが投与された対象の中枢神経系中のABCD1遺伝子発現またはタンパク質発現の量よりも少なくとも約5%少ない(例えば、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、99または100%)ことも意味する。量は、遺伝子発現またはタンパク質発現の量を測定するための当分野において公知の標準的方法に従って計測することができる。
本明細書において使用される「ベクタータイターの増加」は、本明細書に記載の方法に従ってABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列とインキュベートしなかった産生細胞からのタイターの量よりも少なくとも約0.05倍多い(例えば、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、5、10、25、50、100、1000、10,000倍以上)、ABCD1をコードするベクターが形質移入された産生細胞からのタイターの量を指す。ABCD1をコードするベクターが形質移入された産生細胞からのタイターの量(AAVベクターの濃度、1ミリリットル当たりのゲノムコピー数で記載されることが多い)に関する「増加した」は、本明細書に記載の方法に従ってABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列とインキュベートしなかった産生細胞からのタイターの量よりも少なくとも約5%多い(例えば、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、99または100%)ことも意味する。量は、AAVゲノム、トランス遺伝子発現、またはタンパク質発現の量を測定するための当分野において公知の標準的方法に従って計測することができる。
本明細書において提供される範囲は、その範囲内の値の全てについての簡易表現と理解される。例えば、1~50の範囲は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50(特に文脈が明らかに示さない限り、さらにそれらの分数)からなる群からの任意の数、数の組合せ、または下位範囲を含むと理解される。
本明細書において使用される用語「参照レベル」は、別の試験試料を比較する既知の試料におけるタイターのレベルを指す。参照レベルは、例えば、ABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列と、または対照アンチセンスオリゴヌクレオチドもしくはsiRNAとインキュベートしなかった産生細胞から得ることができる。参照レベルは、例えば、X-ALDを有さない未治療対象から得ることができる。「未治療」は、ABCD1トランス遺伝子を発現するベクターの投与からの治療法の欠落を指す。
本開示において、「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含有する」および「有する」などは、米国特許法においてそれらに帰属する意味を有し得、「含む(includes)」、「含む(including)」などを意味し得;「本質的に~からなる(consisting essentially)、または「本質的に~からなる(consists essentially)」は、同様に米国法において帰属する意味を有し、この用語は非限定的であり、引用されるものの基礎または新規特徴が引用されるものよりも多くの存在により変化しない限り引用されるものよりも多くの存在を許容するが、従来技術の実施形態を除外する。
他の定義は、本開示全体にわたり文脈中に現れる。
組成物および方法
本発明の組成物および方法は、X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)のための治療を提供する。X連鎖性副腎白質ジストロフィーは、主として男性において生じ、主に神経系および副腎を冒すABCD1遺伝子中の突然変異により引き起こされる遺伝障害である。脳および脊髄のミエリンが劣化し(脱髄)、それが神経の機能的能力を低減させる。さらに、副腎の外層(副腎皮質)への損傷は、あるホルモンの不足を引き起こす(副腎皮質不全)。いくつかの区別されるタイプのX連鎖性副腎白質ジストロフィー、例として、小児大脳型、副腎脊髄ニューロパチー(AMN)タイプ、およびアジソン病と呼ばれる型が存在する。本明細書において使用されるX-ALDは、ツェルウェーガースペクトル障害のペルオキシソーム生合成障害に属し、ABCD1中の突然変異に無関連の「新生児副腎白質ジストロフィー」を含まない。X-ALDまたはAMNを有する対象を診断または同定する方法は当分野において公知であり、それとしては血漿超長鎖脂肪酸(VLCFA)レベルの計測および/または遺伝子試験を挙げることができ;例えば、Engelen et al,Orphanet J Rare Dis.2012;7:51;Aubourg and Chaussain,Horm Res.2003;59 Suppl 1:104-5;Steinberg et al.,Curr Protoc Hum Genet.2008 Chapter 17:Unit 17.6;Steinberg SJ,Moser AB,Raymond GV.X-Linked Adrenoleukodystrophy.1999 Mar 26[Updated 2015 Apr 9].In:Pagon RA,Adam MP,Ardinger HH,et al.,editors.GeneReviews(登録商標)[Internet].Seattle(WA):University of Washington,Seattle;1993-2016参照。ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1315/)から利用可能である。
ABCD1遺伝子中の突然変異は、X連鎖性副腎白質ジストロフィーを引き起こす。ABCD1遺伝子は、ペルオキシソーム中への超長鎖脂肪酸(VLCFA)の輸送に関与する副腎白質ジストロフィータンパク質(ALDP)をコードする。ABCD1遺伝子突然変異は、ALDPの欠損をもたらす。このタンパク質が欠落している場合、VLCFAの輸送および後続の分解が妨げられ、体内の異常に高レベルのそれらの脂肪を引き起こす。VLCFAの蓄積は、副腎皮質およびミエリンに毒性であり得る。
遺伝子療法による遺伝子欠陥の補正は、実現可能な治療法を表す。CNSへのABCD1遺伝子の標的化特異的送達は、末梢器官における毒性を回避するために不可欠である。これは、例えば、髄腔内投与を介してABCD1をコードするアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを投与することにより達成することができる。
ABCD1cDNAおよびその発現タンパク質をコードする配列は周知であり、例えば、Genbankアクセッション番号NG_009022.2およびNP_000024.2において見出すことができる。
