JP7127876B2 - 免疫療法のためのナノ粒子組成物及び方法 - Google Patents

免疫療法のためのナノ粒子組成物及び方法 Download PDF

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Description

優先権出願の参照
本出願は、２０１４年１２月２４日出願の米国仮特許出願第６２／０９６，７２５号に対する優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、免疫細胞の活性を調節するための生物学的リガンドを提示するナノ粒子組成物に関する。
抗原提示細胞（ＡＰＣ）は、その表面にある主要組織適合遺伝子複合体（ＭＨＣ）タンパク質と複合体化された抗原ペプチドを処理して提示する細胞である。エフェクター細胞、例えばＴ細胞は、細胞表面受容体、例えばＴ細胞受容体（ＴＣＲ）によって、このペプチド－ＭＨＣ（ｐＭＨＣ）複合体を認識する。
樹状細胞（ＤＣ）は抗原提示細胞の一例であり、刺激を受けると効率的に抗原を提示して免疫エフェクター細胞の増殖を助け、それによって抗原に対する細胞傷害性応答を活性化することができる。一部の免疫療法では、ＤＣを患者から採取して、抗原とともに間欠投与するか、またはウイルスベクターでトランスフェクトする。これらの活性細胞は患者の体内に再注入されると、エフェクターリンパ球（例えばＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ８＋Ｔ細胞及びＢ細胞）に腫瘍抗原を提示する。この療法が奏功すれば、抗原（腫瘍抗原を含む）を発現している細胞に対して細胞傷害性応答が開始される。
しかしながら、抗原特異的な癌免疫療法を含め、免疫療法に有効である貯蔵安定性のある医薬組成物が依然として必要とされている。この開示は上記及びその他の目的を満たす。
本発明は、患者の抗原特異的Ｔ細胞を誘導する貯蔵安定性のある医薬組成物を含む、免疫療法のための組成物及び方法を提供する。このような組成物は、例えば癌及び感染性疾患の治療に有用である。いくつかの態様では、この組成物は、抗原提示複合体及び場合によりＴ細胞共刺激シグナルをその表面に有する薬学的に許容されるビーズまたは粒子を含む人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）であり、抗原特異的Ｔ細胞（例えば、細胞傷害性Ｔ細胞）の活性化に適した状況で、１種以上の抗原（例えば、腫瘍抗原（複数可））を提示する分子複合体を患者に提供する。ビーズまたは粒子は、循環特性、体内分布、分解速度論を含む薬力学的利点、ならびにナイーブＴ細胞及び／または以前に活性したＴ細胞の抗原特異的な活性化及び／または増殖をもたらすように設計されている。物理的パラメーターとしては、主にサイズ、表面電荷、多分散指数、ポリマー組成、リガンドコンジュゲートケミストリー、リガンド密度、リガンド比が挙げられる。いくつかの態様では、本発明は、標的組織、例えばリンパ節、脾臓及び腫瘍部位などに送達するナノスケールのａＡＰＣ（例えば、約２００ｎｍ未満）を提供する。本明細書に記載するナノａＡＰＣプラットフォームは、種々の免疫療法用途に合わせて微調整することができる。いくつかの実施形態では、ａＡＰＣは約２０ｎＭ～約２００ｎＭの範囲内であり、１粒子当たり５～約１５００個のリガンド、例えばいくつかの実施形態では、１粒子当たり約１５０個未満のリガンド、または１粒子当たり約１００個未満のリガンド、例えば１粒子当たり約５～約９０個のリガンドを含有することができる。いくつかの実施形態では、ナノａＡＰＣは、（平均で
）約１５０個未満のリガンドまたは約１００個未満のリガンドがその表面にコンジュゲートされていて、それによって活性及び／または力価の損失を伴わずに、表面の多量のリガンドによる立体的制約を回避する。
いくつかの実施形態では、Ｔ細胞共刺激シグナルは抗ＣＤ２８抗体またはその抗原結合部分であり、これにはＩｇＧ、ＩｇＤ、ＩｇＡまたはＩｇＭアイソタイプから選択される配列を含むヒト重鎖アミノ酸配列を含み得る。いくつかの実施形態では、免疫グロブリン配列は、ヒトＩｇＧ定常配列及び可変配列を含む。フレームワーク（ＦＷ）配列は、抗原結合部位（複数可）の完全性を維持するのに重要な、または望ましいマウスフレームワーク残基を含むように修飾することができる。相補的決定領域（ＣＤＲ）は、マウス抗体アミノ酸配列（例えば、９．３ｍＡｂ）または他のＣＤ２８結合配列をベースとしてよく、更に９．３ｍＡｂと競合するエピトープを結合してもよい。いくつかの実施形態では、抗体重鎖はヒトＩＧＨＶ４（例えば、ＩＧＨＶ４－５９）生殖細胞系列ＦＷの変異体である。いくつかの実施形態では、抗体は軽鎖を含み、軽鎖はヒトＩＧＫＶ４－０１ ＦＷの変異体である。抗体は定常領域を含み、更に定常領域はいくつかの実施形態においてヒトＩｇＧ４定常領域またはその変異体である。
共刺激分子を、抗原提示分子複合体を有する固体支持体にコンジュゲートして、抗原特異的Ｔ細胞を誘導することができる。抗原提示分子複合体は、ＭＨＣクラスＩ及び／またはクラスＩＩ複合体、または抗原結合クレフトを含むその一部を含むことができる。いくつかの実施形態では、分子複合体は１つ以上のＨＬＡアミノ酸配列（例えば、ＨＬＡの細胞外ドメインまたはその抗原提示部分を含む）を含み、これには付加配列、例えば免疫グロブリン配列、またはその他の多量体化（例えば、二量体化）配列もしくは安定化配列を包含することができる。いくつかの実施形態では、ＨＬＡ－Ｉｇ二量体化融合体は、安定性、結合親和性及び／またはＴ細胞活性化に利点をもたらす。
したがって、いくつかの実施形態では、本発明はビーズまたは粒子にコンジュゲートされたＴ細胞に抗原を提示する分子複合体を提供し、この分子複合体はクラスＩまたはクラスＩＩ抗原結合クレフトまたはその一部を形成するアミノ酸配列を含む。この抗原提示複合体のアミノ酸配列は、例えば、安定性、親和性及び立体的利点を得るために、非相同配列との融合体を含むことができる。いくつかの実施形態では、非相同配列は免疫グロブリン配列を含む。いくつかの実施形態では、分子複合体は、免疫グロブリン配列などの非相同配列と融合されたＨＬＡ（例えば、ＨＬＡ－Ａ２）アミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、免疫グロブリン配列は、ヒト重鎖免疫グロブリン配列（例えば、ＩＧＶＨ４）を含み、これには二量体ＨＬＡを提供するために免疫グロブリン定常領域配列（例えばヒンジ領域を含んでいる）を含むことができ、また場合により可変領域配列を含んでもよい。可変領域配列が存在する場合、場合によって、可能性のある抗原結合を低減または排除するようにこの配列を修飾することも、マウスＦＷ残基をなくすこともできる。いくつかの実施形態では、ＨＬＡ抗原提示複合体は、Ｉｇヒンジ領域に直接融合される（例えば、軽鎖または重鎖可変配列を含まない）。ＨＬＡアミノ酸配列は、ＨＬＡ－Ａ＊０２：０１（ＩＭＧＴアクセッション番号ＨＬＡ００００５）またはその誘導体であり得る。
Ｔ細胞共刺激リガンド及び／または抗原提示複合体（ならびに、標的リガンドを含む本明細書に開示される他のリガンド）は、ｅｘ ｖｉｖｏまたはｉｎ ｖｉｖｏで抗原提示Ｔ細胞及び抗原特異的Ｔ細胞を活性化するため、粒子支持体にコンジュゲートされる。いくつかの実施形態では、粒子は、ＰＬＧＡまたはＰＬＡポリマーコアを、ＰＬＧＡ－ＰＥＧまたはＰＬＡ－ＰＥＧポリマーとともに形成する。あるいは、他のポリマー及び／またはコポリマーを使用することができる。例えば、ポリマーは、１：０と０：１の間、例えば約１：０～約１：１の比率で、乳酸（Ｌ）及びグリコール酸（Ｇ）を含有することができる。いくつかの実施形態では、結合リガンドの表面官能基をＰＥＧ鎖の末端に結合し、
親水性の外装を形成する。粒子は、循環特性、体内分布及び分解速度論を含む薬力学的利点、ならびに抗原特異的Ｔ細胞を活性化する高い力価をもたらすように設計される。物理的パラメーターとしては、主にサイズ、表面電荷、ポリマー組成、リガンドコンジュゲートケミストリー、リガンド密度が挙げられる。例えば、いくつかの実施形態では、粒子はＰＬＧＡまたはＰＬＡポリマーのコア、及びコポリマーのＰＥＧ部分によって形成される親水性シェルを有し、ポリマーの一部はポリペプチドリガンドの末端と結合する。親水性シェルは、リガンドコンジュゲートの官能基に対して不活性である、いくつかのＰＥＧ鎖、例えばＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨまたはＰＬＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーを含む。これらの実施形態では、粒子の化学物質により、リガンド密度の良好な調整が可能である。
いくつかの実施形態では、粒子は、例えば本明細書に詳述するＰＬＧＡ－ＰＥＧまたはＰＬＡ－ＰＥＧ化学物質またはその他のポリマー化学物質などのポリマーナノ粒子であり、約２０～約２００ｎｍの範囲内のサイズを有する。いくつかの実施形態では、リガンド密度は、（平均で）粒子当たり５～約１５００個のリガンド、いくつかの実施形態では、粒子当たり約１５０個未満のリガンド、または粒子当たり約１００個未満のリガンド（例えば、粒子当たり約５～約９０個のリガンド）が存在するように調整される。
種々の実施形態において医薬組成物はＴ細胞に提示される抗原ペプチドを更に含み、この抗原ペプチドをリガンドとコンジュゲートされたビーズまたは粒子とともに合剤化することができる。種々の実施形態において医薬組成物は貯蔵安定性であり、投与前に再構成される凍結乾燥形態で提供しても、あるいは患者への投与に便利である別の形式（例えば、非経口投与によって）提供してもよい。
本明細書に記載する医薬組成物は、免疫療法、例えば、必要とする患者に有効量の組成物を投与することによって抗原特異的Ｔ細胞の形成を誘導する方法に有用である。特に、抗原提示プラットフォームは、癌、感染性疾患または自己免疫疾患を有する患者の治療、または免疫抑制患者への予防的保護の提供に有用であり得る。いくつかの実施形態では、ナノ粒子組成物を、チェックポイント阻害剤療法などの癌免疫療法後、及び／またはＴ細胞養子免疫療法後に投与することで、様々な癌に対して増強された及び／または持続した免疫学的攻撃を提供する。
本発明は、本明細書に記載するアミノ酸配列でコードされるポリヌクレオチド、ならびにそれを発現している宿主細胞を更に提供する。
本発明の詳細は、以降に付属する説明及び特許請求の範囲に記載されている。本明細書に記載するものと同様または同等である方法及び材料を本発明の実施または試験に使用することができるが、ここに記載される方法及び材料は例示である。本発明の他の特徴、目的及び利点は、本明細書の説明及び特許請求の範囲から明らかであろう。明細書及び添付の特許請求の範囲において、その内容について別段の明確な指示がない限り、単数形は複数も含む。別段の定義がない限り、本明細書で使用される技術的用語及び科学的用語はすべて、本発明が属する分野の当業者に共通して理解されるものと同じ意味を有している。
