JP7084304B2 - 細胞表面シグナル及びシグナル比を変えることによる、異なるt細胞亜集団の選択的増殖の方法 - Google Patents

細胞表面シグナル及びシグナル比を変えることによる、異なるt細胞亜集団の選択的増殖の方法 Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、特に、増殖されたT細胞集団の組成物、T細胞集団を増殖させるための方法、及びそのような細胞集団を使用するための方法に関する。いくつかの態様において、本発明は、混合T細胞集団中に存在するT細胞亜集団の選択的増殖のための組成物及び方法、ならびに本発明の方法によって産生されたT細胞亜集団に関する。
発明の背景
例えば、種々のがんまたは感染生物と関連した抗原の構造を認識するT細胞の能力は、α(アルファ)鎖及びβ(ベータ)鎖またはγ(ガンマ)及びδ(デルタ)鎖の両方でできたT細胞抗原受容体(TCR)によってもたらされる。これらの鎖を構成するタンパク質は、TCRの途方もない多様性を生成するための固有の機構を用いるDNAによってコードされる。この多サブユニット免疫認識受容体は、CD3複合体に関連し、抗原提示細胞(APC)の表面上の主要な組織適合性複合体(MHC)クラスI及びIIタンパク質によって提示されるペプチドに結合する。APC上の抗原ペプチドに対するTCRの結合は、T細胞とAPCとの間の接触の時点で免疫シナプスにおいて生じる、T細胞活性化における中心的事象である。T細胞活性化を維持するために、Tリンパ球は、典型的に、第2の共刺激シグナルを必要とする。共刺激は、典型的には、Tヘルパー細胞がクローン増殖を誘導するのに十分なサイトカインレベルを産生するために必要である。外因的に投与されたサイトカイン及び細胞表面タンパク質の刺激を利用して、T細胞は、生体外で増殖及び活性化され得る。
生体外で増殖されたT細胞は、翻訳研究、ならびにがん及び日和見感染の免疫療法の臨床試験において、ならびに移植後の自己免疫及び移植片対宿主病(GVHD)を防止するために、広く使用されている。生体外で増殖されたT細胞の投与は、いくつかの良好な臨床結果を生み出したが、種々のT細胞生成物を大量に製造することの複雑さは、依然としてより広い用途における主な制限である。初期の生体外培養条件は、高いT細胞数のみを目的とし、低い生体内増殖性を有する好ましくない表現型を発現する細胞をもたらしたが、より良好な生体内での生着、増殖、及び機能性を有するT細胞を生成するプロトコルに焦点が移っている。
これらの初期のプロトコルのうちの一部は、T細胞の活性化及び増殖においてDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)を使用した。この方法は、より分化されていない表現型を示すT細胞の集団を産生し得、かつ様々な生体内モデルにおいて、可溶性抗CD3抗体(OKT-3)及びIL-2を用いて増殖したT細胞と比較して、抗腫瘍活性の増加及び優れた持続性を示し得る。CD3及びCD28結合及び/またはシグナル伝達の組み合わせを使用した同様のプロトコルを、ポリクローナルT細胞の単離及び活性化に使用することができる。しかしながら、それらは、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)及びウイルス特異的T細胞などの抗原経験メモリーT細胞の最適な活性化をもたらさない。
初代T細胞活性化シグナルの質及び量、ならびに共刺激性リガンド、サイトカイン、及び成長因子の存在及び種類は、T細胞に送達されシグナル全体を決定し、最終的には、活性化T細胞の運命に影響を及ぼす。かかる抗原経験T細胞の増殖の成功は、TCR/CD3を介した刺激の適切な強度、及び最適な共刺激シグナル及びサイトカインの提供に左右される。いくつかの報告は、比較的強力なCD3シグナル伝達能力の使用が、ナイーブT細胞を主に増殖させることを示しており、活性化誘導細胞死(AICD)により抗原経験T細胞を除去すると考えられている(Kalamasz et al.,Immunother 27:405(2004)(非特許文献1))。抗原経験メモリーT細胞及びそれらの様々なサブセットは、がん、自己免疫障害、炎症性疾患、アレルギー性疾患、及び感染性疾患の治療における広い範囲にわたる治療と関連がある。したがって、抗原経験メモリーT細胞、調節性T細胞(Treg)、及びTh17細胞等の特異的免疫亜集団を増殖させるための、信頼性が高く効率的かつ迅速な手法の必要性が長きにわたり存在する。
本発明は、一般的なT細胞集団からの特異的なT細胞亜型の亜集団の特異的増殖のためのこの必要性に対処し、さらなる利点もまた提供する。
Kalamasz et al.,Immunother 27:405(2004)
本発明は、特に、様々なT細胞亜集団の選択的増殖のための組成物、及び方法を提供する。これらのT細胞亜集団としては、(1)免疫応答の調節のために重要なCD4Tヘルパー細胞の抑制サブセットであるCD4CD25FOXP3調節性T細胞(Treg)、(2)宿主防御を調節し、組織の炎症及び様々な自己免疫疾患に関連があるCD4+Tヘルパー細胞の炎症性サブセットである、Th17細胞、ならびに(3)以前曝露された抗原に対して免疫を保持する、長期間持続する細胞型であるメモリーT細胞、または抗原特異的T細胞が挙げられるが、これらに限定されない。上述のT細胞亜集団の各々の選択的増殖のための方法及び組成物を本明細書に開示する。本発明はまた、治療的使用(例えば、養子免疫療法、生体内注入等)に十分な数のT細胞亜集団を提供する。本明細書に記載される方法及び組成物を使用して、研究目的及び/または臨床使用のために異なるT細胞亜集団を生成することができる。結果として生じる増殖されたT細胞亜集団は、臨床設定において広範囲の用途がある。
いくつかの態様において、本発明は、T細胞亜集団のメンバーを選択的に増殖させるための組成物及び方法に関する。かかる方法には、T細胞の混合集団を、(a)T細胞亜集団のメンバーに一次活性化シグナルを提供し、それによってT細胞を活性化する、第1の作用物質と、(b)第2の作用物質及び第3の作用物質であって、これらの各々が、T細胞亜集団のメンバー上の2つ以上の異なるアクセサリー分子を刺激し、それによって(a)の活性化されたT細胞の増殖を刺激する、第2の作用物質及び第3の作用物質と、に曝露することを含むものが含まれる。いくつかの態様において、第1の作用物質、第2の作用物質、及び第3の作用物質の比率は、他のT細胞亜集団のメンバーよりも、T細胞亜集団の当該メンバーを誘発して選択的に増殖させるように調節されてもよい。第1の作用物質は、抗体(例えば、抗CD3抗体)であってもよい。第2の作用物質もまた、抗体であってもよい。第3の作用物質は、抗体、非抗体タンパク質、または化学薬品(例えば、ラパマイシン)であってもよい。非抗体タンパク質が使用される場合、このタンパク質は、ケモカインまたはサイトカイン(例えば、インターロイキン-1α、インターロイキン-2、インターロイキン-4、インターロイキン-1β、インターロイキン-6、インターロイキン-12、インターロイキン-15、インターロイキン-18、インターロイキン-21、トランスフォーミング増殖因子β1等)であってもよい。
いくつかの特定の態様において、第1の作用物質、第2の作用物質、及び第3の作用物質の比率は、第2及び/または第3の作用物質と比較して、第1の作用物質の濃度がより低いように調節されてもよい。さらに、第1の作用物質のより低い濃度は、約0.06単位、約0.1単位、約0.2単位、約0.3単位、約0.34単位、または約0.4単位であってもよい。また、第1の作用物質は、約0.34単位の濃度の抗CD3抗体であってもよく、第2の作用物質は、3.4単位の濃度の抗CD28抗体であってもよい。
いくつかの態様において、抗CD3は、0.01~4.0(例えば、約0.01~約3.5、約0.01~約3.4、約0.02~約3.4、約0.05~約3.5、約0.1~約3.4、約0.2~約3.4、約0.5~約3.0、約0.1~約2.5、約0.01~約1.0、約0.05~約1.0等)単位の量で使用されてもよく、抗CD28は、1.0~5.0(例えば、約1.0~約4.8、約1.0~約4.5、約1.0~約3.5、約1.0~約3.0、約1.0~約2.9、約1.5~約3.5、約2.0~約3.5、約2.5~約3.5、約1.0~約4.8等)単位の量で使用されてもよい。さらに、抗CD3の抗CD28に対する比率は、1:10~1:50(例えば、約1:12~約1:48、約1:10~約1:48、約1:12~約1:50、約1:10~約1:40、約1:10~約1:35、約1:10~約1:30等)の範囲であってもよい。
いくつかの場合において、選択的に増殖されるT細胞亜集団は、Treg細胞であってもよい。そのような場合(及び他の場合)において、第1の作用物質のより低い濃度は、約0.01単位であってもよい。さらに、第1の作用物質は、約0.01単位、約0.06単位、約0.1単位、約0.2単位、約0.3単位、約0.34単位、または約0.4単位の濃度の抗CD3抗体であってもよく、第2の作用物質は、は、抗CD28抗体であってもよく、第3の作用物質は、抗CD137抗体であってもよい。
いくつかの場合において、選択的に増殖されるT細胞亜集団は、メモリーT細胞であってもよい。そのような場合(及び他の場合)において、第1の作用物質のより低い濃度は、約0.005、約0.01、または約0.06単位であってもよい。他の場合において、選択的に増殖されるT細胞亜集団は、Th17細胞であってもよい。さらに、第1の作用物質は、約0.01、約0.05、約0.06、約0.1、または約0.34単位の濃度の抗CD3抗体であってもよく、第2の作用物質は、抗ICOS抗体であってもよい。
本発明には、T細胞亜集団を選択的に増殖させるための組成物及び方法も含まれる。そのような方法には、(a)T細胞をCD3、CD28、及び/またはCD137シグナルに生体外で曝露することと、(b)Th17細胞、抗原経験T細胞、及び/または調節性T細胞の増殖を許容する様式で、T細胞を培養することと、を含むものが含まれる。いくつかの場合において、CD3、CD28、及びCD137シグナルは、抗CD3、抗CD28及び/または抗CD137抗体によって媒介されてもよい。より特定の場合において、抗CD3、抗CD28及び抗CD137抗体は、(例えば、メモリーT細胞の増殖のために)0.01単位~1.5単位の濃度を包含する範囲で使用されてもよい。さらに、抗CD3、抗CD5、抗ICOS、抗CD6、抗CD28、及び抗CD137抗体は、(例えば、Th17細胞の増殖のために)0.06単位~1.5単位の濃度を包含する範囲で使用されてもよい。また、抗CD3、抗CD5、抗ICOS、抗CD6、抗CD28、及び抗CD137抗体は、(例えば、Treg細胞の増殖のために)約0.34単位~3.41単位の濃度を包含する範囲で使用されてもよい。加えて、抗CD3抗体は、抗CD5、抗ICOS、抗CD6、抗CD28、及び抗CD137抗体の濃度と比較してより低い濃度で使用されてもよい。いくつかの態様において、T細胞は、CD3選択を使用して単離されてもよい。さらに、本発明の方法によって増殖されるTh17細胞は、CD3、CD8/CD4+/であってもよく、IL-17サイトカインを産生してもよい。そのようなTh17細胞は、IL-17、IL-21及び/またはIL-22も産生することもできる。
本発明の方法によって増殖されるメモリーT細胞としては、幹細胞様メモリーT細胞、セントラルメモリーT細胞、及びエフェクターメモリーT細胞からなる群から選択されるものが挙げられる。幹細胞様メモリー細胞は、CD3+、CD45RO-、CCR7+、CD45RA+、CD62L+(L-セレクチン)、CD27+、CD28+、IL-7Rα+、IL-2Rβ、CXCR3、及びLFA-1のマーカーのうちの1つ以上を有してもよい。セントラルメモリー細胞は、CD3+、CCR7+、CD45RA-、CD45RO+、CD62L+(L-セレクチン)、CD27+、及びCD28+のマーカーのうちの1つ以上を有してもよい。さらに、これらのセントラルメモリー細胞は、IL-2を産生することができる。本発明の方法によって増殖されるエフェクターメモリー細胞は、CD28+/-、CD27+/-、CD3+、CD4+、CD8+、CCR7-、CD45RA-、CD45RO+のマーカーのうちの1つ以上を有してもよい。エフェクターメモリー細胞は、IFNγ及びIL-4を産生することができる細胞であってもよい。本発明の方法によって増殖されるTreg細胞は、CD4、CD25+FOXP3、及びCD127負/低のマーカーのうちの1つ以上を有してもよい。
本発明には、調節性T細胞を選択的に増殖させるための組成物及び方法がさらに含まれる。これらの方法は、(a)T細胞をCD3及びCD28シグナルに生体外で曝露することと、(b)T調節性細胞の増殖を可能にする様式でT細胞を培養することと、を含むものが含まれる。そのようなCD3及びCD28シグナルは、抗CD3、及び抗CD28抗体によって媒介されてもよい。さらに、抗CD3、及び抗CD28抗体は各々、0.34~3.4単位の濃度範囲を包含する範囲で使用されてもよい。加えて、抗CD3抗体は、抗CD28及び/または抗体の濃度と比較してより低い濃度で使用されてもよい。
本発明には、Th17細胞を選択的に増殖させる組成物及び方法も含まれる。そのような方法は、(a)CD3+T細胞をCD3、CD28、CD5、及び/またはICOSシグナルに生体外で曝露することと、(b)Th17細胞の増殖を可能にする様式でCD3+T細胞を培養することと、を含むものを含み、CD3、CD28、CD5、及び/またはICOSの量は、同じであってもよいか、または異なっていてもよい。そのような方法において、CD3、CD28及びICOSシグナルは、抗CD3、抗CD28、抗CD5、及び抗ICOS抗体によって媒介されてもよい。さらに、抗CD3、抗CD28、抗CD5、及び抗ICOS抗体は、Th17細胞の増殖のために、約0.06~約1.5単位の濃度範囲を包含する範囲で使用されてもよい。加えて、抗CD3抗体は、抗CD28及び/または抗ICOS抗体の濃度と比較してより低い濃度で使用されてもよい。
本発明には、抗原経験T細胞を選択的に増殖させる組成物及び方法も追加で含まれる。これらの方法は、(a)T細胞をCD3、CD28、CD27、及び/またはCD137シグナルに生体外で曝露することと、(b)T細胞を抗原経験T細胞の増殖を可能にする様式で培養することと、を含むものが含まれる。CD3、CD28及びCD27、ならびに/または抗CD137シグナルは、抗CD3、抗CD28、抗CD27、及び/または抗CD137抗体によって提供されてもよい。抗CD3、抗CD28、抗CD27、及び抗CD137抗体は、0.01~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲で使用されてもよい。抗CD3抗体は、抗CD28及び/または抗CD137抗体の濃度と比較してより低い濃度で使用されてもよい。
本発明には、CD3+(1)T細胞と、(2)(a)抗CD3抗体及び(b)T細胞亜集団を選択的に増殖することができる抗CD28、抗CD137、抗ICOS、または抗CD5抗体を含有するビーズと、を含む組成物も含まれる。いくつかの場合において、存在する(a)抗CD3抗体及び(b)抗CD28、抗CD137、抗ICOS、または抗CD5抗体の量は、同じであってもよいか、または異なっていてもよい。特定の場合において、T細胞亜集団は、Th17細胞、抗原経験T細胞及び/または調節性T細胞からなる群から選択されてもよい。さらに、抗CD3、抗CD28、抗CD5、抗ICOS、抗CD27、及び抗CD137抗体は、(例えば、メモリーT細胞の増殖のために)0.01~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲、(例えば、Th17細胞の増殖のために)0.06~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲、または(例えば、Treg細胞の増殖のために)0.34~3.41単位の濃度範囲を包含する範囲で使用されてもよい。いくつかの場合において、抗CD3抗体は、抗CD28及び抗CD137抗体の濃度と比較してより低い濃度で使用されてもよい。
本発明は、(1)T細胞と、(2)Th17細胞を選択的に増殖することができる抗CD3、抗CD28、抗ICOS、抗CD5、及び/または抗CD137抗体を含有するビーズと、を含む組成物をさらに含み、Th17細胞は、1つ以上のエフェクターサイトカインを産生することができる。いくつかの場合において、ビーズ上に存在する抗CD3及び抗CD28抗体の量は、同じであってもよいか、または異なっていてもよい。さらに、1つ以上のエフェクターサイトカインは、IL-17、IL-21、及びIL-22からなる群から選択される1つ以上のサイトカインであってもよい。
本発明には、(1)T細胞と、(2)抗原経験メモリーT細胞を選択的に増殖することができる抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体を含有するビーズと、を含む組成物が含まれる。いくつかの場合において、T細胞は、特異的抗原を認識することができてもよく、ビーズ上に存在する抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体の量は、同じであってもよいか、または異なっていてもよい。特異的抗原は、ウイルス抗原(例えば、CMV、EBV、インフルエンザ、HIV等)、細菌(例えば、連鎖球菌(Streptococci)M-タンパク質、ナイセリア(Neisseria)線毛、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)リポタンパク質VisE、類鼻疽菌(B.pseudomallei)多糖類抗原等)、真菌または原生動物(例えば、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)ガラクトマンナン、または野兎病菌(F.tularensis)リポ多糖類等)、及びがん抗原からなる群から選択されてもよい。
本発明には、(1)T細胞と、(2)調節性T細胞(例えば、CD4+ CD25+ FOXP3+ CD127低/負である調節性T細胞)を選択的に増殖させることができる抗CD3及び抗CD28抗体を含有するビーズと、を含む組成物も含まれる。いくつかの場合において、ビーズ上に存在する抗CD3及び抗CD28抗体の量は、同じであってもよいか、または異なっていてもよい。調節性T細胞活性は、抑制活性を含んでいてもよい。
本発明には、(a)治療を必要とする個体を治療することと、(b)免疫システムの再構成を必要とする個体の免疫システムを再構成することと、(c)養子免疫療法を必要とする個体に、養子免疫療法を施すことと、のための組成物及び方法も含まれる。そのような方法には、該個体にTh17細胞、抗原経験T細胞、及び/または調節性T細胞を含む薬学的に許容される組成物を投与することが含まれる。治療を必要とする該個体は、がん、炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー性疾患、または感染性疾患、移植関連疾患を患っていてもよい。さらに、例示的ながんとしては、肺がん、卵巣がん、膵臓がん、乳がん、肝臓がん、及び皮膚がんが挙げられる。炎症性疾患は、糖尿病、関節リウマチ、炎症性腸疾患、家族性地中海熱、新生児期発症多臓器性炎症性疾患、腫瘍壊死因子(TNF)受容体関連周期性症候群(TRAPS)、インターロイキン-1受容体拮抗分子欠損症(DIRA)、全身性エリテマトーデス、ブドウ膜炎、及びベーチェット病からなる群から選択され得る。
そのような方法(及び本発明の他の方法)において、T細胞は、遺伝子組み換えされていてもよい。さらに、遺伝子組み換えは、1つ以上のキメラ抗原受容体または遺伝子組み換えされたT細胞受容体の存在をもたらしてもよい。
本発明には、試料中の2つのT細胞亜型の比率を選択的に変えるための組成物及び方法も含まれる。そのような方法には、T細胞の混合集団を含む試料を少なくとも2つの刺激剤と接触させることを含むものが含まれる。いくつかの場合において、刺激剤は、異なる量のシグナルを混合集団内のT細胞に提供する。特定の場合において、1つのT細胞亜型が、第2のT細胞亜型と比較して選択的に増殖されてもよい。さらに、試料は、個体に由来するバフィーコート細胞、及びバフィーコート細胞のサブセット(例えば、単核細胞)を含んでもよい。さらに、少なくとも2つの刺激シグナルが、CD3及びCD28受容体を刺激してもよい。また、少なくとも1つのT細胞亜型が、混合集団から選択的に除去されてもよい。いくつかの態様において、Treg T細胞が、混合集団内の全T細胞に対して比例して増加してもよい。これを行う1つの方法は、集団から非Treg細胞を排除するのに好適な量のラパマイシンに、細胞を接触させることによってである。追加の態様において、メモリーT細胞の総数は、試料中で減少してもよい。さらに、刺激シグナルCD3の量は、CD28刺激シグナルの半分未満であってもよい。
本発明には、CD3及びCD5細胞表面受容体を刺激することによってTh17細胞を増殖するための方法も含まれる。いくつかの実施形態において、本発明には、(a)T細胞の集団をCD3及びCD5シグナルに生体外で曝露することと、(b)Th17細胞の増殖を可能にする条件下で、T細胞の集団を培養することと、を含む、Th17を増殖させるための方法が含まれる。本発明の特定の実施形態において、T細胞の集団は、1つ以上のアリール炭化水素受容体アゴニスト(例えば、6-ホルミルインドロ[3,2-b]カルバゾール(FICZ))に曝露してもよく、かつ/または外因性インターロイキン-23に曝露されなくてもよい。いくつかの場合において、T細胞の集団は、異なるT細胞型の混合集団である。さらに、本発明の方法には、T細胞の集団を、1つ以上の極性化剤(polarizing agent)(例えば、インターロイキン-1β、インターロイキン-23、腫瘍成長因子-β、インターロイキン-6、インターロイキン-21、インターロイキン-2、抗インターロイキン-4抗体、及び/または抗インターフェロンγ抗体)と接触させることを含む方法が含まれる。
タンパク質に関して使用される場合、「外因性」という用語は、組成物中に存在するが、組成物中に存在する細胞によって産生されないタンパク質を指す。例えば、試料中に存在するT細胞は、IL-2を産生し得る。そのような場合において、外因的に付加されたIL-2は、非細胞組成物として試料中に入れられたIL-2(例えば、緩衝液中のIL-2)を指す。
いくつかの実施形態において、Th17細胞は、1つ以上のキメラ抗原受容体を発現するように操作されている。1つ以上のキメラ抗原受容体のうちの少なくとも1つには、哺乳動物細胞の細胞表面抗原(例えば、抗原関連)に対して特異性を有する受容体が含まれる。
本発明は、CD3シグナル及びCD5シグナルを含む組成物も含み、いくつかの場合において、本発明の組成物は、1つ以上のアリール炭化水素受容体アゴニスト(例えば、6-ホルミルインドロ[3,2-b]カルバゾール(FICZ))、1つ以上のサイトカイン(例えば、インターロイキン-1β、インターロイキン-23、腫瘍成長因子-β、インターロイキン-6、インターロイキン-21及び/またはインターロイキン-2)、ならびに/または1つ以上の抗体(例えば、抗インターロイキン-4抗体、及び/または抗インターフェロンγ抗体)を含有していてもよい。特定の場合において、本発明の組成物は、インターロイキン-1β及びインターロイキン-6を含有していてもよい。上記のもの等の組成物は、T細胞の集団をさらに含んでいてもよい。さらに、本発明の組成物中のCD3シグナルは、1つ以上の抗CD3抗体であってもよい。また、本発明の組成物中のCD5シグナルは、1つ以上の抗CD5抗体であってもよい。
本発明の組成物は、T細胞の集団、CD3シグナル、CD5シグナル、アリール炭化水素受容体アゴニスト、及び1つ以上のサイトカインも含んでいてもよい。特定の実施形態において、本発明の組成物は、(a)「バフィーコート」試料、(b)80%超の混合T細胞を含有する白血球細胞の試料、(c)80%超のCD4+T細胞を含有する試料、または(d)80%超のTh17細胞を含有する試料、を含む混合物中に存在するT細胞の集団を含んでもよい。
本発明は、細胞の混合集団(T細胞及びB細胞等の非T細胞)からのT細胞の分離及び活性化のための方法にさらに関する。いくつかの実施形態において、そのような方法は、(a)細胞の混合集団と、細胞の混合集団中に存在するT細胞上に位置するタンパク質に対して結合親和性を有する少なくとも第1のリガンドが結合した1つ以上の固体支持体とを、T細胞の固体支持体への結合、及び同じT細胞の活性化を可能にする条件下で、接触させることと、(b)固体支持体に結合していない細胞から、固体支持体に結合したT細胞を分離して、精製されたT細胞集団を得ることと、を含む。1つ以上の固体支持体には、少なくとも第1のリガンド及び/または少なくとも第2のリガンドが結合していてもよく、第1のリガンド及び第2のリガンドの各々が、細胞の混合集団中に存在する個々のT細胞上に位置する異なるタンパク質に対して結合親和性を有する。さらに、第1のリガンド及び第2のリガンドは、同じ固体支持体または異なる固体支持体に結合していてもよい。いくつかの場合では、第1のリガンドは、抗CD3抗体または抗CD4抗体のいずれかであってもよい。さらに、第2のリガンドは、(a)抗CD5抗体、(b)抗CD28抗体、(c)抗CD137抗体、及び(d)抗ICOS抗体からなる群から選択されるリガンドを含む、任意の数のリガンドであってもよい。さらに、本発明の方法には、ステップ(b)で得られたT細胞を固体支持体から解放することを含む、精製されたT細胞集団の細胞を、固体支持体から解放することを含む方法が含まれる。加えて、本発明の方法には、固体支持体から解放されたら、解放されたT細胞を増殖させる方法が含まれる。多くの場合において、解放されたT細胞の増殖は、培養培地(例えば、1つ以上のケモカインまたはサイトカインが存在する培養培地)中で起こる。さらに、1つ以上のケモカインまたはサイトカインは、ステップ(a)で存在してもよい。そのような1つ以上のケモカインまたはサイトカインには、(a)インターロイキン-1α、(b)インターロイキン-2、(c)インターロイキン-4、(d)インターロイキン-1β、(e)インターロイキン-6、(f)インターロイキン-12、(g)インターロイキン-15、(h)インターロイキン-18、(i)インターロイキン-21、及び(j)トランスフォーミング増殖因子β1からなる群から選択されるものが含まれる。
本発明の方法には、T細胞の活性化及び増殖のための方法も含まれる。そのような方法には、T細胞の混合集団を、(a)T細胞亜集団のメンバー上の分子を刺激することによって、T細胞亜集団のメンバー(例えば、Treg細胞、Th17細胞等)に一次活性化シグナルを提供する、第1の作用物質と、及び(b)第1の作用物質によって刺激される分子とは異なる、T細胞亜集団のメンバー上の分子を刺激する、第2の作用物質と、接触させることを含むものが含まれる。多くの場合において、集団中のT細胞(例えば、T細胞亜集団のメンバー)は、活性化及び増殖される。追加の場合において、第1の作用物質及び第2の作用物質は、1つ以上の固体支持体に結合していてもよい。さらに、T細胞は、増殖(例えば、T細胞亜集団のメンバーの増殖)を可能にする条件下で維持されてもよい。固体支持体は、120時間未満の期間後にT細胞との接触から外されてもよい。換言すれば、固体支持体は、限定された期間にわたってT細胞と接触して配置され、次いで、T細胞との接触から外される。この期間は、約12時間~約120時間(例えば、約12時間~約120時間、約24時間~約120時間、約36時間~約120時間、約48時間~約120時間、約60時間~約120時間、約48時間~約96時間、約60時間~約96時間、約72時間~約96時間等)であってもよい。本明細書の他の箇所で論じられるように、第1の作用物質は、抗CD3抗体であってもよい。さらに、第2の作用物質は、抗体であってもよい。加えて、T細胞は、抗体または非抗体タンパク質である第3の作用物質(例えば、ケモカインまたはサイトカイン)と接触されてもよい。
本明細書に記載される態様及び実施形態の各々は、実施形態または態様の文脈から明白にまたは明確に除外されない限り、一緒に使用することができる。