「AAV」は、アデノ随伴ウイルスであり、組換えウイルスベクター自体またはその誘導体を指すために使用することができる。この用語は、特に要求される場合を除き全ての亜型、血清型および偽型、ならびに天然存在および組換え形態を包含する。本明細書において使用される用語「血清型」は、その血清学的検査により同定され、それに基づき他のAAVから区別されるAAVを指し、例えば、AAVの11個の血清型、AAV1~AAV11が存在し、この用語は、同一特性を有する偽型を包含する。これらの血清型の多くは、他のAAV血清型からのユニークな生物学的特性(例えば、細胞表面受容体結合、細胞内トラフィッキング)を有する。したがって、例えば、AAV5血清型としては、AAV5の生物学的特性を有するAAV、例えば、AAV5カプシドと、AAV5に由来もせず、それから得られもせず、またはゲノムがキメラであるAAVゲノムとを含む偽型AAVが挙げられる。
「AAVベクター」は、少なくとも1つのAAVカプシドタンパク質およびカプシドに包まれたポリヌクレオチドから構成されるウイルス粒子を指す。粒子が異種ポリヌクレオチド(すなわち、野生型AAVゲノム以外のポリヌクレオチド、例えば、哺乳動物細胞に送達すべきトランス遺伝子)を含む場合、それは「rAAV(組換えAAV)」と称することができる。AAV「カプシドタンパク質」としては、野生型AAVのカプシドタンパク質、ならびにAAVゲノムを構造的およびまたは機能的にパッケージングし得、野生型AAVにより用いられる受容体と異なり得る少なくとも1つの特異的細胞受容体に結合するAAVカプシドタンパク質の改変形態が挙げられる。改変AAVカプシドタンパク質としては、キメラAAVカプシドタンパク質、例えば、AAVの2つ以上の血清型からのアミノ酸配列を有するもの、例えば、AAV2からのカプシドタンパク質の一部に融合または結合しているAAV5からのカプシドタンパク質の一部から形成されるカプシドタンパク質、およびAAVカプシドタンパク質に融合または結合しているタグまたは他の検出可能な非AAVカプシドペプチドまたはタンパク質を有するAAVカプシドタンパク質が挙げられ、例えば、トランスフェリン受容体に結合する抗体分子の一部をAAV-2カプシドタンパク質に組換え融合させることができる。
AAVを産生し得る細胞は、当分野において公知であり、それとしては、限定されるものではないが、293細胞、HeLa細胞および昆虫細胞が挙げられる。
ある実施形態において、高いタイターのAAVを産生する方法を利用してABCD1の投与を最大化することができる。培養下で増殖する形質移入産生細胞を、ATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)をコードするmRNAに相補的な核酸配列とインキュベートし、ii)ABCD1をコードする核酸配列を含むAAVベクター(例えば、AAV9-ABCD1ベクター)を細胞中に形質移入することができる。AAVベクターから発現されるABCD1mRNAの量を減少させ、それにより細胞溶解物および/または培地中のAAV-ABCD1ベクター収量を参照標準と比較して約1倍~約50倍だけ増加させる。ある実施形態において、細胞溶解物および/または培地中のAAV-ABCD1ベクター収量を、約4倍だけ増加させる。ベクタータイターは、当分野において周知の方法に従って測定することができる。典型的には、これは、ドットブロットまたは定量的PCRを使用して実施してAAVゲノムを計測する。一般に、AAVベクター収量は、細胞溶解物から、および培地からの約1×1010ゲノムコピー/ml(gc/ml)~約1×l016gc/mlであり得る。
具体的な実施形態において、参照標準は、ABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列とインキュベートしなかった産生細胞からの細胞溶解物および/または培地中のAAV-ABCD1ベクター収量を含む。
これは、例えば、ABCD1mRNAに相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供することにより達成することができる。本発明の方法の実施において使用され、ABCD1mRNAに相補的な他の核酸配列は、ABCD1の転写後プロセシングを阻害するもの、例えば、干渉RNA、例として、限定されるものではないが、shRNAもしくはsiRNA、またはアンタゴmirであり得る。
ABCD1mRNAをコードする配列は周知であり、例えば、Genbankアクセッション番号NM_000033.3において見出すことができる。
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、典型的には、標的に結合し、転写、翻訳、またはスプライシングのレベルにおいて発現を停止させることによりDNAまたはRNA標的の発現を遮断するように設計される。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ストリンジェントな条件下でABCD1mRNAにハイブリダイズするように設計される相補的核酸配列である。したがって、標的に十分に相補的な、すなわち、十分にハイブリダイズし、所望の効果を付与するために十分な特異性を有するオリゴヌクレオチドが選択される。
本発明に関して、ハイブリダイゼーションは、相補的ヌクレオシドまたはヌクレオチド塩基間のワトソンクリック型、フーグスティーンまたは逆フーグスティーン型水素結合であり得る水素結合を意味する。例えば、アデニンおよびチミンは、水素結合の形成を介して対合する相補的核酸塩基である。本明細書において使用される相補的は、2つのヌクレオチド間で正確に対合する能力を指す。例えば、オリゴヌクレオチドのある位置におけるヌクレオチドは、DNAまたはRNA分子の同一位置におけるヌクレオチドと水素結合し得、この場合、オリゴヌクレオチドおよびDNAまたはRNAは、その位置において互いに相補的であるとみなされる。オリゴヌクレオチドおよびDNAまたはRNAは、それぞれの分子中の十分数の対応位置が互いと水素結合し得るヌクレオチドにより占有される場合、互いに相補的である。したがって、「特異的にハイブリダイズ可能」および「相補的」は、安定的および特異的結合がオリゴヌクレオチドおよびDNAまたはRNA標的間で生じるような十分な相補性または正確な対合の程度を示すために使用される用語である。