抗ＣＤ２８の３種のヒト化可変重鎖配列を示す。 抗ＣＤ２８の３種のヒト化可変重鎖配列を示す。 抗ＣＤ２８の３種のヒト化可変重鎖配列を示す。 抗ＣＤ２８の３種のヒト化可変軽鎖配列を示す。 抗ＣＤ２８の３種のヒト化可変軽鎖配列を示す。 抗ＣＤ２８の３種のヒト化可変軽鎖配列を示す。 修飾された定常重鎖配列を示す。 定常κ軽鎖配列を示す。 ＨＬＡ融合体を構築するためのヒト化ＣＤ２８非結合可変領域を示す。 ヒト化ＨＬＡ－ＩｇＧ４ＨＣのアミノ酸配列を示す。 軽鎖３（ＬＣ３またはＶκ３）のアミノ酸配列を示す。 重鎖１（ＨＣ１）のアミノ酸配列を示す。 重鎖２（ＨＣ２）のアミノ酸配列を示す。 ＳＴＡＢＬＥＦＡＳＴ－ＮＳ０細胞株で発現される発現構築物を示す。 ＳＴＡＢＬＥＦＡＳＴ－ＮＳ０細胞株で発現される発現構築物を示す。 ＳＴＡＢＬＥＦＡＳＴ－ＮＳ０細胞株で発現される発現構築物を示す。 ヒト化抗ＣＤ２８ ｍＡｂがスーパーアゴニストでないことを示す。 ヒト化抗ＣＤ２８クローンが、ヒトＴ細胞株上のＣＤ２８を特異的に染色することを示す。図１８（Ａ）：マウス抗ヒトＣＤ８ ｍＡｂ（クロ－ン９．３、アイソタイプＩｇＧ２ａ）による染色である。図１８（Ｂ）：ヒト化抗ＣＤ２８（アイソタイプＩｇＧ４）による染色である。 Ｆｃヒンジ領域と直接融合される抗原提示複合体をベースとした、小分子ＭＨＣ－Ｉｇ融合タンパク質の設計を示す。 利用可能な一級アミンを介してコンジュゲートされるリガンドを有する、ＰＬＧＡとＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨナノａＡＰＣとの比較を示す。ＰＥＧ－ＣＯＯＨ：ｍＰＥＧの比が１：４であるビーズは、いずれも安定性かつ活性であった。 ナノａＡＰＣが同族のＴＣＲを有するＴ細胞を特異的に染色することを示す。ＴＣＲ結合特異性に関するＦＡＣＳによるバイオ分析アッセイを示す。 ＰＬＧＡ－ＰＥＧのａＡＰＣ粒子が、用量依存的に抗原特異的Ｔ細胞の増殖を刺激することを示す。 ＰＬＧＡ－ＰＥＧベースのａＡＰＣが、凍結乾燥時に安定であることを示す。 ＳＩＹを負荷したＰＬＧＡ－ＰＥＧナノａＡＰＣを増量したときの２Ｃ Ｔ細胞の４日目の培養を示す。 ナノａＡＰＣによる刺激から１日後のＴ細胞増殖クラスターを示す。 修飾された（Ｇｅｎ ２．０）共刺激リガンドの結合活性を示す。 Ｋｂ－ＳＩＹのＦｃヒンジタンパク質をベースとするナノａＡＰＣが、同族の標的２Ｃ Ｔ細胞を特異的に染色することを示す。 リガンドの部位特異的なチオールコンジュゲートを有するナノａＡＰＣを示す。ビーズは、比率１：１のＰＥＧ－ＣＯＯＨとｍＰＥＧポリマー（７２Ｂ）または比率１：９のＰＥＧ－ｍａｌ：ｍＰＥＧ（７７Ｂ）を含有した。どちらも安定性かつ活性であった。 ヒンジ二量体構築物を含んでいるナノａＡＰＣを使用した、Ｋｂ特異的な２Ｃ Ｔ細胞（Ａ）及びＤｂ－ｇｐ１００特異的なｐｍｅｌ Ｔ細胞の増殖を示している。 ヒトＣＭＶまたはＭＡＲＴ－１に特異的なＴ細胞のナノａＡＰＣベースでの増殖を示す。比較のため、ＤｙｎａｌベースのＡＰＣを示す。 例示的なナノ粒子の製剤化を示す。（Ａ）マレイミド部位を誘導した化学物質を有する粒子とのリガンドのコンジュゲート；（Ｂ）動的光散乱法（ＤＬＳ）による粒子の特徴；（Ｃ）ＮＩ－２６バッチの電荷及びＰＤＩ。 例示的なナノ粒子配合バッチの特性を示す一覧である。
全体を通じて以下の省略形を使用する：ＢＬＡＳＴ－Ｂａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ、ＣＤＲ－相補的決定領域、Ｃκ－カッパ軽鎖定常領域、Ｆｃ－抗体断片結晶化可能領域、ＦＷ－（可変領域の）フレームワーク領域、Ｈ
ＬＡ－ヒト白血球抗原、ＭＨＣ－主要組織適合遺伝子複合体、ＶＨ－可変重鎖、Ｖκ－可変カッパ軽鎖、及びＶ領域－抗体の可変領域、ＶＨまたはＶκのいずれか。
本発明は、患者の抗原特異的Ｔ細胞を誘導する貯蔵安定性のある医薬組成物を含む、免疫療法のための組成物及び方法を提供する。いくつかの実施形態では、組成物は、ＨＬＡ抗原を提示する二量体複合体を含む。いくつかの実施形態では、組成物はヒト化免疫グロブリン配列またはその一部を含み、これを人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）上のリガンド成分として使用し、１種以上の抗原（例えば、腫瘍抗原（複数可））及び場合により１種以上の共刺激シグナルを提示する二量体分子複合体を患者に提供することができる。抗原提示プラットフォームは、以下で詳細に説明するように、人工固体支持体、例えばポリマービーズまたは粒子を含む薬学的に許容される支持体を基とすることができる。
いくつかの実施形態では、Ｔ細胞共刺激シグナルは、抗ＣＤ２８抗体またはその一部である。いくつかの実施形態では、抗ＣＤ２８抗体は、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＤ、ＩｇＡまたはＩｇＭから選択される少なくとも１つのヒト免疫グロブリンアイソタイプの配列を含む。例えば、抗ＣＤ２８抗体は、ＩｇＧアイソタイプであってよく、１つ以上のＩｇＧ生殖細胞系列フレームワーク配列の配列を含んでもよい。例えば、抗ＣＤ２８はヒトＩＧＨＶ４重鎖アミノ酸配列を含んでもよく、１～１５個のアミノ酸修飾により変更されていてもよい。修飾には、抗原結合部位（複数可）の完全性を支持するようにマウスフレームワーク残基を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、相補的決定領域（ＣＤＲ）はマウス抗体アミノ酸配列を基とし、場合により１～１０個、例えば１～５個のアミノ酸修飾を有し得る。いくつかの実施形態では、１、２、３またはそれ以上のＣＤＲが、一般に利用可能であるマウス９．３ｍＡｂを基にする（Ｔａｎ ｅｔ ａｌ．Ｊ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．１９９３ １７７：１６５）。例示的なＣＤＲを図１～６に示す。いくつかの実施形態では、抗体は、９．３ｍＡｂの重鎖ＣＤＲのフルセット及び／または軽鎖ＣＤＲのフルセットを有する。例えば、いくつかの実施形態では、重鎖可変領域はＣＤＲ１（ＤＹＧＶＨ）、ＣＤＲ２（ＶＩＷＡＧＧＧＴＮＹＮＳＡＬＭＳ）及びＣＤＲ３（ＤＫＧＹＳＹＹＹＳＭＤＹ）のうち１つ、２つまたは３つのＣＤＲを含み、場合により各々が１、２または３個のアミノ酸の置換、欠失または付加により修飾されていてよい。例えば、いくつかの実施形態では、軽鎖可変領域はＣＤＲ１（ＲＡＳＥＳＶＥＹＹＶＴＳＬＭＱ）、ＣＤＲ２（ＡＡＳＮＶＥＳ）及びＣＤＲ３（ＱＱＳＲＫＶＰＹＴ）のうち１つ、２つまたは３つのＣＤＲを含み、各々が１、２または３個のアミノ酸の置換、欠失または付加により修飾されていてよい。
いくつかの実施形態では、抗ＣＤ２８リガンドは、９．３ｍＡｂと同様の、または重複するエピトープと結合するか、または９．３ｍＡｂのＣＤＲ１、ＣＤＲ２及びＣＤＲ３を有する抗体と同様の、または重複するエピトープを結合する。同様の、または重複するエピトープを有する抗体は、例えば表面プラズモン共鳴（Ｂｉａｃｏｒｅ）を使用した競合イムノアッセイなどの、何らかの好適な技術によって選別することができる。
種々の実施形態において、別のＣＤＲ配列、可変領域またはＣＤ２８結合リガンドを用いてもよい。別のリガンド、ＣＤ２８エピトープ及び抗ＣＤ２８抗体は、例えば、米国特許第７，６１２，１７０号、米国特許第６，９８７，１７１号及び米国特許第６，８８７，４６６号に記載されており、各開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、抗体重鎖はヒトＩＧＨＶ４－５９生殖細胞系列フレームワーク（ＦＷ）の変異体を含み、これは５～１５個のマウスＦＷ残基を含むように修飾される。いくつかの実施形態では、抗体は軽鎖アミノ酸配列を含み、軽鎖配列は、ヒトＩＧＫＶ４－０１ ＦＷ配列の変異体であってもよく、これは３～１５個のマウスＦＷ残基を含む
ように修飾されていてもよい。
抗ＣＤ２８ヒト重鎖配列は、例えば、１、３、６、３７、４８、６７、７１、７３、７６、７８、８２、８２ａ及び８２ｃ位（Ｋａｂａｔ番号付けに基づく）で、１個以上の（例えば、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、またはすべて）のマウスＦＷ残基を含むように修飾されていてよい。これらの位置のマウスＦＷ残基は、９．３ｍＡｂと同様であり得る。軽鎖は、３、４、４９、７０、８５、８７及び８０位で１個以上の（例えば、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、またはすべて）のマウスＦＷ残基を含むように修飾されていてよい。選択されたマウスＦＷ残基は、抗原結合部位の完全性を支持することができる。ヒト化抗ＣＤ２８抗体は、９．３ｍＡｂのＣＤ２８に対する親和性及びＴ細胞共刺激活性を保持しており、９．３ｍＡｂと比べて少なくとも４０％、５０％、７５％、８０％、９０％、及びいくつかの実施形態では１００％またはそれ以上にＣＤ２８結合性及びＴ細胞活性化に対して効果的である。種々の実施形態において、抗ＣＤ２８リガンドはスーパーアゴニストではない。いくつかの実施形態では、抗ＣＤ２８リガンドは、９．３ｍＡｂと同様の、または重複するエピトープと結合する。
抗体は定常領域を含んでもよく、定常領域はアイソタイプのいずれかであってよい。いくつかの実施形態では、抗体定常領域は、ヒトＩｇＧ４またはその変異体である。いくつかの実施形態では、定常領域は１つ以上のヒンジを安定化する突然変異を含み、ＣＨ鎖（例えば、Ｐで置換され得るＳ２４１）に導入されていてもよい。いくつかの実施形態では、抗体は定常領域を含み、定常領域は、抗体を化学的に固体支持体とカップリングするのに適した１つ以上の突然変異を含む。カップリングに適した１つ以上の突然変異は、アミノ酸側鎖官能基（例えば、チオール、アミンまたはヒドロキシル）を生じさせることができ、例えばこれは不対システイン（例えば、Ｓ４７３位）である。定常領域に対する他の変更には、Ｆｃガンマ受容体結合を低減するような修飾を含む。例えば、ＣＨ鎖をＬ２４８、例えばＬ２４８Ｅで修飾することができる。
いくつかの実施形態では、リガンドがナノ粒子面への機能的な付着により好適であるように、共刺激リガンドは最小化されてある。例えば、抗体は抗体断片（例えばＦ（ａｂ’）２またはＦａｂ）であってもよく、または一本鎖抗体もしくは他の抗原結合抗体断片である。例えば、抗体断片は、本明細書に記載するヒト化ｍＡｂまたは他の抗ＣＤ２８の一本鎖可変断片であり得る。
いくつかの実施形態では、共刺激分子は、本明細書に記載する抗体のような抗ＣＤ２８
ｍＡｂのＶＨ鎖及びＶＬ鎖によって形成される抗原結合ループからなる、または本質的にそれからなる一本鎖可変断片（ｓｃＦｖ）である。ｓｃＦｖ抗体構築物は、短いペプチドリンカーによって頭部－頭部または頭部－尾部の構成で共に結合された、１つまたは複数（２、３、４または５）のＶＨ及びＶＬ超可変領域鎖（３Ｄ抗原エピトープ結合ポケットを一緒に形成する各鎖の部分）を含んでいてよい。このような構築物はサイズが小さいため、完全に合成経路によって利便に生成することができる。更に、ｓｃＦｖは免疫原性の可能性を低下させることができる。
他の実施形態では、共刺激リガンドは、共刺激分子リガンドまたは抑制性リガンドのｓｃＦｖと結合された１つ以上のＨＬＡ分子を含む二重特異性構築物である。二重特異性構築物をナノ粒子表面に共有結合できるペプチドテザーによって、抗原提示複合体及び共刺激リガンドまたは抑制性リガンドをコンジュゲートすることができる。いくつかの実施形態では、このような構築物は、ＨＬＡ及び共刺激リガンドまたは抑制性リガンドのそれぞれがナノ粒子表面と個別に結合された、より大きい構築物を含むナノ粒子と同様の活性を生じさせるため、製造上の利点をもたらす。
いくつかの実施形態では、共刺激リガンドの生成に、ペプチド、アプタマー及びＡｄＮｅｃｔｉｎを含む、他のリガンド結合形式を使用する。種々の標的結合形式としては、単一ドメイン抗体、組換えの重鎖のみ抗体（ＶＨＨ）、一本鎖抗体（ｓｃＦｖ）、サメの重鎖のみ抗体（ＶＮＡＲ）、マイクロタンパク質（システインノットタンパク質、ｋｎｏｔｔｉｎ）、ＤＡＲＰｉｎ、テトラネクチン、アフィボディ；トランスボディ、アンチカリン、アフィリン、マイクロボディ、ペプチドアプタマー、フィロマー、ストラドボディ、マキシボディ、エビボディ、フィノマー、アルマジロリピートタンパク質、Ｋｕｎｉｔｚドメイン、アビマー、アトリマー、プロボディ、イムノボディ（ｉｍｍｕｎｏｂｏｄｙ）、トリオマブ（ｔｒｉｏｍａｂ）、トロイボディ、ペプボディ（ｐｅｐｂｏｄｙ）、ユニボディ（ＵｎｉＢｏｄｙ）、デュオボディ（ＤｕｏＢｏｄｙ）、Ｆｖ、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、ペプチド模倣分子、もしくは合成分子、またはその内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許番号もしくは特許公開番号ＵＳ７，４１７，１３０、ＵＳ２００４／１３２０９４、ＵＳ５，８３１，０１２、ＵＳ２００４／０２３３３４、ＵＳ７，２５０，２９７、ＵＳ６，８１８，４１８、ＵＳ２００４／２０９２４３、ＵＳ７，８３８，６２９、ＵＳ７，１８６，５２４、ＵＳ６，００４，７４６、ＵＳ５，４７５，０９６、ＵＳ２００４／１４６９３８、ＵＳ２００４／１５７２０９、ＵＳ６，９９４，９８２、ＵＳ６，７９４，１４４、ＵＳ２０１０／２３９６３３、ＵＳ７，８０３，９０７、ＵＳ２０１０／１１９４４６及び／またはＵＳ７，１６６，６９７に記載のものが挙げられる。Ｓｔｏｒｚ ＭＡｂｓ．２０１１ Ｍａｙ－Ｊｕｎ；３（３）：３１０－３１７も参照のこと。