図1A~1Bは、DYNABEADS(登録商標)Treg Expander CD3/CD28を用いた活性化に続く、CD4+CD25+CD127低/-フローサイトメトリー選別Tregの増殖倍率、及びFOXP3+細胞の保持(約90%のFOXP3+細胞)を示すラインプロットである。図1Aは、DYNABEADS(登録商標)Treg Expander CD3/CD28を用いた活性化に続く増殖倍率を示すラインプロットである。これらのデータは、数百倍の効果的な増殖を示している。 図1A~1Bは、DYNABEADS(登録商標)Treg Expander CD3/CD28を用いた活性化に続く、CD4+CD25+CD127低/-フローサイトメトリー選別Tregの増殖倍率、及びFOXP3+細胞の保持(約90%のFOXP3+細胞)を示すラインプロットである。図1Bは、FOXP3+細胞保持%を示すラインプロットである。これらのデータは、これらの細胞が増殖培養液中で、14日後に高いFOXP3発現を保持することを示す。細胞は、9日目に同じプロトタイプビーズを使用して再び刺激される。増殖の増加は、より少ないCD3の量と結合したDYNABEADS(登録商標)を用いて達成される。 活性化後10日目の、CMV特異的メモリーT細胞の増殖倍率を示す棒グラフである。倍数増殖は、より多くの量のアゴニストCD3抗体に結合したDYNABEADS(登録商標)Memory Cell Expanderによってもたらされたシグナル強度の増加と負に相関する。 図3A~3Dは、Th17極性化条件で培養され、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOS(1.5及び0.06で結合した抗CD3抗体、ならびに2つの異なるICOSクローン)またはDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28(Cell Therapy System)を用いて増殖されたT細胞におけるIL-17発現を示すグラフである。3日目から、IL-2を培養液に添加する。10~13日目に、IL-17発現の評価の前に4~5時間、PMA-イオノマイシンで刺激する。ヒストグラムは、IL-17の細胞内発現を示す。図3Aは、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOS(ISA-3)、CD3高(1.5)を用いて増殖させた細胞からのIL-17発現を示すグラフである。図3Bは、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOS(ISA-3)、CD3低(0.06)を用いて増殖させた細胞からのIL-17発現を示すグラフである。図3Cは、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOS(eBiocienses,Affymetrixから購入したICOSクローンC398.4A)、低CD3(0.06)用いて増殖させた細胞からのIL-17発現を示すグラフである。図3Dは、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)を用いて増殖させた細胞からのIL-17発現を示すグラフである。活性化シグナル強度及び共刺激の性質は、Th17細胞の極性化及び増殖に強く影響を与える。注記:DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOS(中-0.3)を用いた活性化は、1:1のビーズ:細胞比率で「(高-1.5)」と類似した表現型をもたらす。 図4A~4Cは、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOSを用いて活性化された3人のドナーからのT細胞を示すグラフである。図4Aは、ドナーA、B、及びCそれぞれからのT細胞増殖倍率の一連の折れ線グラフである。 図4A~4Cは、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOSを用いて活性化された3人のドナーからのT細胞を示すグラフである。図4Bは、異なるビーズ:細胞比率(BCとして報告)でのDYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOSを用いたドナーA、B、及びCそれぞれからのT細胞の選択的増殖から得られた、IL-17産生細胞のパーセンテージを示す一連の棒グラフである。 図4A~4Cは、DYNABEADS(登録商標)Th17 Expander CD3/ICOSを用いて活性化された3人のドナーからのT細胞を示すグラフである。図4Cは、異なるビーズ:細胞比率(BCとして報告)を用いてドナーA、B、及びCそれぞれからのT細胞の増殖から得られた、IL-17産生細胞の相対数を示す一連の棒グラフである。 中和抗体の効果。CD3/ICOSビーズまたはCD3/CD28ビーズで刺激し、中和抗体を用いて(+)、または中和抗体を用いずに(-)極性化したIL-17産生CD4 T細胞の平均%(n=3人のドナー)。ブロッキング抗体(NSD、統計的に異ならない(上部パネル))によって引き起こされた変種に与えられたP値(対応のあるt検定)。個々の結果;単一ドナー(A,B,C)、及びICOSの刺激に対するCD28での刺激(下のパネル)。 サイトカイン産生における共刺激の効果。DynabeadsプロトタイプCD3/CD28、CD3/CD5、またはCD3/ICOSで活性化された精製CD3+T細胞は、異なる有効性を有するTh17サブセットを増殖させ、典型的には、CD3/CD5は、最も効率的であり、CD3/ICOSがそれに続き、CD3/CD28が、より効果的ではない刺激プロトタイプである。CD3/CD5刺激は、典型的に25~50%のCD4+T細胞においてIL-17Aの産生を誘導し、高い割合は、10~13日目の再刺激の際の多官能性IL-17+INF-γ+である。 表現型への、共刺激の効果。CD3/CD28、CD3/CD5またはCD3/ICOSによって刺激されたT細胞は、増殖後に様々なレベルのCCR4及びCCR6を共発現し、CD3/CD5及びCD3/ICOS刺激は、CD3/CD28(46%)と比較して、より高い割合のCCR4+CCR6+細胞(77及び73%)を生成する。 T細胞をCD3/CD5(上)またはCD3/ICOS(下)の図で活性化し、標準Th17極性化サイトカイン/抗体(サイトカインパッケージ)、または100nMのFICZ及びIL-1β及びIL-6の存在下で増殖させた。13日目に、IL-17A及びIL-17F発現の評価の前に、培養物をPMA/イオノマイシンで4~5時間刺激した。細胞所見は、サイトカインの細胞内発現を示す。 刺激因子DYNABEADS(登録商標)を早期に取り出すことにより、TH17極性化が向上される。T細胞を、CD3/CD5、CD3/ICOS、またはCD3/CD28ビーズで、標準Th17極性化サイトカイン/抗体(TGF-β、IL-23、IL-6、IL-1β、及びαIL-4/α-IFN-γ中和抗体)の存在下で活性化させた。刺激DYNABEADS(登録商標)を、i)増殖の間中、培養液中に入れたままにしておき、ii)活性化後2日目(48時間)に取り出したか、またはiii)活性化後3日目(72時間)に取り出した。13日目に、培養物を、CD4+T細胞における細胞内IL-17A及びIL-17F発現の評価の前に、PMA/イオノマイシンで、4~5時間刺激した。 図9Aの凡例に記載されるように調製された細胞の活性化後10日目の、Th17関連表面マーカーCD161を発現するCD4+T細胞の割合及び絶対数を示す。 CD3/CD5単離T細胞は、直接極性化及び増殖され得る。T細胞を、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD5を使用して、1:3、1:1、及び3:1のビーズ:細胞比で、PBMCから単離した。単離効率を、T細胞刺激プロトコルでT細胞の富化のために一般的に使用されるDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTSを使用して比較した。単離効率(%)を示す。 図10Aの単離したT細胞を、標準Th17極性化サイトカイン/抗体(TGF-β、IL-23、IL-6、IL-1β、及びαIL-4/α-IFN-γ中和抗体)の存在下で同時に増殖させた。刺激DYNABEADS(登録商標)を、活性化後3日目に取り出した。13日目に培養物を、CD4+T細胞における細胞内IL-17A及びIL-17F発現の評価の前に、PMA/イオノマイシンで4~5時間刺激した。
詳細な説明
いくつかの態様において、本発明は、特に、特異的T細胞亜集団の選択的増殖のための方法及び組成物を提供する。これらのT細胞亜集団としては、Th17細胞、調節性T細胞(Treg)、及びメモリーT細胞が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示される特異的T細胞亜集団は、様々な生理学的状態、疾患、及び/または疾患状態を治療するために使用することができる。
本発明のいくつかの態様
いくつかの態様において、本発明は、T細胞亜集団の活性化及び/または増殖のためのシグナルの種類及びシグナル強度に基づく。これらの方針に沿って、特異的T細胞亜集団が、選択的細胞表面マーカー刺激によって、混合集団中において得られ得、かつ/または増やされ得ることが認められた。T細胞受容体のシグナル強度の変化も、特異的T細胞亜集団を得るのに使用され得ることがさらに認められた。多くの場合において、T細胞亜集団は、混合T細胞集団から得られる(例えば、末梢血液から得られる全T細胞)。
T細胞受容体の刺激は、例えば(1)T細胞に影響を与えない、(2)T細胞活性化、(3)T細胞の増殖、(4)T細胞極性化、(5)T細胞分化(例えば、メモリーT細胞)、及び(6)T細胞におけるアポトーシスの誘導等の、いくつかの影響を特定のT細胞に与え得る。生じる影響は、多くの場合、特異的T細胞の存在、刺激シグナル(複数可)の性質、複数のシグナルが用いられる場合、複数の刺激シグナル(例えば、2つ、3つ、4つ等のシグナル)の強度の比率、及びT細胞が曝露される総シグナル強度または個々のシグナル強度等に応じる。
多くの場合において、T細胞は、受容体刺激の前に他の細胞型から分離される。これは、単一のステップまたは複数のステップで行われてもよい。例示的な方法は、次の通りである。(1)単核細胞のバフィーコートまたはアフェレーシス単離、(2)例えば、1つ以上のCD4受容体が結合した作用物質を有する磁気ビーズを使用したCD4+細胞の単離、及び(3)蛍光活性化細胞選別(実施例1を参照されたい)。
本発明のいくつかの態様において、2つ以上のT細胞シグナルの比率は、第2の組の1つ以上のT細胞亜集団よりも、第1の組の1つ以上のT細胞亜集団の選択的増殖をもたらす様式で調節される。多くの場合において、第1の組の1つ以上(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ等)のT細胞亜集団は、第2の組の1つ以上のT細胞亜集団よりも小さい。いくつかの場合において、第1の組の1つ以上のT細胞亜集団は、単一のT細胞亜集団を含んでいてもよく、及び第2の組の1つ以上のT細胞亜集団は、存在する他の全てのT細胞亜集団を含んでいてもよい。いくつかの場合において、第1のT細胞亜集団(例えば、抗原経験(メモリー)T細胞)は、第2のT細胞亜集団(例えば、ナイーブT細胞)よりも選択的に増殖される。さらに、1つ以上の追加のT細胞亜集団は、第1のT細胞集団とともに増殖し得る。
多くの場合において、1つのシグナルは、第1のT細胞受容体(例えば、CD3受容体)の刺激によって生成され、別のシグナルは、第2の、共刺激T細胞受容体(例えば、CD28受容体、CD137受容体、CD27受容体、CD5受容体、CD6受容体、ICOS受容体、CD134受容体等)の刺激によって生成される。シグナル比は、(a)特定のT細胞集団の増殖を促進するか、(b)別のT細胞集団の除去を促進する(例えば、アポトーシスを介して、細胞成長の阻害、増殖効果がないことにより等)か、または(a)及び(b)の両方である様式で変えられてもよい。いくつかの場合において、1つ以上の追加のT細胞受容体も刺激されてもよいか、または他のシグナルがT細胞に提供されてもよい。
第1のT細胞受容体の刺激シグナルに対する第2のT細胞受容体の刺激シグナルの例示的な比率は、得ようとするT細胞亜集団によって異なり、約50:1~約1:200(例えば、約1:5、約1:10、約1:15、約1:20、約1:40、約50:1~約1:40、約50:1~約1:30、約40:1~約1:40、約30:1~約1:40、約40:1~約1:20、約40:1~約1:10、約50:1~約1:1、約50:1~約5:1、約40:1~約5:1、約50:1~約10:1、約50:1~約15:1、約50:1~約20:1、約40:1~約5:1、約30:1~約3:1、約20:1~約3:1、約15:1~約3:1、約10:1~約5:1、約1:5~約1:10、約1:3~約1:20、約1:8~約1:25、約1:3~約1:40、約1:5~約1:50、約1:10~約1:50、約1:10~約1:100、約1:10~約1:150、約1:10~約1:200、約1:5~約1:150、約1:5~約1:200等)であってもよい。
例示の目的のため、抗CD3抗体及び抗CD28抗体によって提供されるシグナルは、1:10の比率で存在し得る。一部のT細胞亜集団の増殖に関して、より少ない量のCD3シグナルが、第2のシグナル(例えば、CD28シグナル及び/またはCD137シグナル)よりも望ましいことが見出された。いくつかの場合において、3つ以上のT細胞受容体シグナルが提供される場合、各シグナルの比率は、異なってもよいか、またはシグナルの比率のうちの2つ以上(例えば、3つ中2つ)が同じでもよい。例として、CD3、CD28、及びCD137シグナルは、1:10:10の比率で存在してもよい。これらのシグナルの各々が抗体によって生成されるとき、これは一般に、1部の抗CD3抗体が、10部の抗CD28及び抗CD137抗体の両方とともに存在することを意味する。これは当然、3つの受容体の各々に対する受容体刺激の量が、それらの同種抗体により、等しいことを前提とする。
留意すべき1つの問題は、本発明の方法によって生成されたT細胞の集団を含有する混合物の特徴付けである。多くの場合において、本発明の組成物及び方法は、混合物中の特定の亜集団のT細胞の比率の変更を対象とする。例えば、本発明の方法は、ある特定の種類のT細胞が、例として、アポトーシスまたは希釈によって、混合集団から除去されることをもたらし得る。したがって、本発明の一態様は、混合物中のT細胞集団の増大または枯渇の量、ならびに混合物自体に関する。例えば、混合物中に2つのT細胞亜集団が存在し(例えば、Th17 T細胞及びTh1 T細胞)、これらの亜集団が、例えば1:1の比率で存在する場合、本発明には、1つのT細胞亜集団が他のT細胞亜集団に対して増加される方法が含まれる。例示の目的のために、比率は、約1:1.5~約1:100,000(例えば、約1:1.5~約1:100,000、約1:1.5~約1:80,000、約1:1.5~約1:50,000、約1:1.5~約1:10,000、約1:1.5~約1:5,000、約1:2,500~約1:25,000、約1:2,500~約1:60,000、約1:2,500~約1:80,000、約1:2,500~約1:100,000、約1:5,000~約1:100,000、約1:5,000~約1:80,000、約1:5,000~約1:50,000、約1:5,000~約1:25,000等)に変えられてもよい。
さらに、本発明は、混合物中の特定の亜集団のT細胞の比率を変える組成物及び方法に関し、1つのT細胞亜集団の割合は、別のT細胞亜集団よりも少なくとも200,000倍(例えば、約1,000倍~約200,000倍、約5,000倍~約200,000倍、約10,000倍~約200,000倍、約20,000倍~約200,000倍、約50,000倍~約200,000倍、約75,000倍~約200,000倍、約1,000倍~約120,000倍、約5,000倍~約120,000倍、約10,000倍~約120,000倍、約1,000倍~約80,000倍、約10,000倍~約80,000倍等)に増加される。「倍」が意味する例は、以下のように例証される。2つのT細胞亜集団が1:2の初期比率で存在する場合、それらの比率の1:8への変更は、他方のT細胞亜集団に対して一方のT細胞亜集団の2倍増加である。
個々のT細胞亜集団の選択的増殖をもたらし得る別の要素は、刺激シグナル強度である。「刺激シグナル強度」は、1つのT細胞当たりの全シグナル強度を指す。これには、様々なシグナル(例えば、第1のT細胞表面受容体を刺激するシグナル、第2のT細胞表面受容体のシグナル刺激、第3のT細胞表面受容体のシグナル刺激等)、及び集団内の各T細胞が曝露される合わせたシグナルの強度が含まれる。したがって、本発明は、様々なT細胞亜集団の混合物中の各細胞によって受容される刺激シグナルの量にも関する。刺激シグナルは、刺激剤の濃度、それらの比率、または前記刺激剤を含む表面に対する細胞数の比率を変更することによって調節され得る。刺激剤がビーズをベースにしたものである実施形態において、ビーズ:細胞比率は、変えられてもよい。ビーズ:細胞比率としては、細胞1つ当たりのビーズ約1:5000、約1:2500、約1:1000、約1:500、約1:250、約1:100、約1:90、約1:80、約1:70、約1:60、約1:50、約1:40、約1:30、約1:10、約1:9、約1:8、約1:7、約1:6、約1:5、約1:4、約1:3、約1:2、約1:1、約2:1、約3:1、約4:1、約5:1、または約8:1、約10:1、または約15:1が挙げられる。
いくつかの場合において、1つ以上のサイトカインが、T細胞集団に付加されてもよい。多くの場合において、IL-1ベータ、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-10、IL-12、IL-13、IL-15、IL-21、IL-23、IFN-ガンマ、及びTGF-ベータ。Th17極性化が所望される場合、次のサイトカインのうちの1つ以上が使用されてもよい:IL-1ベータ、IL-6、TGF-β、IL-21、IL-23、ならびに中和抗IL-4及び抗IFN-ガンマ抗体。さらに、IL-1β、IL-6、TGF-β、IL-23、ならびにIL-4及びIFNγシグナルに対する中和抗体が、Th17細胞の選択的増殖のために使用されてもよい。
表1は、本発明の方法を使用して得られ得る、いくつかの異なるT細胞亜型を示す。表1は、特定の種類のT細胞を選択的に増殖するために使用され得る様々なシグナルを示す。
(表1)T細胞亜型刺激
Figure 0007084304000001
2つ以上の作用物質が提示されている場合には、「及び/または」
具体的には、本発明には、1つ以上のT細胞亜集団の選択的増殖のための方法が含まれる。そのような方法は、試料中の特異的T細胞の増大または枯渇をもたらす。一例として、CD3及びCD28受容体の、インターロイキン-2と合わせたナイーブT細胞、メモリーT細胞、Th1 T細胞、及び調節性T細胞(Treg)刺激。全CD3/CD28刺激の調節によって、ナイーブT細胞が増殖され得る一方で、メモリーT細胞は、試料から枯渇し得ることが示されている(米国特許第8,617,884号;これの開示は、参照により本明細書に組み込まれる)。本発明の一態様に関連して、異なるT細胞亜集団は、シグナル比及び全シグナル強度を調節することによって選択的に増殖され得ることが示されている。一例として、Treg細胞は、CD3シグナルがCD28シグナルより低いときに良好に増殖する(図1Aを参照されたい)。選択的増殖条件の特定は、様々なT細胞亜集団の様々な細胞が同じ刺激に応答して増殖するときでさえ、試料中の1つ以上の他のT細胞亜集団のメンバーよりも、一方のT細胞亜集団のメンバーの割合を増加させるのに使用することができる。例示の目的のために、Treg T細胞が混合集団の1%を占め、ナイーブT細胞、メモリーT細胞がそれぞれ、同じ混合集団の1.5%、3%を占めると仮定して、刺激シグナルは、メモリーT細胞の除去を誘導する一方で、Treg T細胞を選択的に増殖させるように調節されてもよい。最終結果は、Treg T細胞が混合集団の40%を占め、ナイーブT細胞、メモリーT細胞、及びTh1 T細胞がそれぞれ、2%、0.5%、及び2.5%を占める混合集団であり得る。
1つ以上のT細胞亜型(例えば、CD4+CD25+FOXP3+調節性T細胞、CD4+CD25+FOXP3-調節性T細胞、CD4+CD25-T細胞等)の選択的増大または枯渇のために使用され得る追加の作用物質は、ラパマイシンである。
哺乳動物免疫システム
哺乳動物免疫システムは、2つの一般的な適応機構を使用して、環境病原体に対して体を保護する。病原体由来分子に遭遇したとき、免疫応答は、その病原菌に対する保護を確実にするために、高度に活性化される。
第1の機構は、非特異的(または自然)炎症応答である。自然免疫システムは、病原体上には存在するが、体自体の上には存在しない特異的分子を認識することができる。第2の機構は、特異的または後天性(または適応)免疫応答である。適応免疫応答は、問題の病原体に応じて作られている。適応免疫システムは、抗原と呼ばれる、病原体内に存在する多くの異なる分子に対する特異的免疫グロブリン(抗体)応答を発達させる。加えて、T細胞受容体の幅広いレパートリーは、樹状細胞(DC)等の抗原提示細胞(APC)上のMHCクラスI及びIIに結合した抗原の処理された形態に結合する能力についてサンプリングされる。
免疫システムは、自己タンパク質と非自己タンパク質との間の構造的差異を認識し、それらに応答する。免疫システムが非自己と認識するタンパク質は、抗原と称される。病原体は、典型的に多数の高度に複雑な抗原を発現する。後天性免疫は、抗原構造に対して特異的記憶を有し、同じ抗原への反復曝露は、その特定の病原体に対する誘導された保護のレベルを増加させる応答を増加させる。
後天性免疫は、B及びTリンパ球(または単純にB及びT細胞)と呼ばれる特殊化した免疫細胞によって媒介される。B細胞は、抗体の作用を通じてそれらの機能を生成し、媒介する。B細胞依存性免疫応答は、抗体が体液中で検出されるため、「体液性免疫」と称される。T細胞依存性免疫応答は、エフェクター活性がエフェクターT細胞の局所作用によって直接媒介されるため、「細胞媒介性免疫」と称される。エフェクターT細胞の局所作用は、T細胞と、活性化マクロファージ等の二次エフェクター細胞との相乗的相互作用によって増殖される。この結果は、病原体を死滅させ、疾患を引き起こすことを防止する。
免疫細胞は、活性化のために特異的刺激を必要とし得る。例えば、抗CD3/CD28の使用は、一部のT細胞集団の活性化シグナルを提供する。ナイーブT細胞は、活性化のために少なくとも2つのシグナルを必要とすると考えられている。シグナル1は抗原特異的であり、抗原提示細胞(APC)によって提示されるペプチド/主要組織適合性複合体(MHC)複合体によって誘発され、T細胞受容体(TCR)/CD3複合体を通じて受容される。いくつかのT細胞亜集団について、シグナル2は、抗原提示細胞によって送達され、その受容体の候補分子のうちの1つは、T細胞抗原CD28である。TCR/CD3及びCD28 T細胞受容体の両方が適切なリガンドによって占有された場合、T細胞は刺激されて増殖し、IL-2(T細胞増殖に必要不可欠なサイトカイン)を産生するのに対して、T細胞受容体単独での占有は、T細胞アネルギーまたはアポトーシスを促すと考えられている。
インビトロでは、T細胞の成長及びサイトカインの産生は、固相(例えば、ビーズまたは組織培養プレート)に固定化された抗CD3抗体でT細胞を培養し、可溶性CD28抗体を添加することによって刺激され得ることが示されている(Sommer et al.,Eur.J.Immunol.23:2498-2502(1993),Sunder-Plassmann et al.,Blood 87:5179-5184(1996))。より最近では、CD3及びCD28抗体の両方を同じ固相または異なる固相に固定化することによっても、T細胞増殖を誘導することができることが示されている(Levine et al.,J.of Immunol.159:592130(1997);Li et al.,Science 283:848-851(1999))。
本発明は、当業者が、信頼性が高く、有効かつ効率的な様式で様々なT細胞亜集団を産生し、治療目的及び研究/発見目的を含むがこれらに限定されない多様な目的のために、増殖されたT細胞亜集団を使用することを可能にする。以下にさらに記載されるように、T細胞亜集団には、調節性T細胞、Th17細胞、及び抗原経験メモリー細胞が含まれるが、これらに限定されない。
調節性T細胞
本発明の態様は、調節性T細胞(または「T調節性細胞」もしくは「Treg」)を効率的に生成し、例えば、免疫療法で用途を有するT細胞集団の生成においてこれらを使用する方法に関する。Treg細胞は、CD4+、CD25+、FOXP3+、CD127負/低等のマーカーを特徴とし得る。いくつかの場合において、本発明の組成物及び方法を使用して増殖されたTreg細胞は、CD4+、CD25+、FOXP3-である。FOXP3調節性T細胞を生成するための組成物及び方法は、Aarvakらの米国特許第9,119,807号に記載されている。
天然に存在する調節T(Treg)細胞は、エフェクターT細胞を含む他のT細胞、及び自然免疫システム細胞の活性化を負に調節し、自己免疫疾患に対する免疫療法で利用することができ、移植免疫寛容を提供することができる。Treg細胞の様々な集団が説明され、それらは、天然に存在するCD4+CD25+FOXP3+細胞、ならびにそれぞれIL-10及びTGFを分泌する誘導されたTr1及びTh3細胞を含む。
Treg細胞は、エフェクターT細胞応答の持続抑制を特徴とする。従来または通常のTreg細胞は、脾臓もしくはリンパ節、または循環中に見られ得る。Tregは、マウスモデルにおいてGVHD及び自己免疫を防ぐのに極めて有効であることが証明されている。移植、ならびに糖尿病及び他の適応症の治療におけるTregの養子移植による臨床試験は進行中である。末梢血液中のTregの相対頻度は、全リンパ球の約1~2%であり、これは、大部分の臨床的適用のために、養子移植の前にTregを生体外で増殖する必要性を含意する。生体外での増殖により十分なTregを産生することは、ヒトでのTreg療法の応用において大きな課題である。
Th17細胞
Tヘルパー17細胞(または「Th17細胞」または「Th17ヘルパー細胞」)は、宿主防御を調節するCD4+Tヘルパー細胞の炎症サブセットであり、組織の炎症及び様々な自己免疫疾患に関与する。Th17細胞は、様々なヒト腫瘍で発見されているが、がん免疫におけるそれらの機能は不明である。腫瘍を持つマウス内に養子移植されたとき、Th17細胞は、黒色腫の根絶においてTh1または非極性化(Th0)T細胞よりも強力であることが見出されている(Muranski et al.,Blood.112:362-373(2008))。Th17細胞は、Th1及びTh2系譜とは発生的に異なる。Th17細胞は、IL-1R1及びIL-23Rシグナル伝達に応答性であるCD4+であり、サイトカインIL-17A、IL-17F、IL-17AF、IL-21、IL-22、IL-26(ヒト)、GM-CSF、MIP-3α、及びTNFαを産生する。Th17細胞の表現型は、CD3、CD4、CD161+である。養子細胞移植のためのTh17細胞の使用に対する1つの障害は、Th17細胞サブセット、及びそれらの不安定な表現型を体内で増殖させることができる、確固とした培養条件の特定(腫瘍微小環境)である。
本発明は、部分的に、特異的T細胞亜型の生成のための組成物及び方法に関する。本発明の組成物及び方法を使用して産生され得る1つの特異的T細胞亜型は、Th17細胞である。したがって、いくつかの態様において、本発明は、(例えば、抗CD3抗体を介した)CD3シグナル伝達及び(例えば、抗CD5抗体を介した)CD5シグナル伝達、1つ以上のサイトカイン、ならびに中和抗体(例えば、抗IL-4抗体及び抗IFNγ抗体)を使用して、Th17細胞を増殖させる(例えば、選択的に増殖させる)ための組成物及び方法に関する。いくつかの場合において、Th17細胞の選択的増殖のための組成物及び方法は、1つ以上の中和抗体の量の減少または除去をもたらす様式で調整される。
多くのT細胞に関する1つの問題は、T細胞の可塑性である。換言すれば、いくつかのT細胞は、変化して異なる亜型になることがある。また、このT細胞の変化は、多くの場合、周囲環境のT細胞によって媒介される。例えば、いくつかのT細胞亜型が、IL-4及び/またはIFNγを発現する。これらのタンパク質は、周囲のT細胞に生理学的影響を与え、いくつかの場合においては、ある種類のT細胞が別の種類のT細胞に分化するのを媒介する。