当分野において、相補的核酸配列は、特異的にハイブリダイズ可能であるべきその標的核酸のものに100%相補的である必要はないことが理解される。本発明の相補的核酸配列は、標的DNAまたはRNA分子へのその配列の結合がその標的DNAまたはRNAの通常の機能を干渉して活性損失を引き起こし、特異的結合が望まれる条件下、すなわち、インビボアッセイまたは治療的治療の場合には生理学的条件下で、およびインビトロアッセイの場合にはそのアッセイが好適なストリンジェンシー条件下で実施される条件下で、非標的配列への配列の非特異的結合を回避するために十分な相補性の程度が存在する場合、特異的にハイブリダイズ可能である。例えば、ストリンジェントな塩濃度は、通常、約750mM未満のNaClおよび約75mM未満のクエン酸三ナトリウム、好ましくは、約500mM未満のNaClおよび約50mM未満のクエン酸三ナトリウム、より好ましくは、約250mM未満のNaClおよび約25mM未満のクエン酸三ナトリウムである。低ストリンジェンシーハイブリダイゼーションは、有機溶媒、例えば、ホルムアミドの不存在下で得ることができる一方、高ストリンジェンシーハイブリダイゼーションは、少なくとも約35%のホルムアミド、より好ましくは、少なくとも約50%のホルムアミドの存在下で得ることができる。ストリンジェントな温度条件としては、通常、少なくとも約30℃、より好ましくは、少なくとも約37℃、最も好ましくは、少なくとも約42℃の温度が挙げられる。変動する追加のパラメータ、例えば、ハイブリダイゼーション時間、洗浄剤、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の濃度およびキャリアDNAの包含または排除は、当業者に周知である。種々のレベルのストリンジェンシーは、それらの種々の条件を必要に応じて組み合わせることにより達成される。好ましい実施形態において、ハイブリダイゼーションは、750mMのNaCl、75mMのクエン酸三ナトリウム、および1%のSDS中で30℃において行う。より好ましい実施形態において、ハイブリダイゼーションは、500mMのNaCl、50mMのクエン酸三ナトリウム、1%のSDS、35%のホルムアミド、および100μg/mlの変性サケ精子DNA(ssDNA)中で37℃において行う。最も好ましい実施形態において、ハイブリダイゼーションは、250mMのNaCl、25mMのクエン酸三ナトリウム、1%のSDS、50%のホルムアミド、および200μg/mlのssDNA中で42℃において行う。これらの条件に対する有用な変動は、当業者に容易に明らかとなる。
ほとんどの用途について、ハイブリダイゼーションに続く洗浄ステップもストリンジェンシーが変動する。洗浄ストリンジェンシー条件は、塩濃度により、および温度により定義することができる。上記のとおり、洗浄ストリンジェンシーは、塩濃度を減少させることにより、または温度を増加させることにより増加させることができる。例えば、洗浄ステップについてのストリンジェントな塩濃度は、好ましくは、約30mM未満のNaClおよび約3mM未満のクエン酸三ナトリウム、および最も好ましくは、約15mM未満のNaClおよび約1.5mM未満のクエン酸三ナトリウムである。洗浄ステップについてのストリンジェントな温度条件としては、通常、少なくとも約25℃の、より好ましくは、少なくとも約42℃の、いっそうより好ましくは、少なくとも約68℃の温度が挙げられる。好ましい実施形態において、洗浄ステップは、30mMのNaCl、3mMのクエン酸三ナトリウム、および0.1%のSDS中で25℃において行う。より好ましい実施形態において、洗浄ステップは、15mMのNaCl、1.5mMのクエン酸三ナトリウム、および0.1%のSDS中で42℃において行う。より好ましい実施形態において、洗浄ステップは、15mMのNaCl、1.5mMのクエン酸三ナトリウム、および0.1%のSDS中で68℃において行う。これらの条件に対する追加の変動は、当業者に容易に明らかとなる。ハイブリダイゼーション技術は当業者に周知であり、例えば、Benton and Davis(Science 196:180,1977);Grunstein and Hogness(Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 72:3961,1975);Ausubel et al.(Current Protocols in Molecular Biology,Wiley Interscience,New York,2001);Berger and Kimmel(Guide to Molecular Cloning Techniques,1987,Academic Press,New York);およびSambrook et al,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New Yorkに記載されている。
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的核酸内の標的領域に対して少なくとも80%の配列相補性を含むことが好ましく、さらにそれらは、90%の配列相補性を含むことが好ましく、それらが標的化される標的核酸配列内の標的領域に対して95%の配列相補性を含むことがいっそうより好ましい。例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドの20個の核酸塩基の18個が相補的であり、したがって、標的領域に特異的にハイブリダイズするアンチセンス化合物は、90パーセントの相補性を表す。標的核酸の領域とのアンチセンス化合物の相補性パーセントは、ベーシックローカルアラインメントサーチツール(BLASTプログラム)(Altschul et al.,J.Mol.Biol.,1990,215,403-410;Zhang and Madden,Genome Res.,1997,7,649-656)を使用して定型的に測定することができる。ABCD1mRNAにハイブリダイズする本発明のアンチセンスおよび他の化合物は実験を介して同定され、それらの化合物の代表的な配列は、本発明の好ましい実施形態として本明細書において以下に同定される。
別の実施形態において、ABCD1mRNAに相補的な核酸配列は、干渉RNA、例として、限定されるものではないが、shRNAまたはsiRNAであり得る。干渉RNAとしては、限定されるものではないが、小分子干渉RNA(「siRNA」)および小分子ヘアピンRNA(「shRNA」)が挙げられる。干渉RNAを構築する方法は、当分野において周知である。例えば、干渉RNAは、一方の鎖がセンス鎖であり、他方がアンチセンス鎖である2つの別個のオリゴヌクレオチドからアセンブルすることができ、そのアンチセンスおよびセンス鎖は自己相補的であり(すなわち、それぞれの鎖は、他方の鎖中のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含み;例えば、アンチセンス鎖およびセンス鎖がデュプレックスまたは二本鎖構造を形成する場合);アンチセンス鎖は、標的核酸分子またはその一部(すなわち、不所望な遺伝子)中のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含み、センス鎖は、標的核酸配列またはその一部に対応するヌクレオチド配列を含む。あるいは、干渉RNAは、自己相補的センスおよびアンチセンス領域が核酸ベースまたは非核酸ベースリンカーにより結合される単一オリゴヌクレオチドからアセンブルされる。干渉RNAは、デュプレックス、非対称デュプレックス、ヘアピンまたは非対称ヘアピン二次構造を有し、自己相補的センスおよびアンチセンス領域を有するポリヌクレオチドであり得、アンチセンス領域は、別個の標的核酸分子またはその一部中のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含み、センス鎖は、標的核酸配列またはその一部に対応するヌクレオチド配列を有する。干渉は、2つ以上のループ構造と、自己相補的センスおよびアンチセンス領域を含むステムとを有する環状一本鎖ポリヌクレオチドであり得、アンチセンス領域は、標的核酸分子またはその一部中のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含み、センス領域は、標的核酸配列またはその一部に対応するヌクレオチド配列を有し、環状ポリヌクレオチドをインビボまたはインビトロのいずれかでプロセシングしてRNA干渉を媒介し得る活性siRNA分子を生成することができる。