共刺激分子を、抗原提示分子複合体を有する固体支持体にコンジュゲートして、抗原特異的Ｔ細胞を誘導することができる。抗原提示分子複合体は、ＭＨＣクラスＩ及び／またはクラスＩＩ複合体、またはその抗原結合クレフトを含む部分を含むことができる。いくつかの実施形態では、分子複合体は１つまたは２つのＨＬＡアミノ酸配列を含み、その配列は免疫グロブリン配列などの追加の非相同配列を含んでいてもよい。別の非相同配列として、二量体化アミノ酸配列、例えばｃ－ｆｏｓ及びｃ－ｊｕｎが挙げられる。いくつかの実施形態では、ＨＬＡ融合体は、安定性、結合親和性及び／またはＴ細胞活性に付加的な利点をもたらす。
種々の実施形態において、抗原提示複合体は、ＭＨＣクラスＩ分子複合体もしくはＭＨＣクラスＩＩ分子複合体のいずれか、またはそれに代わるＣＤ１ｄである。ＭＨＣクラスＩ分子複合体は、少なくとも２つの融合タンパクを含んでいてよい。第１の融合タンパク質は、第１のＭＨＣクラスＩのα鎖及び第１の免疫グロブリン重鎖を含み、第２の融合タンパクは第２のＭＨＣクラスＩのα鎖及び第２の免疫グロブリン重鎖を含む。第１と第２の免疫グロブリン重鎖は会合して、ＭＨＣクラスＩ分子複合体を形成する。ＭＨＣクラスＩ分子複合体は、第１のＭＨＣクラスＩペプチド結合クレフトと、第２のＭＨＣクラスＩペプチド結合クレフトを含む。ＭＨＣクラスＩＩ分子複合体は、少なくとも４つの融合タンパクを含むことができる。第１の融合タンパク質は、（ｉ）免疫グロブリン重鎖と、（ｉｉ）ＭＨＣクラスＩＩβ鎖の細胞外ドメインを含む。第２の融合タンパク質は、（ｉ）免疫グロブリン軽鎖と、（ｉｉ）ＭＨＣクラスＩＩα鎖の細胞外ドメインを含む。２つの第１の融合タンパク質及び２つの第２の融合タンパク質が会合して、ＭＨＣクラスＩＩ分子複合体を形成する。第１の融合タンパク質それぞれのＭＨＣクラスＩＩβ鎖の細胞外ドメイン及び第２の融合タンパク質それぞれのＭＨＣクラスＩＩα鎖の細胞外ドメインは、ＭＨＣクラスＩＩペプチド結合クレフトを形成する。抗原ペプチドは、ペプチド結合クレフトに結合される。種々の実施形態において、免疫グロブリン配列は、二量体化を支持するためのヒンジ領域を含んでいる部分的な重鎖配列である。
いくつかの実施形態では、抗原提示複合体は、ナノ粒子とのコンジュゲートのために、不対システインを含むように遺伝子操作された、または天然の不対システインを使用して
いる、合成または組換えのＨＬＡモノマー（例えば、β２ミクログロブリンを有するクラスＩアルファ鎖）である。更に、共刺激シグナル（または、他の抗体系のリガンド）は、ＦａｂであってもｓｃＦｖであってもよい。このような実施形態では、２つのシグナルを、目的受容体と結合する抗原結合抗体断片（例えば、ｓｃＦｖ）に係留されたＨＬＡ分子を含む単一の多機能構築物に組み込むことができる。
他の態様及び実施形態では、本発明は、ビーズまたは粒子にコンジュゲートされた、Ｔ細胞に抗原を提示する分子複合体を提供し、この複合体は、例えばＨＬＡアミノ酸配列などの抗原提示配列に融合されたヒト化免疫グロブリン配列またはその一部を含む。いくつかの実施形態では、免疫グロブリン配列は、ヒト重鎖配列（例えば、ＩＧＨＶ４フレームワーク）である。この可変領域は、ＣＤ２８または他のヒトタンパク質に対する抗原結合活性を含まない。ＨＬＡアミノ酸配列は、ＨＬＡ－Ａ＊０２：０１（ＩＭＧＴアクセッション番号ＨＬＡ００００５）またはその誘導体もしくは断片、例えば１～１０個、または１～５個のアミノ酸の置換、欠失、または挿入を有する誘導体などであり得る。ヒト化免疫グロブリン配列は更に、ＨＬＡと免疫グロブリン配列の間にリンカーアミノ酸配列を含んでもよい。好ましくは、リンカーは免疫原性が欠けている。分子複合体は更に、β２ミクログロブリンペプチドを含んでもよい。
種々の実施形態において、免疫グロブリン融合配列は、ＩｇＧ、ＩｇＤ、ＩｇＡ、またはＩｇＭアイソタイプであり、ヒト生殖細胞系列フレームワークのいずれかに由来し得る。生殖細胞系列フレームワークには、ＩＧＨＶ４（例えば、ＩＧＨＶ４－５９）を含み、これには抗ＣＤ２８に関して記載した１つ以上のマウスフレームワーク残基を含んでも含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、上記の抗ＣＤ２８抗体の重鎖（マウスフレームワーク残基の有無を問わない）は、この態様に従ってＨＬＡに融合され、またこのような実施形態において可変領域はＣＤ２８結合を低減または排除するように修飾される。
いくつかの実施形態では、ＨＬＡ融合構築物には可変鎖配列を含まない。例えば、ＨＬＡまたは抗原提示複合体を、ヒンジ領域上部のＩｇ定常領域配列と融合して、二量体ＨＬＡを得ることができる。例えば、ＨＬＡまたはその抗原提示部分は、各ＩｇＧ重鎖のＣＨ１部分とコンジュゲートされていてよい。ＩｇＧ分子はすべて、ヒンジ領域（上方及び下方）でジスルフィド結合によって互いに結合された、２つの同一の重鎖（定常領域と可変領域）からなる。例えば、いくつかの実施形態では、ＨＬＡ分子または抗原提示複合体がＣＨ１（ヒンジ領域上方のＩｇＨ鎖のＮ末端）と融合され、その結果、ＶＨ及びＶＬ軽鎖配列の欠失により、小さい二量体融合タンパク質が生成される。よって、このような構築物はＣＨ２及びＣＨ３ドメインを含むことになる。このような構築物は、免疫原性の可能性を低下させるだけでなく、製造上の利点をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、このような構築物はまた、ヒンジ領域からの距離が短いにもかかわらず、効率的なＴ細胞活性化に十分な結合協同作用を示す。
粒子化学物質によってリガンド密度を微調整することができる。一般にナノａＡＰＣは平均して、その表面にコンジュゲートされた５～約１５００個のリガンドを有する。いくつかの実施形態では、各粒子は、粒子当たり約５００個未満のリガンド、または粒子当たり約４００個未満のリガンド、または粒子当たり約３００個未満のリガンド、または粒子当たり約２００個未満のリガンドを有する。いくつかの実施形態では、このポリマーナノ粒子は、粒子当たり約１５０個未満のリガンド、または粒子当たり約１００個未満のリガンドを有する。例えば粒子は、粒子当たり約５～約９０個のリガンドを有することができる。種々の実施形態において、ナノ粒子は、粒子あたり約９０個未満のコンジュゲートされたリガンド、すなわち粒子当たり約８０個未満、または約７０個未満、または約６０個未満、または約５０個未満、または約４０個未満、または約３０個未満、または約２０個未満のコンジュゲートされたリガンドを含む。いくつかの実施形態では、粒子は、その表
面に１０～約８０個のコンジュゲートされたリガンド、すなわち粒子当たり１０～約７０個、または約１０～約５０個のコンジュゲートされたリガンドを含む。
更に他の実施形態では、抗原提示複合体（例えば、ＨＬＡ配列）は、Ｉｇ融合パートナーを含まず、単量体である。例えば、いくつかの実施形態では、抗原提示複合体またはＨＬＡ分子（例えばＨＬＡ－Ａ２など）のＣ末端には、合成ナノ粒子（例えば、ＰＬＧＡ－ＰＥＧマレイミドまたはＰＬＡ－ＰＥＧマレイミドブロックポリマーを含有する）などの固体／半固体基質上の官能基（例えば、マレイミド部分）への部位特異的な結合に適したペプチドテザー配列を含む。テザー配列は任意の好適な配列を含むことができ、これは、約５～約１５個（または約５～約１０個）のアミノ酸のテザー内のどこかにシステイン残基が組み込まれた、Ｇｌｙ、Ｓｅｒ、Ａｌａ、及びＴｈｒなどの親水性残基、例えばＧＧＧＳＧまたはＡＡＡＧＧの２つ、３つ、４つまたは５つのリピートなどから主に構成され得る。システイン残基は、分子内ジスルフィド結合を形成しないと予測される部位に組み込む必要がある。
いくつかの実施形態では、ＨＬＡ－Ｉｇ融合体または他のＨＬＡ構築物は更に、Ｔ細胞に提示される、ＨＬＡに結合した抗原ペプチドを含む。抗原ペプチドは、チロシナーゼ、ｈＴＥＲＴ、ＭＡＧＥ－１、ＭＡＧＥ－３、ｇｐ－１００、ＮＹ－ＥＳＯ－１、Ｍｅｌａｎ Ａ／Ｍａｒｔ－１、ＨＰＶ１６－Ｅ７、ｇｐ７５／ｂｒｏｗｎ、ＢＡＧＥ及びＳ－１００のうち１つ以上の抗原部分、ならびに／またはその内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、クラスＩまたはクラスＩＩ複合体によって提示される、ＷＯ２００４／００６９５１に記載のいずれかの抗原ペプチドを包含することができる。
抗原提示複合体に提供され得る他のシグナルとして以下が挙げられる：ＣＤ８０（Ｂ７－１）、ＣＤ８６（Ｂ７－２）、Ｂ７－Ｈ３、４－１ＢＢＬ、ＣＤ２７、ＣＤ３０、ＣＤ１３４（ＯＸ－４０Ｌ）、Ｂ７ｈ（Ｂ７ＲＰ－１）、ＣＤ４０、ＬＩＧＨＴ（または、このような分子もしくはその活性部分のＩｇ融合体、場合により本明細書に記載するようにヒト化される）、ＨＶＥＭに特異的に結合する抗体、ＣＤ４０Ｌに特異的に結合する抗体、ＯＸ４０に特異的に結合する抗体、Ｆａｓに特異的に結合する抗体、ＰＤ１に特異的に結合する抗体、ＧＩＴＲに特異的に結合する抗体及び４－１ＢＢに特異的に結合する抗体。共刺激シグナルが天然リガンドに対する抗体である場合、抗体リガンドをヒト化及び／またはそのサイズを最小化する（例えば、ｓｃＦｖ及び二重特異性構築物）ため、ならびに粒子にコンジュゲートされる抗体を遺伝子操作するため、本明細書で使用される技術を用いることができる。
本発明の抗原提示プラットフォームとして有用な接着分子は、Ｔ細胞またはＴ細胞前駆体へのプラットフォームの接着を媒介することができる。本発明に有用な接着分子としては、例えばＩＣＡＭ－１及びＬＦＡ－３が挙げられる。
Ｔ細胞増殖因子は、Ｔ細胞の増殖及び／または分化に影響を及ぼす。Ｔ細胞増殖因子の例としては、サイトカイン（例えば、インターロイキン、インターフェロン）及びスーパー抗原が挙げられる。特に有用なサイトカインとしては、ＩＬ－２、ＩＬ－４、ＩＬ－７、ＩＬ－１０、ＩＬ－１２、ＩＬ－１５及びガンマインターフェロンが挙げられる。Ｔ細胞増殖因子は、表面に化学的にコンジュゲートまたは吸着されたビーズまたは粒子の中に封入されていてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、ナノ粒子は更に、粒子の疎水性コア中に捕捉された、治療用化合物またはタンパク質／ペプチドを含む（例えば、化学療法剤、サイトカインもしくはＩＬ－２などのインターロイキン、Ｔ細胞を誘引するＣＣＬ９のようなケモカイン、及び／または抗ＰＤ１抗体もしくは抗ＰＤ１ペプチドのようなチェックポイント阻害剤分子）。いくつかの実施形態では、このようなａＡＰＣは、刺激または阻害、ならびにリプログラミングに対して特異的な細胞を標的とするように構
築される。いくつかの実施形態では、捕捉された化合物は、粒子マトリックスの分解により放出される。このようなａＡＰＣによって、オフターゲットの相互作用による不必要な活性を制限することにより、併用療法の許容性と有効性を高めることができ得る。いくつかの実施形態では、ナノ粒子ａＡＰＣには、薬物化合物、例えばサイトカイン及び小分子薬が封入されない。
本発明の態様に従って提示される抗原には、腫瘍関連抗原を含む。腫瘍関連抗原には、それが由来する腫瘍によってのみ発現する固有の腫瘍抗原、多くの腫瘍で発現するが、正常な成人組織では発現しない共通腫瘍抗原（腫瘍胎児性抗原、癌／精巣抗原）、及び腫瘍の発生源である正常組織によっても発現する組織特異的抗原が含まれる。腫瘍関連抗原は、例えば、胎児性抗原、異常な翻訳後修飾を有する抗原、分化抗原、突然変異した癌遺伝子もしくは腫瘍抑制因子の産物、融合タンパク質、または腫瘍ウイルスタンパク質であり得る。様々な腫瘍関連抗原が当技術分野において既知であり、これらの多くは市販されている。腫瘍胎児性及び胎児性抗原としては、癌胎児性抗原及びアルファ－フェトプロテイン（それぞれ、通常は発生期の胚においてのみ高度に発現するが、肝臓及び大腸の腫瘍によって高頻度で発現する）、胎盤アルカリホスファターゼのシアリル－ルイスＸ（腺癌に発現）、ＣＡ－１２５及びＣＡ－１９（胃腸、肝臓及び婦人科腫瘍に発現）、ＴＡＧ－７２（結腸直腸腫瘍に発現）、上皮糖タンパク質２（多くの癌に発現）、膵臓癌胎児性抗原、５Ｔ４（胃癌に発現）、アルファフェトプロテイン受容体（多発性腫瘍型、特に乳癌に発現）、及びＭ２Ａ（生殖細胞腫瘍形成で発現）が挙げられる。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの抗原が、ＮＹ－ＥＳＯ－１、ＭＡＧＥ－Ａ、Ｂ、及びＣ、ＣＴＡＧ－１、ＣＴＡＧ－４５、ＧＡＧＥ、ならびにＳＳＸを含み得る癌／精巣（ＣＴ）抗原であり、通常これは、精巣の生殖細胞によって発現するが、正常な成体の体組織では発現しない。しかしながら、黒色腫、乳房リンパ腫、肝臓リンパ腫、肺リンパ腫、卵巣リンパ腫、及びホジキンリンパ腫を含む、数多くの種類の癌細胞がＣＴ抗原を発現していることが示されている。