Th17細胞等のT細胞サブセットの増殖(例えば、選択的増殖)は、1つ以上のシグナルの使用、1つ以上のシグナル強度の調節、2つ以上のシグナル間の強度の比率の調節、及び1つ以上のシグナルの除去によって行われてもよい。条件は、2つのパラメータまたは3つ以上のパラメータの比率に基づいて選択されてもよい。2つの例は次の通りである。(1)CD3シグナル及びCD5シグナルの比率が調節され得る、及び(2)CD3シグナル及びCD5シグナルの比率が調節され得ることが、CD3シグナル及びCD5シグナルの合計の調節と組み合わされ得る。例として、Th17細胞の増殖が望ましいとき、2つのシグナルが選択され使用され得る(例えば、CD3シグナル及びCD5シグナル)。これらのシグナルは、例えば、約1:1~約1:50(例えば、約1:1~約1:50、約1:1~約1:30、約1:1~約1:20、約1:1~約1:15、約1:5~約1:15、約1:5~約1:20、約1:8~約1:12、約1:8~約1:15、約1:8~約1:20等)の比率で調節されてもよい。
本発明には、T細胞(例えば、Th17 T細胞)の増殖のための、アリール炭化水素受容体(AHR)アンタゴニストの使用も含まれる。Th17 T細胞は、T細胞を、CD3シグナル(例えば、アゴニスト抗CD3抗体)、CD5シグナル(例えば、アゴニスト抗CD5抗体)、IL-1β、IL-6、及びAHRアゴニスト(例えば、FICZ)に曝露することによって増殖され得ることが見出されている。
本発明の実施において使用され得る例示的なAHRリガンドとしては、FICZ(6-ホルミルインドロ[3,2-b]カルバゾール)、dFICZ(6,12-ジホルミルインドロ[3,2-b]カルバゾール)、2,3,7,8-テトラクロロジベンゾ-p-ダイオキシン(TCDD)、2-(1′H-インドール-3′-カルビル)-チアゾール-4-カルボン酸メチルエステル(ITE)、ケルセチン、インドール-3-カルビノール、リスベラトロール、クルクミン、M50367{3-[2-(2-フェニルエチル)ベンゾイミダゾール-4-イル]-3-ヒドロキシプロパン酸、及びVAF347{[4-(3-クロロ-フェニル)-ピリミジン-2-イル]}、インディゴ染料及びインディルビン等のトリプトファン誘導体、ビリルビン等のテトラピロール、ならびにアラキドン酸代謝物リポキシンA4及びプロスタグランジンGが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの場合において、本発明には、Th17細胞の増殖のための組成物及び方法が含まれ、T細胞は次の試薬に曝露される:1つ以上のアゴニスト抗CD3抗体、1つ以上のアゴニスト抗CD5抗体、及び1つ以上のAHRアゴニスト(例えば、FICZ)。いくつかの場合において、1つ以上のサイトカインも使用されてもよい。例示的なサイトカインとしては、IL-1β及びIL-6が挙げられる。したがって、いくつかの場合において、T細胞は、1つ以上のアゴニスト抗CD5抗体、1つ以上のAHRアゴニスト(例えば、FICZ)、IL-1β、及びIL-6に曝露される。
いくつかの場合において、本発明には、Th17細胞の増殖のための組成物及び方法が含まれ、T細胞は、次の試薬に曝露される:1つ以上のアゴニスト抗CD3抗体、1つ以上のアゴニスト抗CD5及び/または抗CD28抗体、ならびに1つ以上のサイトカイン。例示的なサイトカインとしては、TGF-β、IL-1β、IL-6、及びIL-23が挙げられる。したがって、いくつかの場合において、T細胞は、1つ以上のアゴニスト抗CD3抗体、1つ以上のアゴニスト抗CD5及び/または抗CD28抗体、TGF-β、IL-1β、IL-6、ならびにIL-23に曝露される。
したがって、本発明には、Th17細胞の増殖のための組成物及び方法が含まれ、出発T細胞集団の細胞は、TGF-β及び/またはIL-23に曝露されない。
本発明の実施において使用されるT細胞集団は、例として、(i)「バフィーコート」試料、(ii)非T細胞が枯渇した白血球細胞の試料(例えば、80%超の混合T細胞を含有する試料)、(iii)CD4+T細胞の試料(例えば、80%超のCD4+T細胞を含有する試料)、または主にTh17細胞を含有する試料(例えば、80%超のTh17細胞を含有する試料)中に存在してもよい。したがって、いくつかの場合において、本発明の方法は、1つ以上のT細胞亜集団の選択的増殖に関する。
Th17 T細胞の増殖のための特定の配合、及び関連する増殖方法に関して、典型的に、高レベルのTh17細胞増殖を達成するように条件が調節される。
調節され得る1つの要素は、CD3シグナル(例えば、アゴニスト抗CD3抗体)に対するCD5シグナル(例えば、アゴニスト抗CD5抗体)の比率である。多くの場合において、CD3シグナルの量は、CD5シグナルよりも少ない。CD3に対するCD5シグナルの例示的な比率としては、約1~約1.5、約1~約2、約1~約3、約1~約5、約1~約8、約1~約10、約1~約12、約1~約15、約1~約20、約1~約25、約1~約30、約1~約40、約1~約50、約1~約75、約1~約100等の比率が挙げられる。
本発明の実施において使用され得る例示的な抗体としては、BC3抗CD3抗体(この抗体を発現するクローンは、American Type Culture Collectionから入手可能である(HB-10166))と、eBioscience,Inc.,San Diego,CAを含むいくつかの供給元から入手可能なUCHT2抗CD5抗体と、が挙げられる。
一般的に、抗体は、同種リガンドに対する特異性及び親和性が異なる傾向がある。したがって、CD3に対するCD5シグナルの比率は、BC3抗体に対するUCHT2抗体と同等であるように調節されてもよい。換言すれば、上に示される比率は、BC3抗体及びUCHT2抗体に由来するデータに部分的に関連し、これらの抗体の比率がT細胞への生理学的効果を誘導する。したがって、他のCD3及びCD5シグナルが使用されてもよく、これらの他のシグナルの量が、同じ生理学的効果を達成するように調節されてもよい。言い換えれば、本発明には、上記のBC3抗体及びUCHT2抗体の比率の同じ生理学的効果を達成する様々なCD3及びCD5シグナル伝達作用物質が含まれる。そのような生理学的効果は、本明細書の他の箇所(例えば、実施例10、及びそれに関連するデータ)に記載される方法によって測定されてもよい。
CD3及びCD5シグナル伝達作用物質に加えて、試薬が、本発明の組成物中に存在してもよく、本発明の方法で使用されてもよい。これらの追加の試薬のうちの一部としては、AHRアゴニスト(例えば、FICZ)、サイトカイン(例えば、IL-1β及びIL-6)、及びより多くの中和抗体(例えば、抗αIL-4及び抗α-IFN-γ中和抗体)のうちの1つが挙げられる。試薬は、例えば、図8に示す結果を達成するように調節されてもよい。具体的には、用いられるAHRアゴニスト及びサイトカインの量は、典型的には、約1nM~約1mM(例えば、約1nM~約800nM、約1nM~約500nM、約1nM~約250nM、約25nM~約1mM、約25nM~約500nM、約25nM~約300nM、約50nM~約300nM、約75nM~約500nM、約75nM~約300nM等)の範囲にある。
メモリーT細胞
メモリーT細胞、または抗原経験細胞は、抗原との遭遇の前に、経験される。これらのT細胞は長寿命であり、抗原を認識し、これらのT細胞が以前曝露された抗原に対する免疫応答に迅速かつ強力に影響を与えることができる。メモリーT細胞は、次を包含し得る:幹細胞様メモリー細胞(TSCM)、セントラルメモリー細胞(TCM)、エフェクターメモリー細胞(TEM)。TSCM細胞は、表現型CD45RO-、CCR7+、CD45RA+、CD62L+ (L-セレクチン)、CD27+、CD28+、及びIL-7Rα+を有するが、TSCM細胞は、多量のIL-2Rβ、CXCR3、及びLFA-1も発現する。TCM細胞は、L-セレクチン及びCCR7を発現し、TCM細胞は、IL-2を分泌するが、IFNγまたはIL-4は分泌しない。TEM細胞は、L-セレクチンまたはCCR7を発現しないが、IFNγ及びIL-4等のエフェクターサイトカインを産生する。
本発明は、上記のT細胞亜集団の選択的増殖のための方法及び組成物を提供する。以前の方法は、当業者が、本明細書に記載の様式で特異的T細胞亜型を選択的に増殖させることを可能にしない。ある程度までのシグナル強度が、標準DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28に対するT細胞の比率を変えることにより調節することができる一方で(Kalamazset al.,J.Immunother.27:405-418(2004))、DYNABEADS(登録商標)と細胞表面との間の接触領域における刺激CD3抗体の局所濃度は、このアプローチにおいて影響を受けず、依然として高い。本明細書のデータは、T細胞応答の細かい調整を可能にし、Th17、抗原経験T細胞、及びTregなどの様々な特異的T細胞サブセットの選択的活性化及び増殖をもたらす、DYNABEADS(登録商標)の表面に結合した一次抗体及び様々な共刺激性抗体の量及び比率を開示する。
I.定義
他に本明細書で定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
本発明の方法で使用するための抗体は、任意の種、クラス、または亜型の抗体であってもよいが、但し、そのような抗体は、必要に応じて、目的の標的、例えば、CD3、TCR、またはCD28と反応することができることを条件とする。
したがって、本発明で使用するために「抗体」には、以下が含まれる:
(a)免疫グロブリンの様々なクラスまたはサブクラスのいずれか(例えば、任意の動物、例えば、通常使用される動物のいずれか、例えば、ヒツジ、ウサギ、ヤギ、マウス、ラクダ類、または卵の黄身由来のIgG、IgA、IgM、IgDまたはIgE);
(b)モノクローナルまたはポリクローナル抗体;
(c)未処置の抗体または抗体の断片、モノクローナルまたはポリクローナル。該断片は、抗体の結合領域を含有するもの、例えば、Fc部分を持っていない断片(例えば、Fab、Fab´、F(ab´)2、scFv、VH断片、または他の単一ドメイン抗体)、未処置の抗体内の重鎖構成要素を接続するジスルフィド結合の還元開裂によって得られたいわゆる「半分子」断片である。Fvは、2つの鎖として発現した、軽鎖の可変領域、及び重鎖の可変領域を含有する断片と定義され得る;
(d)モノクローナル抗体、抗体の断片、「ヒト化抗体」、キメラ抗体、または合成的に作製もしくは変性された抗体様構造体を含む、組み換えDNAまたは他の合成技法によって産生または修飾された抗体。
抗体の機能性誘導体または「同等物」、例えば、一本鎖抗体、CDRグラフト抗体等も含まれる。一本鎖抗体(SCA)は、融合した一本鎖分子として、好適なポリペプチドリンカーによって結合された軽鎖の可変領域及び重鎖の可変領域を含有する遺伝子操作された分子と定義され得る。一価または二価であり得るVHH抗体も含まれる。
抗体断片ならびに合成及び誘導体化された抗体の調製方法は、当該技術分野において周知であり、文献には広く記載され、本明細書には記載されない。
用語「活性化」は、本明細書で使用される場合、測定可能な形態的、表現型、及び/または機能的変化を誘導するのに十分な細胞表面部分のライゲーションの後の細胞の状態を指す。T細胞の文脈内において、そのような活性化は、細胞増殖を誘導するように十分に刺激されたT細胞の状態であり得る。T細胞の活性化はサイトカイン産生及び/または分泌、ならびに受容体もしくは接着分子等の細胞表面分子の発現の上向き調節もしくは下向き調節、またはある特定の分子の分泌の上向き調節もしくは下向き調節、ならびに調節性または細胞傷害性エフェクター機能の能力も誘導し得る。他の細胞の文脈において、この用語は、特定の物理化学プロセスの上向きまたは下向き調節のいずれかを暗示する。
抗体に関連して本明細書で使用される場合、用語「単位」は、抗CD3媒介性の生理学的効果に制限される。具体的には、0.34単位の抗CD3は、3.4単位の抗CD28の存在下で混合T細胞集団と接触された場合、14日後にTreg細胞の1000倍の増殖をもたらす抗体の量である(実施例2及び図1を参照されたい)。単位は、存在する抗体の数によって定義される。したがって、上記の事例において、抗CD3分子よりも10倍多くの抗CD28分子が存在する。
用語「刺激」は、本明細書で使用される場合、細胞表面部分のライゲーションによって誘導される一次応答を指す。例えば、受容体の文脈において、そのような刺激は、受容体のライゲーション及び後続のシグナル伝達事象を伴う。T細胞の刺激に関して、そのような刺激は、一実施形態において、続いてTCR/CD3複合体の結合等のシグナル伝達事象を誘導するT細胞表面部分のライゲーションを指す。さらに、刺激事象は、細胞を活性化し、受容体もしくは接着分子等の細胞表面分子の発現を上向き調節もしくは下向き調節するか、または腫瘍成長因子ベータ(TGF-β)の下向き調節等の、分子の分泌の上向き調節もしくは下向き調節を行い得る。したがって、直接シグナル伝達事象がない場合でさえ、細胞表面部分のライゲーションは、細胞骨格構造の再構築、または細胞表面部分の癒合をもたらし得、これらの各々が、それに続く細胞応答を増強するか、修正するか、または変化させるのに役立ち得る。
本明細書で使用される場合、用語「作用物質」、「リガンド」、または「刺激剤」は、細胞の1つ以上の区別された集団(例えば、T細胞亜集団のメンバー)と結合し、細胞応答を誘導する分子を指す。作用物質は、受容体、抗原決定基、または標的細胞集団上に存在する他の結合部位等の任意の細胞表面部分に結合し得る。作用物質は、タンパク質、ペプチド、抗体及びその抗体断片、融合タンパク質、合成分子、有機分子(例えば、小分子)等であってもよい。T細胞胞刺激の詳述及び文脈において、抗体は、そのような作用物質のプロトタイプの例として使用される。
T細胞に関連して本明細書で使用される場合、用語「選択的増殖」及び「選択的に増殖させる」は、他のT細胞が、増殖しないか、またはより遅い速度で増殖するかのいずれかの条件下で増殖する、ある特定のT細胞の能力を指す。一例として、T細胞亜型1及び2は、存在する全T細胞の5%及び10%のパーセンテージでそれぞれ混合集団中に存在すると仮定されたい。ある特定の条件が、T細胞亜型1が存在する全T細胞の30%を占め、T細胞亜型2が12%を占める結果をもたらす場合、今はT細胞亜型2が全T細胞集団のより大きい部分ではあるが、T細胞亜型1は、T細胞亜型2よりも選択的に増殖される。T細胞の全パーセンテージとして、T細胞亜型2は、増加した「頻度」で存在するようになったという意味で、T細胞亜型2は、T細胞の混合集団の一般のメンバーより選択的に増殖される。したがって、選択的増殖は、一般のT細胞の集団よりも特定のT細胞亜型が増殖することに関するものであり、多くの場合、T細胞亜型の増殖ももたらす。上記の例は、T細胞亜型2も増殖はしているが、T細胞亜型1の選択的増殖のための条件と称され得る。
本明細書で使用される場合、用語「曝露する」は、近接または直接的接触の状態(state)または状態(condition)にすることを指す。
本明細書で使用される場合、用語「増殖」は、新しい細胞を産生することによって成長または倍増することを意味する。
「対象」は、脊椎動物、哺乳動物、またはヒトであり得る。哺乳動物としては、家畜、スポーツ動物、ペット、霊長類、マウス、及びラットが挙げられるが、これらに限定されない。一態様において、対象はヒトである。「対象」は、(例えば、医師にかかっている)「患者」である場合があるが、いくつかの事例において、対象は患者ではない。
本明細書で使用される場合、「共刺激シグナル」は、TCR/CD3ライゲーション等の一次シグナルと組み合わせて、T細胞の増殖及び/または活性化及び/または極性化をもたらすシグナルを指す。
本明細書で使用される場合、「分離」には、(例えば、濾過、親和性、浮遊密度、または磁気引力によって)ある構成成分を別の構成成分から実質的に精製するあらゆる手段が含まれる。
本明細書で使用される場合、「表面」は、該表面にくっついた作用物質を有することができるあらゆる表面を指し、限定するものではないが、金属、ガラス、プラスチックコポリマー、コロイド、脂質、及び細胞表面等が挙げられる。本質的に、表面に結合またはくっついた作用物質を保持することができるあらゆる表面。
本明細書において使用される場合、単数形の用語「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、その文脈が明確に示さない限り、複数形の参照を含む。
本明細書で使用される場合、用語「治療する(treat)」、「治療する(treating)」、及び「治療」等は、それに関連する障害及び/または症状を軽減または改善することを指す。排除はしないが、障害または病態の治療が、それに関連した障害または病態もしくは症状を完全に取り除くことを必要としないことが理解される。
II.T細胞亜集団の産生方法
本発明の方法は、1つ以上の実質的に純粋な特異的T細胞亜集団(複数可)を選択的に増殖させるために利用することができる。例示的なT細胞亜集団としては、Treg細胞、Th17細胞、及びメモリーT細胞が挙げられるが、これらに限定されない。増殖されたT細胞亜集団のための例の使用が、本明細書に開示される。
T細胞の混合集団の供給源
T細胞の混合集団の出発源は、対象から単離されてもよい血液(例えば、循環血液)であってもよい。循環血液は、1単位以上の血液から、またはアフェレーシスもしくは白血球アフェレーシスから得てもよい。アフェレーシス産物は、典型的には、T細胞、単球、顆粒球、B細胞、他の有核白血球細胞、赤血球細胞、及び血小板を含む、リンパ球を含有する。T細胞は、血液単核細胞、骨髄、胸腺、組織バイオプシー、腫瘍、リンパ節組織、胃腸管関連リンパ組織、粘膜関連リンパ組織、脾臓組織、または任意の他のリンパ組織、及び腫瘍を含むいくつかの供給源から得ることができる。T細胞は、T細胞株及び臍帯血を含む自己または同種の供給源から得ることができる。T細胞は、異種の供給源、例えば、マウス、ラット、ヒトではない霊長類、及びブタからも得ることができる。
本発明のある特定の実施形態において、T細胞は、Ficoll分離等の、当業者に既知の任意の数の技法を使用して、対象から回収されたある単位の血液から得られ得る。T細胞は、対象の循環血液から単離されてもよい。血液は、アフェレーシスまたは白血球アフェレーシスによって対象から得られてもよい。アフェレーシス産物は、典型的には、T細胞、単球、顆粒球、B細胞、他の有核白血球細胞、赤血球細胞、及び血小板を含む、リンパ球を含有する。感作組成物への曝露及びそれに続く活性化及び/または刺激の前に、T細胞の供給源は、対象から得られる。いくつかの実施形態において、アフェレーシスによって回収された細胞を洗浄し、血漿タンパク分画を除去し、該細胞を、続く処理ステップのために、適切な緩衝液または培地に入れてもよい。本発明のいくつかの実施形態において、細胞は、リン酸緩衝食塩水(PBS)で洗浄される。代替の実施形態において、洗浄溶液は、カルシウムを含まず、マグネシウムを含まない場合があるか、または全てではないが、多くの二価カチオンを含まない場合がある。当業者であれば容易に理解するように、洗浄ステップは、製造業者の説明書に従って、半自動「流水式」遠心分離機(例えば、Cobe2991細胞プロセッサBaxter)の使用によって等の当業者に既知の方法によって達成されてもよい。洗浄後、細胞を、例えば、カルシウム(Ca)及びマグネシウム(Mg)を含まないPBS等の様々な生体適合性緩衝液中に再懸濁させてもよい。あるいは、アフェレーシス試料の望ましくない構成成分を除去し、細胞を培養液中に直接再懸濁させてもよい。
他の実施形態において、T細胞は、赤血球を溶解または除去し、例えば、PERCOLL(商標)勾配による遠心分離によって単球を枯渇させることにより、末梢血液リンパ球から単離される。特異的なT細胞の亜集団は、正または負の選択技法によってさらに単離することができる。
いくつかの実施形態において、T細胞は、CD3+細胞に対して正に選択され得る。当業者に既知の任意の選択技法が、使用されてもよい。1つの非限定的な例は、フローサイトメトリー選別である。別の実施形態において、T細胞は、抗CD3抗体が結合した固体支持体と一緒にインキュベートすることにより単離され得る。1つの非限定的な例は、所望のT細胞の正の選択に十分な期間の、DYNABEADS(登録商標)Human T-Expander CD3/CD28(Life Technologies Corp.、カタログ番号11141D)等の抗CD3/抗CD28結合ビーズである。さらなる実施形態において、該期間は、30分~36時間以上及びそれらの間の全ての整数値の範囲にわたる。さらなる実施形態において、該期間は、少なくとも1、2、3、4、5、または6時間である。別の実施形態において該期間は、10~24時間である。一実施形態において、インキュベーション期間は、24時間である。24時間等のより長いインキュベーション時間は、細胞の産生量を増加させ得る。他の細胞型と比較してT細胞がほとんどないあらゆる状況において、より長いインキュベーション時間を使用して、T細胞を単離してもよい。本発明の一態様において、負の選択によるT細胞集団の富化は、負に選択された細胞に特有の表面マーカーに向けられる抗体の組み合わせにより達成され得る。1つの可能性のある方法は、負に選択された細胞上に存在する細胞表面マーカーに向けるモノクローナル抗体のカクテルを使用する、磁気免疫付着(magnetic immunoadherence)またはフローサイトメトリーによる細胞選別及び/または選択である。いくつかの実施形態において、増殖倍率は、ドナー細胞の変異性に起因して、出発材料に基づいて異なり得る。いくつかの実施形態において、正常な出発密度は、約0.5×10~1.5×10であり得る。
加えて、T細胞亜集団は、1つ以上のマーカー(複数可)が存在するかまたは存在しないかに基づく選択により生成され得る。例えば、Treg細胞は、CD4+、CD25+、CD127負/低、及び任意でFOXP3+である細胞の選択に基づいて混合集団から得られてもよい。いくつかの場合において、Treg細胞は、FOXP3-であってもよい。この事例において、選択(selection)は、1つ以上の定義可能な特質に基づく細胞の「選択(choosing)」を事実上指す。さらに、選択は、1つ以上の特質を有する細胞(正)または1つ以上の特質を有しない細胞(負)に関しての選択であり得る点で、正または負であり得る。
Treg細胞に関して、例示の目的で、これらの細胞は、CD4及び/またはCD25に結合する抗体が結合した表面(例えば、磁気ビーズ)に、これらの細胞が結合することと、CD127に結合する抗体が結合した表面(例えば、磁気ビーズ)に非Treg細胞が結合することと、により、混合集団から得られてもよい。特定の例として、CD3に結合する抗体が結合した磁気ビーズを使用して、CD3+細胞を単離してもよい。解放されたら、得られたCD3+細胞を、CD4に結合した抗体が結合する磁気ビーズと接触させてもよい。次いで、得られたCD3+、CD4+細胞を、CD25と結合する抗体が結合した磁気ビーズと接触させてもよい。次いで、得られたCD3+、CD4+、CD25+細胞を、CD127に結合する抗体が結合した磁気ビーズと接触させてもよく、ここで、回収される細胞は、該ビーズに結合しない細胞である。
いくつかの場合において、複数の特質を同時に使用して、T細胞亜集団(例えば、Treg細胞)を得てもよい。例えば、2つ以上の細胞表面マーカーに結合する抗体が結合した表面も、使用されてもよい。特定の例として、CD4+、CD25+細胞は、混合集団から、CD4及びCD25に結合する抗体が結合した表面にこれらの細胞が結合することにより、得られてもよい。複数の特質についての同時選択は、所望の細胞型(複数可)と一緒に「共精製」する望ましくない細胞型をもたらし得る。これは、上記の特定の例を使用した場合、CD4+、CD25+細胞に加えて、CD4+、CD25-及びCD4-、CD25+である細胞が得られ得るためである。
フローサイトメトリーは、所望の特質に基づく細胞の分離に特に有用である。細胞は、関心対象の細胞に結合する分子(例えば、CD127に結合するIL-7、CD25に特異的な抗体等の天然リガンド)に関連した検出可能な標識に基づいて分離されてもよい。したがって、フローサイトメトリーシステムによって検出及び/または分化され得る細胞構成成分に結合するリガンドを使用して、特定の特質を有するT細胞を精製/単離してもよい。さらに、複数の特質の存在、または非存在が、フローサイトメトリーによって同時に判定されてもよい。
したがって、本発明には、T細胞亜集団のメンバーは、特定の特質によって同定され、これらの特質に関して異なる細胞から分離される、1つ以上のT細胞亜集団のメンバーを得るための方法が含まれる。本発明の方法で使用され得る特質の例としては、次のタンパク質の存在または非存在が挙げられる:CD3、CD4、CD5、CD8、CD11c、CD14、CD19、CD20、CD25、CD33、CD34、CD45、CD56、CD123、CD127、CD278、CD335、及びFOXP3。
得ようとする細胞に関連する特質の選択は、特定の試料中に存在する細胞によって異なる。例えば、臍帯血(UCB)は、移植片対宿主病の影響を緩和し得るTreg細胞を含有することが明らかになっている。しかしながら、UCBは、末梢血液中には通常見られない細胞比を含有する。UCB中に見られる細胞の1つのカテゴリーは、造血幹細胞(HSC)である。HSCは一般に、CD34+であり、これは、好適なリガンドが結合した表面に結合することによって、またはCD4+、CD25+、及び/もしくはCD34+のうちの1つ以上に結合する標識された分子によって、CD4+、CD25+細胞から分離され得る。
したがって、本発明は、混合物中の関心対象の細胞の数が、少なくとも5倍(例えば、約5倍~約50倍、約10倍~約50倍、約15倍~約50倍、約20倍~約50倍、約25倍~約50倍、約10倍~約40倍、約10倍~約30倍等)に増加する、細胞を精製するための組成物及び方法に関する。精製の例は、ある細胞型が、精製前には混合集団中の全細胞の5%を占め、精製前には混合集団の全細胞の25%を占める場合である。これは、5倍精製の例である。
図10A及び図10Bに見られるように、CD3/CD5単離T細胞は、直接極性化及び増殖され得る。Th17極性化プロトコルのための1つの出発材料は、CD3またはCD4富化細胞(正または負の単離)である。
上流単離は、困難かつコストがかかり、Th17生成のためのプロセスを複雑にする。CD3/CD5ビーズ(Th17極性化で使用されるのと同じ)は、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTSを使用したときと類似した効率で、CD3細胞(T細胞)を効率的に単離することを見出した(3:1のビーズ:細胞比率で90%超、及び1:1のビーズ:細胞比率で80%)(図10A)。図10Bに示すように、そのような正にCD3/CD5単離したT細胞は、直接極性化されてTh17細胞になり得る。
本発明は、T細胞の同時活性化及び精製のための組成物及び方法にも関する。そのような組成物及び方法の例には、抗CD3及び抗CD5抗体が結合した磁気ビーズを含有する混合物の形成が含まれ、該反応混合物にTh17 T細胞が含まれる。この事例において、Th17 T細胞は、抗CD3及び抗CD5抗体による活性化、及びCD3及び/またはCD5表面マーカーを含有しない他の細胞からの分離の両方が行われ得る。当然、CD3及びCD5以外のタンパク質、ならびにタンパク質の様々な組み合わせ(例えば、CD3及びCD28;CD3、CD28、及びCD137;CD3及びCD137;CD3及びCD278;等)が、T細胞の活性化及び精製の両方に使用されてもよい。