本発明のある実施形態において、干渉RNAコード領域は、センス領域、アンチセンス領域およびループ領域を有する自己相補的RNA分子をコードする。このようなRNA分子は、発現時、所望の「ヘアピン」構造を形成し、本明細書において「shRNA」と称される。ループ領域は、一般に、約2~約10ヌクレオチド長である。好ましい実施形態において、ループ領域は、約6~約9ヌクレオチド長である。本発明の1つのそのような実施形態において、センス領域およびアンチセンス領域は、約15~約20ヌクレオチド長である。転写後プロセシング後、小分子ヘアピンRNAは、RNアーゼIIIファミリーのメンバーである酵素Dicerにより媒介される開裂イベントによりsiRNAに変換される。次いで、siRNAは、それが相同性を共有する遺伝子の発現を阻害し得る。詳細については、Brummelkamp et al.,Science 296:550-553,(2002);Lee et al,Nature Biotechnol.,20,500-505,(2002);Miyagishi and Taira,Nature Biotechnol 20:497-500,(2002);Paddison et al.Genes & Dev.16:948-958,(2002);Paul,Nature Biotechnol,20,505-508,(2002);Sui,Proc.Natl.Acad.Sd.USA,99(6),5515-5520,(2002);Yu et al.Proc NatlAcadSci USA 99:6047-6052,(2002)参照。
siRNAによりガイドされる標的RNA開裂反応は、高度に配列特異的である。一般に、標的遺伝子(すなわち、ABCD1)の一部と同一のヌクレオチド配列を含有するsiRNAが、阻害に好ましい。しかしながら、本発明を実施するためにsiRNAおよび標的遺伝子間の100%の配列同一性は要求されない。したがって、本発明は、遺伝子変異、株多型、または進化多様性に起因して予測され得る配列変動を許容し得る利点を有する。例えば、標的配列に対して挿入、欠失、および単一点突然変異を有するsiRNA配列も、阻害に有効であることが見出されている。あるいは、ヌクレオチドアナログ置換または挿入を有するsiRNA配列が阻害に有効であり得る。
さらに別の実施形態において、ABCD1mRNAに相補的な核酸配列は、アンタゴmirである。アンタゴmirは、マイクロRNAを標的化する一本鎖、二本鎖、部分二本鎖およびヘアピン構造化学修飾オリゴヌクレオチドである。好ましくは、本発明において特記されるアンタゴmirとしては、約10~25ヌクレオチド、好ましくは、約15~20ヌクレオチドのmiRNA標的配列にハイブリダイズするために十分に相補的なヌクレオチド配列が挙げられる。
ある実施形態において、アンタゴmirは、RNアーゼ保護および薬理学的特性についての種々の改変、例えば、向上した組織および細胞取り込みを保有するRNA様オリゴヌクレオチドである。アンタゴmirは、糖の完全2’-O-メチル化、ホスホロチオエート骨格および3’末端におけるコレステロール部分を有する点で通常のRNAと異なり得る。ホスホロチオエート改変はRNアーゼ活性に対する保護を提供し、その新油性は向上した組織取り込みに寄与する。好ましい実施形態において、アンタゴmirは、6つのホスホロチオエート骨格改変を含み;2つのホスホロチオエートが5’末端に局在し、4つが3’末端に局在する。本発明のアンタゴmirは、その長さまたはそうでなければアンタゴmirを構成するヌクレオチドの数に関して改変することもできる。
本発明を実施するために使用される核酸配列は、RNA、cDNA、ゲノムDNA、ベクター、ウイルスまたはそれらのハイブリッドに関係なく、種々の資源から単離し、遺伝子操作し、増幅させ、および/または組換え発現させ/組換え生成することができる。組換え核酸配列は、個々に単離し、またはクローニングし、所望の活性について試験することができる。任意の組換え発現系、例として、例えば、インビトロ、細菌、真菌、哺乳動物、酵母、昆虫または植物細胞発現系を使用することができる。
本発明の核酸配列は、送達ベクター中に挿入し、そのベクター(例えば、AAVベクター)内の転写単位から発現させることができる。組換えベクターは、DNAプラスミドまたはウイルスベクターであり得る。ベクター構築物の生成は、当分野において周知の任意の好適な遺伝子操作技術、例として、限定されるものではないが、例えば、Sambrook et al.Molecular Cloning:A Laboratory Manual.(1989))、Coffin et al.(Retroviruses.(1997))および“RNA Viruses:A Practical Approach”(Alan J.Cann,Ed.,Oxford University Press,(2000))に記載のPCR、オリゴヌクレオチド合成、制限エンドヌクレアーゼ消化、ライゲーション、形質転換、プラスミド精製、およびDNAシーケンシングの標準的技術を使用して達成することができる。当業者に明らかなとおり、種々の好適なベクターが細胞中への本発明の核酸の移行に利用可能である。核酸を送達するための適切なベクターの選択および細胞中への選択された発現ベクターの挿入のための条件の最適化は、過度の実験を必要とせずに当業者の技能の範囲内である。ウイルスベクターは、パッケージング細胞中の組換えウイルスの産生のための配列を有するヌクレオチド配列を含む。本発明の核酸を発現するウイルスベクターは、ウイルス骨格、例として、限定されるものではないが、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ポックスウイルスまたはアルファウイルスをベースとして構築することができる。本発明の核酸を発現し得る組換えベクターは、本明細書に記載のとおり送達することができ、標的細胞中で留まる(例えば、安定形質転換体)。