腫瘍関連の分化抗原は、チロシナーゼ（黒色腫に発現）及び特定の表面免疫グロブリン（リンパ腫に発現）を含む。
突然変異した癌遺伝子または腫瘍抑制遺伝子産物としては、いずれも多くの腫瘍型に発現するＲａｓ及びρ５３、Ｈｅｒ－２／ｎｅｕ（乳癌及び婦人科癌に発現）、ＥＧＦ－Ｒ、エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、網膜芽細胞腫遺伝子産物、ＭＹＣ（肺癌と関連）、ＲＡＳ、乳房腫瘍と関連するｐ５３非突然変異体、ＭＡＧＥ－１、及びＭＡＧＥ－３（黒色腫、肺癌及び他の癌と関連）が挙げられる。
他の腫瘍抗原としては、慢性骨髄性白血病に発現するＢＣＲ－ＡＢＬなどの融合タンパク質、及び子宮頚癌に見られるＨＰＶ型１６、Ｅ６、及びＥ７などの腫瘍ウイルスタンパク質が挙げられる。組織特異的腫瘍抗原としては、メラノトランスフェリン及びＭＵＣＩ（膵臓癌及び乳癌に発現）；ＣＤ１０（一般急性リンパ芽球性白血病抗原、すなわちＣＡＬＬＡとして以前から知られている）または表面免疫グロブリン（Ｂ細胞白血病及びリンパ腫に発現）；ＩＬ－２受容体のα鎖、Ｔ細胞受容体、ＣＤ４５Ｒ、ＣＤ４＋／ＣＤ８＋（Ｔ細胞白血病及びリンパ腫に発現）；前立腺特異性抗原及び前立腺酸性ホスファターゼ（前立腺癌に発現）；ｇｐ１００、ＭｅｌａｎＡ／Ｍａｒｔ－１、チロシナーゼ、ｇｐ７５／ｂｒｏｗｎ、ＢＡＧＥ及びＳ－１００（黒色腫に発現）；サイトケラチン（様々な癌腫に発現）；ならびにＣＤ１９、ＣＤ２０及びＣＤ３７（リンパ腫に発現）が挙げられる。
いくつかの実施形態では、抗原ペプチドは、本明細書に記載のＨＬＡ－Ｉｇ融合複合体
などの、本明細書に記載のＨＬＡ抗原提示複合体によって提示されるＭＡＲＴ－１、ｇｐ１００、ＮＹ－ＥＳＯ－１及びＭＡＧＥ－Ａ３を含む。
いくつかの実施形態では、ａＡＰＣは、腫瘍誘発性の突然変異に基づく１つ以上の抗原ペプチド、または患者腫瘍の個別的評価から特定された新生抗原を提示する。
更に他の実施形態では、組成物は、腫瘍型に応じた複数の抗原、例えば少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９または１０個の抗原（例えば、２～１０個または３～８個の抗原）を含有するａＡＰＣの混合薬を含む。通常、各ａＡＰＣは単一抗原を提示する。
いくつかの実施形態では、抗原は自己抗原（ａｕｔｏａｎｔｉｇｅｎ）であり、これは生物がそれに対して免疫応答を生成する生物固有の「自己抗原（ｓｅｌｆ ａｎｔｉｇｅｎ）」である。自己抗原は、グッドパスチャー症候群、多発性硬化症、グレーブス病、重症筋無力症、全身性エリテマトーデス、インスリン依存性糖尿病、関節リウマチ、尋常性天疱瘡、アジソン病、疱疹状皮膚炎、セリアック病及び橋本甲状腺炎などの自己免疫疾患に関与している。例えば、糖尿病関連自己抗原としては、インスリン、グルタミン酸デカルボキシラーゼ（ＧＡＤ）、及びその他の膵島細胞の自己抗原、例えば、ＩＣＡ５１２／ＩＡ－２タンパク質チロシンホスファターゼ、ＩＣＡ１２、ＩＣＡ６９、プレプロインスリンもしくはその免疫学的に活性な断片（例えば、インスリンＢ鎖、Ａ鎖、Ｃペプチドまたはその免疫学的に活性な断片）、ＩＧＲＰ、ＨＳＰ６０、カルボキシペプチダーゼＨ、ペリフェリン、ガングリオシド（例えば、ＧＭ１－２、ＧＭ３）またはその免疫学的に活性な断片が挙げられる。
いくつかの実施形態では、抗原（複数可）は感染因子のものであり、例えば原生動物、細菌、真菌（単細胞と多細胞の両方）、ウイルス、プリオン、細胞内寄生体、蠕虫及び免疫応答を誘導できるその他の感染因子の成分である。
抗原ペプチドを含む抗原は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２６８，４１１号に記載されるように、抗原提示複合体の抗原結合クレフトに能動的にまたは受動的に結合することができる。場合により抗原ペプチドはペプチド結合クレフトに共有結合することができる。
必要に応じて、ペプチドテザーを使用して抗原ペプチドをペプチド結合クレフトに結合することができる。例えば、複数のクラスＩＭＨＣ分子の結晶学的解析は、β２Ｍのアミノ末端が、ＭＨＣペプチド結合クレフト内に存在する抗原ペプチドのカルボキシル末端と非常に近接している、約２０．５オングストロームの距離であることを示している。したがって、約１３アミノ酸長である比較的短いリンカー配列を使用して、ペプチドをβ２Ｍのアミノ末端に係留することができる。配列が適切である場合、そのペプチドはＭＨＣの結合溝に結合するはずである（参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２６８，４１１号を参照）。
いくつかの実施形態では、ａＡＰＣは、抗原特異的Ｔ細胞（ナイーブ細胞を含む）を増殖及び活性化させる物理的特性、例えば細胞傷害性Ｔ細胞及び理想的には長期生存する記憶Ｔ細胞を生じさせる物理的特性を有する。この開示によるナノａＡＰＣは、とりわけ粒度、リガンド親和性、リガンド結合の持続時間、リガンド結合の密度及び／またはクラスター、リガンドのサイズ及び方向、ならびに粒子表面特性に基づいて設計される。人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）は従来、免疫シナプスと関連して考察されており、ＴＣＲ及び補助シグナルのクラスター化が、特にナイーブＴ細胞において活性化に重要な役割を果たしていると考えられている。よって、「ラフト」すなわちリガンドのクラスターを形成するように設計された細胞サイズの粒子及び／またはマトリックスを使用して、この相互作用
を模倣するａＡＰＣの作成が試みられてきたが、本ナノスケールのａＡＰＣは、種々の実施形態において、設計された粒度及び化学物質、Ｔ細胞リガンド、リガンド配向、リガンド密度及びリガンド比を有するナノサイズ粒子によって生体系を模倣する。
いくつかの実施形態では、抗原提示複合体と共刺激シグナルが、ＰＥＧコポリマーの末端（例えば、粒子表面に向かって外側に面する末端）に表面官能基を有するＰＬＧＡ／ＰＬＧＡ－ＰＥＧ粒子またはＰＬＡ／ＰＬＡ－ＰＥＧ粒子、例えば親水性の外側表面に化学結合のための官能基が設けられたＰＬＧＡ－ＰＥＧマレイミド粒子またはＰＬＡ－ＰＥＧマレイミド粒子にコンジュゲートされている。いくつかの実施形態では、ａＡＰＣは、血液／リンパ交換によるリンパ節への輸送を含む、標的組織への分布を可能にする程度に長く末梢血液循環中に存続する。シェルの組成もまた、生体内分布に影響を与え得る。したがって、種々の実施形態において、粒子はコポリマーのＰＥＧ部分によって形成できる親水性のシェルを有する。種々の実施形態において、粒子の電荷は、例えば、ＰＬＧＡまたはＰＬＡ上のＣＯＯＨ基の組み合わせによって、ならびに粒子表面に結合した標的リガンドによって与えられる電荷によって、わずかに負となる。実施形態によっては、粒子（コジュゲートされたリガンドの有無を問わない）は約０～－２０ｍＶの表面電荷を有し、実施形態によっては、－５～－１５ｍＶ、すなわち約－５～約－１０ｍＶの表面電荷を有する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子のサイズ及び表面特性は、Ｔ細胞による内在化が可能であるようなものである。
ＰＬＧＡ－ＰＥＧコポリマーを含んでいるナノ粒子は、例えば米国特許第８，４２０，１２３号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
粒子は、形状が不規則であるものから球状のものまで、及び／または表面が凹凸すなわち不規則であるものから、滑らかなものまで様々であり得る。球状粒子は、不規則なサイズの粒子よりも小さい表面積を有する。球状粒子を使用する場合、表面積の減少により、必要な試薬が少なくなる。一方、不規則な形状の粒子は、球状粒子よりも相当大きな表面積を有し、表面積及び細胞との接触表面積当たりのコンジュゲートされるタンパク質含量の点で有利となる。例えば、非対称なナノ粒子は、以下の範囲のいずれかである、少なくとも１つの軸に沿った曲率半径を有する少なくとも１つの表面を有し得る：（ａ）約１ｎｍ～約１０ｎｍ；（ｂ）約１１ｎｍ～約１００ｎｍ；（ｃ）約１０１ｎｍ～約４００ｎｍ；（Ｄ）約４０１ｎｍ～約１μｍ；（ｅ）約１０μｍ～約２０μｍ；（ｆ）約２０μｍ～約１００μｍ；及び（ｇ）約１０１μｍ～約１ｍｍ。いくつかの実施形態では、非対称なナノ粒子は、（ａ）ｘ軸に沿った寸法、（ｂ）ｙ軸に沿った寸法、及び（ｃ）ｚ軸に沿った寸法によって規定され、この場合の（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の少なくとも１つが、少なくとも１つの他の寸法（ａ）、（ｂ）または（ｃ）と等しくない、非対称な形状を有することができる。いくつかの実施形態では、非対称な形状は、以下の式のいずれかによって記述することができる楕円体である：ａ＞ｂ＝ｃ（長楕円体）；ａ＞ｂ＞ｃ（三軸楕円体）；及び、ａ＝ｂ＞ｃ（扁平楕円体）。本発明に従って使用することができる非対称ナノ粒子は、ＷＯ２０１３／０８６５００に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
種々の実施形態において、粒径は直径２０～５００ｎｍ、すなわち直径５０～５００ｎｍ（平均直径）の範囲内である。いくつかの実施形態では、粒子は腫瘍組織を含む組織の良好な末梢血液循環及び浸透が可能であるように、約４００ｎｍ未満、または約３００ｎｍ未満、または約２００ｎｍ未満の平均サイズを有する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、約５０ｎｍ～約２００ｎｍ、または約１００ｎｍ～約２００ｎｍ、例えば１２０ｎｍ～約１８０ｎｍ、または約５０ｎｍ～約１００ｎｍの平均サイズ（例えば、直径または最長軸）を有する。用語「約」は、数値的特徴に関連する場合、±１０％を意味する。いくつかの実施形態では、少なくとも９０％の粒子は、約１２０～約１８０ｎｍの範囲内
、または約４０ｎｍ～約１１０ｎｍの範囲内である粒子は、好ましくは上記の平均粒子サイズで、サイズが均一であっても、またはサイズが変化してもよい。いくつかの実施形態では、粒子は、「ＥＰＲ効果」（Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ
ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ：血管透過性・滞留性亢進効果）を利用するのに十分に小さい。
本明細書に記載するリガンド及び分子複合体は、利用可能ないずれかの工程を使用して、化学的にビーズにコンジュゲートすることができる。リガンド結合のための官能基としては、ＰＥＧ－ＣＯＯＨ、ＰＥＧ－ＮＨ２、ＰＥＧ－ＳＨ、ＰＥＧ－マレイミド、ＰＥＧ－ピリジルジスルフィド及びＰＥＧアクリレートが挙げられる。例えば、Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ，ＢｌＯＣＯＮＪＵＧＡＴＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９６を参照のこと。活性化官能基としては、ハロゲン化アルキル及びハロゲン化アシル、アミン、スルフヒドリル、アルデヒド、不飽和結合、ヒドラジド、イソシアネート、イソチオシアネート、ケトン、アジド、アルキン誘導体、無水物、エポキシド、カーボネート、アミノキシ、フラン誘導体、ならびに化学結合を活性化させる他の既知の基が挙げられる。あるいは、小分子カップリング試薬の使用により、分子を固体支持体に結合することができる。カップリング試薬の非限定的な例としては、カルボジイミド、マレイミド、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミドエステル、ビスクロロエチルアミン、グルタルアルデヒドなどの二官能性アルデヒド、無水物等が挙げられる。他の実施形態では、当技術分野において周知であるように、親和性結合、例えばビオチン－ストレプトアビジン結合またはカップリングによって、分子を固体支持体と結合することができる。例えば、ストレプトアビジンを共有結合または非共有結合により固体支持体に結合することができ、ビオチン化分子は当技術分野で周知である方法を使用して合成することができる。