さらに、T細胞を同時に活性化及び精製するために磁気ビーズが使用される場合、ビーズに対する細胞の比率は、精製効率を高めるように調節することができることが見出された。例えば、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)(Thermo Fisher、カタログ番号40203D)を使用して、3:1のビーズ対細胞比率は、90%超純粋なT細胞集団を得るために使用することができ、1:1のビーズ対細胞比率は、約80%純粋なT細胞集団を得るために使用することができることが見出された。したがって、本発明は、ビーズに対する細胞の比率が、約20:1~約1:5(例えば、約20:1~約1:2、約20:1~約1:1、約20:1~約2:1、約20:1~約3:1、約10:1~約1:1、約10:1~約2:1、約10:1~約3:1等)である、T細胞の精製のための組成物及び方法を提供する。本発明は、ビーズに対する細胞の比率が、少なくとも80%(例えば、約80%~約99%、約83%~約99%、約85%~約99%、約88%~約99%、約90%~約99%、約93%~約99%、約95%~約99%、約80%~約95%、約85%~約95%等)純粋な活性化T細胞集団をもたらすように調節される、T細胞の精製のための組成物及び方法も提供する。
上記の方法によって得られた精製されたT細胞は、種類が混ざっているか、または特定の種類(例えば、Treg細胞)であってもよい。例えば、CD3及びCD28タンパク質は、いくつかの異なるT細胞亜型の表面上に存在する。したがって、抗CD3及び抗CD28抗体を使用して精製したT細胞は、多くの場合、混合集団である。特異的T細胞亜型を、ケモカイン、サイトカイン、または他の作用物質(例えば、ラパマイシン、アリール炭化水素受容体アゴニスト等)等の追加の作用物質を使用して、そのような混合集団から増殖させてもよい。したがって、精製された混合T細胞の集団は、活性化及び/または増殖条件の調節によって、1つ以上の亜型のT細胞を生成するのに使用されてもよい。
例えば、Th17細胞を、以下のプロセス等のプロセスによって、精製、活性化、及び増殖させてもよい。T細胞は、固体支持体に結合した抗CD3抗体または抗CD4抗体のいずれかを使用して、混合細胞集団から精製されてもよい(正の単離)。固体支持体に結合した細胞を、回収し、抗CD3抗体及び抗CD5抗体を含有する固体支持体に曝露する。これらのビーズに結合したT細胞を、結合していない細胞から分離し、次いで、Th17細胞の極性化を促進する作用物質(例えば、IL-1β、IL-6、アリール炭化水素受容体拮抗分子等)に曝露する。次いで、これらのT細胞を、Th17細胞の増殖を可能にする条件下で維持する。いくつかの場合において、他のT細胞を、使用した条件下で増殖させてもよい。条件は、通常、Th17細胞が他のT細胞亜型よりも早く増殖するように調節される。
様々なT細胞亜集団への増殖(expansion)及び/または増殖(proliferation)
対象から単離されたT細胞の混合集団は、一次作用物質を用いた一次活性化シグナルへのこれらのT細胞の曝露を様々に変えることによって、様々なT細胞亜集団へと増殖することができる。一次活性化シグナルは、抗CD3であり、抗CD3(例えば、抗CD3抗体またはCD3に対して結合特異性を有する他の作用物質)である一次作用物質を用いて達成することができる。一次活性化シグナルは、CD28、CTLA-4、CD137、CD27、CD5、CD6、CD134、CD2、LFA-1、CD40、SLAM、GITR、及び/またはICOSに向けられ得る第2の作用物質及び/または第3の作用物質と組み合わせて使用することができる。
本発明の細胞は、上記及び本明細書で記載される作用物質を含む培養液中でインキュベートすることによって増殖させることができる。本発明の組成物は、ある表面に結合した、既定の比率の特異的T細胞増殖作用物質を含む。本発明のT細胞増殖作用物質は、1つ以上の共刺激シグナルと一緒に存在してもよい。T細胞増殖作用物質に対する共刺激シグナルの比率は、1:1000、約1:500、約1:100、約1:50、約1:40、約1:30、約1:20、約1:10、約1:5、約1:4、約1:3、または約1:2であってもよい。いくつかの実施形態において、2つ以上の共刺激シグナルは、例えば、1:1000:1000、約1:500:500、約1:100:100、約1:50:50、約1:40:40、約1:30:30、約1:20:20、約1:10:10、約1:5:5、約1:4:4、約1:3:3、または約1:2:2の比率で存在してもよい。いくつかの実施形態において、追加の共刺激シグナルが存在してもよい。いくつかの実施形態において、個々の共刺激シグナルに対する一次シグナルの比率は、同じでなくてもよい(例えば、一次シグナルに対する共刺激シグナルの比率は、1:4:3である)。さらに、シグナルに対する細胞の比率は、選択的増殖で適用されるシグナルの総量によって制御することができる。例えば、ビーズ結合刺激シグナルにおいて、ビーズ:細胞比率は、変えられてもよい。
一実施形態において、単離されたT細胞を、表面作用剤を含むビーズによって増殖させる。単離されたT細胞は、1つの細胞当たり約1つのビーズの比率で、ビーズまたは本発明の他の組成物と一緒に生体外でインキュベートすることによって活性化及び増殖させることができる。他の実施形態において、ビーズを、約100個の細胞/ビーズの比率、約10個の細胞/ビーズの比率、約5個の細胞/ビーズの比率、約2個の細胞/ビーズの比率、約2個のビーズ/細胞の比率、約5個のビーズ/細胞の比率、約10個のビーズ/細胞の比率、または約100個のビーズ/細胞の比率で培養液中で使用して、T細胞を活性化及び増殖させ得る。
ビーズ:細胞の比率、総濃度、及び/または共刺激シグナルの相対比率を各々、最大の増殖倍率、増殖される細胞集団内での所望の細胞型の割合、または所望の細胞型の相対数を達成するように調節することができる。得られる細胞集団は、全細胞集団と比較して、約10%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、または約100%の所望の細胞型を含み得る。所望の細胞型の相対数は、所望の細胞の割合を全細胞集団の増殖倍率で乗じたものと定義される。所望の細胞型の相対数は、約50、約75、約100、約125、約150、約175、約200、約225、約250、約275、約300、約350、約400、または約500を含み得る。
Tregに関しては、刺激法は、他の細胞、例えば、CD4+、CD25+細胞等の他のT細胞の存在下で行われてもよく、CD4+、CD25+細胞は、これら自体が本発明の方法の間により著しく増殖することができる。したがって、上述のプロトコルにおいて、T細胞の単離ステップは、CD4+細胞のかなりの部分(すなわち、少なくとも約20、約30、約40、約50、約60、約70、約80または約90%)または全ての単離を含み得、すなわち試料からのCD25+の両方を含む。したがって、本発明の一実施形態において、単離ステップには、CD4+細胞の単離が含まれる。さらに、他の細胞も、Treg、Th17またはメモリーT細胞が単離ステップの前または後に、刺激法で使用される細胞の一部のみを形成するように、存在してもよい。したがって、刺激ステップにおいて、CD4+、CD25+は、刺激に供される細胞の一部として存在してもよく、すなわち、刺激に供される全細胞を少なくとも約50、約60、約70、約80または約90%含む調製物等の、富化調製物が使用されてもよい。
いくつかの場合において、少なくとも一部のCD4-、CD25-細胞は、存在せず、例えば、出発材料中に現れたこれらの細胞の少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、または約90%が、存在しない。あるいは、刺激/増殖のための出発細胞は、少なくとも約80%、約90%、約95%、または約98%のCD4+、CD25+細胞等の、実質的に全てのCD4+、CD25+細胞であってもよい。
Treg細胞を選択的に増殖させるためのT細胞の刺激には、抗CD3及び抗CD28作用物質による刺激が含まれ得る。先の抗CD3/CD28共刺激性アプローチとは対照的に、いくつかの態様において、本発明は、抗CD3作用物質が抗CD28作用物質よりも少ない量で存在するように、低い抗CD3対抗CD28比率を利用する。抗CD3対抗CD28比率は、約1:1000、約1:500、約1:100、約1:50、約1:40、約1:30、約1:20、約1:10、約1:5、約1:4、約1:3、または約1:2であり得る。いくつかの場合において、Treg細胞の選択的増殖には、(1)抗CD3及び(2)抗CD5及び/または抗ICOS作用物質による刺激が含まれ得る。
Th17細胞を選択的に増殖させるためのT細胞の刺激(stimulation)には、CD3、CD28、CD5、及び/またはICOS受容体を用いて刺激(innervate)する刺激作用物質が含まれ得る。いくつかの実施形態において、Th17細胞は、抗CD3及び抗ICOS抗体を使用することによって産生され得る。本発明のいくつかの実施形態において、CD3受容体刺激のレベルは、ICOS刺激のレベルと比較して、より低い濃度であり得る。例として抗体を使用して、抗CD3に対する抗ICOSの比率は、約1:1000、約1:500、約1:100、約1:50、約1:40、約1:30、約1:20、約1:10、約1:5、約1:4、約1:3、または約1:2であり得る。
Tメモリー細胞を選択的に増殖させるためのT細胞の刺激には、抗CD3、及び抗CD27、もしくは抗CD28、または抗CD137による刺激が含まれ得る。多くの場合において、抗CD3作用物質は、抗CD28、抗CD27、及び/または抗CD137作用物質と比較して、より低い濃度で存在し得る。抗CD3対抗CD28及び抗CD27対抗CD137の比率は、約1:1000:1000、約1:500:500、約1:100:100、約1:50:50、約1:40:40、約1:30:30、約1:20:20、約1:10:10、約1:5:5、約1:4:4、約1:3:3、または約1:2:2であり得る。
単離に続いて、T細胞を、1~5日の期間、1~4日の期間、2~3日の期間、約2日の期間、または約3日の期間、培養液中で本発明の組成物と一緒に、攪乱せずにインキュベートすることにより活性化させてもよい。攪乱せずに活性化させた後、単離されたT細胞を、必要に応じて新しい培養液及びサイトカインを添加することによって、増殖させる。増殖は、7~20日の期間、8~15日の期間、10~14日の期間、約10日の期間、約11日の期間、約12日の期間、約13日、または約14日の期間起こり得る。T細胞増殖のためのサイトカインは、上に記載され、実施例を参照して下記に論じられる。
T細胞の増殖は、T細胞亜集団細胞の指定のT細胞数を産生することができるようなものであり得る。例えば、約10個の細胞、約10個の細胞、約10個の細胞、または約1010個の細胞(例えば、約10~約1010個の細胞、約10~約1010個の細胞、約10~約1010個の細胞、約10~約1010個の細胞、約10~約10個の細胞、約10~約10個の細胞等)を含むT細胞亜集団が、本発明の方法及び組成物を使用してT細胞を増殖させることにより、産生され得る。
本発明の方法を使用して、T細胞亜集団における活性化/増殖が、約2時間、約4時間、約6時間、約8時間、約10時間、約12時間、約18時間、約24時間、約36時間、約48時間、約3日、約4日、約5日、約6日、約7日、約8日、約9日、約10日、約11日、約12日、約13日、約14日、約20日、約30日後等(例えば、約2時間~約30日、約8時間~約30日、約20時間~約30日、約1日~約30日、約3日~約30日、約5日~約30日、約7日~約30日後等)に達成され得る。
いくつかの場合において、1つ以上の刺激シグナル(例えば、抗CD3抗体、抗CD28抗体、インターロイキン2等)を含有する固相(例えば、ビーズ)は、増殖後にT細胞集団から除去されない。他の場合において、T細胞集団が上述の必要なレベルにまで増殖されたら、次いで、この増殖された集団は、適切な手法で固相から分離されてもよい。例えば、1つ以上の刺激シグナルのうちの1つが固相に結合し、この固相が組織培養ウェル、プレート、またはビンである場合、T細胞集団は、T細胞を含有する培養培地を除去することによって得られてもよい。固相が例えば磁気ビーズを備える場合、磁場を使用してビーズを容器の側部に引き付け、次いで、T細胞を含有する培養培地を注ぎ出してもよい。他の粒子固体支持体(例えば、非磁気ビーズ)を、遠心分離するか、または濾過して細胞から離してもよい。大部分のT細胞が典型的に、培養培地中に位置するが、一部のT細胞は、増殖後に固相に結合していると考えられる。所望される場合、そのようなT細胞を、ピペットまたは他の好適な手段を使用して、例えば再懸濁により引き離してもよい。そのような再懸濁は、通常、収率を向上させるために、T細胞を固相から分離する前に行われる。固相から分離されたら、次いで、T細胞集団は、任意の望ましい手法でさらに処理及び/または操作されてもよいか、または、例えば、以下に記載されるインビトロ実験及び研究、非治療用途、治療用途等の好適な用途のために、直接使用されてもよい。
可溶性活性化物質が用いられる場合、活性化物質は、必要に応じて、適切なリガンド、例えば、CD3またはCD28を用いて競合により除去されてもよいが、多くの場合において、T細胞が培養培地から回収され、さらに精製せずに本明細書に記載される用途のために使用される。好都合なことに、大規模な用途に関しては、適切な単離及び調製プラットフォームを使用して、刺激及び/もしくは増殖プロトコルのためのT細胞集団の選択を行ってもよく、かつ/または生成されたT細胞集団の単離を行ってもよい。この点において、例えば、増殖前に細胞単離のため、及び増殖後にDYNABEAD(登録商標)除去のために行われる任意の磁気細胞分離ステップのために閉鎖無菌使い捨て袋が使用されてもよい、DYNALのDYNAMAG(商標)CTSプラットフォームが特に言及され得る。
必要ならば、本発明の方法に従って増殖/活性化されるT細胞集団は、最初の刺激と同じ手法で、該細胞をさらなる活性化物質に接触させることによって再刺激されてもよい。一般に、再刺激は、T細胞が、例えば、10~16日を超える長期間培養される場合にのみ必要または望ましい。
Treg細胞は、一次活性化のために使用した同じビーズと一緒にインキュベートすることにより、増殖に続いて再刺激されてもよい。Treg細胞は、一次活性化後、約16日目、14日目、約11日目、約10日目、約9日目、約8日目、約7日目、約6日目、または約12時間後に再刺激されてもよい。
本発明の方法に従うT細胞亜集団における増殖は、比較的小さい数の増加をもたらし得るが、多くの場合、結果は、少なくとも約2倍、好ましくは少なくとも約5倍、約20倍、または約50倍、より好ましくは少なくとも約100倍、約500倍、約1,000倍、約2,000倍、約5,000倍、約10,000倍、約20,000倍、約30,000倍、約40,000倍、約50,000倍、約75,000倍、約100,000倍以上の細胞数の増加等の大幅な増加である。そのような数の増加は、細胞増殖プロトコルにおける任意の適切な時点で測定されてもよい。
本発明は、T細胞亜集団の1つ以上の実質的に純粋な集団(複数可)を生成するための方法を提供する。本発明の目的のため、実質的に純粋なT細胞亜集団の集団は、約10%以下の望ましくない細胞(例えば、所望の亜集団細胞型ではない)を含有する。例えば、例示の目的のため、Treg細胞が所望のT細胞亜集団である場合、実質的に純粋なTreg亜集団は、約10%以下のTreg細胞ではない細胞を含有する。当然、これは、他のT細胞亜集団にも当てはまる。いくつかの実施形態において、実質的に純粋は、約25%以下、約20%以下、約15%以下、約14%以下、約13%以下、約12%以下、約11%以下、約10%以下、約9%以下、約8%以下、約7%以下、約6%以下、約5%以下、約4%以下、約3%以下、約2%以下、及び/または約1%以下の所望の亜集団(複数可)のメンバーではないT細胞を含み得る。
標準Th17生成プロトコル(極性化サイトカインを含むX-VIVO(商標)15培地)において、刺激固体支持体(例えば、DYNABEADS(登録商標))は、典型的に培養期間中、培養液中に保持される。特に、少量の細胞が含有され、ウイルス導入(遺伝子組み換え)のために調製される場合、培養期間の最後の前に固体支持体(例えば、ビーズ)が取り除かれ得る場合に、プロセスの単純化が起こる(例えば、活性化後48時間または72時間)。改善された一方向プロセスは、培養の終わり間近または終わりに、大規模固体支持体(例えば、磁気ビーズ)を除去する必要がないことである。
図9A及び9Bに示すように、活性化支持体を早期に除去することで、Th17表現型に向けたTh0細胞の極性化の改善がもたらされることも見出された。早期ビーズ除去を用いた実験も、ビーズの除去に影響されずに、最大200倍の増殖を示した。
早期ビーズ除去のTh17極性化への影響は、CD5共刺激細胞においてよりもICOS共刺激細胞において大きく、CD28共刺激後ではほぼ無視できるほどであったことが認められた(図9A及び図9B)。
いくつかの場合において、T細胞を活性化するために使用した固体支持体(例えば、磁気ビーズ等のビーズ)を、T細胞混合物から除去することが望ましい場合がある。さらに、いくつかの場合において、かなり短い期間の後(例えば、5日以内)にそのような固体支持体を除去することが望ましい場合がある。したがって、本発明には、T細胞が、1つ以上の細胞表面マーカーを刺激する作用物質に、5日未満(例えば、約1日~約5日、約2日~約5日、約3日~約5日、約1日~約4日、約2日~約3日等)曝露される、T細胞活性化のための組成物及び方法が含まれる。
特定の実施形態において、T細胞の混合集団の複数の試料は、T細胞増殖を可能にする条件下で、(1)抗CD3抗体及び抗CD5抗体を含有する固体表面(例えば、磁気ビーズ)、(2)IL-1β、及び(3)IL-6、(4)IL-23、及び(5)TGF-β(ならびに、任意で、アリール炭化水素受容体アゴニスト)に曝露される。一試料に関しては、固体表面を除去しない。第2の試料に関しては、固体表面を、1日後に除去する。第3の試料に関しては、固体表面を2日後に除去する。第4の試料に関しては、固体表面を3日後に除去する。活性化T細胞の増殖は、実施例10に本質的に記載されるように行ってもよい。増殖プロセス(約14日)の終わりに、増殖された細胞のTh17表現型、Th17細胞の数、及びTh17細胞に対する他の細胞型の比率を決定する。
III.本発明の組成物
本発明の組成物は、特異的T細胞亜集団の増殖を刺激することができる量、比率、または組み合わせの固定化された作用物質を有する表面を備える。代替実施形態において、該作用物質は、溶液中に存在してもよい。
本発明で企図される作用物質としては、タンパク質リガンド、及び合成リガンドが挙げられる。細胞表面部分に結合することができ、ある特定の条件下で、シグナル伝達につながるライゲーション及び集合をもたらすことができる作用物質としては、レクチン(例えば、植物性血球凝集素(PHA)、レンチルレクチン、コンカナバリンA)、抗体、抗体断片、ペプチド、ポリペプチド、グリコペプチド、受容体、B細胞受容体及びT細胞受容体リガンド、MHC-ペプチド二量体または四量体、細胞外マトリックス構成成分、ステロイド、ホルモン(例えば、成長ホルモン、副腎皮質ステロイド、プロスタグランジン、テトラ-ヨード甲状腺ホルモン(tetra-iodo thyrohormone)、副腎皮質ステロイド、プロスタグランジン、テトラ-ヨードサイロミン(tetra-iodo thyromine))、(リポ多糖類等の)細菌部分、マイトジェン、超抗原及びこれらの誘導体、成長因子、サイトカイン、(L-セレクチン、LFA-3、CD54、LFA-1等の)接着分子、ケモカイン、ならびに小分子が挙げられるが、これらに限定されない。作用物質は、細胞、血液製剤、及び組織等の天然供給源から単離されてもよいか、化学合成によって、または当該技術分野において既知の他の方法によって、組み換えで調製された、インビトロで増殖された細胞から単離されてもよい。
一実施形態において、本発明の作用物質としては、抗体が挙げられる。本発明の抗体としては、抗CD3(Thermo Fisher Scientific,Norway);抗CD137(University of Navarra,Pamplona,Spainによって供給されている6B4、またはAffymetrix/BioScience,CA,USA製の4B4-1);抗CD28(XR-CD28:Thermo Fisher Scientific,Norway);抗ICOS(ISA-3)(Affymetrix/BioScience,CA,USA)、抗CD2、抗CD5、抗CD6、抗CD134、抗CD40L、抗CTLA-4、抗GITR、抗LFA-1、抗SLAM、抗CD27、抗HVEM、抗LIGHT、抗DR3、抗TIM1、抗CD226が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の抗体は、American Type Culture Collection(ATCC)等の公的供給源から得ることができ、T細胞アクセサリー分子及び細胞表面タンパク質に対する抗体は、標準の技法によって産生することができる。本発明の方法で使用するための抗体を生成するための方法は、当該技術分野で既知である。抗体は、特定の所望の特性を有するように設計された、遺伝子操作された免疫グロブリン(Ig)またはIg断片としても産生されてもよい。非限定的例として、抗体には、第1の哺乳類種からの少なくとも1つの可変(V)領域ドメイン及び第2の別個の哺乳類種からの少なくとも1つの定常領域ドメインを有するキメラ融合タンパク質である組み換えIgGが含まれ得る。最も一般的には、キメラ抗体は、マウス可変領域配列及びヒト定常領域配列を有する。そのようなマウス/ヒトキメラ免疫グロブリンは、相補性決定領域(CDR)をグラフトすることによって「ヒト化」されていてもよく、該相補性決定領域は、ヒト由来のV領域フレームワーク領域及びヒト由来の定常領域における、マウス抗体由来の抗原に対する結合特異性を与える。異なる特異性のCDRを含有する抗体は、また、多特異性(二重または三重特異性等)抗体を生成するように組み合わされてもよい。これらの分子の断片は、タンパク質消化によって、もしくは任意で、タンパク質消化、その後ジスルフィド結合の穏やかな還元及びアルキル化によって、または組み換え遺伝子操作技法によって生成されてもよい。
本発明の作用物質としては、細胞表面受容体CD3、CD137、CD28、CTLA-4、GITR、ICOS(ISA-3)、CD2、CD5、CD6、CD134、抗CD40L、LFA-1、LFA-2、LFA-3に特異的に結合する任意の分子がさらに上げられ得る。本発明の作用物質は、ペプチド、小有機分子、ペプチド模倣物、可溶性T細胞受容体、または抗体等を含んでもよい。本発明の作用物質は、天然に存在する細胞表面受容体リガンドであってもよい。本発明の好適な作用物質は、競合及び非競合アッセイを含む、当該技術分野で既知の、親和性及び結合の特異性を判定するためのアッセイによって同定されてもよい。関心対象のアッセイとしては、ELISA、RIA、フローサイトメトリー等が挙げられる。
本発明で企図される作用物質としては、タンパク質リガンド、天然リガンド、及び合成リガンドがさらに挙げられ得る。細胞表面部分に結合することができ、ある特定の条件下で、シグナル伝達につながるライゲーション及び集合をもたらすことができる作用物質としては、レクチン(例えば、PHA、レンチルレクチン、コンカナバリンA)、抗体、抗体断片、ペプチド、ポリペプチド、グリコペプチド、受容体、B細胞受容体及びT細胞受容体リガンド、細胞外マトリックス構成成分、ステロイド、ホルモン(例えば、成長ホルモン、副腎皮質ステロイド、プロスタグランジン、テトラ-ヨードサイロニン)、(リポ多糖類等の)細菌部分、マイトジェン、抗原、超抗原及びこれらの誘導体、成長因子、サイトカイン、ウイルスタンパク質(例えば、HIV gp-120)、(L-セレクチン、LFA-3、CD54、LFA-1等の)接着分子、ケモカイン、ならびに小分子が挙げられるが、これらに限定されない。作用物質は、細胞、血液製剤、及び組織等の天然供給源から単離されてもよいか、もしくは組み換えで調製された、インビトロで増殖された細胞から単離されてもよいか、または当業者に既知の他の方法によって単離されてもよい。
本発明の一態様において、T細胞の刺激が所望される場合、有用な作用物質としては、CD3/TCR複合体、CD2、及び/またはCD28に結合することができ、活性化または増殖をそれぞれ開始することができるリガンドが挙げられる。その結果、リガンドという用語には、CD28に対するB7分子等の細胞表面タンパク質に対する「天然」リガンドと、細胞表面タンパク質に向けられる抗体等の合成リガンドとであるタンパク質が含まれる。そのような抗体及びそれらの断片は、ハイブリドーマ法及び組み換えDNA及びタンパク質発現技法等の従来の技法に従って産生され得る。有用な抗体及び断片は、ヒトを含む任意の種由来でもよいか、または2種以上の種からの配列を用いるキメラタンパク質として形成されてもよい。
代替実施形態において、共刺激シグナルには、ラパマイシンも含まれる。ラパマイシンは、細胞を活性化物質に接触させる前、接触させると同時に、及び/または接触させた後に、細胞と接触させてもよい。ラパマイシンは、本発明に従う方法で、増殖(proliferation)/増殖(expansion)ステップの間中、ずっと存在してもよい。ラパマイシンは、1つ以上のステップで添加されてもよい。したがって例えば、本明細書の実施例に記載されるように、単離されたCD4+細胞は、活性化物質及びラパマイシンで同時に刺激されてもよい。そのような方法において、その後の成長及び継代は、ラパマイシンの存在下であるが、活性化物質の非存在下で行われてもよい。
ラパマイシンは、約0.5μM~約2μM、または約1μM等の、約0.01μM~約10μMの濃度で使用されてもよい。ラパマイシンは、Sigma,Calbio Chem,LC Labs等から入手可能なシロリムス、ラパミューン、AY-22989、RAPA及びNSC-226080とも称される、914.2の分子量を有するタンパク質キナーゼ阻害剤である。ラパマイシンは、A.G.Scientific,Inc.(San Diego,Calif.,USA)等の様々な商業的供給源から入手可能である。
他のサイトカイン及び/または成長因子が、必要に応じて培養液に添加されてもよい。そのようなサイトカイン及び/または成長因子は、適切な濃度及び時点で添加される。例えば、IL-2及び/またはIL-4は、T細胞の増殖を促進するために添加されてもよい。他のサイトカインは、必要であれば、特定の分化パターンを誘導するように添加されてもよい(例えば、TGF-β及びIL-10)。例えば、IL-4は、Th2亜集団になるようにT細胞集団の分化を引き起こし、IFN-γ及びIL-12は、Th1亜集団になるように分化を引き起こすことが示されている(Sunder-Plassmannet al.,Blood87:5179-5184(1996))。したがって本発明のいくつかの実施形態において、サイトカイン、例えば、IL-2は、1つ以上のステップで、10~4,000U/ml(例えば、約10U/ml~約3,000U/ml、約10U/ml~約2,000U/ml、約10U/ml~約1,500U/ml、約15U/ml~約4,000U/ml、約15U/ml~約3,000U/ml、約15U/ml~約1,500U/ml、約20U/ml~約2,000U/ml等)の外因的に添加された最終濃度で添加されてもよい。一部の特定の場合において、刺激中は20U/mlで、最初の培養期間の間は1,000U/mlで定期的に、かつ収集前の期間には、20U/mlでIL-2を添加してもよい。
IL-4は、例えば、例えば、約1,000~5,000U/mlまたは約100~10,000U/ml(例えば、約1,000U/ml~約5,000U/ml、約5,000U/ml~約5,000U/ml、約250U/ml~約5,000U/ml、約100U/ml~約5,000U/ml、約800U/ml~約2,500U/ml等)の最終濃度で、外因的に添加されてもよい。いくつかの場合において、約1,000U/mlで、刺激及び収集までの培養の間に添加されてもよい。適切なサイトカイン及び成長因子、ならびにT細胞へのこれらの影響は、当該技術分野で周知であり、説明されている。T細胞の成長のための適切な条件下でT細胞集団を活性化物質及び任意でラパマイシンと接触させたら、必要なT細胞の最終的な数及び細胞増殖の速度に従って選択された期間、成長させてもよい。細胞の継代は、この期間中に行われてもよい。そのような期間は、通常、約3~約10日であるが、約14~約20日もの長さまたはさらにはより長くてもよいが、但し、T細胞の生存能及び継続した増殖が維持されることを条件とする。