本発明を実施するために使用される核酸配列は、例えば、Adams(1983)J.Am.Chem.Soc.105:661;Belousov(1997)Nucleic Acids Res.25:3440-3444;Frenkel(1995)Free Radic.Biol.Med.19:373-380;Blommers(1994)Biochemistry 33:7886-7896;Narang(1979)Meth.Enzymol.68:90;Brown(1979)Meth.Enzymol.68:109;Beaucage(1981)Tetra.Lett.22:1859;米国特許第4,458,066号明細書に記載のとおり周知の化学合成技術によりインビトロ合成することができる。
本発明の核酸配列は、例えば、改変、例えば、ヌクレオチド改変の取り込みによる核酸分解に対して安定化させることができる。例えば、本発明の核酸配列は、ヌクレオチド配列の5’または3’末端における少なくとも第1、第2、または第3のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートを含む。別の例として、核酸配列は、2’-修飾ヌクレオチド、例えば、2’-デオキシ、2’-デオキシ-2’-フルオロ、2’-O-メチル、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、2’-O-ジメチルアミノエチル(2’-O-DMAOE)、2’-O-ジメチルアミノプロピル(2’-O-DMAP)、2’-O-ジメチルアミノエチルオキシエチル(2’-O-DMAEOE)、または2’-O--N-メチルアセトアミド(2’-O--NMA)を含み得る。別の例として、核酸配列は、少なくとも1つの2’-O-メチル修飾ヌクレオチドを含み得、一部の実施形態において、ヌクレオチドの全ては、2’-O-メチル修飾を含む。
本発明を実施するために使用される核酸の操作の技術、例えば、サブクローニング、標識プローブ(例えば、クレノウポリメラーゼを使用するランダムプライマー標識、ニック翻訳、増幅)、シーケンシング、ハイブリダイゼーションなどは、科学および特許文献に十分に記載されており、例えば、Sambrook,ed.,MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL(2ND ED.),Vols.1-3,Cold Spring Harbor Laboratory,(1989);CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,Ausubel,ed.John Wiley & Sons,Inc.,New York(1997);LABORATORY TECHNIQUES IN BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY:HYBRIDIZATION WITH NUCLEIC ACID PROBES,Part I.Theory and Nucleic Acid Preparation,Tijssen,ed.Elsevier,N.Y.(1993)参照。
静脈内(IV)または脳室内(ICV)投与により提供されるABCD1ベクター投与は、近年、心毒性を引き起こすことが決定されている。髄腔内投与は、脊柱管のくも膜下腔中への所望の薬剤の注射を含み、それによりその薬剤を脳脊髄液(CSF)中に提供する投与の経路である。髄腔内投与を使用すると、中枢神経系内のベクターからのABCD1発現は、末梢器官、例えば、心臓内のベクターからのABCD1発現よりも少ない。末梢器官中の過剰なABCD1発現は毒性をもたらし得、したがって、ABCD1ベクターの髄腔内投与は、X-ALDのため、例えば、AMNのための治療の改善された方法を含む。
一部の実施形態において、髄腔内投与は、ポンプを介する。ポンプは、外科的に埋め込まれた浸透圧ポンプであり得る。ある実施形態において、浸透圧ポンプを脊柱管のくも膜下腔中に埋め込んで髄腔内投与を容易にする。
ある実施形態において、ヒト対象は、約1×1013GC~約10×1013GCの量のABCD1を含む髄腔内送達ベクター(例えば、AAV9)の1回の治療を約24時間の期間にわたり受ける。
AAV9-hABCD1の低速連続的髄腔内注入は、浸透圧駆動ポンプ、例えば、DUROS(登録商標)インプラント、ALZA Corporation(Mountain View,CA)を使用することによりヒトにスケールアップすることができる。例えば、J.C.Wright,J.Culwell,Long-term controlled delivery of therapeutic agents by the osmotically driven DUROS(登録商標)implant,in:M.J.Rathbone,J.Hadgraft,M.S.Roberts(Eds.),Modified-Release Drug Delivery Technology,Informa Healthcare,New York,2008,pp.143-149も参照。
浸透圧送達デバイスおよびその構成部品は、例えば、米国特許第5,609,885号明細書;同第5,728,396号明細書;同第5,985,305号明細書;同第5,997,527号明細書;同第6,113,938号明細書;同第6,132,420号明細書;同第6,156,331号明細書;同第6,217,906号明細書;同第6,261,584号明細書;同第6,270,787号明細書;同第6,287,295号明細書;同第6,375,978号明細書;同第6,395,292号明細書;同第6,508,808号明細書;同第6,544,252号明細書;同第6,635,268号明細書;同第6,682,522号明細書;同第6,923,800号明細書;同第6,939,556号明細書;同第6,976,981号明細書;同第6,997,922号明細書;同第7,014,636号明細書;同第7,207,982号明細書;同第7,112,335号明細書;同第7,163,688号明細書;米国特許出願公開第2005-0175701号明細書、同第2007-0281024号明細書、および同第2008-0091176号明細書に記載されている。
DUROS(登録商標)送達デバイスは、典型的には、浸透圧駆動部、ピストン、および薬物配合物を含有する円筒状リザーバからなる。リザーバは、一端において速度制御透水膜によりキャップされ、他端において薬物配合物が薬物リザーバから放出される拡散モデレータによりキャップされる。ピストンは、浸透圧駆動部から薬物配合物を分離し、シール材を利用して浸透圧駆動部コンパートメント中の水が薬物リザーバに流入するのを防止する。拡散モデレータは、薬物配合物とともに、体液がオリフィスを通り薬物リザーバに流入するのを防止するように設計される。