活性化化学物質により、固体支持体表面への分子の特異的、安定的な結合が可能である。タンパク質と官能基との結合に使用できる方法は数多く存在する。例えば、一般的な架橋剤グルタルアルデヒドを使用して、２段階の工程でタンパク質アミン基をアミン化される固体支持体表面に結合することができる。得られた結合は加水分解的に安定である。他の方法としては、タンパク質上のアミンと反応するｎ－ヒドロ－スクシンイミド（ＮＨＳ）エステルを含んでいる架橋剤、アミン、スルフヒドリルまたはヒスチジン含有タンパク質と反応する活性ハロゲンを含んでいる架橋剤、アミン基またはスルフヒドリル基と反応するエポキシドを含んでいる架橋剤、マレイミド基とスルフヒドリル基とのコンジュゲート、及び糖ペンダント部分の過ヨウ素酸酸化に続く還元アミノ化によるタンパク質アルデヒド基の形成を用いることが挙げられる。
いくつかの実施形態では、粒子またはビーズは、コアポリマーとしてのＰＬＧＡ、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミド、及びエステルでエンドキャップされたＰＬＧＡ－ＰＥＧを含むポリマーである。あるいは粒子またはビーズは、コアポリマーとしてのＰＬＡ、ＰＬＡ－ＰＥＧ－マレイミド、及びエステルでエンドキャップされたＰＬＡ－ＰＥＧを含む。マレイミド基により、形成された粒子に粒子外側表面への親水性「ステルス」コーティング（ＰＥＧ）、ならびにこのシェルと結合される官能基が得られ、利用可能な少なくとも１つの遊離スルフヒドリル（－ＳＨ）基を有するリガンドの共有結合に使用することができる。例えば、ＦｃにＳ４７３Ｃ置換を含むヒトＩｇＧ４フレームワーク（本明細書に記載）上に、ＨＬＡ－Ｉｇリガンド及び／または抗ＣＤ２８（または、他の抗体リガンド）を構築することができる。ＨＬＡ－Ｉｇまたは抗ＣＤ２８のいずれかの４７３位にある、この不対システイン残基を穏やかな還元条件下で、ＰＥＧに結合されたマレイミド基とコンジュゲートすることができる。穏やかな還元条件下では、タンパク質、特にＨＬＡ－Ｉｇ分子のＨＬＡ－ベータ－２－ミクログロブリン部分が不可逆的に変性する可能性は低い。
例示的実施形態では、ナノ粒子は、（ＬＡ：ＧＡ比及び／またはＰＬＧＡポリマーの分子量を調節することにより）ｉｎ ｖｉｖｏでの特定の生分解速度に応じて調整できるコア（ＰＬＧＡ）と、血清タンパク質によるオプソニン化及び循環からの排除から保護する親水性外側シェル（「ＰＥＧブラシ」に類似した作用）と、リガンド密度の一貫した制御（１分子／マレイミド基の確率論的関係）及びコアからひろく広がるリガンド配向によって官能化された表面とを有する。例示的実施形態では、ＰＬＧＡは２０：１～１：２０のＬＡ：ＧＡ比を基準とし、５／９５、１０／９０、１５／８５、２０／８０、２５／７５、３０／７０、３５／６５、４０／６０、４５／５５、５０／５０、５５／４５、６０／４０、６５／３５、７０／３０、７５／２５、８０／２０、８５／１５、９０／１０または９５／５のＬ／Ｇ組成を含む。ＰＬＧＡは、そのエステル結合の加水分解によって分解する。ＰＬＧＡ分解の所要時間は、モノマー比と関連性があり、グリコリド単位の含量が高いほど、ラクチド主体の単位と比較して分解の所要時間は減少する。加えて、（遊離カルボン酸とは対照的に）エステルでエンドキャップされたポリマーは、分解半減期が長くなる。
いくつかの実施形態では、ＰＬＧＡは４：１～１：４のＬＡ：ＧＡ比を基にし、いくつかの実施形態では、約１：１である。いくつかの実施形態では、ＰＬＧＡのコアは、約２０Ｋ～約５０Ｋ、または約３０Ｋ～約４０Ｋ（例えば、約３５Ｋ）の分子量を有する。ＰＬＧＡ－ＰＥＧポリマー（ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミド及びＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーを含む）は、分子量１０Ｋ～３０Ｋの範囲内（例えば、約２０Ｋ）のＰＬＧＡ部分と、分子量約２Ｋ～約１０Ｋ、例えば約３Ｋ及び／または約５ＫのＰＥＧ部分を有する。種々の実施形態において、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドとＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーの質量比は、約１５：１～約１：１５、例えば約１０：１～約１：１０または約５：１～約１：５である。いくつかの実施形態では、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドとＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーの比は、４：１～約１：４、例えば約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約１：２、約１：３及び約１：４である。尚も更なる実施形態では、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドとＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨの質量比は、１：５～約１：１５、例えば約１：１０の範囲内である。実施形態によっては、Ｔ細胞の活性化に最適であるリガンド密度に微調整されるように、この比率を選択する。
いくつかの実施形態では、粒子はＰＬＡポリマーを基にする。いくつかの実施形態では、ＰＬＡのコアポリマーは、約２０Ｋ～約５０Ｋ、または約３０Ｋ～約４０Ｋ（例えば、約３５Ｋ）の分子量を有する。ＰＬＡ－ＰＥＧポリマー（ＰＬＡ－ＰＥＧ－マレイミド及びＰＬＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーを含む）は、分子量１０Ｋ～３０Ｋの範囲内（例えば、約２０Ｋ）のＰＬＡ部分と、分子量約２Ｋ～約１０Ｋ、例えば約３Ｋ及び／または約５ＫのＰＥＧ部分を有する。種々の実施形態において、ＰＬＡ－ＰＥＧ－マレイミドとＰＬＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーの質量比は、約１５：１～約１：１５、例えば約１０：１～約１：１０または約５：１～約１：５である。いくつかの実施形態では、ＰＬＡ－ＰＥＧ－マレイミドとＰＬＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨポリマーの比は、４：１～約１：４、例えば約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約１：２、約１：３及び約１：４である。尚も更なる実施形態では、ＰＬＡ－ＰＥＧ－マレイミドとＰＬＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨの質量比は、１：５～約１：１５、例えば約１：１０の範囲内である。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞の活性化に最適であるリガンド密度に微調整されるように、この比率を選択する。
この粒子上の個々のタンパク質の比率を変更することができる。例えば、抗原提示複合体と抗ＣＤ２８の比率は、少なくとも約３０：１、または少なくとも約１０：１、約３：１、約１：１、約１：３、約１：１０、または少なくとも約１：３０であり得る。いくつかの実施形態では、比率は、約５：１、約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約１：２、約１：３、約１：４、または約１：５である。粒子に結合されたタンパク質の総量
は、１～約１００μｇ、または約１～約５０μｇ、または粒子１ｍｇ当たり１～約１０μｇ、またはいくつかの実施形態では、粒子１ｍｇ当たり２～６μｇであり得る。いくつかの実施形態では、粒子のリガンド密度は、約１０３～約１０５リガンド／μｍ２または約１０４リガンド／μｍ２である。例えば、サイズが２０～２００ｎｍの範囲のナノ粒子の場合、ナノ粒子は、平均して粒子当たり約５～約１５００個のリガンド、例えば、粒子当たり約１０～約１５００個のリガンド、または粒子当たり約１０～約１２００個のリガンド、または粒子当たり約１０～約１０００個のリガンド、または粒子当たり約１０～約８００個のリガンドを有する。いくつかの実施形態では、粒子は、粒子当たり少なくとも約５００個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約４００個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約３００個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約１００個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約９０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約８０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約７０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約６０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約５０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約４０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約３０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約２０個のリガンド、または粒子当たり少なくとも約１０個のリガンド、いくつかの実施形態では最小でも粒子当たり約５個のリガンドを含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、シグナル１及びシグナル２としての最小構築物（例えば、シグナル１としては、場合によりヒンジ領域のすぐ上でＩｇ配列に融合することにより二量体化される、β２ミクログロブリンを結合した単一遺伝子性クラスＩアルファ鎖、及びシグナル２としては、記載されるｓｃＦｖ）を用いることにより、自己集合性ナノ粒子としての可能性をもたらす。例えば、ＰＬＧＡ－ＰＥＧまたはＰＬＡ－ＰＥＧポリマーをコンジュゲートするリガンドとともに調製し（例えば、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－シグナル１及びＰＬＧＡ－ＰＥＧ－シグナル２）、次いでＰＬＧＡまたはＰＬＡを特定のポリマー比で混合してからナノ析出させることにより、混合／析出ステップ中にＮＰの最終製品が形成される（自己集合）。このような工程は、製造手順を大幅に簡素化することができる。
種々の実施形態において、本発明は、ポリマービーズまたは粒子、本明細書に記載する抗ＣＤ２８抗体、及び／または抗原提示複合体、例えば本明細書に記載するヒト化Ｉｇ ＨＬＡ融合複合体を含んでいる医薬組成物を提供する。医薬組成物は更に、記載されるＴ細胞に提示する抗原ペプチドを含んでもよく、これをコンジュゲートするビーズまたは粒子とともに合剤化してもよい。種々の実施形態において、医薬組成物は貯蔵安定性であり、実施形態によっては投与前に再構成される凍結乾燥形態で提供されるか、または別の「既製」医薬製剤として提供される。
いくつかの実施形態では、本発明は、直径または平均直径が５０～２００ｎｍ（例えば、１００～２００ｎｍ）であるＰＬＧＡ／ＰＬＧＡ－ＰＥＧ系ナノ粒子またはＰＬＡ／ＰＬＡ－ＰＥＧ系ナノ粒子を含み、かつ表面にコンジュゲートされた抗ＣＤ２８抗体及び抗原提示複合体含んでいる医薬組成物を提供する。抗ＣＤ２８抗体は、ヒト化抗体、例えば本明細書に記載するものであってよく、抗体断片、例えば一本鎖可変断片であってもよい。いくつかの実施形態では、抗原提示複合体は、少なくとも１つのＨＬＡ抗原結合クレフトを含む。抗ＣＤ２８とＨＬＡ複合体は、同一反応で個別にまたは一緒に粒子と結合することができる。医薬組成物は、少なくとも１つのペプチド抗原、例えば腫瘍抗原（例えば、ＭＡＲＴ－１または本明細書に記載する他の抗原）を含むことができ、更にこれをいかなる活性負荷工程も必要とせずに、粒子と合剤化することができる。