本発明の組成物は、上述の作用物質を固定化する表面を含んでもよい。本発明の表面は、リガンドが結合または組み込まれ得、生体適合性、つまり、刺激される標的細胞にとって実質的に無毒である、任意の表面であってもよい。生体適合性表面は、生分解性または非生物分解性であってもよい。表面は、天然または合成であってもよい。合成表面は、ポリマーであってもよい。表面は、コラーゲン、精製タンパク質、精製ペプチド、多糖類、グリコサミノグリカン、細胞外マトリックス組成物、リポソーム、または細胞表面を含み得る。多糖類には、例として、セルロース、アガロース、デキストラン、キトサン、ヒアルロン酸、またはアルギン酸が含まれ得る。他のポリマーには、ポリエステル、ポリエーテル、ポリ酸無水物、ポリアクリルシアノアクリレート(polyalkylcyanoacryllate)、ポリアクリルアミド、ポリオルトエステル、ポリホスファゼン、ポリ酢酸ビニル、ブロックコポリマー、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはポリウレタンが含まれ得る。該ポリマーは、乳酸またはコポリマーであってもよい。コポリマーは、乳酸及びグルコール酸(PLGA)を含んでもよい。非生物分解性表面には、ポリ(ジメチルシロキサン)及びポリ(エチレン-ビニルアセテート)等のポリマーが含まれ得る。生体適合性表面としては、例として、ガラス(例えば、バイオガラス)、コラーゲン、キチン、金属、ヒドロキシアパタイト、アルミン酸、バイオセラミック材料、ヒアルロン酸ポリマー、アルギン酸、アクリル酸エステルポリマー、乳酸ポリマー、グリコール酸ポリマー、乳酸/グリコール酸ポリマー、精製タンパク質、精製ペプチド、または細胞外マトリックス組成物が挙げられる。他のポリマーは、ガラス、シリカ、ケイ素、ヒドロキシアパタイト、ハイドロゲル、コラーゲン、アクロレイン、ポリアクリルアミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、または任意の数の合成有機ポリマーのプラスチック等を含み得る表面を含む。該表面は、リポソーム等の生物学的構造体または赤血球(RBCs)等の細胞表面を含んでいてもよい。該表面は、脂質、プレート、バッグ、ペレット、繊維、メッシュ、または粒子の形態であってもよい。粒子には、コロイド粒子、微粒子、非粒子、ビーズ等が含まれ得る。様々な実施形態において、市販されているビーズ、または他の粒子等の表面が、有用である(例えば、Miltenyi Particles、Miltenyi Biotec,Germany;Sepharoseビーズ、Pharmacia Fine Chemicals,Sweden;DYNABEADS(登録商標)、Dynal Inc.,New York;PURABEADS(登録商標)、Prometric Biosciences)。
抗体等のタンパク質は、任意の数の手法で固体支持体(例えば、ビーズ)に結合させてもよい。タンパク質を支持体に結合させる1つの手法は、ビオチン及びアビジンまたはストレプトアビジンによってである。開発されている一システムは、Strep-tag(登録商標)(IBA GMBH,Gottingen,Germany)と称される。このシステムは、ストレプトアビジンに結合する8つのアミノ酸配列タグ(Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys(配列番号1))の使用を可能にする。さらに、そのようなシステムは、ビオチンとの競合結合により結合した細胞及びタンパク質の解放を可能にする。したがって、本発明には、ストレプトアビジン相互反応、及びそのような固体支持体に結合した細胞の精製によって、タンパク質(例えば、抗体)を固体支持体に結合させるための組成物及び方法が含まれる。細胞精製方法には、以下が含まれる。固体支持体と抗体との相互反応が、アビジンまたはストレプトアビジンによって形成され、ここで該抗体は、細胞表面マーカー(例えば、CD4)に結合する。該固体支持体は、結合していない細胞から分離され、次いで、結合している細胞が解放される。解放は、抗体のタンパク質切断のような方法、または付加されたビオチンとの競合により、生じ得る。そのような支持体は、細胞精製、T細胞活性化のために使用することができる。
類似の製品が、Miltenyi Biotec(Bergisch Gladbach,Germany、カタログ番号130-090-485)から入手可能である。この製品は、ビオチン化抗体に結合するのに使用され得る抗ビオチンが結合したビーズを含む。そのようなビーズは、細胞精製及びT細胞活性化のためにも使用することができる。
ビーズが使用される場合、ビーズは、標的細胞刺激をもたらす任意のサイズのものであってもよい。いくつかの実施形態において、約5nm~約500μmのサイズのビーズが使用される。ビーズサイズの選択は、多くの場合、そのビーズが働く特定の用途に左右される。例えば、常磁性ビーズを使用する場合、該ビーズは典型的に、1μm未満から、約2.8μm~約500μm、及び一般的に約2.8μm~約50μmの範囲のサイズである。最後に、約10-5nmもの小ささの超常磁性非粒子の使用を選択することができる。例示的なビーズとして、DYNABEADS(登録商標)M-450は、4.5μmである。したがって、本発明の実施で使用されるビーズは、一般的に約0.00001nm~約500μm(例えば、約0.01nm~約500μm、約1nm~約500μm、約5nm~約500μm、約0.00001nm~約50μm、約0.1nm~約50μm、約10nm~約50μm、約50nm~約50μm、約50nm~約25μm、約50nm~約1μm、約10μm~約500μm、約1μm~約10μm等の直径を有する。
いくつかの実施形態において、DYNABEADS(登録商標)が使用され得る。DYNABEADS(登録商標)は、T細胞の活性化及び分化へのこれらの影響の系統的検査のために変えられるリガンド組成物及び化学量等のパラメータを可能にする利点がある。DYNOSPHERES(登録商標)(Thermo Fisher Scientific、Lillestrom,Norway)は、特異的T細胞亜集団の増殖のために、異なる化学量で作用物質と結合させることができる。DYNOSPHERES(登録商標)は、エポキシ基でコーティングされた裸のビーズに結合することにより、結合基なしでビーズに抗体または本発明の他の作用物質が結合することを可能にする。
作用物質は、当該技術分野で既知及び利用可能な様々な方法によって、表面に結合する(conjugated)か、結合する(attached)か、組み込まれる(incorporated into)か、結合する(coupled to)か、または組み込まれ(integrated into)てもよい。該作用物質は、天然リガンド、タンパク質リガンド、または合成リガンドであってもよい。結合は、共有結合もしくは非共有結合、静電結合、または疎水結合であってもよく、例として、リガンドが細胞を刺激することができる、化学的、機械的、酵素的、静電的、または他の手段を含む様々な結合手段によって達成することができる。作用物質の結合は、直接的または間接的(例えば、繋留)であり得る。例えば、抗体は、表面に直接的に結合(すなわち、直接結合)してもよいか、または間接的結合(例えば、アビジンまたはストレプトアビジン/ビオチン)を介してもよい。
細胞表面に関して、該結合は、関心対象の作用物質のコーディング領域を含む発現ベクターのトランスフェクションまたはトランスダクション等の、当該技術分野で既知の任意の数の技法を使用する、作用物質の遺伝子発現を介してであってもよい。該リガンドに対する抗体は、抗イディオタイプ抗体を介して表面に結合してもよい。別の例には、抗体を任意の適切な表面に結合させる方法として、DYNABEADS(登録商標)を含む任意の適切な表面に結合したタンパク質Aもしくはタンパク質G、または他の非特異的抗体結合分子の使用が含まれる。あるいは、リガンドは、市販の架橋試薬(例えば、Pierce,Rockford,Illから入手可能なもの)を使用した表面への架橋等の化学的手段、または他の手段によって、表面に結合させてもよい。ある特定の実施形態において、リガンドは、表面に共有結合してもよい。さらに、一実施形態において、市販のトシル活性化DYNABEADS(登録商標)またはエポキシ表面反応基を有するDYNABEADS(登録商標)は、製造業者の説明書に従って、関心対象のリガンドと一緒にインキュベートされる。手短に言えば、そのような条件は、典型的に、約4°~37℃の範囲の温度の約pH4~pH9.5のリン酸またはホウ酸塩緩衝液中でのインキュベーションを伴う。
活性化物質は、一般的に、ビーズと接触させる前に、適切な比率で一緒に混合される。「適切な反応条件」は、使用される特定の活性化物質に従って変わり得るが、例示的な条件は、例えば、約pH7.4のリン酸緩衝液(例えば0.5Mのリン酸)及び約4×10個のビーズ/mlの粒子濃度中でのビーズ及び活性化物質、例えば、抗体の、インキュベーションを含み得る。ヒト血清アルブミン(例えば、組み換えHSA)またはウシ血清アルブミン等の他の血清アルブミンが、活性化物質を安定化し、ビーズの表面上のあらゆる残っている疎水性パッチを遮断するために、任意で(例えば、約0.05%w/vの濃度で)存在してもよい。
適切な反応混合物を準備したら、必要な比率での表面への活性化物質の吸収を促進するのに適切な時間及び適切な条件下で、反応を進行させる。繰り返しになるが、特定の条件は、反応混合物の構成成分に応じて変わり得るが、例示的な条件には、緩徐な傾け及び回転を伴う、約37℃で約6~約24時間のインキュベーションが挙げられる。
どのような条件が選択されようとも、固定化反応が完了したら、適切な比率で活性化物質が表面に固定化されたビーズは、反応容器の側部に磁石を置き、上清を捨てることによって、残りの水性培地から取り出すことができる。ビーズは、一般に、洗浄されて、あらゆる余分な非結合抗体を除去し、次いで、使用準備が整う。そのようなビーズは、調製されたら、すぐに使用されてもよいか、または後で使用するために保管されてもよい。
いくつかの実施形態においてDYNABEADS(登録商標)M-450を、表面に作用する作用物質との結合のために、利用してもよい。製造業者によると、DYNABEADS(登録商標)M-450は、4.5マイクロメートルのエポキシビーズである。これらは、非多孔性の単分散超常磁性ビーズである。高い溶液移動度は、DYNABEADS(登録商標)が、抗体結合しやすくするために、常に溶液と相互作用することを可能にする。該ビーズは、表面トシル基を有するものがさらに入手可能である。
作用物質は、同じビーズ上、すなわち「cis」、または別個のビーズ上、すなわち「trans」のいずれかで、ビーズ上に固定化され得る。
代替実施形態において、本発明の活性化剤は、溶液であり得る。
特定のT細胞の亜集団の活性化及び増殖は、特定の表面作用物質及び表面作用物質の特定の比率によって、標的にされ得る。いくつかの実施形態において、T細胞(例えば、Treg細胞)の増殖のための本発明の組成物は、抗CD3作用物質及び抗CD28作用物質を含む。本発明のT細胞(例えば、Treg細胞)増殖組成物は、表面に結合した、低い、中程度の、または高い相対レベルのCD3を含み得る。例として、低い抗CD3作用物質は、約0.01~約0.04、約0.05~約0.4、約0.06~約0.4、約0.07~約0.4、約0.08~約0.4、約0.09~約0.4、約0.1~約0.4、約0.2~約0.4、約0.3、または約0.34単位の濃度で表面上に存在し得、中程度の抗CD3作用物質は、約0.5~約1.5、約0.6~約0.8、または約0.75単位の濃度で、本発明の表面上に存在し得、高い抗CD3作用物質は、約2~約4、約3~約4、約3.4、または約3.41単位の濃度で、本発明の表面上に存在する。いくつかの実施形態において、低い相対レベルの抗CD3抗体を抗CD28共刺激と併せて含む、T細胞(例えば、Treg細胞)の増殖のためのビーズが、使用される。
いくつかの実施形態において、T細胞(例えば、メモリーT細胞)の活性化及び増殖のための本発明の組成物は、抗CD3作用物質、抗CD137作用物質、及び抗CD28作用物質を含む。本発明のT細胞(例えば、メモリーT細胞)増殖組成物は、表面に結合した、低い、中程度~低、中程度~高、または高い相対レベルCD3を含んでいてもよい。例として、低い抗CD3作用物質は、約0.005~約0.02、約0.008~約0.015、または約0.01単位の濃度で、本発明の表面上に存在してもよく、中程度で低めの抗CD3抗体は、約0.02~約0.08、約0.03~約0.07、または約0.05単位の濃度で、本発明の表面上に存在してもよく、中程度で高めの抗CD3作用物質は、約0.09~約0.16、約0.1~約0.15、約0.14、または約0.142単位の濃度で、本発明の表面上に存在してもよく、高い抗CD3作用物質は、約1~約2、約1.3~約1.7、約1.4~約1.6、または約1.5単位の濃度で、本発明の表面上に存在してもよい。T細胞(例えば、メモリーT細胞)の増殖のためのいくつかの実施形態において、抗CD28及び抗CD137共刺激と併せた低相対レベルの抗CD3抗体を含むビーズが、使用される。
いくつかの実施形態において、T細胞(例えば、Th17細胞)の活性化及び増殖のための本発明の組成物は、抗CD3抗体、及び抗ICOS抗体、抗CD5抗体、または抗CD28抗体を含む。本発明の本発明のT細胞(例えば、Th17細胞)増殖組成物は、表面に結合した、低い、中程度の、または高い相対レベルのCD3を含み得る。例として、低い抗CD3作用物質は、約0.02~約0.1、約0.03~約0.08、約0.04~約0.07、約0.05~約0.07、または約0.06単位の濃度で本発明の表面上に存在してもよく、中程度の抗CD3作用物質は、約0.1~約0.5、約0.2~約0.5、または約0.3単位の濃度で本発明の表面上に存在してもよく、高抗CD3作用物質は、約1~2、約1.3~約1.7、または約1.5単位の濃度で本発明の表面上に存在してもよい。T細胞(例えば、Th17細胞)の増殖のためのいくつかの実施形態において、抗CD5、抗CD28、及び/または抗ICOS共刺激と併せた低相対レベルの抗CD3抗体を含むビーズが使用される。
抗体は、任意の数の手段によって固体支持体(例えば、ビーズ)に結合させてもよい。抗体を結合させるいくつかの方法は、抗体と固体支持体との共有結合を可能にする条件下で、抗体を固体支持体に接触させることを伴う。抗体結合ビーズを調製するために使用され得る市販製品は、DYNABEADS(登録商標)Antibody Coupling Kit(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号14311D)である。
DYNABEADS(登録商標)Antibody Coupling Kitは、抗体、及びレクチン等の他のタンパク質、機能酵素の、DYNABEADS(登録商標)M-270 Epoxyの表面上への共有結合を可能にする。表面エポキシ基は、第一級アミノ及びスルフヒドリル基によるタンパク質の結合を可能にする。ビーズは、「飽和」になるまで結合し得、結合後処理に曝露したら低バックグラウンド結合をもたらす。
ビーズを飽和させるために反応混合物中で使用されるタンパク質の量は、使用されるビーズの「搭載量」によって変わる。例として、DYNABEADS(登録商標)M-270 Epoxyビーズが使用される場合、飽和を確実にするために、1mgのビーズ当たり少なくとも10μgのタンパク質が使用されることが、推奨される。これらのビーズの搭載量が典型的に、1mgのビーズ当たりタンパク質の量が約7~9μgと異なるため、真である。さらに、抗体負荷は、ビーズが接触する抗体の比率を変えることにより、1個のビーズ当たりで調節されてもよい。したがって、抗体/ビーズ結合は、ビーズ上に存在するリガンドの比率を、互いに対して、かつ/または各ビーズ上のリガンドの平均総量を変えるように調節されてもよい。
DYNABEADS(登録商標)M-450 Epoxy(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号14011)も、本発明の実施において使用されてもよい。ここでのプロセスにおいては、1ml(4×10個)のビーズの結合のためである。1ml(4×10個)のビーズ当たり約200μgの抗体(Ab)が使用されるべきである。洗浄及び再懸濁されたビーズ1mlを、管内に置く。次いで、この管を、磁石内に1分間置き、上清を処分する。次いで、この管を磁石から取り出し、ビーズを、緩衝液A(0.1Mのリン酸ナトリウム緩衝液、pH7.4~8.0または0.1Mのホウ酸ナトリウム緩衝液、pH7.6~9.5)中に再懸濁させる。次いで、200μgの抗体(複数可)を添加することにより、体積を最大1mlにする。次いで、混合物を15分間インキュベートし、次いで、BSAを添加して、0.01~0.1%w/vにする。次いで、この混合物を、穏やかに傾け、回転させながら、室温で16~24時間インキュベートする。次いで、この管を、磁石内に1分間置き、上清を処分する。次いで、1mlの緩衝液B(Ca2+及びMg2+を含まないリン酸緩衝食塩水(PBS)、0.1%のウシ血清アルブミン(BSA)、ならびに2mMのEDTA、pH7.4)を添加する。次いで、この混合物を混合し、穏やかに傾け、回転させながら5分間インキュベートする。この洗浄手順を2回繰り返す。磁石からの管及びビーズを、1mlの緩衝液B(4×10個のビーズ/ml)中で再懸濁させる。
本発明の実施で使用され得る別の製品は、PIERCE(商標)NHS活性化磁気ビーズ(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号88827)である。これらのビーズは、ブロック状の磁気ビーズ表面上にN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)官能基を有する。これらは、超常磁性(磁気メモリーなし)及び1μmの公称平均直径(公称)である。これらのビーズは、2.0g/cm3の密度、及び26μg以上のビーズのウサギIgG/mgの結合能を有する。
まず初めに、タンパク質溶液及び磁気ビーズを室温にし、次いで、300μlの磁気ビーズを、1.5ml微量遠心管内に置く。管を磁気スタンド内に置き、ビーズを回収し、上清を処分する。1mlの氷冷洗浄緩衝液A(氷冷1mMの塩酸)を、管内に導入し、15秒間穏やかにボルテックスする。管を磁気スタンド内に置き、ビーズを回収し、上清を処分する。次いで、300μlのタンパク質溶液を管の中に添加し、次いで、この管を30秒間ボルテックスする。混合物を、室温で1~2時間、ロテータ上でインキュベートする。インキュベーションの最初の30分の間に、管を5分毎に15秒間ボルテックスする。残りの時間に関しては、インキュベーションが完了するまで、管を、15分毎に15秒間ボルテックスする。ビーズを磁気スタンドで回収し、フロースルーは取っておく。1mlの洗浄緩衝液B(0.1Mのグリシン、pH2.0)をビーズに添加し、管を15秒間ボルテックスする。管を磁気スタンド内に置き、ビーズを回収し、上清を処分する。洗浄及び回収を、1回繰り返す。次いで、1mlの超純水をビーズに添加し、管を15秒間ボルテックスする。管を磁気スタンド内に置き、ビーズを回収し、上清を処分する。1mlのクエンチング緩衝液(3Mのエタノールアミン、pH9.0)を、ビーズに添加し、管を30秒間ボルテックスする。次いで、管を、ロテータ上に2時間、室温で置く。管を磁気スタンド内に置き、ビーズを回収し、上清を処分する。1mlの水を、管に添加し、よく混合し、ビーズを回収し、上清を処分する。1mlの保管緩衝液(50mMのホウ酸、0.05%のアジ化ナトリウム、pH8.5)を、管に添加し、よく混合し、ビーズを回収し、上清を処分する。この洗浄ステップを、追加で2回繰り返す。300μlの保管緩衝液を、ビーズに添加、よく混合し、使用できる状態になるまで4℃で保管する。タンパク質結合磁気ビーズの最終濃度は、約10mg/mlでなければならない。
本発明の実施で使用され得る他のビーズは、DYNABEADS(登録商標)M-270 Carboxylic Acid(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号14306D)、DYNABEADS(登録商標)M-450 Tosylactivated(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号14013)、DYNABEADS(登録商標)M-280 Tosylactivated(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号14204)、及びDYNABEADS(登録商標)MyOne(商標)Tosylactivated(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号65502)である。
多くの場合において、本発明の実施で使用される固体支持体(例えば、ビーズ)は、タンパク質で飽和される。使用されるタンパク質の比率は、異なり得る。例えば、総負荷量の100%が、リガンド(例えば、抗体)であり得る。そのような場合において、1つのリガンドが存在してもよく、または複数のリガンドが存在してもよい。複数のリガンドが存在する場合、同じ比率(1:1)または異なる比率(例えば、1:10)で存在してもよい。本実施で使用され得るリガンドの例示的な比率は、本明細書の他の箇所に記載される。
(表2)例示的抗体混合物
Figure 0007084304000002
総リガンド負荷数も調節され得る。抗体リガンドを使用して表2に示されるように、固体支持体は、100%未満の量で負荷されてもよい。これが行われる多くの場合において、さらなる反応からリガンド結合部位を遮断することが望ましい。これを行う一方法は、リガンド(複数可)及び非リガンド作用物質の両方が、固体支持体に結合することを可能にする条件下で、特定の用途に適したリガンド結合活性を有しない作用物質(例えば、タンパク質)(例えば、ヒト血清アルブミン(HSA)、ウシ血清アルブミン(BSA)、T細胞受容体に結合しない1つ以上の抗体等)(非リガンド作用物質)に固体支持体を接触させることによってである。これは、異なるリガンドの比率及び異なる全シグナルの比率の調節を可能にする。これらの方針に沿ったいくつかの例は、表2に記載される。
T細胞に対する全シグナルは、任意の数の手法で調節されてもよい。例えば、固体支持体(例えば、ビーズ)1個当たりのシグナルが低い場合、各T細胞を、より多くの固体支持体表面と接触させてもよい。ビーズが使用される場合、これは、ビーズに対するT細胞の比率が調節され得ることを意味する。例えば、抗体を50%負荷させたビーズを使用する場合、100%負荷されたビーズと同じシグナルを得るために、2倍のビーズが使用され得る。
IV.本発明の使用方法
本発明のT細胞亜集団を、治療目的及び/または研究/発見の目的のために、任意の数の生理学的病態、疾患及び/または疾患状態で使用することができる。異常免疫応答を特徴とする病態または疾患は、自己免疫疾患、例えば糖尿病、多発性硬化症、重症筋無力症、神経炎、ループス、関節リウマチ、乾癬、または炎症性腸疾患であり得る。免疫抑制が有益である病態には、例えば、拒絶反応を避けるために、例えば、体液または部位の同種移植、または適切な免疫応答が妊娠の失敗及び流産に関与した不妊治療において正常または活性化された免疫応答が哺乳動物にとって不利益になる病態が含まれる。移植前、移植中、または移植後にそのような細胞を使用することによって、治療される患者(例えば、がん患者)に起こる場合がある広範囲の慢性移植片対宿主病が回避される。これらの細胞は、収集または(例えば、凍結による)保管の直後に、増殖前または増殖後、かつ治療でこれらを使用する前に、増殖させ得る。そのような療法は、既知の免疫抑制療法と併せて行われ得る。
適切なT細胞集団または亜集団が患者または動物から単離されたら、本発明の方法及び支持体を使用して得られたT細胞集団を増殖させる前に、遺伝子または任意の他の適切な改変または操作が、任意で行われてもよい。この操作は、例えば、抗CD3及び抗CD28抗体を用いてT細胞を刺激/再刺激して、該T細胞を活性化/再活性化させる形態をとり得る。
ある特定の実施形態において、活性化T細胞を対象に投与し、次いでその後に再び採血し(またはアフェレーシスを行わせ)、本発明に従ってその血液からのT細胞を活性化させ、これらの活性化及び増殖させたT細胞を患者に再注入することが望ましい場合がある。このプロセスは、数週間毎に数回行われ得る。ある特定の実施形態において、T細胞は、10ml~400mlの採血から活性化されてもよい。ある特定の実施形態において、T細胞は、約20ml、約30ml、約40ml、約50ml、約60ml、約70ml、約80ml、約90ml、または約100mlの採血から活性化される。対象の組成物の投与は、エアロゾル吸引、注射、摂取、輸液、インプラント、または移植による様式を含む、任意の都合のよい様式で行われ得る。本明細書に記載される組成物は、患者に、皮下、皮内、腫瘍内、節内、髄内、筋肉内、静脈内(i.v.)注射によって、または腹腔内に投与されてもよい。一実施形態において、本発明のT細胞組成物は、皮内または皮下注射によって患者に投与される。別の実施形態において、本発明のT細胞組成物は、i.v.注射によって投与されてもよい。T細胞の組成物は、腫瘍、リンパ節、または感染/炎症(自己免疫)部位内に直接注射されてもよい。
本発明に従って生成されたT細胞亜集団の組成物は、実験的及び治療の用途を含む多くの潜在的用途を有する。具体的には、そのようなT細胞集団が望ましくないまたは不適切な免疫応答の抑制において極めて有用になることが予想される。そのような方法において、少数のT細胞は、患者から取り出され、次いでこれらのT細胞を患者内へ再注入する前に、生体外で操作及び増殖される。この手法で治療され得る疾患の例は、自己免疫疾患及び(例えば、同種移植免疫寛容のために)抑制された免疫活性が望ましい病態である。治療方法には、哺乳動物を用意し、T細胞を含む該哺乳動物から生体試料を得ることと、上述の本発明の方法に従って生体外でT細胞を増殖/活性化させることと、増殖/活性化されたT細胞を治療される哺乳動物に投与することと、が含まれ得る。最初の哺乳動物及び治療される哺乳動物は、同じであるか、または異なっていてもよい。該哺乳動物は、一般に、ネコ、イヌ、ウサギ、ウマ、ブタ、ウシ、ヤギ、ヒツジ、サル、またはヒト等の任意の哺乳動物であり得る。最初の哺乳動物(「ドナー」)は、同系、同種、または異種であってもよい。療法は、(例えば糖尿病、多発性硬化症、重症筋無力症、神経炎、ループス、関節リウマチ、乾癬、及び炎症性腸疾患を含む自己免疫疾患等の)異常免疫応答を有するか、または組織移植、もしくは不妊治療を受ける哺乳動物に用いられ得る。
そのような療法に伴う主な技術的ハードルには、関心対象の細胞の患者からの精製、ならびにインビトロでの該細胞の増殖及び/または操作が含まれる。そのような療法には一般に、多数の細胞が必要であり、したがって、産生されるT細胞の数を最大化し、十分な数のT細胞を産生するのに必要な時間を最小化するために、T細胞増殖をインビトロで誘導する方法を最適化することが不可欠であると考えることができる。本発明の組成物及び方法は、特異的亜集団の多数のT細胞をもたらす。
本発明のT細胞亜集団は、様々な用途及び治療モダリティで使用することができる。本発明のT細胞亜集団は、がん、自己免疫疾患、アレルギー性疾患、炎症性疾患、感染性疾患、及び移植片対宿主病(GVHD)を含むがこれらに限定されない疾患状態の治療で使用することができる。広い例示的T細胞療法としては、免疫枯渇後、または免疫枯渇後ではない、本発明の方法によって体外で選択的に増殖させたT細胞亜集団の対象への注入、またはドナー対象から単離した異種の体外で増殖させたT細胞の対象への注入(例えば、養子細胞移植)が挙げられる。
自己免疫障害
自己免疫疾患または障害は、自己抗原に対する不適切及び過剰な応答から生じる疾患である。研究は、自己免疫障害における欠損Treg細胞を関連付けている。自己免疫疾患としては、非限定的例として、真性糖尿病、網膜ブドウ膜炎及び多発性硬化症、アジソン病、セリアック病、皮膚筋炎、グレーブス病、橋本甲状腺炎、円形脱毛症、強直性脊椎炎、自己免疫性肝炎、自己免疫性耳下腺炎、溶血性貧血、尋常性天疱瘡、乾癬、リウマチ熱、サルコイドーシス、強皮症、脊椎関節症、血管炎、白斑、粘液水腫、悪性貧血、潰瘍性大腸炎、クローン病、栄養障害型表皮水疱症、精巣上体炎、糸球体腎炎、グレーブス病、ギラン・バレー症候群、重症筋無力症、悪性貧血、反応性関節炎、関節リウマチ、シェーグレン症候群、及び全身性エリテマトーデスが挙げられる。自己免疫疾患状態において、CD4CD25Tregの数が減少している場合があるか、または機能的に欠陥がある場合がある。T細胞の増殖を抑制するための能力が低減された末梢神経由来のTregが、多発性硬化症(Vigliettaet al.,J.Exp.Med.199:971-979(2004))、多腺性自己免疫性症候群2型(Kriegelet al.,J.Exp.Med.199:1285-1291(2004).)、I型糖尿病(Lindleyet al.Diabetes54:92-929(2005))、乾癬(Sugiyamaet al.,J.Immunol.174:164-173(2005))、及び重症筋無力症(Balandinaet al.,Blood 105:735-741(2005))を有する患者において認められた。