DUROS(登録商標)デバイスは、浸透圧の原理に基づき治療薬剤を所定の速度において放出する。細胞外液は、半透過膜を通りDUROS(登録商標)デバイスに、ピストンを低速で均等な送達速度において駆動させるように拡張する塩駆動部中に直接流入する。ピストンの運動により、薬物配合物が所定の剪断速度においてオリフィスまたは出口ポートを通り強制的に放出される。本発明の一実施形態において、DUROS(登録商標)デバイスのリザーバに、例えば、1×1011gcのAAV9-hABCD1を含む本発明の懸濁液配合物をロードし、デバイスは、懸濁液配合物を対象に所定の治療有効送達速度において長期間にわたり送達し得る。
他の埋込可能な薬物送達デバイスを本発明の実施において使用することができ、それとしては一定の化合物流、調整可能な化合物流、またはプログラム可能な化合物流を提供するレギュレータタイプの埋込可能なポンプ、例えば、Codman & Shurtleff,Inc.(Raynham,Mass.)、Medtronic,Inc.(Minneapolis,Minn.)、およびTricumed Medinzintechnik GmbH(Germany)から入手可能なものを挙げることができる。
本発明の、およびその多くの利点のより良好な理解を提供する以下の説明としての非限定的な実施例により本発明をさらに記載する。
以下の実施例は、本発明の一部の実施形態および態様を説明する。本発明の主旨も範囲も変更せずに種々の改変、付加、置換などを実施することができ、そのような改変およびバリエーションが以下の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲内に包含されることは関連分野の当業者に明らかである。以下の実施例は、決して本発明を限定するものではない。
実施例1:ABCD1mRNAに特異的なsiRNAの存在下のAAV9-ABCD1の産生は、形質移入293T細胞からのAAVベクタータイターを改善する。
AAV9-ABCD1の産生の間の多量の細胞死/細胞変性効果は既に観察されており、それらはおそらく産生細胞中のABCD1タンパク質の過剰発現に起因する。この毒性は、AAVベクター収量を低減させた。毒性を緩和し、ベクター収量を改善するため、siRNAのプールを使用してABCDImRNAを標的化した。
AAVパッキングを以下のとおり実施した。1~1.5×10個の293T細胞を15cmプレート上にプレーティングし、一晩培養した。
Figure 0007037490000001
2日目、形質移入ミックスを以下のとおり調製した。
Figure 0007037490000002
チューブAおよびチューブBを、ボルテックスに1分間供しながら滴下して合わせた。ミックスを室温において20分間インキュベートした。15cmプレート当たり1.5mlのウイルスミックスを添加し、プレートの表面上で滴下分配した。プレートを傾けて均等に混合し、一晩インキュベートした。3日目、培地を2%のFBS 1%のp/sのDMEMと交換した。5日目、プレート培地容量の半量をそれぞれのプレートから除去した。残留培地を洗浄し、または細胞スクレーパを穏やかに使用することにより細胞をプレートから回収した。細胞を1300RPMにおいて5分間回転沈降させた。上清を除去した。チューブの底部を軽打することにより細胞をほぐし、細胞のプレート当たり1mlのEDTA PBS中で再懸濁させ、1300RPMにおいて5分間回転させた。細胞をプレート当たり1mlの溶解緩衝液中で再懸濁させ、場合により-80Cにおいて貯蔵した。勾配精製後、ウイルスをPBS中に緩衝液交換し、qPCRにより定量し、実験に使用した。
293T細胞をプレーティングした日、細胞に、ABCD1mRNAに特異的なsiRNAのプールまたは非標的化対照siRNAを形質移入した。別の対照は、ABCD1siRNAの存在下でGFPをコードするAAV9ベクター(AAV9-GFP)であった。翌日、両方の試料にAAVプラスミドを形質移入してAAV9-ABCD1を産生した。
siRNAプロトコルは、複数のステップを有する:
1.5μMのプール(25%の4つのsiRNAのそれぞれ)siRNA溶液を、1×siRNA緩衝液(GE Healthcare)または原液からの別の適切なRNアーゼフリー溶液中で調製する。
2.別個のチューブ中で、siRNA(チューブ1中100ul)および適切なDharmaFECT形質移入試薬(チューブ2中30ul)を、血清フリーDMEM培地により2ml容量にそれぞれ希釈する。
3.それぞれのチューブの含有物を、上下に慎重にピペッティングすることにより穏やかに混合する。室温において5分間インキュベートする。
4.チューブ1の含有物をチューブ2に添加し、総容量4mlとする。上下に慎重にピペッティングすることにより混合し、室温において20分間インキュベートする。12mlの完全DMEM(10%のFBS)をこの4mlに添加する。
5.3.75e6個の細胞/mlの濃度における完全培地中の4mlの再懸濁293T細胞(合計1.5E7個の細胞)を、ステップ4からの16mlの形質移入混合物に添加する(25nMの最終siRNA濃度)。
6.15cmディッシュ中にプレーティングし、24時間インキュベートする。
7.AAVプラスミドのリン酸カルシウム形質移入の1時間前に培地を10%のFBSの完全DMEMに交換する。
8.標準的AAV産生および精製プロトコルを進行させる。
形質移入3日後に細胞を回収し、溶解させ、ベクター収量(ゲノムコピー数)を以下のとおりqPCRにより測定した。
Figure 0007037490000003
qPCRプロトコルは、複数のステップを有する:
1.ベクターを、ヌクレアーゼフリー水中で1:100~1:1000に希釈し、ボルテックスに供する。qPCRにおいて使用する。
2.プラスミド675.5(5999bp)をゲノムコピー数(GC)標準として使用する。10~10gc/mLから標準を作出する。
3.標準および試料をトリプリケートで計測するために十分多い量でマスターミックスを調製する。マスターミックスは、2ulのH2O、1.2ulのプライマーミックス(FおよびR=5ulのそれぞれの100umの原液、90ulの水中)、1ulのプライマーミックス(FおよびR=6ulのそれぞれの100umの原液、88ulの水中)、0.8ulのTM FAMプローブ2.5uM、1ulのTM FAMプローブ2uM(4ulの100uMの原液+196ulの水)、および5ulのTaqMan FastユニバーサルPCRマスターミックス2×を含む。
4.混合し、プレートのウェル中9ulでアリコート化する。
5.水中で希釈した1ulのテンプレートを添加する。
6.ステージ1がサイクル数1、95℃:20秒を有し、ステージ2がサイクル数40、95℃:03秒;60℃:30秒を有する熱サイクリングパラメータを有するように7500装置をプログラムする。
7.データを分析する。標準についての傾きは、約-3.3であるべきである。
収量は、AAV9-GFP試料を100%に任意に設定し、他の2つの試料をこの値に対して正規化した相対タイターとして報告する。ABCD1mRNAに対するsiRNAプールの存在下のAAV9-ABCD1の産生は、ベクタータイター(および収量)を対照siRNAと比較して約4倍だけ改善した(図1)。