本明細書に記載するナノａＡＰＣプラットフォームに関連して使用できる代替的ポリマーには、シクロデキストリン含有ポリマー、カチオン性シクロデキストリン含有ポリマー
、ポリ（Ｄ，Ｌ－乳酸－コ－グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（カプロラクトン）（ＰＣＬ）、エチレン酢酸ビニルポリマー（ＥＶＡ）、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、ポリ（Ｌ－乳酸）（ＰＬＬＡ）、ポリ（グリコール酸）（ＰＧＡ）、ポリ（Ｌ－乳酸－コ－グリコール酸）（ＰＬＬＧＡ）、ポリ（Ｄ，Ｌ－ラクチド）（ＰＤＬＡ）、ポリ（Ｌ－ラクチド）（ＰＬＬＡ）、ＰＬＧＡ－ｂ－ポリ（エチレングリコール）－ＰＬＧＡ（ＰＬＧＡ－ｂＰＥＧ－ＰＬＧＡ）、ＰＬＬＡ－ｂＰＥＧ－ＰＬＬＡ、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミド（ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ｍａｌ）、ＰＬＡ－ＰＥＧ－マレイミド、ポリ（Ｄ，Ｌ－ラクチド－コ－カプロラクトン）、ポリ（Ｄ，Ｌ－ラクチド－コ－カプロラクトン－コ－グリコリド）、ポリ（Ｄ，Ｌ－ラクチド－コ－ＰＥＯ～コ－Ｄ，Ｌ－ラクチド）、ポリ（Ｄ，Ｌ－ラクチド－コ－ＰＰＯ－コ－Ｄ，Ｌ－ラクチド）、ポリアルキルシアノアクラレート（ｃｙａｎｏａｃｒａｌａｔｅ）、ポリウレタン、ポリ－Ｌ－リジン（ＰＬＬ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、ポリエチレングリコール、ポリ－Ｌ－グルタミン酸、ポリ（ヒドロキシ酸）、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリ（エステルアミド）、ポリアミド、ポリ（エステルエーテル）、ポリカーボネート、ポリアルキレン（例えばポリエチレン及びポリプロピレン）、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）などのポリアルキレングリコール、ポリアルキレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリ（エチレンテレフタレート）のようなポリアルキレンテレフタレート、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルエーテル、ポリ（酢酸ビニル）などのポリビニルエステル、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）などのポリビニルハライド、ポリビニルピロリドン、ポリシロキサン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリウレタン、アルキルセルロースなどの誘導体化セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、ニトロセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸のポリマー、例えばポリメチルメタクリレート）（Ｐ ＭＡ）、
ポリ（エチル（メタ）アクリレート）、ポリ（ブチル（メタ）アクリレート、ポリ（イソブチル（メタ）アクリレート、ポリ（ヘキシル（メタ）アクリレート、ポリ（イソデシル（メタ）アクリレート、ポリ（ラウリル（メタ）アクリレート、ポリ（フェニル（メタ）アクリレート、ポリ（メチルアクリレート）、ポリ（イソプロピルアクリレート）、ポリ（イソブチルアクリレート）、ポリ（オクタデシルアクリレート）（ポリアクリル酸）、及びそれらのコポリマー及び混合物、ポリジオキサノンとそのコポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリプロピレンフマレート）、ポリオキシメチレン、ポロキサマー、ポリ（オルト）エステル、ポリ（酪酸）、ポリ（吉草酸）、ポリ（ラクチド－コ－カプロラクトン）、トリメチレンカーボネート、ポリビニルピロリドン、ポリオルトエステル、ポリホスファゼン及びポリホスホエステル、そのデンドリマー及び誘導体、ならびに２つ以上のこのようなポリマーの混合物及び／またはブロックコポリマーのうち１つ以上を含む。
本明細書に記載する医薬組成物は、免疫療法、例えば、必要とする患者に有効量の組成物を投与することによって、抗原特異的な細胞傷害性Ｔ細胞の形成を誘導する方法に有用である。いくつかの実施形態では、患者は癌患者である。
本明細書に記載する粒子ベースの抗原提示プラットフォームは、静脈内投与、動脈内投与、皮下投与、皮内投与、リンパ内投与及び腫瘍内投与を含む、いずれかの適切な経路によって患者に投与することができる。患者には、ヒト及び動物いずれの患者も含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、約２０～２００ｎｍ（例えば、いくつかの実施形態では５０～２００ｎｍまたは１００～２００ｎｍ）の範囲内のサイズ、約－０～－２０ｍＶ（及びいくつかの実施形態では－５～－１０ｍＶ）の表面電荷を有する、ＰＬＧＡ／ＰＬＧＡ－ＰＥＧポリマー粒子またはＰＬＡ／ＰＬＡ－ＰＥＧポリマー粒子と、粒子当たり約１０～１５００個のタンパク質リガンド、または粒子当たり１０～約１５０個のリガンド（例えば、粒子当たり約１０～約１００個のリガンド）とを含む医薬組成物を提供す
る。例示的な粒子は、０．３以下の多分散指数（ＰＤＩ）を有する。いくつかの実施形態では、タンパク質リガンドはそれぞれ、スルフヒドリル－マレイミドの化学作用により粒子と結合される。リガンドは、抗ＣＤ２８抗体リガンドの集団及びＨＬＡリガンドの集団、ならびにＴ細胞に提示される１種以上の抗原ペプチドを含む。組成物は、静脈内、動脈内、皮下、皮内、リンパ内、または腫瘍内投与のための薬学的に許容される担体を含む。いくつかの実施形態では、組成物は皮下投与用に製剤化される。
特に、抗原提示プラットフォームは、感染性疾患、癌、もしくは自己免疫疾患を有する患者の治療、または免疫抑制患者への予防的保護の提供に有用であり得る。
治療可能な感染性疾患としては、細菌、ウイルス、プリオン、真菌、寄生体、蠕虫等を原因とするものが挙げられる。このような疾患としては、ＡＩＤＳ、肝炎、ＣＭＶ感染症及び移植後リンパ増殖性疾患（ＰＴＬＤ）が挙げられる。ＣＭＶは、例えば、臓器移植患者に見られる最も一般的なウイルス性病原体であり、骨髄移植または末梢血幹細胞移植を受けた患者の罹患及び死亡の主因である（Ｚａｉａ，Ｈｅｍａｔｏｌ．Ｏｎｃｏｌ．Ｃｌｉｎ．Ｎｏｒｔｈ Ａｍ．４，６０３－２３，１９９０）。これは、こうした患者の免疫不全状態に起因しており、血清陽性患者においては潜伏ウイルスの再活性化を、または血清陰性の個人においては日和見感染をもたらす。現在の治療は、ガンシクロビルのような抗ウイルス化合物の使用が中心である。この治療には欠点があり、最も顕著なものが薬剤耐性ＣＭＶの発現である。この治療に代わる有用な方法は予防的な免疫療法レジメンであり、これには移植処置の開始前に、患者または該当するドナー由来のウイルス特異的ＣＴＬの生成を必要とする。
ＰＴＬＤは、移植患者に相当な割合で発生し、エプスタイン・バールウィルス（ＥＢＶ）感染から生じる。ＥＢＶ感染は、米国の成人人口の約９０％に存在すると考えられている（Ａｎａｇｎｏｓｔｏｐｏｕｌｏｓ＆Ｈｕｍｍｅｌ，Ｈｉｓｔｏｐａｔｈｏｌｏｇｙ ２９，２９１－２）１５，１９９６）。活性ウイルスの複製及び感染は、免疫系によって抑制されるが、ＣＭＶの場合のように、移植療法により免疫不全となった個人は制御性Ｔ細胞集団を失い、ウイルスの再活性化が可能になる。これは、移植プロトコルにとって重大な障害となる。ＥＢＶはまた、種々の血液癌及び非血液癌における腫瘍促進にも関与し得る。また、ＥＢＶと鼻咽頭癌との間には強い相関性がある。したがって、ＥＢＶ特異的Ｔ細胞による予防的治療は、現在の療法に代わる優れた方法を提供する。
本発明に従って治療できる癌としては、黒色腫、癌腫、例えば、大腸癌、頭頸部癌、十二指腸癌、前立腺癌、乳癌、肺癌、卵巣癌、乳管癌、大腸癌、肝臓癌、膵臓癌、腎臓癌、子宮内膜癌、胃癌、異形成口腔粘膜、ポリープ症、浸潤性口腔癌、非小細胞肺癌、転移性及び扁平上皮細胞泌尿器癌など；神経系悪性腫瘍、例えば神経芽細胞腫、神経膠腫など；血液悪性腫瘍、例えば慢性骨髄性白血病、小児急性白血病、非ホジキンリンパ腫、慢性リンパ性白血病、悪性皮膚Ｔ細胞リンパ腫、菌状息肉腫、非ＭＦ皮膚Ｔ細胞リンパ腫、リンパ腫様丘疹症、Ｔ細胞豊富型皮膚リンパ組織過形成、水疱性天疱瘡、円板状エリテマトーデス、扁平苔癬など；等が挙げられる。例えば、Ｍａｃｋｅｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｃａｎｃｅｒ ８６，３８５－９２，２０００；Ｊｏｎｕｌｅｉｔ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｃａｎｃｅｒ ９３，２４３－５１，２００１；Ｌａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ ２４，６６－７８，２００１；Ｍｅｉｄｅｎｂａｕｅｒ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１７０（４），２１６１－６９，２００３を参照のこと。
いくつかの実施形態では、本発明は、抗腫瘍活性を有するＴ細胞を活性化するための本明細書に記載の医薬組成物の投与によって、上記に示した癌を含む、癌を治療する方法を提供する。いくつかの実施形態では、療法は、１種以上の免疫チェックポイント阻害剤、
例えばニボルマブ、ペムブロリズマブ及びイピリムマブとともに与えられる。いくつかの実施形態では、付加的療法は、抗ＣＴＬＡ４もしくは抗ＰＤ１、または抗ＰＤ－Ｌ１である。付加的療法またはチェックポイント阻害剤は、その従来的なレジメンに沿って個別に投与しても、または本明細書に記載するナノ粒子への、もしくは別のナノ粒子集団に結合された、追加のリガンドとして投与してもよい。いくつかの実施形態では、初期療法として１種以上の免疫チェックポイント阻害剤を与え、その後、例えば、チェックポイント阻害剤療法の約１～約８週間後、またはチェックポイント阻害剤療法の約２～約４週間後に、本明細書に記載するａＡＰＣによる療法を開始する。いくつかの実施形態では、１種以上のチェックポイント阻害剤をナノ粒子療法と同時に与え、例えば、療法の開始時と約２週間毎に、または療法の開始時と１種以上のチェックポイント阻害剤については約２週間毎に、及びナノ粒子療法については約４週間毎に与える。いくつかの実施形態では、患者は、チェックポイント阻害剤療法に対して耐性であるか、または部分的応答もしくは一過性応答のみを示し、本明細書に記載するａＡＰＣは、このような患者における腫瘍退縮を増強する。更に他の実施形態では、通常はチェックポイント阻害剤療法に耐性のある癌に対して、本明細書に記載する組成物は、このような癌へのチェックポイント阻害剤使用の奏功性を高める。
いくつかの実施形態では、ペプチド抗原は、患者の腫瘍の分析に基づいて、患者に応じて個別化した基準で選択される。例えば、Ｉｏｎｏｖ Ｙ．，Ａ ｈｉｇｈ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄ ｔｕｍｏｒ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ａｎｔｉｇｅｎｓ，Ｏｎｃｏｔａｒｇｅｔ １（２）：１４８－１５５（２０１０）（参照により本明細書に組み込まれる）に記載の方法、または他の方法を使用することができる。これらの実施形態では、ナノ粒子を（「既製」方式で）提供し、腫瘍抗原を個別化した基準で選択して充填することができる。
いくつかの実施形態では、ナノａＡＰＣは、患者由来のナイーブＴ細胞またはＨＬＡ一致ドナー由来のＴ細胞をｅｘ ｖｉｖｏで増殖させて患者に投与するＴ細胞養子免疫療法後に、ブースターワクチンとして使用される。このような実施形態において、ナノａＡＰＣ組成物を４か月～約１年の期間にわたって１～約１０回、投与し、癌免疫を増強することができる。