T細胞療法を用いた自己免疫障害の治療は、異なる機構が関与し得る。一実施形態において、血液または免疫細胞の別の供給源は、自己免疫障害に罹患している対象から取り出されてもよい。本明細書に記載される本発明の方法を使用して、患者の試料由来のメモリーT細胞以外のT細胞型を選択的に増殖させることができる。自己細胞の取り出し及び増殖の後に、不適切なメモリーT細胞は、低線量全身照射、胸腺照射、抗胸腺細胞グロブリン、及び化学療法の実施を含む既知の方法により、不適切なメモリーT細胞の除去を必要とする対象内で枯渇され得る。本発明の例示的化学療法剤としては、campath、抗CD3抗体、シトキサン、フルダラビン、シクロスポリン、FK506、ミコフェノール酸、ステロイド、FR901228、及び放射線治療が挙げられるが、これらに限定されない。自己抗原を認識することができる不適当なメモリーT細胞の枯渇の後に、体外で増殖した自己T細胞を対象に再投与して、対象の免疫システムを再構成または再刺激することができる。
あるいは、または上述の治療モダリティに加えて、Treg細胞は、末梢血単核細胞、骨髄、胸腺、組織バイオプシー、腫瘍、リンパ節組織、胃腸管関連リンパ組織、粘膜関連リンパ組織、脾臓組織、または任意の他のリンパ組織、及び腫瘍を含む供給源から単離することができる。これらのT細胞は、本発明の方法を使用して選択的に増殖させることができる。これらの増殖させたTreg細胞は、不適当な免疫反応を抑制するために患者に再び投与され得る。このTreg療法は、免疫枯渇後に最小限の残りの免疫反応を抑制するか、または免疫枯渇を受けていない対象に施され得る。
移植片対宿主病
造血幹細胞移植における大きな問題は、GVHDであり、このGVHDは、注入された造血幹細胞調製物中に存在するアロ反応性T細胞によって引き起こされる。臓器移植において、アロ反応性宿主T細胞によって媒介される移植片拒絶反応は、大きな問題であり、通常、移植患者の長期の免疫抑制によって克服される。
上述の方法に類似した方法において、T細胞療法に伴う有害なGVHD事象のリスクまたは重症度の治療、低減は、異なる機構が関係し得る。一実施形態において、血液または免疫細胞の別の供給源は、GVHDに罹患している対象から取り出されてもよい。本明細書に記載される本発明の方法は、外因性組織由来の抗原の持続性認識を含まない細胞型を選択的に増殖させる、メモリーT細胞以外のT細胞型を選択的に増殖させるために使用され得る。自己細胞の取り出し及び体外での増殖の後に、不適切なメモリーT細胞は、低線量全身照射、胸腺照射、抗胸腺細胞グロブリン、及び化学療法の実施を含む既知の方法により、不適切なメモリーT細胞の除去を必要とする対象内で枯渇され得る。本発明の例示的化学療法剤としては、campath、抗CD3抗体、シトキサン、フルダラビン、シクロスポリン、FK506、ミコフェノール酸、ステロイド、FR901228、及び放射線治療が挙げられるが、これらに限定されない。外因性組織上の抗原を認識することができる不適当なメモリーT細胞の枯渇の後に、体外で増殖した自己T細胞を対象に再投与して、対象の免疫システムを再構成または再刺激することができる。
あるいは、または上述の治療モダリティに加えて、患者血液から取り出されたTreg細胞を、選択的に増殖させてもよい。これらの増殖させたTreg細胞は、免疫枯渇後に最小限の残りの免疫反応を抑制するため、または免疫枯渇を受けていない対象においてのいずれかで、不適当な免疫反応を抑制するために患者に再び投与され得る。
アレルギー性疾患
アレルギー性疾患も、T細胞機能障害によって影響を受け得る。研究は、アレルゲン特異的Tヘルパー2型(Th2)の損なわれたCD4CD25Treg媒介阻害が、季節性アレルギーを患う患者に存在することを示した(Ling EM,et al.,Lancet 2004;363:608-15.;Grindebacke H,et al.,Clin Exp Allergy 2004;34:1364-72)。さらに、T細胞集団の割合変更が、健康な対象と比較して、アレルギー及び喘息疾患を有する個体において関連付けられている(Akdis M,et al.,J Exp Med 2004;199:1567-75.;Tiemessen MM,et al.,J Allergy Clin Immunol 2004;113:932-9)。
上述の方法に類似した方法において、治療、T細胞療法を用いたアレルギー性疾患の治療、予防、または緩和は、異なる機構が関係し得る。自己免疫障害及びGVHDと同様、アレルギー性疾患は、不適当な免疫応答によって引き起こされる。不適当な抗原を認識することができる細胞の応答または枯渇の抑制は、アレルギー性症状を緩和し得る。アレルギーの治療のためのT細胞療法の方法において、アレルギー障害を患う対象から血液が取り出され得る。本明細書に記載される本発明の方法は、不適当な抗原(例えば、マメ科のタンパク質)由来の抗原の持続性認識を含まない細胞型を選択的に増殖させる、非Tメモリー細胞T細胞型を選択的に増殖させるのに使用され得る。自己細胞の取り出し及び増殖の後に、不適当なメモリーT細胞は、低線量全身照射、胸腺照射、抗胸腺細胞グロブリン、及び化学療法の実施を含む既知の方法により、不適当なメモリーT細胞の除去を必要とする対象内で枯渇され得る。本発明の例示的化学療法剤としては、campath、抗CD3抗体、シトキサン、フルダラビン、シクロスポリン、FK506、ミコフェノール酸、ステロイド、FR901228、及び放射線治療が挙げられるが、これらに限定されない。外因性組織上の抗原を認識することができる不適当なメモリーT細胞の枯渇の後に、体外で増殖した自己T細胞を対象に再投与して、対象の免疫システムを再構成または再刺激することができる。
あるいは、または上述の治療モダリティに加えて、患者血液から取り出されたTreg細胞を、選択的に増殖させてもよい。これらの増殖させたTreg細胞は、免疫枯渇後に最小限の残りの免疫反応を抑制するため、または免疫枯渇を受けていない対象においてのいずれかで、不適当な免疫反応を抑制するために患者に再び投与され得る。
炎症性疾患
T細胞療法は、炎症性疾患及び炎症関連障害の治療に関係している。これらの疾患の多くも、自己免疫製障害に分類され得る。炎症性疾患及び炎症関連障害の非限定的例としては、糖尿病、関節リウマチ、炎症性腸疾患、家族性地中海熱、新生児期発症多臓器性炎症性疾患、腫瘍壊死因子(TNF)受容体関連周期性症候群(TRAPS)、インターロイキン-1受容体拮抗分子欠損症(DIRA)、及びベーチェット病が挙げられる。
非病原性抗原に対する不適切な免疫反応の抑制におけるTreg細胞の役割のため、これらのT細胞亜集団の数の減少、または機能を弱めることは、炎症性疾患に寄与し得る。これは、例えば、炎症性腸疾患にも当てはまる(M Himmell,et al.,Immunology 2012 Jun;136(2):115-122)及びrheumatoid arthritis(M Noack,et al.,Autoimmunity Reviews 2014 Jun;13(6):668-677)。
炎症性疾患は、自己免疫障害と機構的に類似する。したがって、炎症性疾患は、不適当な免疫応答によって部分的に引き起こされ得る。不適当な抗原を認識することができる細胞の応答または枯渇の抑制は、炎症症状を緩和し得る。炎症性疾患の治療のためのT細胞療法の方法において、血液が、炎症性障害を患う対象から取り出され得る。本明細書に記載される本発明の方法は、不適当な抗原(例えば、抗カルバミル化タンパク質(抗CarP)抗体によって媒介された関節リウマチにおけるカルバミル化タンパク質)の持続性認識を含まない細胞型を選択的に増殖させる、非Tメモリー細胞T細胞型を選択的に増殖させるのに使用され得る。自己細胞の取り出し及び増殖の後に、不適当なメモリーT細胞は、低線量全身照射、胸腺照射、抗胸腺細胞グロブリン、及び化学療法の実施を含む既知の方法により、不適当なメモリーT細胞の除去を必要とする対象内で枯渇され得る。本発明の例示的化学療法剤としては、campath、抗CD3抗体、シトキサン、フルダラビン、シクロスポリン、FK506、ミコフェノール酸、ステロイド、FR901228、及び放射線治療が挙げられるが、これらに限定されない。自己抗原を認識し、結果として生じる炎症応答を開始することができる不適当なメモリーT細胞の枯渇の後に、体外で増殖した自己T細胞を対象に再投与して、対象の免疫システムを再構成することができる。
あるいは、または上述の治療モダリティに加えて、患者血液から取り出されたTreg細胞を、選択的に増殖させてもよい。これらの増殖させたTreg細胞は、免疫枯渇後に最小限の残りの免疫反応を抑制するため、または免疫枯渇を受けていない対象においてのいずれかで、不適当な免疫反応を抑制するために患者に再び投与され得る。
過剰増殖性障害
がん患者からの証拠は、がんを含む過剰増殖性障害を伴う、T細胞機能障害をさらに暗示する。例えば、Treg活性の増加は、腫瘍抗原に対する不良な免疫応答を引き起こし、免疫機能障害に寄与し得る。CD4+CD25+の集団の増加が、肺がん、膵臓がん、乳がん、肝臓がん、及び皮膚がん患者の血液または腫瘍自体のいずれかの中に認められた(Woo EY,et al.;J Immunol 2002;168:4272-6.;Wolf AM,et al.Clin Cancer Res 2003;9:606-12.、Liyanage UK,et al.J Immunol 2002;169:2756-61.、Viguier M,et al.J Immunol 2004;173:1444-53.、Ormandy LA,et al.Cancer Res 2005;65:2457-64)。
本発明の方法を使用して、腫瘍抗原もしくは過剰増殖性障害抗原、または過剰増殖性障害に関連する抗原に特異的なT細胞を、増殖することができる。腫瘍抗原は、免疫応答、特にT細胞媒介免疫応答を引き起こす腫瘍細胞によって産生されるタンパク質である。
治療され得るがんには、血管形成されていない腫瘍、またはまだ実質的に血管形成されていない腫瘍、及び血管形成された腫瘍が含まれる。がんは、非固形腫瘍(例えば、血液腫瘍、例えば、白血病及びリンパ腫など)を含み得るか、または固形腫瘍を含み得る。本発明の生成物によって治療されるがんの種類には、がん腫、芽細胞腫、及び肉腫、ある特定の白血病またはリンパ系腫瘍、良性及び悪性腫瘍、ならびに悪性腫瘍、例えば、肉腫、がん腫、及びメラノーマが含まれるが、これらに限定されない。成人腫瘍/がん及び小児腫瘍/がんも含まれる。これらの中には、皮膚がん、脳がん及び他の中枢神経系がん、頭がん、頸部がん、筋肉/肉腫がん、骨がん、肺がん、食道がん、胃がん、膵臓がん、結腸がん、直腸がん、子宮がん、子宮頸がん、膣がん、外陰部がん、陰茎がん、乳がん、腎臓がん、前立腺がん、膀胱がん、もしくは甲状腺がん、または膠芽腫を含むがんがある。
血液のがんは、血液または骨髄のがんである。血液の(血行性の)がんの例には、急性白血病(急性リンパ球性白血病、急性骨髄球性白血病、急性骨髄性白血病、及び骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性及び赤白血病等)、慢性白血病(慢性骨髄球性(果粒球)白血病、慢性骨髄性白血病、及び慢性リンパ性白血病等)を含む白血病、真性多血症、リンパ腫、ホジキン病、非ホジキンスリンパ腫(緩慢性かつ高悪性度の形態)、多発性骨髄腫、ワルデンストレーム高ガンマグロブリン血症、重鎖病、骨髄異形成症候群、有毛細胞白血病、ならびに脊髄形成異常症が挙げられる。
固形腫瘍は、通常、嚢腫または液体領域を含まない異常な体積である。固形腫瘍は、良性または悪性であり得る。異なる種類の固形腫瘍は、(肉腫、がん腫、及びリンパ腫等の)腫瘍を形成する細胞の種類から名付けられる。肉腫及びがん腫等の固形腫瘍の例としては、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、及び他の肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸がん、リンパ系腫瘍、膵臓がん、乳がん、肺がん、卵巣がん、前立腺がん、肝細胞がん、扁平上皮がん、基底細胞がん、腺がん、汗腺がん、甲状腺髄様がん、甲状腺乳頭がん、褐色細胞腫脂腺がん、乳頭部がん、乳頭状腺がん、髄様がん、気管支原性肺がん、腎細胞がん、ヘパトーマ、胆管がん、絨毛がん、ウィルムス腫瘍、子宮頸がん、睾丸腫瘍、精上皮腫、膀胱がん、黒色腫、及びCNS腫瘍((脳幹神経膠腫及び混合膠腫等の)膠腫、神経膠芽腫(多形神経膠芽腫としても知られている)星状細胞腫、CNSリンパ腫、胚細胞腫、髄芽細胞腫、シュワン腫頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫瘍、乏突起膠腫、髄膜腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、及び脳転移等)が挙げられる。
治療を必要とする対象または患者を治療するための1つのアプローチは、本発明の増殖させたT細胞の使用、及びキメラ抗原受容体(CAR)を発現させることにより、腫瘍細胞上で発現した抗原を標的にするように、T細胞を遺伝子組み換えすることである。CARは、ヒト白血球抗原から独立した様式で、細胞表面抗原を認識するように設計された抗原受容体である。CARを利用する治療において、免疫細胞を、患者血液または他の組織から回収してもよい。T細胞は、T細胞の表面上でCARを発現するように、下記のように操作され、T細胞が特異的抗原(例えば、腫瘍抗原)を認識することを可能にする。次いで、これらのCAR T細胞は、本発明の方法によって増殖され、患者内に注入され得る。ある特定の実施形態において、T細胞は、1×10、1×10、1×10、1×10、5×10、1×10、5×10、1×1010、5×1010、1×1011、5×1011、または1×1012個の細胞で対象に投与される。患者への注入後、T細胞は、増殖し続け、CARを発現し続け、CARが操作されて認識する特異的抗原を抱えるT細胞に対して、免疫応答を開始させる。
一実施形態において、本発明は、CARを発現するように操作された細胞(例えば、T細胞)を提供し、該CAR T細胞は、抗腫瘍特性を呈する。本発明のCARは、T細胞抗原受容体複合体ゼータ鎖(例えば、CD3ゼータ)の細胞内シグナル伝達ドメインと融合した抗原結合ドメインを有する細胞外ドメインを含むように操作され得る。CARは、T細胞内で発現したとき、抗原結合特異性に基づいて、抗原認識の方向を変えることができる。
CARの抗原結合部分は、抗原結合部分と称される標的特異的結合因子を含む。部分の選択は、標的細胞の表面を画定するリガンドの種類及び数に左右される。例えば、抗原結合ドメインは、特定の疾患状態に関連する標的細胞上で細胞表面マーカーとして機能するリガンドを認識するように選択されてもよい。したがって、本発明のCAR中の抗原部分ドメインには、ウイルス、細菌、及び寄生虫感染症、自己免疫疾患ならびにがん細胞と関連するものが含まれる。
CARをコードする天然または合成核酸の発現は、典型的に、CARポリペプチドまたはプロモータへのCARポリペプチドの部分をコードする核酸を動作可能に結合させ、その構築物を発現ベクター内に組み込むことにより達成される。ベクターは、複製及び組み込み真核生物に好適であり得る。典型的なクローニングベクターは、転写及び翻訳ターミネータ、開始配列、ならびに所望の核酸配列の発現の調節に有用なプロモータを含む。
本発明のT細胞は、標準的遺伝子送達プロトコルを使用して、核酸免疫化及び遺伝子療法にも使用することができる。遺伝子送達のための方法は、当該技術分野で既知である。例えば、米国特許第5,399,346号、同第5,580,859号、同第5,589,466号を参照されたい。別の実施形態において、本発明は、遺伝子療法ベクターを提供する。
核酸をクローニングして、いくつかの種類のベクターにすることができる。例えば、核酸を、クローニングして、プラスミド、ファージミド、ファージ誘導体、動物ウイルス、及びコスミドを含むがこれらに限定されないベクターにすることができる。特定の関心対象のベクターとしては、発現ベクター、複製ベクター、プローブ生成ベクター、及び配列決定ベクターが挙げられる。
さらに、発現ベクターは、ウイルスベクターの形態で細胞内にもたらされ得る。ウイルスベクター技法は、当該技術分野で周知であり、例えば、Sambrook et al.(2001,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,New York)、ならびに他のウイルス学及び分子生物学マニュアルに記載されている。ベクターとして有用なウイルスとしては、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、及びレンチウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。一般に、好適なベクターは、少なくとも1つの生物体、プロモータ配列、好都合な制限エンドヌクレアーゼ部位、及び1つ以上の選択可能マーカー内に複製機能の起点を含む。(例えば、WO01/96584、WO01/29058、及び米国特許第6,326,193)。
いくつかのウイルスベースの系が、哺乳動物細胞内への遺伝子導入のために開発されている。例えば、レトロウイルスは、遺伝子送達システムのための好都合なプラットフォームを提供する。選択された遺伝子は、ベクター内に挿入され、当該技術分野で既知の技法を使用して、レトロウイルス粒子内に入れられ得る。次いで、組み換えウイルスを単離して、生体内または生体外のいずれかで対象の細胞に導入してもよい。いくつかのレトロウイルス系は、当該技術分野で既知である。いくつかの実施形態において、アデノウイルスベクターが使用される。いくつかのアデノウイルスベクターは、当該技術分野で既知である。一実施形態において、レンチウイルスベクターが使用される。
追加のプロモータ領域(例えば、エンハンサ)が、転写開始の頻度を調節する。典型的に、これらは、開始部位の上流の領域30~110bpに位置するが、いくつかのプロモータは、開始部位の下流にも機能領域を含むことが最近示された。プロモータ領域間の隙間は、しばしばフレキシブルであり、そのため、領域が反転または互いに対して移動されたとき、プロモータ機能が保持される。チミジンキナーゼ(tk)プロモータにおいて、プロモータ領域間の隙間は、活性が低下し始める前に、50bpまで増加され得る。プロモータに応じて、個々の領域は、転写を活性化させるのに協働してまたは独立して機能し得るようである。CAR T細胞の作製方法は、当該技術分野で既知である(例えば、米国特許第8,906,682号を参照されたい)。
T細胞がCAR T細胞である実施形態において、本発明の抗原結合部分の選択は、治療されるがんの特定の種類に左右される。腫瘍抗原は、当該技術分野で既知であり、例えば、膠腫関連抗原、がん胎児性抗原(CEA)、β-ヒト慢性ゴナドトロピン、αフェトプロテイン(AFP)、レクチン反応性AFP、チログロブリン、RAGE-1、MN-CA IX、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素、RUL RU2(AS)、腸カルボキシルエステラーゼ、mut hsp70-2、M-CSF、プロスターゼ(prostase)、前立腺特異的抗原(PSA)、PAP、NY-ESO-1、LAGE-1a、p53、プロステイン(prostein)、PSMA、HER2/neu、サバイビング及びテロメラーゼ、前立腺がん腫腫瘍抗原-1(PCTA-1)、MAGE、ELF2M、好中球エラスターゼ、エフリンB2、CD22、インシュリン成長因子(IGF-1)、IGF-II、IGF-I受容体及びメソテリンが含まれる。
一実施形態において、腫瘍抗原は、悪性腫瘍に関連する1つ以上の抗原がんエピトープを含む。悪性腫瘍は、免疫攻撃のための標的抗原として機能し得るいくつかのタンパク質を発現する。これらの分子には、黒色腫におけるMART-1、チロシナーゼ及びGP100、ならびに前立腺がんにおける前立腺酸性ホスファターゼ(PAP)及び前立腺特異的抗原(PSA)等の組織特異的抗原が含まれるが、これらに限定されない。他の標的分子は、がん遺伝子HER-2/Neu/ErbB-2等の転換関連分子の群に属する。標的抗原のさらに別の群は、がん胎児性抗原(carcinoembryonic antigen)(CEA)等のがん胎児性抗原(onco-fetal antigen)である。B細胞リンパ腫において、腫瘍特異的免疫グロブリンは、個々の腫瘍に固有の真に腫瘍特異的な免疫グロブリン抗原を構成する。B細胞分化抗原、例えば、CD19、CDd20;ROR1、CD22、CD23、λ/κ軽鎖は、B細胞リンパ腫中の標的抗原についての他の候補である。
参照される種類の腫瘍抗原は、腫瘍特異的抗原(TSA)または腫瘍関連抗原(TAA)でもあり得る。TSAは、腫瘍細胞に固有であり、体内の他の細胞上に発生しない。TAAは、腫瘍細胞に固有ではなく、代わりに、抗原に対する免疫寛容の状態を誘導することができない条件下で、正常な細胞上にも発現する。腫瘍上の抗原の発現は、免疫システムが抗原に応答することを可能にする条件下で起こり得る。TAAは、免疫システムが未熟で、応答することができない場合、胎児発生の間に正常な細胞上に発現する抗原であり得るか、またはTAAは、通常、極めて低いレベルで正常な細胞上に存在するが、大幅により高いレベルで腫瘍細胞に発生する抗原であり得る。
TSAまたはTAA抗原の非限定的例としては、MART-1/MelanA(MART-1)、gp100(Pmel17)、チロシナーゼ、TRP-1、TRP-2等の分化抗原及びMAGE-1、MAGE-3、BAGE、GAGE-1、GAGE-2、p15等の腫瘍特異的多系譜抗原;CEA等の過剰発現胎児性抗原;p53、Ras、HER-2/neu等の過剰発現発がん遺伝子及び変異腫瘍抑制遺伝子;BCR-ABL、E2A-PRL、H4-RET、IGH-IGK、MYL-RAR等の染色体転座から生じた固有腫瘍抗原;ならびにエプスタイン・バーウイルス抗原EBVA及びヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6及びE7等のウイルス抗原が挙げられる。他の大きなタンパク質ベース抗原には、TSP-180、MAGE-4、MAGE-5、MAGE-6、RAGE、NY-ESO、p185erbB2、p180erbB-3、c-met、nm-23H1、PSA、TAG-72、CA 19-9、CA 72-4、CAM 17.1、NuMa、K-ras、ベータカテニン、CDK4、Mum-1、p 15、p 16、43-9F、5T4、791Tgp72、α-フェトプロテイン、ベータ-HCG、BCA224、BTAA、CA 125、CA 15-3/CA 27/29/BCAA、CA 195、CA 242、CA-50、CAM43、CD68/P1、CO-029、FGF-5、C250、GA733/EpCAM、HTgp-175、M344、MA-50、MG7-Ag、MOV18、NB/70K、NY-CO-1、RCAS1、SDCCAG16、TA-90、MAC-2結合タンパク質/サイクロフィリンC関連タンパク質、TAAl6、TAG72、TLP、及びTPS、CD19、CD20、CD22、ROR1、メソテリン、CD33/IL3Ra、c-met、PSMA、糖脂質F77、EGRvIII、GD-2、MY-ESO-1 TCR、MAGE A3 TCR、及び他のものが含まれる。
感染性疾患
感染性疾患に対する免疫応答には、抗病原体と抗炎症応答とのバランスが関与している。T細胞は、この複雑なバランスに大いに関与している。T細胞応答を引き起こすことができる伝染性病原体は、細菌性、ウイルス性、寄生性、または真菌であり得る。Treg細胞は、ピロリ菌(Helicobacter pylori9(Lundgren A,et al.Infect Immun 2003;71:1755-62.)、B型肝炎ウイルス(HBV)、及びC型肝炎ウイルス(HCV)(Cabrera R,et al.,Hepatology 2004;40:1062-71.;Stoop JN,et al.Hepatology 2005;41:771-8.;Sugimoto K,et al.,Hepatology 2003;38:1437-48)による感染の慢性化への寄与に関わる。特定のT細胞亜集団のこの増加は、メモリーT細胞応答を不適当に抑制することにより、これらの感染の長引く性質に寄与し得る。本発明の組成物は、特定のT細胞亜集団を特異的に増殖させるのに利用され得、そのような感染性疾患の治療で利用され得る。
感染性疾患は、病原体との直接接触、及びヒトからヒトへ、動物からヒトへ、または母から胎児への伝播により引き起こされ得る。あるいは、感染性疾患は、間接的接触により、例えば、ドアのハンドル、テーブル、カウンター、または蛇口のハンドル等の感染した表面との接触から伝播し得る。感染性疾患は、虫刺されまたは食品汚染を介してさらに伝播し得る。HIVまたはAIDS等のある特定の自己免疫障害、及び一部のがんは、感染性疾患に対する易罹患性を増加させ得る。免疫システムを抑制するある特定の治療レジメンも、感染性疾患に対する易罹患性を促進し得る。例示的感染性疾患としては、痘瘡、マラリア、結核、発疹チフス、ペスト、ジフテリア、腸チフス、コレラ、赤痢、肺炎が挙げられる。
上述のように、T細胞の選択的増殖が疾患状態の治療で使用され得るいくつかの機構が存在する。感染性疾患状態において、感染症を患う患者は、感染性作用物質に対して十分な免疫を持たない。本発明の方法は、特定の感染性作用物質に対する免疫を有するドナーからの異種Tメモリー細胞を選択的に増殖させるために使用され得、養子T細胞移植で利用され得る。次いで、感染性作用物質経験ドナー由来の体外で増殖させたT細胞を、該感染症に感染した患者内に注入することができる。ある特定の実施形態において、T細胞は、1×10、1×10、1×10、1×10、5×10、1×10、5×10、1×1010、5×1010、1×1011、5×1011、または1×1012個の細胞で対象に投与される。次いで、感染性抗原コンピテントドナーメモリーT細胞は、該患者における自己の免疫応答の開始を補助することができる。
感染性疾患の治療で本発明を利用する代替の方法には、再注入または養子細胞移植それぞれのための、自己または異種Th17細胞の選択的増殖が含まれる。本明細書に記載される方法を使用して、患者から単離された血液または組織由来のT細胞を、体外で増殖させることができる。次いでこれらの増殖させたT細胞を、特定の感染性抗原(例えば、連鎖球菌M-タンパク質、ナイセリア線毛、ボレリア・ブルグドルフェリ リポタンパク質VisE、類鼻疽菌多糖類抗原、アスペルギルス・フミガーツス ガラクトマンナン、または野兎病菌リポ多糖類)に対する抗体を分泌させるB細胞の誘導を補助するために、患者に注入することができる。ある特定の実施形態において、T細胞は、1×10、1×10、1×10、1×10、5×10、1×10、5×10、1×1010、5×1010、1×1011、5×1011、または1×1012個の細胞で対象に投与される。
併用療法
上に列挙される疾患状態の多くに対して既存の治療が推奨される場合がある。本発明によって増殖させたT細胞亜集団は、場合によっては、唯一の代替療法として、または他の既知の療法と併せて使用され得る。T細胞療法は、他の療法の実施の前、同時に、またはそれに続いて実施され得る。
本発明の方法はまた、抗原の反応性を促進し、生体内での有効性を促進するために、ワクチンとともに利用され得る。一実施形態において、本発明の組成物は、生体内のT細胞、例えば、IL-2、IL-4、IL-7、IL-10、IL-12、及び/またはIL-15を促進する組成物と併せて患者に投与される。さらに、本発明によって増殖させたT細胞が体内で相対的に長い半減期を有すると仮定すると、これらの細胞は、関心対象の所望の核酸配列を担持し、がん、疾患、または感染部位に潜在的にホーミングすることにより、上述のように遺伝子療法のための最適な媒介物として機能し得る。したがって、本発明によって増殖させた細胞は、ワクチン、1つ以上のサイトカイン、1つ以上の治療用抗体等と併せて、患者に送達されてもよい。より強固なT細胞集団によって恩恵を受ける実質上あらゆる療法が、本発明の組成物と併せて使用され得る。