Figure 0007037490000004
293T細胞に、対照siRNA(図2、レーン1、2)、ABCD1mRNAに対するsiRNAプール(図2、レーン3~6)を形質移入し、または形質移入しなかった(図2、レーン7、「通常」は、293T細胞中のABCD1タンパク質の内在性レベルを指す)。翌日、AAV-ABCD1プラスミド(図2、レーン1~4)またはAAV-GFPプラスミド(図2、レーン5、6)を形質移入した。3日後、細胞溶解物をSDS PAGEゲル上で電気泳動し、ABCD1タンパク質についてのイムノブロットを実施してsiRNAノックダウンを評価した。アクチンブロッティングをローディング対照のために実施した。8sおよび1sは、X線撮影用フィルムの8秒および1秒間の曝露をそれぞれ指す。ABCD1siRNAは、対照siRNAと比較して過剰発現ABCD1のレベルを低減させる。
293T細胞を形質移入のままとし(siRNAなし)、またはそれに対照siRNAもしくはABCD1mRNAに対するsiRNAプールを形質移入した。翌日、細胞にAAVプラスミドを形質移入してAAV9-ABCD1を産生した。AAVプラスミドの形質移入3日後、qPCRを実施して形質移入細胞の細胞溶解物中および培地中のベクターの量(g.c.)を測定した。細胞溶解物および培地中の両方でAAV9-ABCD1ベクター収量の約3~4倍の増加が観察された(図3)。
実施例2:副腎脊髄ニューロパチーのマウスモデルにおける浸透圧ポンプによるrAAV9-ABCD1の髄腔内送達は、CNSへのより均一で広範な遺伝子送達をもたらす
自己相補的AAV9GFP(scAAV9GFP)およびABCD1をコードするrAAV9(rAAV9-ABCD1)を、Abcd1-/-マウスに、2分間の持続時間にわたるボーラスにより、または24時間の持続時間にわたる浸透圧ポンプにより髄腔内(IT)送達し、偽対照としてPBS注射を用いた。注射の2週間後、マウスを安楽死させ、マウスに4%のPFAを灌流させた。次いで、組織を回収し、切片化し、免疫蛍光分析のために染色した。
浸透圧ポンプによりIT送達されたscAAV9-GFPは、CNS関連細胞タイプおよびDRGにわたる広範な発現を用量依存的にもたらした。脊髄およびDRGは脳と比較して多い発現を有したが、GFP発現は末梢器官(肝臓、心臓および副腎)中でも検出され、最大発現は3×1011GCにおいて見られた。
ABCD1タンパク質の類似の分布パターンは、rAAV9-ABCD1髄腔内ポンプ送達後に検出された。一般に、高用量(2×1011GCおよび1×1011GC)は、低用量(0.5×1011GC)と比較してCNSおよび末梢器官中での多い発現をもたらした。比較すると、2分間にわたる髄腔内ボーラス送達は胸部中の最大量のABCD1発現をもたらしたが、高用量(1×1011gc)でさえ、頸部および腰部においてより広範な送達をもたらさなかった(図4)。
特に、CNSにわたるABCD1の広範な発現は、0.5×1011GCの低用量の直接髄腔内ボーラス注射後でさえ検出された(図5)。例えば、0.5×1011GCボーラスおよびポンプ送達は、頸髄中のABCD1の類似発現を示す一方、心臓組織は、ボーラス注射後のより多い発現を実証した(図6)。ポンプにより送達される同一の用量は、ボーラス注射と比較して注射部位から離れた脳および脊髄中のより多い発現および末梢器官への比較的少ない漏出をもたらすことが結論付けられた(図7)。脳室内投与による0.5×1011GCにおけるrAAV9-ABCD1の送達は、脳中の局在化発現にもかかわらず、Abcd1-/-マウスにおける挙動改善をもたらす。したがって、概略された髄腔内ポンプ送達を使用してこの用量におけるいっそうより良好な性能を達成することができる。髄腔内ポンプを介して投与される1×1011GCの用量において、中枢神経系中のABCD1発現は、X-ALDを有さない未治療対象(例えば、野生型)の中枢神経系中のABCD1の発現よりも約3倍多かった。重要なことに、末梢器官中のABCD1発現は、X-ALDを有さない未治療対象の末梢器官中のABCD1発現の発現よりも約90%少なかった(図11参照、ウエスタンブロットにおける様々な組織タイプ間のタンパク質発現を内在性野生型レベルに正規化した)。
まとめると、髄腔内浸透圧ポンプを介するrAAV9媒介ABCD1遺伝子導入は、髄腔内ボーラス注射と比較してCNSへのより均一で広範な遺伝子送達をもたらしつつ、全身循環中への漏出を低減させる。
実施例3:髄腔内浸透圧ポンプを介するrAAV9媒介ABCD1遺伝子導入は、脊髄中のC26:0レベルの低減をもたらす
C26:0は、副腎脊髄ニューロパチーの生化学的特徴である。AAV9遺伝子送達後の遊離超長鎖脂肪酸(VLCFA)の存在を評価するため、脂質分解分析を脊髄試料に対して実施した。C26:0およびC24:0の絶対値ならびにC26:0/C22:0の比を報告する。髄腔内浸透圧ポンプ(1×1011gc)を介するrAAV9媒介ABCD1遺伝子導入は、脊髄中のC26:0レベルの20%低減をもたらすことが決定された(図13)。髄腔内浸透圧ポンプ送達後のレベルは、髄腔内ボーラス送達後のものと同等であるが、全身漏出を回避する。
免疫蛍光染色および共焦点顕微鏡イメージングをさらに実施した。組織切片イメージングのため、脊髄の切片(16μm)を、クリオスタット(Leica)を使用して-25℃において切断し、-80℃において貯蔵した。切片をマウス抗ヒトABCD1抗体により染色し、次いでウサギ抗GFAP(Dako,Carpinteria,CA)、ウサギ抗IBA1(Wako,Richmond,VA)およびウサギ抗CD31(Abcam)によりそれぞれ同時染色して細胞タイプを局在化させた。TOPRO-3(Thermo Fisher Scientific)を、核対比染色のための蛍光色素として使用した。スライドを共焦点レーザー顕微鏡によりイメージングし、形質導入細胞を計数した。それぞれの細胞タイプのABCD1形質導入細胞の推定値を、20倍および40倍(ミクログリア)の倍率の画像で報告した。髄腔内浸透圧ポンプを介するrAAV9媒介ABCD1遺伝子導入(1×1011gc)は、主として脊髄中のアストロサイト、内皮細胞およびいくつかのニューロンを標的化する(図14)。後根神経節内で、それはサテライト細胞およびニューロンの両方を標的化する(図14)。
他の実施形態
本発明をその詳細な説明とともに記載した一方、上記説明は、添付の特許請求の範囲の範囲により定義される本発明を説明するものであり、その範囲を限定するものではないことを理解すべきである。他の態様、利点、および改変は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。

本発明は、以下の態様を包含し得る。
[1]
培養下で増殖する形質移入産生細胞中のアデノ随伴ウイルス9(AAV9)ベクタータイターを増加させる方法であって、