治療可能な自己免疫疾患としては、喘息、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、Ｉ型糖尿病、多発性硬化症、クローン病、潰瘍性大腸炎、乾癬、重症筋無力症、グッドパスチャー症候群、グレーブス病、尋常天疱瘡、アジソン病、疱疹状皮膚炎、セリアック病及び橋本甲状腺炎が挙げられる。
抗原特異的ヘルパーＴ細胞は、マクロファージの活性化、または例えば、感染性疾患及び癌の治療に使用することができる特異的な抗体を産生するＢ細胞の活性化に使用することができる。抗体産生Ｂ細胞自体を、この目的のために使用することもできる。
本発明は更に、ポリヌクレオチドをコードする、本明細書に記載するアミノ酸配列、ならびにそれを発現する宿主細胞を提供する。
以降の非限定的な実施例によって、本発明を更に例示する。
実施例１：生殖細胞系列ヒト化可変領域及びヒト定常領域配列の設計
本実施例では、特に、マウス抗ＣＤ２８抗体のテンプレート由来の生殖細胞系列ヒト化（ＣＤＲ移植）抗体の配列設計；Ｓ２４１Ｐ（Ｋａｂａｔ番号付け）ヒンジ安定化突然変異、残存するＦｃガンマ受容体結合を除去するためのＬ２４８Ｅ（Ｋａｂａｔ番号付け）
突然変異、及び抗体の結合に適したＣｙｓ残基（Ｓ４７３Ｃ、Ｋａｂａｔ番号付け）を含有するヒトＩｇＧ４を含むヒト定常領域配列の設計；ＣＤ２８と結合する可能性がない変異体生殖細胞系列ヒト化抗体のＶドメインの設計；潜在的なＴ細胞エピトープを含まない生殖細胞系列ヒト化抗体のＮ末端にＨＬＡ－Ａ＊０２：０１を融合するためのリンカー配列の設計について示す。
出発抗ＣＤ２８抗体は、マウス９．３モノクローナル抗体（Ｔａｎ ｅｔ ａｌ．．Ｊ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．１９９３ １７７：１６５）であった。スイスのＰＤＢを利用して９．３抗体のＶ領域の構造モデルを作製し、抗体の結合特性に不可欠である可能性が高いＶ領域内のアミノ酸を特定するために解析した。いくつかのフレームワーク残基に加え、ＣＤＲ（ＫａｂａｔとＣｈｏｔｈｉａ両方の定義を使用）内に含まれるすべての残基を検討し、結合に対して見込まれる重要度を決定した。抗ＣＤ２８のＶＨ及びＶκ配列はいずれも、通常、フレームワーク（ＦＷ）残基を含み、またＣＤＲ１、２及び３のモチーフは多くのマウス抗体と同等である。
ヒト化には、重鎖のテンプレートとして、（Ｔａｎ ｅｔ ａｌ．Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ
２００２ １６９：１１１９－１１２５によって選択されたＩＧＨＶ３／ＯＲ１６－１０よりむしろ）ヒトＩＧＨＶ４－５９生殖細胞系列ＦＷを選択した。軽鎖のテンプレートとしてＩＧＫＶ４－０１生殖細胞系列ＦＷを選択した。このＦＷはいずれも、それぞれのマウスＶＨ及びＶκ配列と６２％の相同性を有する。マウスＣＤＲをこれらのＦＷに移植し、また様々な数のマウスＦＷ残基を加え、３種のヒト化ＶＨ変異体及び３種のヒト化Ｖκ変異体を作製した（図１～６）。
重鎖ＦＷでは、ＦＷ１残基１及び３が、結合ポケットに隣接しているため、結合抗原に重要であると考えられ、一方、残基６はベータ鎖を支持する残基１及び３両方のコンフォメーション及びＣＤＲ３のコンフォメーションに影響すると考えられた。したがって、すべての変異体において、このマウスＦＷ残基を維持した。
ＦＷ２では、残基３７がＶＨとＶκ間の相互接続を維持するために重要であると考えられ、一方、残基４８がＣＤＲ２のコンフォメーションを支持すると考えられた。したがって、すべての変異体において、これら両方の残基を維持した。
ＦＷ３では、残基７３、７６及び７８がＣＤＲ１と直接接触する一方、残基７１がＣＤＲ１とＣＤＲ２の両方に接触している。したがって、これらの残基は抗原結合に必要である可能性が高く（ＣＤＲ１とＣＤＲ２の関与次第）、よってすべての変異体で維持した。残基７１は、残基７１～７８のコンフォメーションに影響を与えることによりＣＤＲ１のコンフォメーションに間接的に影響を与え得る場合があり、一方、残基８２ａと８２ｃもまた、ＣＤＲ２のコンフォメーションに間接的に影響を与え得る。したがって、ＶＨ１においてのみ、これらの残基を維持した。残基６７と８２は３次元構造内で隣接しており、空間を充填するように相互作用して、ＣＤＲ２のコンフォメーションに影響を与え、ＣＤＲ１及び３を支持するベータ鎖に潜在的に影響を与え得る。したがって、変異体ＶＨ１及びＶＨ２において、これらの残基を維持した。
軽鎖ＦＷでは、ＦＷ１の残基３が結合ポケットに隣接しており、抗原結合に直接関与する可能性があり、同時に残基４がＣＤＲ３のコンフォメーションを直接支持している。したがって、すべての変異体において、このマウスＦＷ残基を維持した。
ＦＷ２では、残基４９がＣＤＲ２のコンフォメーションを支持し、また重鎖ＣＤＲ３のコンフォメーションを直接支持している重鎖と軽鎖間の相互接続においても重要であるため、すべての変異体でこの残基を維持した。
ＦＷ３では、残基８５及び８７が、重鎖と軽鎖間の相互接続にとって重要であり、またＣＤＲ３のコンフォメーションも支持していると考えられるため、すべての変異体でこの残基を維持した。残基８０は、ＣＤＲ２及び３のコンフォメーションに間接的な影響を及ぼす可能性があると考えられ、Ｖκ１でのみ維持した。残基７０は一般に、軽鎖残基Ｒ２４と塩橋を形成し、それによってＶκドメインに対して重要なコンフォメーション上の影響を及ぼす。抗ＣＤ２８では、（残基７０がＤではなくＮであるため）この塩橋は存在せず、この相互作用を導入することは不利になる可能性がある。しかしながら、マウス抗体のＮ７０はグリコシル化（ＮＦＳ）されており、ヒト化する際に、これを除去する方が有利である。したがって、Ｖκ１とＶκ２ではマウスＮを維持したが、Ｖκ３ではＤに変更した。
ヒンジ安定化突然変異（Ｓ２４１Ｐ）及び残存するＦｃガンマ受容体結合（Ｌ２４８Ｅ）を除去するヒンジ下方の突然変異を組み込むように、ヒトＩｇＧ４／κに基づく定常領域配列を設計した。化学的カップリングを目的としてＦｃのＣ末端近傍にシステイン残基も加えた（Ｓ４７３Ｃ）。κ軽鎖定常領域配列（図８）に加え、修飾されたＩｇＧ４の重鎖定常領域配列を図７に示す。
ＣＤ２８に結合しないことが見込まれるさらなるＶＨドメインを設計した。この配列を図９に示す。マウスのＶ領域配列の解析は、（マウスの生殖細胞系列Ｖ領域の体細胞突然変異の程度から）ＶＨがＣＤ２８結合の主要因である可能性が高いことを示唆していた。そこで、結合しないことが見込まれるヒト化ＶＨ変異体のみを設計した。この変異体は、正確なＣＤＲのコンフォメーションを再構築するために、マウスＦＷ残基を全く含まず、また結合に重要である可能性が高い残基のＣＤＲＨ３に３つの突然変異を含んでいる（Ｙ１００Ａ、Ｙ１００ａＡ、Ｙ１００ｂＡ）。
実施例２：ヒト化抗体とＨＬＡ－Ａ＊０２：０１を融合するリンカーの設計
ヒト化抗ＣＤ２８抗体のＮ末端にＨＬＡ－Ａ＊０２：０１（ＩＭＧＴアクセッション番号ＨＬＡ００００５）を融合するリンカーを構築し、潜在的な免疫原性を排除するためにｉＴｏｐｅ（商標）及びＴＣＥＤ（商標）による分析を取り入れた。
ｉＴｏｐｅ（商標）ソフトウェアは、３４個のヒトＭＨＣクラスＩＩ対立遺伝子の開放型結合溝内の特異的結合ポケット（特にポケット位置；ｐ１、ｐ４、ｐ６、ｐ７及びｐ９）と、ペプチドのアミノ酸側鎖との間の有利な相互作用を予測する。これらの対立遺伝子は、世界的に見られる最も一般的なＨＬＡ－ＤＲ対立遺伝子を代表するものであり、何らかの特定の民族集団で最も優勢である対立遺伝子に起因する重み付けはしていない。２０個の対立遺伝子は「開状態」のｐ１構成を含み、１４個は８３位のグリシンがバリンで置換されている「閉状態」の構成を含む。重要な結合残基の配置は、試験用タンパク質配列にわたって１個のアミノ酸だけが重複する９量体ペプチドをｉｎ ｓｉｌｉｃｏ生成して達成する。物理的なＭＨＣクラスＩＩ結合実験と比較して、ｉＴｏｐｅ（商標）を使用すると、ＭＨＣクラスＩＩ分子に結合するペプチドと結合しないペプチドとを高精度で良好に識別できることがわかっている。ｉｎ ｓｉｌｉｃｏのＭＨＣクラスＩＩ結合アッセイに限界があれば、ＴＣＥＤ（商標）を使用して緩和する。ＴＣＥＤには、ＥｐｉＳｃｒｅｅｎ（商標）のｅｘ ｖｉｖｏＴ細胞エピトープマッピングアッセイで事前にスクリーニングされた配列に由来するペプチド（１０，０００超のペプチド）の大規模データベース配列が含まれている。よってＴＣＥＤ（商標）を使用すると、無関係の抗体及びタンパク質の配列に対して、あらゆる試験配列を検索し、実際のｅｘ ｖｉｖｏでの免疫原性との相関性を見出すことができる。
ｉＴｏｐｅ（商標）を使用したリンカー配列の解析は、３４個のヒトＭＨＣクラスＩＩ
対立遺伝子各々に対して試験したリンカー配列にわたって重複する９量体を用いて実施した。各９量体を、ＭＨＣクラスＩＩ分子との潜在的な「適合性」及び相互作用に基づいてスコア付けした。ソフトウェアによって算出されるペプチドのスコアは０から１の間である。高い平均結合スコア（ｉＴｏｐｅ（商標）のスコア関数で０．５５超）を得た非生殖細胞系列ペプチドが強調表示され、５０％以上のＭＨＣクラスＩＩ結合ペプチド（すなわち、３４個の対立遺伝子のうち１７個）が高い結合親和性（スコア０．６超）を有する場合、このようなペプチドを「無差別な高親和性」ＭＨＣクラスＩＩ結合ペプチドと定義した（これは、ＣＤ４＋Ｔ細胞エピトープを含むため高リスクであると考えられる）。５０％以上のＭＨＣクラスＩＩ結合ペプチドがスコア０．５５超を有する（ただし、０．６超が過半数ではない）ペプチドは、「無差別な中親和性」ＭＨＣクラスＩＩ結合ペプチドと定義した。配列の更なる分析はＴＣＥＤ（商標）を使用して実施した。先のＥｐｉＳｃｒｅｅｎ（商標）試験でＴ細胞応答を刺激した無関係なタンパク質から、ペプチド（Ｔ細胞エピトープ）間の高配列相同性を同定するため、この配列を使用して、ＢＬＡＳＴ検索によりＴＣＥＤ（商標）を調べた。
Ｓｃｈｎｅｃｋ ｅｔ ａｌ．によって使用された配列には、Ｎ末端シグナル配列と結合するＨＬＡ－Ａ＊０２：０１のＮ末端に１つ、抗ＣＤ２８ ＶＨドメインと融合されるＣ末端に１つ、の２つのリンカーが組み込まれていた（例えば、図９を参照）。Ｎ末端リンカーについては、シグナル配列の切断部位から、リンカーを経て、ＨＬＡ－Ａ＊０２：０１成熟タンパク質の最初の８個のアミノ酸を含めた配列を分析した。Ｃ末端リンカーについては、ＨＬＡ－Ａ＊０２：０１のα３ドメイン末端の８個のアミノ酸から、リンカー配列を経て、抗ＣＤ２８ ＶＨドメインの最初の８個のアミノ酸までの配列を分析した。
結合スコア０．６超（高親和性）を有するペプチドは、過半数（１７以上）のＭＨＣクラスＩＩ対立遺伝子と結合する（無差別の高親和性結合因子と称する）。０．５５～０．６の結合スコアを有する中親和性結合因子は、１７以上のＭＨＣクラスＩＩ対立遺伝子を結合する。Ｎ末端リンカーは、１つは高親和性（２位にｐ１アンカーを有する）及び１つは中親和性（４位にｐ１アンカーを有する）である、２つの無差別なＭＨＣクラスＩＩ結合配列を含むことが見出された。Ｃ末端リンカーは、１１位にｐ１アンカーを有する１つの無差別な中親和性のＭＨＣクラスＩＩ結合ペプチドを含むことが見出された。
ｉＴｏｐｅ（商標）分析で使用したものと同じ配列を使用して、ＡｎｔｉｔｏｐｅのＴ細胞エピトープデータベース（ＴＣＥＤ（商標））のＢＬＡＳＴ検索を実施し、先に特定したエピトープとの相同性を判定した。ＴＣＥＤ（商標）を使用して、ＥｐｉＳｃｒｅｅｎ（商標）Ｔ細胞エピトープマッピングアッセイで試験した無関係の配列由来のペプチドの大規模データベース（１０，０００超のペプチド）に対して、あらゆる試験配列を検索した。リンカー配列のいずれにも、ＴＣＥＤ（商標）で何の「ヒット」も含まないことがわかった。
ＭＨＣクラスＩＩへの結合性を低減させるために、更にｉＴｏｐｅ（商標）を使用して、リンカーへの配列変化を評価した。ＨＬＡ－Ａ＊０２：０１のＮ末端が、ｐＢＦＫｓｒベクターに設けられたシグナル配列またはその天然のシグナル配列のいずれかに直接融合されるように、Ｎ末端リンカーを完全に除去できたことが確認された。これにより、融合タンパク質のＮ末端がヒト生殖細胞系列配列のみを含み、Ｔ細胞エピトープのリスクを回避できることが保証されたことになる。以下の推奨リンカー配列は、ＭＨＣクラスＩＩ結合をバックグラウンド残存レベル（９量体のいずれかが結合した対立遺伝子が５未満）に低減し、クローニングに適した制限部位をもたらすことが見出された（ただし、いずれの配列もベクターの修飾を必要とする）。
Figure 0007127876000001
実施例３：配列のコドン最適化及び発現クローニング