V.本発明のキット
(i)対象からT細胞を単離するための組成物、(ii)T細胞の生体外培養のための組成物、(iii)1つ以上のT細胞亜集団(例えば、Th17、Treg、メモリーT細胞等)の選択的増殖のための組成物を備えるキットも、本明細書で提供される。本発明のキットは、Treg細胞の再活性化のための組成物を任意で含み得る。
キットは、洗浄ステップ、培養条件、及び特異的T細胞亜集団の選択的増殖のための、本発明の組成物を用いた、単離されたT細胞のインキュベーションの持続時間のための説明書等の、キットを使用するための書面での説明書も含み得る。
本明細書を通して示される全ての最大数値限定は、そのようなより低い数値限定が明示的に本明細書に記載されているかのように、全てのより小さい数値限定を含むことが意図される。本明細書を通して示される全ての最小数値限定は、そのようなより大きい数値限定が明示的に本明細書に記載されているかのように、全てのより大きい数値限定を含む。本明細書を通して示される全ての数値範囲は、そのようなより狭い数値範囲が全て明示的に本明細書に記載されているかのように、そのようなより広い数値範囲内にある全てのより狭い数値範囲を含む。
本発明は、例示の目的で提供され、かつ制限することを意味しない以下の実施例を参照することにより、さらに理解することができる。
実施例1.初代T細胞及び培養条件
末梢血単核細胞(PBMC)を、インフォームドコンセントの下、健康なドナーバフィーコートまたはアフェレーシスから単離する(HemaCare Corp.,CA USA及びAstarte Biologics,LLC,WA,USA)。抗原特異的メモリーT細胞を、CMV pp65ペプチドNLVPMVATV(Astarte Biologics LLC)で刺激した後、サイトメガロウイルス(CMV)陽性ドナー由来のPBMCにおいて増やす。CD4CD25CD127低/-発現Treg細胞(Oslo University Hospital,Ulleval Blood Bank Oslo,Norway)をもたらす、CD4、CD25及びCD127の抗体標識に基づく蛍光活性化細胞選別によって浄化及びCD4富化された(DYNABEADS(登録商標)UNTOUCHED(商標)Human CD4 T細胞、カタログ番号11346D、Thermo Fisher Scientific,CA USA)リンパ球分画から、調節性T細胞(Treg)を得る。
T細胞を、PBMCから直接、記載される様々なリガンド組成物及び化学量でDYNABEADS(登録商標)を使用することにより、または単離もしくは富化させたT細胞サブセットからのいずれかで、活性化させる。活性化T細胞を、X-VIVO(商標)15(Lonza Biologics、MD、USA、カタログ番号BE04-418F)と、2~5%のCTS(商標)Immune Cell SRと、0.25μg/mlのゲンタマイシン(これらの両方共、Thermo Fisher Scientific NY,USA、カタログ番号15710-049)との中で、37℃及び5%のCOで培養し、0.5~2×10細胞/mlの細胞濃度を維持するように、1~3日に1回サイトカイン及び新しい培地を添加することにより、増殖を達成する。
流動選別したT調節性細胞(Treg)を、100ng/mlのラパマイシン(PHZ1235 Thermo Fisher Scientific,NY USA)及び300IUのIL-2/ml(Thermo Fisher Scientific,NY USA)を含有する培地内で増殖させる一方で、CMV刺激T細胞を、100IUのIL-2/ml中で増殖させる。Th17/Tc17細胞を、Paulosら(Paulos et al.,Science Transl.Med 55:55ra78(2010))に記載されるように、抗IL-4及び抗IFN-γ中和抗体(Thermo Fisher Scientific,CA US)の存在下で、極性化サイトカイン(IL-6、IL-1β、IL-23、及びTGF-β、全てThermo Fisher Scientific CA USA)を含有する培地中で増殖させる。100IUのIL-2/mlを、活性化後3日目に添加する。
実施例2.様々なリガンド組成物及び比率を持つDynabeads(登録商標)ベースの増殖プラットフォームの生成
DYNOSPHERES(登録商標)MS-4.5-REK粒子(Thermo Fisher Scientific,Lillestrom,Norway)を、様々なT細胞サブセット:i)Treg、ii)抗原経験メモリーT細胞、iii)及びTh17/Tc17細胞それぞれの活性化及び極性化のために最適化した異なる量及び比率の刺激及び共刺激性リガンドと結合させる。刺激抗CD3抗体及びその共結合した共刺激性リガンドの相対量を、表3に要約する。
(表3)
Figure 0007084304000003
実施例3.T細胞の刺激及び増殖
T細胞を、PBMCから直接、または、他の比率が記載されていない限り、1個のT細胞当たり1個のDYNABEADS(登録商標)を添加することにより、単離もしくは富化させたT細胞サブセットからのいずれかで、活性化させる。大部分の実験においてDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)(CD3高)を、基準刺激因子として含める。加えて、代替Treg活性化試薬(MACS GMP ExpAct Treg Kit;Miltenyiカタログ番号170-076-119)を、Treg増殖レベルを評価するために、実験に含めた。活性化T細胞を、2~3日間攪乱せずにおき、その後必要に応じて新しい培養液及びサイトカインを添加することにより、10~14日間増殖させる。Tregを、一次活性化(0日目)と同じ刺激ビーズを利用して、9日目に再刺激する。細胞を、絶対細胞増殖を測定するために、Coulter Counter(Beckman Coulter,CA USA)で分析する。
実施例4.抗体及びフローサイトメトリー分析
以下の細胞をTreg分析に用いた:CD4 PerCP(Invitrogen,MHCD0431)、CD25 APC(Invitrogen,MHCD2505)及びCD127 PE(Invitrogen,A18684)。細胞内FOXP3発現を、固定化/透過処理(eBioscience)の後に、Alexa Fluor 488(BD560047)により分析する。フローサイトメトリーデータを、BD LSRII(BD Biosciences)で集め、FACS Divaソフトウェア(BD Biosciences)で分析する。リンパ球を、これらの順方向及びサイズ分散特性に従ってゲート(gate)する。適当な無関係なアイソタイプ対照を使用して、負のゲートを設定する(IgG2a PerCP(Thermo Fisher Scientific、カタログ 番号MA1-10426)、IgG1 APC(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号MG105)、IgG1 PE(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号MG104)、及びIgG1 Alexa Fluor 488(BD Biosciences、カタログ番号557702))。
CMV特異的CD8+T細胞を、Pro5 Pentamer APC(NLVPMVATV/A02:01)(ProImmune,Oxford UK)及びCD8-PE(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号MHCD0804)を使用して、適当なアイソタイプ対照(IgG1 PE,Thermo Fisher Scientific、カタログ番号MG104)を用いて同定する。
PMA/イオノマイシン活性化Th17細胞中の細胞内IL-17発現を、固定化/透過処理(eBioscience)の後に、IL-17A-PE(カタログ番号A18695、クローン:4H1524,Molecular Probes)及び適当なアイソタイプ対照(IgG2b PE、カタログ番号400313 BioLegend)を使用して、検出する。フローサイトメトリーデータを、BD LSRII(BD Biosciences)で集め、FACS Divaソフトウェア(BD Biosciences)で分析する。
実施例5.フローサイトメトリーによる機能性
Th17極性化及び増殖T細胞を、タンパク質輸送阻害剤ブレフェルジン及びモネンシンを含有するCell Stimulation Cocktail Kit(eBioscience、カタログ番号00-4971)を使用して、PMA/イオノマイシン(DYNABEADS(登録商標)活性化後13日目)刺激から4~5時間後に、Th17極性化及び増殖T細胞の細胞内IL-17発現を特徴付ける。この刺激は、eBioscienceによって提供されたプロトコルに従って行う。IL-17発現を、記載されるように、フローサイトメトリーにより、細胞内IL-17染色によって評価する。
実施例6.Tregの活性化及び増殖
図1に示すように、CD4CD25CD127低/-フローサイトメトリー選別Treg(約90%のFOXP3+細胞)を、DYNABEADS(登録商標)Tregプロトタイプで効率的に活性化させて、数百倍に増殖させ(上部)、増殖培養において14日後に高FOXP3発現を保持した(下部)。細胞を、9日目に同じプロトタイプビーズを使用して再び刺激する。増殖の増加を、より少ない量のCD3と結合するDYNABEADS(登録商標)で達成する。図1に見られるように、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28(低CD3-約0.34)を利用した刺激プロトコルが、最も高いTreg増殖をもたらす。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28(高CD3-約3.4)は、いかなる効率的Treg増殖も生成しない。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28低(CD3-約0.34)及びDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28中(CD3-約0.75)は、代替Treg刺激試薬と類似してまたはより良好に機能する。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)(CD3-約1.5)は、最適以下の増殖をもたらす。
実施例7.抗原経験(CMV特異的メモリー)T細胞の活性化及び増殖
図2に見られるように、活性化後10日目のCMV特異的メモリーT細胞の増殖倍率は、より多くのアゴニストCD3抗体と結合したDYNABEADS(登録商標)プロトタイプによってもたらされるシグナル強度の増加と負に相関する。サイトメガロウイルス(CMV)特異的T細胞をモデルとして使用することにより、CD3、CD28及び/またはCD137抗体と結合した異なるDYNABEADS(登録商標)プロトタイプ、及びDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)を使用して、CMV+ドナー由来のペプチド刺激PBMCから増殖したT細胞に関して、増殖動態及び表現型を比較する。(より弱いCD3活性化シグナルを提供する)少量のCD3と結合したビーズの優位性が、ここに示される。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)は、最適以下であり、CMV特異的T細胞を増殖させない。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD137/CD28は、最も高いメモリーT細胞増殖をもたらす。
実施例8.Th17細胞の活性化、極性化及び増殖
T細胞を、Th17極性化条件を用いて培養し、CD3/ICOS(結合した様々な量の抗CD3抗体;1.5及び0.06、及び2つの異なるICOSクローン)またはCD3/CD28(CTSビーズ)に対する抗体と結合したDYNABEADS(登録商標)(CTSビーズ)を用いて増殖させる。3日目から、IL-2を培養液に添加する。13日目に、IL-17発現を評価する前に4~5時間、PMA-イオノマイシンで培養液を刺激する。ヒストグラムは、IL-17の細胞内発現を示す;DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS(ISA-3)、CD3高及び低(1.5及び0.06)、DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS(異なるICOS C398.4A、eBiocienses、Affymetrixから購入)、低CD3(0.06)、ならびにDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)。活性化シグナル強度及び共刺激の性質は、Th17細胞の極性化及び増殖に大きく影響を与える。DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS(中-0.3)を用いた活性化は、「(高-1.5)」と類似した表現型をもたらす(図示せず)。
Th17細胞の好結果の極性化及び増殖は、弱CD3シグナル(CD3-0.06)をもたらすように設計されたDYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS(ISA-3クローン)でのT細胞の活性化でのみ達成される。ISA-3 ICOSクローンのみが、この研究において機能的である。
DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)(CD3-1.5)は、低/無Th17極性化/増殖をもたらす。
実施例9:IL-17産生細胞の選択的増殖に対するビーズ:細胞比率の影響
T細胞を、3人のドナー(A、B及びC)から収集する。白血球アフェレーシスにより健康なドナーからPBMCを回収し、Ficoll-メトリゾ酸ナトリウム密度勾配よりさらに精製した。Astarte Biologics(Normal PBMC)。提供されたマニュアルに従って、Dynabeads(登録商標)Untouched(商標)Human T Cells Kit(Thermo Fisher Scientificカタログ番号11344D)を使用することによるCD3+T細胞富化。
負に単離したCD3+T細胞を、所与のビーズ:細胞比率(BC1:1、1:3、1:5)(表4)のDYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS(低-中-高)で刺激し、Th17極性化サイトカインで3日間培養する。TGF-β1(Thermo Fisher Scientific,PHG9214;10ng/ml、IL-1β:PHC0816 10ng/ml、IL-23;PHC9324、20ng/ml、rIL-6;PHC0066 10ng/ml、及びIL-2(100ULml、3日目から。抗IFNγ抗体AHC4032 10μg/ml、抗ヒトIL4、E.Bioscience製(カタログ番号BMS129)10μg/ml。必要に応じて分割する。10日目に、全増殖(T細胞増殖)を測定し、及び細胞を再刺激し、IL-17産生細胞の分画を、IL-17に関して細胞内フローサイトメトリー染色により評価する(IL-17産生細胞%)。図4A~図4Cに示すデータは、Th17細胞の選択的増殖に対するビーズ:細胞比率の影響を示す。IL-17産生細胞の相対数を、IL-17産生細胞の割合を全T細胞増殖倍率で乗じたものとして報告する。
(表4)
Figure 0007084304000004
AB=CD3/ICOS抗体比率
BC=ビーズに対する細胞の比率
実施例10:Th17細胞を生成するためのプロトコル
序文
IL-17Aを分泌するT細胞(Th17及びTc17細胞)は、腫瘍を有するマウス内への養子移植後、非極性化T細胞またはIFN-γ分泌Th1もしくはTc1細胞よりも大幅に腫瘍を退行させる(Muranski et al.,Blood,112:362-73,(2008),Nelson et al,J Immunol,194:1737-47(2015),Guedan et al.,Blood,124:1070-80(2014))。ヒトTh17細胞発生の生成を調節する因子は、まだ論議が交わされており、Th17細胞の分化は、RORγt、IRF4、RUNX1、BATF、及びSTAT3を含む様々な転写因子によって制御されていることが報告されている(Nalbant and Eskier,Front.Biosci.(Elite Ed.),8:427-35(2016))。養子細胞移植のためのTh17細胞を増殖させることができる確固とした培養条件の特定が、望ましい。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28 CTS(商標)活性化が、Th1極性化表現型を特徴とするT細胞産生物をもたらす一方で、ある特定の極性化条件下でT細胞に提供されるより弱いCD3-シグナルは、Th17発生を誘導する(Purvis et al.,Blood,11:4829-37(2010))。最適化されたCD3シグナル強度は、1:5という低いビーズ対細胞比率を一緒に用いて、ビーズに結合したアゴニストCD3抗体の量を低減することによって達成することができることが、見出された。ICOS共刺激と併せた弱いCD3シグナルは、CD28共刺激を提供するビーズと比較してIL-17A産生T細胞のより大きい分画を生成することが見出された。
Th17細胞を生成することが示された以下の代替の経路及びプロトコルが、報告されている。i)IL-1β、IL-6、IL-23及びTGF-βの存在下でのCD5またはCD6共刺激(de Wit et al.,Blood,118:6107-14(2011))、ii)Ag媒介CD3/TCR刺激を伴うSLAMF3及びSLAMF6の会合(Chatterjee et al.,J Immunol,188:1206-12(2012))、iii)アリール炭化水素受容体(ARH)に作用するアゴニスト(Veldhoen et al.,J Exp Med,206:43-9(2009)、ならびにiv)強力なレチノイン酸受容体関連オーファン受容体(ROR)アゴニストとして機能するコレステロール前駆体(Hu et al.,Nat Chem Biol,11:141-147(2015))。しかしながら、一般的に使用される培地RPMIは、低レベルのTh17極性化だけを支持する。アリール炭化水素受容体(AHR)アゴニストの前駆体である芳香族アミノ酸をより豊富に含む他の培地は、より高いTh17増殖を一貫してもたらし、AHR活性化がTh17極性化に必要不可欠であることを示している。RORγtは、Th17細胞のマスター転写因子である。マウス内に注射されると、RORγtアゴニストは、高レベルのTh17サイトカインをもたらし、CD137等の共刺激性受容体のレベルを上昇させ、共阻害受容体PD-1の発現を減少させる(Hu et al.,“RORg agonist regulate immune checkpoint receptors to enhance anti-tumor immunity”AACR abstract #565,New Orleans 2016)。さらに、インビトロでRORγtアゴニストで処理されたT細胞は、養子移植後に低PD-1発現を維持した。
AHRアゴニストの使用を含む極性化条件下での、低いCD3強度活性化及びCD5共刺激に続くT細胞の著しいTh17極性化が、見出された。
材料及び方法
初代T細胞及び培養条件:末梢血単核細胞(PBMC)を、インフォームドコンセントの下、健康なドナーのバフィーコートまたはアフェレーシス(Astarte Biologics WA,USA)から単離した。負に単離したT細胞(DYNABEADS(登録商標)Untouched Human T Cells、カタログ番号11344D、Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)を、記載される様々なリガンド組成物及び化学量を用いて、DYNABEADS(登録商標)を使用することによって活性化させた。極性化条件を、文中に記載する。活性化T細胞を、X-Vivo15(商標)(カタログ番号BE02-060F、Lonza Biologics,MD,USA)に加えて、2~5%のCTS(商標)免疫細胞SR(カタログ番号A25961-02、Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)及び0.25μg/mLのゲンタマイシン(カタログ番号15750060、Thermo Fisher Scientific)中で、37℃及び5%のCOで培養し、指定されるように0.5~2×10個の細胞/mlの細胞濃度を維持するように、1~3日に1回サイトカイン及び新しい培地を添加することにより、増殖を達成する。
プロトコル概要:Th17/Tc17細胞を、Paulos et al.,Sci Transl Med,2:55ra78,(2010)に記載されるように、極性化サイトカイン(IL-6、IL-1β、IL-23、及びTGF-β(カタログ番号IL6-PHC066、IL-1 β-PHC0816、IL23-PHC9324、及びTGF-β-PHG9214、Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)を含有する培地中で、抗IL-4及び抗IFN-γ中和抗体(カタログ番号AC0642及びACH4032,Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)の存在下、増殖させた。極性化サイトカイン及び抗体を、最初の活性化(0~3日目)のためにのみ添加した。細胞を分割し、活性化後3日目から、100IUのIL-2/mL及びIL-23を含有する培地中で保持した。
刺激Dynabeads:刺激抗CD3抗体及びDynosphereに結合したその共結合共刺激性リガンドの量を、表5に要約する。
(表5)Dynabeads Th17 Expander プロトタイプ及び対照
Figure 0007084304000005
抗CD3及び抗CD28抗体XR-CD3及びXR-CD28(Thermo Fisher Scientific, Norway)、抗ICOS抗体ISA-3(Affymetrix/eBioScience CA USA)、抗CD5抗体クローンUCHT2(Affymetric/eBioScience CA USA)。
Th17細胞の極性化及び増殖:負の単離によって健康なドナーPBMCから単離したT細胞(DYNABEADS(登録商標)Untouched Human T Cells、カタログ番号11344D、Thermo Fisher Scientific、Waltham,MA)を、異なる共刺激シグナルを伝達するように設計されたDYNABEADS(登録商標)-Th17プロトタイプ(ビーズに対する細胞の比率1:5)を用いて、極性化サイトカイン(IL-1β、IL-21、IL-23、IL-6、TGF-β)ならびに中和IL-4及びIFNγ抗体の存在下で、活性化させた(表5)。活性化T細胞を、2~3日間攪乱せずにおき、その後必要に応じて新しい培養液及びサイトカインをIL-2及びIL-23と一緒に添加することにより、10~14日間増殖させた。T細胞増殖を、細胞計数により評価した(Coulter Counter,Beckman Coulter,CA USA)。増殖の10~14日目に、細胞を、表現型マーカーならびにIL-17A及びIFNγの細胞内発現に関してフローサイトメトリーによって分析する前、かつ固定化及び透過処理後に、モネンシン(BD GOLGISTOP(商標)、カタログ番号554724、BD Biosciences)及びブレフェルジンA(BD GOLGIPLUG(商標)、カタログ番号555029、BD Biosciences)を含有する培地中で5時間、PMA/イオノマイシンで刺激した。
(表6)極性化剤及び極性化剤の機能
Figure 0007084304000006
PMA/イオノマイシン(タンパク質輸送阻害剤ブレフェルジン及びモネンシンを含有するCell Stimulation Cocktail Kit、カタログ番号00-4971、eBioscience)で活性化させたTh17細胞における細胞内サイトカイン発現を、IL-17A-PE(カタログ番号A18695、クローン:4H1524、Molecular Probes)ならびにIL17-F、IFN-γ及び適当なアイソタイプ対照(IgG2b PE、カタログ番号400313 BioLegend)を使用して検出する。フローサイトメトリーデータをBD LSRII(BD Biosciences)により集め、FACS Divaソフトウェア(BD Biosciences)で分析した。
結果及び考察
i)中和抗体の効果
αIL-4/α-IFNγ抗体を、Th17細胞極性化プロトコルにおいて利用して、Th1/Th2極性化を妨害した。
CD3/CD28活性化後にTh17生成を改善させるために、遮断抗体を導入した。臨床等級の遮断抗体は、高価であり、Th17細胞生成プロトコルをさらに複雑にする。
プロトコルの変更:DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOSまたはDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28のいずれかを用いて、最適化された条件を使用して、T細胞を活性化させる。サイトカインTGF-β、IL-23、IL-6、IL-1βにより、Th17極性化を促進する。増殖後のIL-17産生CD4+細胞の分画へのαIL-4/α-IFN-γ中和抗体の影響を、図5で比較する。
結論:CD3/ICOSによる刺激は、CD3/CD28と比較して、IL-17産生T細胞のより高い割合の分画を生じる(CD4細胞の16.5%に対して42.5%)。DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS(+Th17極性化サイトカイン)でのCD4+T細胞の刺激後のTh17細胞の生成は、中和IFN-γ及びIL-4抗体に対し、より決定的に依存しない。DYNABEADS(登録商標)CD3/CD28での刺激は、Th1/Th2遮断抗体の添加が必要である。
ii)CD5共刺激の効果
CD5は、IL-23R発現の増加によりTh17発生を促進し、CD28共刺激と比較して、長期にわたるSTAT3活性化及びROR-γtのレベルの増加をもたらすことが報告されている(de Wit et al.,Blood,118:6107-14(2011))。
プロトコルの変更:T細胞を、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD5、DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS、またはDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28で、同等のシグナル強度及び化学量を用いて活性化させた。Th17極性化を、サイトカイン(TGF-β、IL-23、IL-6、IL-1β)及びαIL-4/α-IFN-γ中和抗体の添加により促進した。IL-17及びIFN-γ産生CD4+T細胞の分画(細胞内染色)、ならびにCCR4+CCR6+発現細胞(Th17に関連した表現型)の分画を比較した(図6及び図7)。
結論:CD3/CD5による刺激は、CD3/ICOSと比較して、Th17プロファイルに相当するか、またはわずかにより高いTh17プロファイルをもたらし、IL-17産生及びCCR4/CCR6共発現により判定した場合、CD3/CD28刺激より優れている。
iii)AHRアゴニストの効果
AHRリガンドFICZ(5,11-ジヒドロインドロ(dihydroindolo)(3,2-b)カルバゾール-6-カルボキサルデヒド)は、Th17プログラムを上方調節することが示された(Veldhoen et al.,J.Exp.Med.,206:43-9(2009)。