i)ATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)をコードするmRNAに相補的な核酸配列を前記細胞とインキュベートするステップ、および
ii)ABCD1をコードするヌクレオチド配列を含むAAV9ベクター(AAV9-ABCD1ベクター)を前記細胞中に形質移入するステップ
を含み、前記AAV9ベクターから発現されるABCD1mRNAの量を減少させ、それにより細胞溶解物および/または培地中のAAV9-ABCD1ベクター収量を参照標準と比較して約1倍~約50倍だけ増加させる方法。
[2]
ABCD1をコードするmRNAに相補的な前記核酸配列が、干渉RNAである、上記[1]に記載の方法。
[3]
前記干渉RNAが、shRNAまたはsiRNAである、上記[2]に記載の方法。
[4]
前記siRNAが、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、またはそれらの組合せを含む、上記[3]に記載の方法。
[5]
前記参照標準が、ABCD1をコードするmRNAに相補的な核酸配列とインキュベートしなかった産生細胞からの細胞溶解物および/または培地中のAAV9-ABCD1ベクター収量を含む、上記[1]に記載の方法。
[6]
X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)の治療が必要とされる対象におけるX連鎖性副腎白質ジストロフィーを治療する方法であって、上記[1]に記載の産生細胞から得られた精製AAV9-ABCD1ベクターを含む組成物を前記対象に投与することを含む方法。
[7]
精製AAV9-ABCD1ベクターを含む前記組成物を、髄腔内投与により前記対象を投与する、上記[6]に記載の方法。
[8]
X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)の治療が必要とされる対象におけるX連鎖性副腎白質ジストロフィーを治療する方法であって、ATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)をコードするアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを前記対象に投与することを含み、前記ベクターを髄腔内投与により前記対象に投与する方法。
[9]
前記髄腔内投与が、浸透圧ポンプにより媒介される、上記[8]に記載の方法。
[10]
ベクターの用量が、約1×10 13 GC~約10×10 13 GCである、上記[8]に記載の方法。
[11]
前記AAVが、AAV9である、上記[8]に記載の方法。
[12]
X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)を有する対象にATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)を提供する方法であって、ABCD1をコードするベクターを前記対象に投与することを含み、前記ベクターを髄腔内投与により前記対象に投与し、中枢神経系中の前記ベクターからのABCD1発現は、末梢器官中の前記ベクターからのABCD1発現よりも少ない方法。
[13]
前記中枢神経系中の前記ベクターからのABCD1発現が、X-ALDを有さない未治療対象の中枢神経系中のABCD1の発現よりも約3倍多い、上記[12]に記載の方法。
[14]
末梢器官中の前記ベクターからの前記ABCD1発現が、X-ALDを有さない未治療対象の末梢器官中のABCD1の発現よりも約90%少ない、上記[13]に記載の方法。

Claims (12)

  1. X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)の治療が必要とされる対象におけるX連鎖性副腎白質ジストロフィーを治療するための組成物であって、ATP結合カセットサブファミリーDメンバー1(ABCD1)をコードするアデノ随伴ウイルス血清型9(AAV9)ベクターを含み、前記ベクターは、髄腔内投与により前記対象に投与され、かつ、前記ベクターは、配列番号10を含む機能的ABCD1タンパク質をコードする核酸配列を含む、組成物。
  2. 前記髄腔内投与が、ポンプにより媒介される、請求項1に記載の組成物。
  3. ベクターの用量が、約1×1013 ゲノムコピー(GC~約10×1013GCである、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 前記核酸配列が、配列番号9の相補体を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. X連鎖性副腎白質ジストロフィー(X-ALD)を有する対象にABCD1を提供するための組成物であって、ABCD1をコードするベクターを含み、前記組成物は、ABCD1をコードするベクターを髄腔内投与により前記対象に投与することを含む方法において使用され、中枢神経系中の前記ベクターからのABCD1発現は、末梢器官中の前記ベクターからのABCD1発現よりも多く、前記ベクターは、配列番号10を含む機能的ABCD1タンパク質をコードする核酸配列を含むAAV9ベクターである、組成物。
  6. 前記中枢神経系中の前記ベクターからのABCD1発現が、X-ALDを有さない未治療対象の中枢神経系中のABCD1の発現よりも約3倍多い、請求項5に記載の組成物。
  7. 末梢器官中の前記ベクターからの前記ABCD1発現が、X-ALDを有さない未治療対象の末梢器官中のABCD1の発現よりも約90%少ない、請求項6に記載の組成物。
  8. 前記髄腔内投与が、ポンプにより媒介される、請求項4から7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 核酸発現カセットを含むAAV9ベクターであって、前記核酸発現カセットが、順番に、
    逆方向末端反復配列(ITR)、サイトメガロウイルス前初期(CMV IE)エンハンサー、ニワトリベータ-アクチンプロモーター、ベータ-アクチンエキソン、キメライントロン、配列番号10を含む機能的ABCD1タンパク質をコードする核酸配列、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)、SV40ポリA配列、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリA配列およびITRを含む、AAV9ベクター
  10. 前記機能的ABCD1タンパク質をコードする核酸配列が、配列番号9を含むmRNA配列をコードする、請求項9に記載のAAV9ベクター
  11. -ALDの治療のための医薬を調製するための、請求項9または10に記載のAAV9ベクターの使用。
  12. -ALDを治療するための、請求項9または10に記載のAAV9ベクターを含む組成物。
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