プロトコルの変更:T細胞を、DYNABEADS(登録商標)CD3/CD5、DYNABEADS(登録商標)CD3/ICOS、またはDYNABEADS(登録商標)CD3/CD28で、同等のシグナル強度及び化学量を用いて活性化させた。Th17極性化を、i)サイトカイン(TGF-β、IL-23、IL-6、IL-1β)及びαIL-4/α-IFN-γ中和抗体、またはii)AHRアゴニストFICZに加えてIL-6、IL-1βaの添加により、促進した。Th17極性化を、極性化T細胞のPMA/イオノマイシン活性化に続いて、IL-17及びIFN-γの細胞内染色により評価した(図8)。
結論:FICZは、CD5により共刺激したが、ICOSでは共刺激しなかったT細胞に対して、有望な作用を有した。FICZ、IL-1β、及びIL-6プロトコルは、標準極性化条件と比較して、より少ないIL-17産生細胞を生成し、最適化が必要である。
実施例11:DYNABEADS(商標)Tregビーズを用いたTreg細胞の増殖(80%超のFOXP3)
(表7)本実施例で使用した材料及び材料の供給源
Figure 0007084304000007
選別したTreg細胞(80%超のFOXP3)をX-VIVO15+5%のCTS Immune Cell Serum Replacement(X-VIVO(商標)15/CTS)中で希釈して、200万個の細胞/mLにした。DYNABEADS(商標)を、磁気単離により1回洗浄し、ビーズをX-VIVO(商標)15/CTS中で400万個/mLに希釈した。対照ビーズを、1回洗浄し、300U/mLのrIL2を有するX-VIVO(商標)15/CTS中で400万個/mLにビーズを希釈した。次いで、当量の細胞、X-VIVO(商標)15/CTS、及びビーズを、48ウェルプレートのウェルに添加して、400μlの総体積にした。手順は、各試料に対して3連で完了した。
(表8)試薬混合物
Figure 0007084304000008
0日目:Treg増殖混合物を、上述のようにX-VIVO(商標)15/CTSを用いて、300U/mLのrIL2とともに48ウェルプレートで調製した。
2日目:200μLのX-VIVO(商標)15/CTS及び300U/mLのrIL2を、各ウェルに添加し、得られた細胞懸濁液を混合した。
3~12日目:細胞濃度を、顕微鏡によって毎日見積もった。約150~200万個の細胞/cmの密度に達したとき、細胞を、より大きいウェルまたはフラスコに移した。新しいX-VIVO(商標)15/CTSを300U/mLのrIL2とともに、必要に応じて添加した。
5日目:250μLのX-VIVO(商標)15/CTSを、各試料から除去し、250μLの新しいX-VIVO(商標)15/CTSを、300U/mLのrIL2とともに添加した。次いで、この細胞懸濁液を混合した。
7日目:約150~200万個の細胞/cmの細胞密度に達したら、細胞を、より大きいウェル/フラスコに移し、新しいX-VIVO(商標)15/CTSを、300U/mLのrIL2とともに添加した。
9日目:新しいX-VIVO(商標)15/CTSを300U/mLのrIL2とともに、再度添加し、細胞懸濁液を混合した。
12日目:各ウェルにおいて体積を決定し、細胞を計数した。100,000~200,000個の細胞を、表9に記載される試薬を用いるFoxP3染色のために使用した。
(表9)
Figure 0007084304000009
固定化/透過処理溶液を、固定化/透過処理(1部)と、固定化透過処理希釈剤(3部)とを混合することにより、調製した。固定化/透過処理緩衝液/洗浄液を、透過処理濃縮剤(1部)と、水(9部)とを混合することにより調製した。毎日新しいものを調製した。典型的に、10万~20万個の細胞を染色した。
細胞を、1mLのDPBS/0.1%のHASで1回洗浄し、350xgで8分間遠心分離にかけ、上清を除去した。
細胞をパルスボルテックスして、次いでボルテックスにより混合した。1mLの固定化/透過処理(1倍)溶液を添加し、細胞を、再度ボルテックスした。次いで、細胞懸濁液を、4℃度で60分間インキュベートした。次いで、2mLの透過処理緩衝液/洗浄液(1倍)を添加し、懸濁液を、400xgで8分間、4℃で遠心分離にかけ、上清を除去した。透過処理緩衝液/洗浄液の添加、及びそれに続いて遠心分離を1回繰り返した。
次いで、染色混合物50μL(2.5μLのCD4 PerCP、2.5μLのCD25 APC、5μLのFOXP3 AF488、2μLのCD127PE+ 38μLの透過処理緩衝液/洗浄液(1倍))を試料に添加し、続いて、4℃で30分間インキュベートした。次いで、試料を、フローサイトメトリーにより分析した。
他の実施形態
本発明が本発明の詳細な説明とともに記載されている一方で、前述の説明は、例示することを意図し、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲に制限されない。他の態様、利点、及び変更は、添付の特許請求の範囲の範囲内である。
本特許及び本明細書で参照される学術文献は、当業者に利用可能な情報を確立する。本明細書に引用される全ての米国特許及び公開または非公開米国特許出願は、参照により組み込まれる。
本発明が特定の実施形態を参照して具体的に示され、記載される一方で、形態及び詳細における様々な変更が、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から逸脱することなく加えられ得ることが当業者には理解されるであろう。
本発明の例示的な対象が以下の条項によって表される。
条項1
T細胞亜集団のメンバーを選択的に増殖させるための方法であって、
T細胞の混合集団を、
(a)前記T細胞亜集団の前記メンバーに一次活性化シグナルを提供し、それによって前記T細胞を活性化させる、第1の作用物質と、
(b)第2の作用物質及び第3の作用物質であって、これらの各々が、前記T細胞亜集団の前記メンバー上の2つ以上の異なるアクセサリー分子を刺激し、それによって(a)の前記活性化されたT細胞の増殖を刺激する、第2の作用物質及び第3の作用物質と
に曝露することを含み、
前記第1の作用物質、前記第2の作用物質、及び前記第3の作用物質の比率が、他のT細胞亜集団のメンバーよりも前記T細胞亜集団の前記メンバーを誘導して選択的に増殖させるように調節される、
方法。
条項2
前記第1の作用物質が、抗CD3抗体である、条項1の方法。
条項3
前記第2の作用物質が、抗体である、条項1の方法。
条項4
前記第3の作用物質が、抗体または非抗体タンパク質である、条項1の方法。
条項5
前記非抗体タンパク質が、ケモカインまたはサイトカインである、条項4の方法。
条項6
前記ケモカインまたはサイトカインが、
(a)インターロイキン-1α、
(b)インターロイキン-2、
(c)インターロイキン-4、
(d)インターロイキン-1β、
(e)インターロイキン-6、
(f)インターロイキン-12、
(g)インターロイキン-15、
(h)インターロイキン-18、
(i)インターロイキン-21、及び
(j)トランスフォーミング増殖因子β1
からなる群から選択される1つ以上のタンパク質である、
条項4の方法。
条項7
前記第1の作用物質、前記第2の作用物質、及び前記第3の作用物質の比率が、前記第2または第3の作用物質と比較して、前記第1の作用物質の濃度がより低いように調節される、条項1の方法。
条項8
前記第1の作用物質のより低い濃度が、約0.34単位である、条項7の方法。
条項9
前記第1の作用物質が、約0.34単位の濃度の抗CD3抗体であり、第2の作用物質が、3.4単位の濃度の抗CD28抗体である、条項8の方法。
条項10
前記選択的に増殖されるT細胞亜集団が、Treg細胞である、条項8の方法。
条項11
前記第1の作用物質のより低い濃度が、約0.01単位である、条項7の方法。
条項12
前記第1の作用物質が、約0.01単位の濃度の抗CD3抗体であり、第2の作用物質が、抗CD28抗体であり、第3の作用物質が、抗CD137抗体である、条項11の方法。
条項13
前記選択的に増殖されるT細胞亜集団が、メモリーT細胞である、条項12の方法。
条項14
前記第1の作用物質のより低い濃度が、約0.06単位である、条項7の方法。
条項15
前記第1の作用物質が、約0.34単位の濃度の抗CD3抗体であり、第2の作用物質が、抗ICOS抗体である、条項14の方法。
条項16
前記選択的に増殖されるT細胞亜集団が、Th17細胞である、条項15の方法。
条項17
T細胞亜集団を選択的に増殖させるための方法であって、
(a)T細胞をCD3、CD28、及び/またはCD137シグナルに生体外で曝露することと、
(b)前記T細胞を、Th17細胞、抗原経験T細胞、及び/または調節性T細胞の増殖を可能にする様式で培養することと
を含む、方法。
条項18
前記CD3、CD28、及びCD137シグナルが、抗CD3、抗CD28、及び/または抗CD137抗体によって媒介される、条項17の方法。
条項19
前記抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体が、メモリーT細胞の増殖のために、0.01単位~1.5単位の濃度を包含する範囲で使用される、条項17の方法。
条項20
前記抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体が、Th17細胞の増殖のために、0.06単位~1.5単位の濃度を包含する範囲で使用される、条項17の方法。
条項21
前記抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体が、Treg細胞の増殖のために、約0.34単位~3.41単位の濃度を包含する範囲で使用される、条項17の方法。
条項22
前記抗CD3抗体が、前記抗CD28及び抗CD137抗体の濃度と比較して、より低い濃度で使用される、条項17の方法。
条項23
前記T細胞が、CD3選択を使用して単離される、条項17の方法。
条項24
前記Th17細胞が、CD3、CD8/CD4+/であり、IL-17サイトカインを産生する、条項17の方法。
条項25
前記Th17細胞が、IL-17、IL-21、及び/またはIL-22を産生することができる、条項17の方法。
条項26
前記メモリーT細胞が、幹細胞様メモリーT細胞、セントラルメモリーT細胞、及びエフェクターメモリーT細胞からなる群から選択される、条項17の方法。
条項27
前記幹細胞様メモリー細胞が、次のマーカー:CD3+、CD45RO-、CCR7+、CD45RA+、CD62L+(L-セレクチン)、CD27+、CD28+、IL-7Rα+、IL-2Rβ、CXCR3、及びLFA-1のうちの1つ以上を有する、条項26の方法。
条項28
前記セントラルメモリー細胞が、次のマーカー:CD3+、CCR7+、CD45RA-、CD45RO+、CD62L+(L-セレクチン)、CD27+、及びCD28+のうちの1つ以上を有する、条項26の方法。
条項29
前記セントラルメモリー細胞が、IL-2を産生することができる、条項28の方法。
条項30
前記エフェクターメモリー細胞が、次のマーカー:CD28+/-、CD27+/-、CD3+、CD4+、CD8+、CCR7-、CD45RA-、CD45RO+のうちの1つ以上を有する、条項26の方法。
条項31
前記エフェクターメモリー細胞が、IFNγ及びIL-4を産生することができる、条項26の方法。
条項32
前記Treg細胞が、次のマーカー:CD4、CD25+、FOXP3、及びCD127負/低のうちの1つ以上を有する、条項17の方法。
条項33
T調節性細胞を選択的に増殖させるための方法であって、
(a)T細胞をCD3及びCD28シグナルに生体外で曝露することと、
(b)前記T細胞を、T調節性細胞の増殖を可能にする様式で培養することと
を含む、方法。
条項34
前記CD3及びCD28シグナルが、抗CD3及び抗CD28抗体によって媒介される、条項33の方法。
条項35
前記抗CD3及び抗CD28抗体が、0.34~3.4単位の濃度範囲を包含する範囲で使用される、条項34の方法。
条項36
前記抗CD3抗体が、抗CD28及び/または抗体の濃度と比較して、より低い濃度で使用される、条項34の方法。
条項37
Th17細胞を選択的に増殖させるための方法であって、
(a)CD3+T細胞をCD3、CD28及び/またはICOSシグナルに生体外で曝露することと、
(b)前記CD3+T細胞を、Th17細胞の増殖を可能にする様式で培養することと
を含み、
CD3、CD28、及び/またはICOSの量が同じではない、方法。
条項38
前記CD3、CD28、及びICOSシグナルが、抗CD3、抗CD28、及び抗ICOS抗体によって媒介される、条項37の方法。
条項39
前記抗CD3、抗CD28及び抗ICOS抗体が、Th17細胞の増殖のために、0.06~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲で使用される、条項37の方法。
条項40
前記抗CD3抗体が、抗CD28及び/または抗ICOS抗体の濃度と比較して、より低い濃度で使用される、条項37の方法。
条項41
抗原経験T細胞を選択的に増殖させるための方法であって、
(a)T細胞をCD3、CD28、CD27、及び/またはCD137シグナルに生体外で曝露することと、
(b)前記T細胞を、抗原経験T細胞の増殖を可能にする様式で培養することと
を含む、方法。
条項42
前記CD3、CD28、及びCD27、ならびに/または抗CD137シグナルが、抗CD3、抗CD28、抗CD27、及び/または抗CD137抗体によって提供される、条項41の方法。
条項43
前記抗CD3、抗CD28、抗CD27、及び抗CD137抗体が、0.01~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲で使用される、条項41の方法。
条項44
前記抗CD3抗体が、抗CD28及び/または抗CD137抗体の濃度と比較して、より低い濃度で使用される、条項41の方法。
条項45
CD3+(1)T細胞、及び(2)(a)抗CD3抗体と(b)T細胞亜集団の選択的増殖を行うことができる抗CD28、抗CD137、またはICOS抗体とを含有するビーズ
を含む組成物であって、
存在する(a)抗CD3抗体の量と(b)抗CD28、抗CD137またはICOS抗体の量とが同じではない、
組成物。
条項46
前記T細胞亜集団が、Th17細胞、抗原経験T細胞及び/または調節性T細胞からなる群から選択される、条項45の組成物。
条項47
抗CD3、抗CD28、抗CD27及び抗CD137抗体が、メモリーT細胞の増殖のために、0.01~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲で使用される、条項45の組成物。
条項48
前記抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体が、Th17細胞の増殖のために、0.06~1.5単位の濃度範囲を包含する範囲で使用される、条項45の組成物。
条項49
前記抗CD3、及び抗CD28抗体が、Treg細胞の増殖のために、0.34~3.41単位の濃度範囲を包含する範囲で使用される、条項45の組成物。
条項50
前記抗CD3抗体が、抗CD28及び抗CD137抗体の濃度と比較して、より低い濃度で使用される、条項45の組成物。
条項51
(1)T細胞、及び(2)Th17細胞の選択的増殖を行うことができる抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体を含有するビーズ
を含む組成物であって、
前記Th17細胞が、1つ以上のエフェクターサイトカインを産生することができ、前記ビーズ上に存在する抗CD3抗体の量と抗CD28抗体の量とが同じではない、
組成物。
条項52
前記1つ以上のエフェクターサイトカインが、IL-17、IL-21、及びIL-22からなる群から選択される、条項51の組成物。
条項53
(1)T細胞、及び(2)抗原経験メモリーT細胞の選択的増殖を行うことができる抗CD3、抗CD28、及び抗CD137抗体を含有するビーズ
を含む組成物であって、
前記T細胞が、特異的抗原を認識することができ、前記ビーズ上に存在する抗CD3抗体の量と抗CD28抗体の量とが同じではない、
組成物。
条項54
前記特異的抗原が、ウイルス抗原、細菌抗原、真菌抗原、原生動物抗原、及びがん抗原からなる群から選択される、条項53の組成物。
条項55
前記ウイルス抗原が、CMV、EBV、インフルエンザ、及びHIVからなる群から選択される、条項54の組成物。
条項56
前記抗原が、連鎖球菌(Streptococci)M-タンパク質、ナイセリア(Neisseria)線毛、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)リポタンパク質VisE、類鼻疽菌(B.pseudomallei)多糖類抗原、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)ガラクトマンナン、及び野兎病菌(F.tularensis)リポ多糖類からなる群から選択される、条項53の組成物。
条項57
(1)T細胞、及び(2)調節性T細胞を選択的に増殖させることができる抗CD3及び抗CD28抗体を含有するビーズ
を含む組成物であって、
前記ビーズ上に存在する抗CD3抗体の量と抗CD28抗体の量とが同じではない、
組成物。
条項58
前記調節性T細胞が、CD4+CD25+FOXP3+CD127低/負である、条項57の組成物。
条項59
前記調節性T細胞活性が、抑制活性を含む、条項57の組成物。
条項60
治療を必要とする個体を治療する方法であって、Th17細胞、抗原経験T細胞、及び/または調節性T細胞を含む薬学的に許容される組成物を、前記個体に投与することを含む、方法。
条項61
前記治療を必要とする個体が、がん、炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー性疾患、または感染性疾患を患っている、条項60の方法。
条項62
前記がんが、肺がん、膵臓がん、乳がん、肝臓がん、及び皮膚がんである、条項61の方法。
条項63
前記炎症性疾患が、糖尿病、関節リウマチ、炎症性腸疾患、家族性地中海熱、新生児期発症多臓器性炎症性疾患、腫瘍壊死因子(TNF)受容体関連周期性症候群(TRAPS)、インターロイキン-1受容体拮抗分子欠損症(DIRA)、全身性紅斑症、ブドウ膜炎、及びベーチェット病からなる群から選択される、条項61の方法。
条項64
免疫システムの再構成を必要とする個体の免疫システムを再構成する方法であって、Th17細胞、抗原経験T細胞、及び/または調節性T細胞を含む薬学的に許容される組成物を、前記個体に投与することを含む、方法。
条項65
養子免疫療法を必要とする個体に養子免疫療法を施す方法であって、Th17細胞、抗原経験T細胞、及び/または調節性T細胞を含む薬学的に許容される組成物を、前記個体に投与することを含む、方法。
条項66
前記T細胞が、遺伝子組み換えされている、条項60~65のいずれかの方法。
条項67
前記遺伝子組み換えが、キメラ抗原受容体である、条項66の方法。
条項68
前記遺伝子組み換えが、遺伝子組み換えされたT細胞受容体である、条項66の方法。
条項69
試料中の2つのT細胞亜型の比率を選択的に変えるための方法であって、
T細胞の混合集団を含む試料を、少なくとも2つの刺激剤と接触させることを含み、
前記刺激剤が、前記混合集団内の前記T細胞に異なる量のシグナルを提供し、1つのT細胞亜型が、第2のT細胞亜型と比較して選択的に増殖される、
方法。
条項70
前記試料が、個体由来のバフィーコート細胞を含む、条項69の方法。
条項71
前記少なくとも2つの刺激シグナルが、CD3及びCD28受容体を刺激する、条項69の方法。
条項72
少なくとも1つのT細胞亜型が、前記混合集団から選択的に除去される、条項69の方法。
条項73
Treg T細胞が、前記混合集団内の全T細胞に対して比例して増加する、条項69の方法。
条項74
メモリーT細胞の総数が、前記試料において減少する、条項69の方法。
条項75
刺激シグナルCD3の量が、CD28刺激シグナルの半分未満である、条項69の方法。
条項76
Th17細胞を増殖させるための方法であって、
(a)T細胞の集団をCD3及びCD5シグナルに生体外で曝露することと、
(b)Th17細胞の増殖を可能にする条件下で前記T細胞の集団を培養することと
を含み、
前記T細胞の集団が、アリール炭化水素受容体アゴニストに曝露されるか、または外因性インターロイキン-23に曝露されない、
方法。
条項77
前記T細胞の集団が、異なるT細胞型の混合集団である、条項76の方法。
条項78
前記T細胞の集団を1つ以上の極性化剤(polarizing agent)と接触させることをさらに含む、条項76の方法。
条項79
接触させることをさらに含み、前記1つ以上の極性化剤が、インターロイキン-1β、インターロイキン-23、腫瘍成長因子-β、インターロイキン-6、インターロイキン-21、インターロイキン-2、抗インターロイキン-4抗体、及び抗インターフェロンγ抗体からなる群から選択される1つ以上の作用物質である、条項76の方法。
条項80
前記T細胞の集団が、アリール炭化水素受容体アゴニストにさらに曝露される、条項76の方法。
条項81
前記アリール炭化水素受容体アゴニストが、6-ホルミルインドロ[3,2-b]カルバゾール(FICZ)である、条項80の方法。
条項82
前記T細胞の集団が、インターロイキン-1β及びインターロイキン-6にさらに曝露される、条項76の方法。
条項83
前記Th17細胞が、1つ以上のキメラ抗原受容体を発現するように操作される、条項76の方法。
条項84
前記1つ以上のキメラ抗原受容体のうちの少なくとも1つが、哺乳動物細胞の細胞表面抗原に対して特異性を有する、条項76の方法。
条項85
前記哺乳動物細胞の細胞表面抗原が、腫瘍細胞に関連する抗原である、条項76の方法。
条項86
CD3シグナル、CD5シグナル、アリール炭化水素受容体アゴニスト、及び1つ以上のサイトカインを含む、組成物。
条項87
前記1つ以上のサイトカインが、インターロイキン-1β及びインターロイキン-6の両方を含む、条項86の組成物。
条項88
T細胞の集団をさらに含む、条項86の組成物。
条項89
前記CD3シグナルが、抗CD3抗体である、条項86の組成物。
条項90
前記CD5シグナルが、抗CD5抗体である、条項86の組成物。
条項91
T細胞の集団、CD3シグナル、CD5シグナル、アリール炭化水素受容体アゴニスト、及び1つ以上のサイトカインを含む、組成物。
条項92
前記T細胞の集団が、
(a)「バフィーコート」試料、
(b)80%超の混合T細胞を含有する白血球細胞の試料、
(c)80%超のCD4+T細胞を含有する試料、または
(d)80%超のTh17細胞を含有する試料
を含む混合物中に存在する、
条項91の組成物。
条項93
細胞の混合集団からのT細胞の分離及び活性化のための方法であって、
(a)前記細胞の混合集団と、前記細胞の混合集団中に存在するT細胞上に位置するタンパク質に対して結合親和性を有する少なくとも第1のリガンドが結合した前記固体支持体とを、前記T細胞の前記固体支持体への結合、及び同じT細胞の活性化を可能にする条件下で接触させることと、
(b)前記固体支持体に結合していない細胞から、前記固体支持体に結合した前記T細胞を分離して、精製されたT細胞集団を得ることと
を含む、方法。
条項94
前記固体支持体には、少なくとも第1のリガンド及び第2のリガンドが結合しており、前記第1のリガンド及び前記第2のリガンドの各々が、前記細胞の混合集団中に存在する個々のT細胞上に位置する異なるタンパク質に対して結合親和性を有する、条項93の方法。
条項95
前記第1のリガンドが、抗CD3抗体または抗CD4抗体のいずれかであり、
前記第2のリガンドが、
(a)抗CD5抗体、
(b)抗CD28抗体、
(c)抗CD137抗体、及び
(d)抗ICOS抗体
からなる群から選択されるリガンドである、
条項94の方法。
条項96
ステップ(b)で得られた精製されたT細胞集団の細胞を前記固体支持体から解放することをさらに含む、条項93の方法。
条項97
前記解放されたT細胞を増殖させることをさらに含む、条項96の方法。
条項98
前記解放されたT細胞の増殖が、培養培地中で起こる、条項97の方法。
条項99
1つ以上のケモカインまたはサイトカインが、前記培養培地中に存在する、条項98の方法。
条項100
前記1つ以上のケモカインまたはサイトカインが、ステップ(a)に存在する、条項93の方法。
条項101
前記1つ以上のケモカインまたはサイトカインが、
(a)インターロイキン-1α、
(b)インターロイキン-2、
(c)インターロイキン-4、
(d)インターロイキン-1β、
(e)インターロイキン-6、
(f)インターロイキン-12、
(g)インターロイキン-15、
(h)インターロイキン-18、
(i)インターロイキン-21、及び
(j)トランスフォーミング増殖因子β1
からなる群から選択される、
条項100の方法。
条項102
T細胞の活性化及び増殖のための方法であって、
T細胞の混合集団を、
(a)T細胞亜集団のメンバー上の分子を刺激することによって、前記T細胞亜集団の前記メンバーに一次活性化シグナルを提供する、第1の作用物質、及び
(b)前記第1の作用物質によって刺激された前記分子とは異なる、前記T細胞亜集団のメンバー上の分子を刺激する、第2の作用物質
と接触させることを含み、
それによって前記集団中のT細胞が活性化及び増殖され、
前記第1の作用物質及び前記第2の作用物質が、1つ以上の固体支持体に結合しており、
前記T細胞が、増殖を可能にする条件下で維持され、
前記固体支持体が、120時間未満の期間後に前記T細胞との接触から外される、
方法。
条項103
前記第1の作用物質が、抗CD3抗体である、条項102の方法。
条項104
前記第2の作用物質が、抗体である、条項102の方法。
条項105
前記T細胞が、抗体または非抗体タンパク質である第3の作用物質と接触される、条項102の方法。
条項106
前記非抗体タンパク質が、ケモカインまたはサイトカインである、条項105の方法。

Claims (10)

  1. T細胞の混合集団から得られたCD4CD25CD127負/低T細胞を選択的に増殖させるための方法であって、該方法が、
    (a)該T細胞の混合集団を、CD4CD25CD127負/低T細胞について富化して、富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団を形成する段階と、
    (b)該(a)の富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団を、抗CD3抗体および抗CD28抗体と接触させる段階と、
    を含み、
    該抗CD3抗体および該抗CD28抗体が、1:3~1:20の比率でビーズに結合されており、かつ、
    該ビーズ対細胞の比率が10対1~2対1である、
    方法。
  2. 前記富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団が、フローサイトメトリー選別により生成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団が、90%のFoxP3+T細胞から構成される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団を、9日間にわたって抗CD3抗体および抗CD28抗体と接触させる、請求項1に記載の方法。
  5. 前記富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団を、9日目に抗CD3抗体および抗CD28抗体を含む追加のビーズと接触させる、請求項4に記載の方法。
  6. 前記富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団を、段階(b)においてインターロイキン-2とさらに接触させる、請求項1に記載の方法。
  7. 前記富化されたCD4CD25CD127負/低T細胞集団を、抗CD137抗体とさらに接触させる、請求項1に記載の方法。
  8. 抗CD28抗体対抗CD137抗体の比率が、1:1である、請求項7に記載の方法。
  9. 前記ビーズが、1μm~10μmの直径を有する、請求項1に記載の方法。
  10. 前記抗体が、前記ビーズに共有結合されている、請求項1に記載の方法。
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