ＧｅｎｅＯｐｔｉｍｉｚｅｒ（登録商標）を使用してコドンを最適化し、最適化した配列を以下に示すようにクローニングして発現させた。
ＰｍｅＩ制限部位、コザック配列、及びシグナルペプチドを用いて配列を遺伝子操作し、ＮＳ０細胞中で発現させた。翻訳はコザック配列のすぐ下流で開始する。
ＨＬＡ－ＩｇＧ４ＨＣ融合体の完全翻訳したアミノ酸配列を図１０に示す。
ＬＣ３（Ｖκ３）の翻訳配列を図１１に示す。抗ＣＤ２８
ＨＣ１の翻訳配列を図１２に示す。
ＨＣ２の翻訳配列を図１３に示す。
ヒトβ２ミクログロブリンも発現させた。
実施例４：ＮＳ０細胞中での発現
Ｂｉａｃｏｒｅ親和性データ及びその他の考察に基づいて、ＨＣ１：：ＬＣ３及びＨＣ２：：ＬＣ３の重鎖と軽鎖の組み合わせを、それぞれ第１及び第２のｍＡｂ候補として選抜し、ＳｔａｂｌｅＦａｓｔ－ＮＳ０細胞株を作製した。
ＳＴＡＢＬＥＦＡＳＴ－ＮＳ０細胞株を生成するためのｐＢＦｋｓｒ：：ＨＣ１：：ＬＣ３バイシストロニック発現ベクターの最終的なベクターマップを図１４に示す。同じ手法を用いて、ｐＢＦｋｓｒ：：ＨＣ２：：ＬＣ３の構築を行った。
親ＮＳ０細胞を、無血清増殖培地を補充して拡大培養した。健全な培養を確立して、１０００万個の細胞（１０ｘ１０６）を４５μｇの線形（ΔＰｖｕＩ）発現ベクターＤＮＡを用いてトランスフェクトした。増殖培地のバルク中で２４時間、細胞を回復させた。回復後、補充した無血清選択培地（コレステロール）中で細胞を洗浄し、選択培地で再懸濁して、４０ｘ９６ウェルプレートにウェル当たり２００μＬずつ分配した。実際の分配は、ＨＣ１：：ＬＣ３が１１４０細胞／ウェル、及びＨＣ２：：ＬＣ３が８４０細胞／ウェルであった。プレートを３７℃、５％ＣＯ２で１週間インキュベートし、フェノールレッドを補充した選択培地を加えた。トランスフェクション後２週間で、多数のウェルが活発に成長していくにつれて、培地の色が赤色から黄色へと変化した。
ＨＣ１：：ＬＣ３トランスフェクションから、合計１，１２７のウェルをＥＬＩＳＡ法によりスクリーニングして、ヒトＩｇＧの発現を検出した。ＨＣ２：：ＬＣ３トランスフェクションからは、合計６１２のウェルをスクリーニングした。ＩｇＧの濃度に基づいて、それぞれ総量２９０及び１０１の細胞株を、ＨＣ１：：ＬＣ３用とＨＣ２：：ＬＣ３用の２４ウェルプレートにスケールアップした。更なる分析のため、２４時間の生産能アッセイを利用して最善な発現体を選別した。簡潔には、５００μＬの新鮮な培地中に５ｘ１０５細胞となるように２４ウェルプレートに播種した。２４時間後、上清をＥＬＩＳＡ法によりスクリーニングした。ＩｇＧの濃度に基づいて、それぞれ総量６０及び２４の細胞株を、ＨＣ１：：ＬＣ３用とＨＣ２：：ＬＣ３用の６ウェルプレートにスケールアップした。
更なる分析のため、３日間の比生産能アッセイを利用して最善な発現体を選別した。簡潔には、１．５ｍＬの新鮮な培地中に４ｘ１０５細胞となるように６ウェルプレートに播種した。３日後、細胞を計数して、上清をＥＬＩＳＡ法によりスクリーニングした。ＩｇＧの濃度及び成長に基づいて、平均の比生産速度すなわちＳＰＲをｐｇ／細胞／日で算出することができる。相対的ＳＰＲに基づいて、それぞれ総量２０及び１０の細胞株を、ＨＣ１：：ＬＣ３用とＨＣ２：：ＬＣ３用のＴ－７５フラスコにスケールアップした。３日間のＳＰＲアッセイをＴ－７５スケールで繰り返し、浮遊適応である最終細胞株を選別して、ｍＡｂを産生するためスケールアップした。
ｍＡｂごとに５つの細胞株を３０ｍＬのシェーカー培養にスケールアップし、ＳＰＲと成長について再評価した。浮遊株をすべて堆積させた。ｍＡｂごとに最善に作用する細胞株を小規模生産のため撹拌培養にスケール変更した。
ＨＬＡ－ＩｇＧ４融合タンパク質の場合、ｐＢＦｋｓｒ：：ＨＬＡ－ＩｇＧ４：：ＬＣ３バイシストロニック発現ベクターを構築し、ＳＴＡＢＬＥＦＡＳＴ－ＮＳ０細胞株を生成した。ベクターマップを図１５に示す。また、３つすべての融合タンパク質サブユニット（ヒトＨＬＡ－ＩｇＧ４重鎖融合体、ＣＤ２８軽鎖［ＬＣ３］、及びヒトβ２ミクログロブリン）をコードするトリシストロニック発現ベクターのため、ヒトβ２ミクログロブリン遺伝子を含む発現カセット及びベクターも作製した。トリシストロニック構築物を図１６に示す。上清のＥＬＩＳＡ法及びウェスタンブロット分析により、一過性のＨＥＫ２９３培養に３つすべての遺伝子の発現が確認された。
実施例５：ヒト化リガンドの機能的性質決定
ＣＤ２８に対するヒト化モノクローナル抗体が、ｍＡｂをコーティングしたプレート上で、新たに単離したＰＢＭＣの増殖を誘導する能力について試験した。図１７に示すように、ヒト化抗ＣＤ２８は親と近似した機能を果たしており、スーパーアゴニストではない。
ヒト化モノクローナル抗体が、ヒトＴ細胞株上でＣＤ２８を染色する能力について試験した。結果を図１８に示す。パネル（Ａ）は、マウス抗ヒトＣＤ８ｍＡｂ（クローン９．３、アイソタイプＩｇＧ２ａ）による染色を示している。ピークは左から右に、非染色細胞、抗ＩｇＧ２ａのＦＩＴＣ及び抗ＣＤ２８＋抗ＩｇＧ２ａのＦＩＴＣである。パネル（Ｂ）は、ヒト化抗ＣＤ２８（アイソタイプＩｇＧ４）による染色を示している。ピークは左から右に、非染色細胞、抗ＩｇＧ４のＰＥ、抗ＣＤ２８（３５ｎｇ）＋抗ＩｇＧ４のＰＥ、抗ＣＤ２８（１μｇ）＋抗ＩｇＧ４のＰＥである。ヒト化抗ＣＤ２８による染色は、クローン９．３ｍＡｂでブロックされ得る（図示せず）。
ＨＬＡ－Ｉｇの精製後、（Ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ Ｃｈａｐｔｅｒ １７．２に記載のように）コンフォメーション依存性の抗Ｈ
ＬＡ ｍＡｂを使用して、ペプチドが負荷されたタンパク質を捕捉し、ＥＬＩＳＡ法により抗原ペプチド負荷効率を確認する。非特異的ペプチドでは０％（すなわちＭＨＣミスマッチ）であるのに対して、特異的ペプチドでは約９０％の再現可能な負荷効率（すなわち正確なＭＨＣ制限）が予測される。
実施例６：ナノ粒子の製剤化
以下の実施例は、分子量３５ＫであるＰＬＧＡ（ＬＡ：ＧＡ＝１：１）から形成されたコアを有するナノ粒子の合成を示す。粒子のコロナは、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨまたはＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドと、ＰＬＧＡ－ｍＰＥＧ（メトキシＰＥＧ）の混合物からのＰＥＧコポリマーによって形成する。ＣＯＯＨ及びマレイミドの末端官能基により、ポリペプチドのコンジュゲートが可能である。メトキシＰＥＧは、ＰＥＧ鎖上の末端官能基に対して不活性である。ＰＬＧＡ部分は１０～３０Ｋ（例えば、約２０Ｋ）の分子量を有し、ＰＥＧ部分の分子量は３Ｋ及び５Ｋである。この実施例では、ナノ粒子は、５０％のコアＰＬＧＡ（３５Ｋ）、及び２５％のＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨと２５％のＰＬＧＡ－ｍＰＥＧとの混合物により形成される。ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨ（またはマレイミド）とＰＬＧＡ－ｍＰＥＧとの比率によって、粒子表面のリガンド密度の微調整が可能である。例えば類似した分子量及び官能基密度を有する、ＰＬＡ及びＰＬＡ－ＰＥＧなどの他のポリマーを使用して類似した粒子を調製することができる。
ＰＬＧＡの内部コアは構造及びサイズを規定し、分解速度を早める要因となる。コアのナノ粒子に水が浸透すると、ＰＬＧＡポリマーが加水分解され、最終的にナノ粒子の分解が生じる。
ＰＬＧＡ－ｍＰＥＧポリマーは、タンパク質／ペプチドリガンドのコンジュゲートに使用できる官能基に対して不活性であり、その結果、疎水性ＰＬＧＡコアから広がるコアのナノ粒子に親水性のＰＥＧ最外層によってコーティングするコロナを与える役割を果たす。とりわけ、これは、例えば血清タンパク質（例えば、アルブミン）の結合を制限することなどによって、単核食細胞系（ＭＰＳ）によるナノ粒子のオプソニン化及び除去の防止に役立つ。
ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨ及びＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドはＰＬＧＡ－ｍＰＥＧと同じ役割を果たすとともに、それに加えてコポリマーの各ＰＥＧ鎖の末端に官能基を導入する。完全なナノ粒子の形成後、ＥＤＣ－スルホ－ＮＨＳを使用してＰＬＧＡ－ＰＥＧの末端ＣＯＯＨ基を活性化することで、タンパク質／ペプチド上の利用可能な一級アミン基とペプチド結合を形成する反応性基を生じさせることができる。この方策は、ＰＬＧＡ－ＰＥＧポリマー上の活性化された－ＣＯＯＨ基とコンジュゲートされる利用可能な一級アミン基を制御しないため、ナノ粒子表面でのリガンドの配向が制御されず、その結果、必ずしも生物学的に活性になるとは限らない。
代替策は、例えばモノクローナルＩｇＧ（マウスリガンドの場合はＩｇＧ１；ヒトリガンドの場合はＩｇＧ４）の遠位Ｆｃ領域などに不対システイン残基を含むリガンドを調製することである。この不対システインは、ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミド（または、不対システイン残基との共有結合の形成に使用できる他の好適な官能基）とのコンジュゲートに適した特異的部位として作用する。これによって、各リガンドを部位特異的な方法でコンジュゲートさせることができ、その結果、必然的に表面リガンドの大部分が、生物学的活性を助けるように外側に配向してコンジュゲートされる。例えば、この方策では、ナノ粒子の疎水性ＰＬＧＡ部分からひろく広がる、コロナの親水性ＰＥＧ鎖のわずかに外側に各リガンドの結合部分を有する。
ナノ粒子は、サイズが２０～２００ｎｍの範囲であり、多分散指数（ＰＤＩ）が２以下
（例えば、いくつかの実施形態では０．３以下）であり、ゼータ電位（表面電荷）は－１５ｍＶ～０ｍＶである。この組成、サイズ及び電荷を有するナノ粒子は、ｉｎ ｖｉｖｏでのＰＫ／ＡＤＭＥに有益な特性を有することが予測される。具体的には、腫瘍微小環境を含む標的組織への輸送、ならびに血液とリンパ間の移動が十分可能である程度に小さい（２００ｎｍ未満）。また、その親水性ＰＥＧ層及びわずかな負電荷により、血清タンパク質の結合、及び標的組織に分布する前にＭＰＳ細胞によって循環から排除される恐れのあるナノ粒子のオプソニン化を遅延させるのに役立つ。このポリマー混合物は、日数で測定される微生物分解速度が２週間程度になるはずである。またタンパク質リガンドが外側に配向されることで、同族のＴＣＲ及び共刺激受容体（例えばＣＤ２８、４－１ＢＢ）とのＴ細胞の結合と比較して、必然的に最大限の生物学的活性をもたらす。更に、いくつかの実施形態では、製剤化する際、ナノ粒子の疎水性コアに可溶性のペイロード（例えばＩＬ－２、抗ＴＧＦ－ｂ、ＩＬ－２１または小分子薬）を充填することができる。
例示的なポリマー組成（ポリマー総重量１００ｍｇ）：
ＰＬＧＡ ３５ＫＤａ ５０％ ｗ／ｗ
ＰＬＧＡ－ＰＥＧ官能基 ２０ＫＤａ～５ＫＤａ ２５％ ｗ／ｗ
ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＭｅＯＨ ２０ＫＤａ～５ＫＤａ ２５％ ｗ／ｗ
ポリマーを１ｍｌのジクロロメタンに溶解し、２．３ｍｌの５％ＰＶＡ（２０ＫＤａ）を添加して、プローブ超音波処理器を使用して溶液を乳化した。エマルジョンを４６ｍｌの０．５％ＰＶＡ溶液に添加して、溶媒が完全に蒸発するまで２時間撹拌した。
精製のため、粒子を３，７００ｒｐｍで３０分間遠心分離して、０．４５マイクロメートルのフィルターを通して濾過し、１０，０００ｒｐｍで１０分間遠心分離して、大きな粒子を除去した。粒子を脱イオン水で洗浄し、２０００ｒｐｍの遠心濾過（１００ＫＤａ限外）を使用してＰＶＡを除去した。
リガンドのコンジュゲートに以下のプロトコルを使用した。４０ｍｇのナノ粒子を１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ６）に分散させ、濃度を１ｍｇ／ｍｌとした。８０ｍｇのＥＤＣ及び８９．１６ｍｇのＳ－ＮＨＳを溶液に添加して３０分間撹拌した。過剰なＥＤＣ及びＳ－ＮＨＳを２５００ｒｐｍの遠心濾過によって除去した。粒子を濃度１ｍｇ／ｍｌとなるようにＰＢＳ中に再分散させ、粒子１ｍｇ当たり８ｍｇに相当するＫｂ－Ｉｇ及び抗ＣＤ２８の混合物を溶液に添加した。粒子を４℃で一晩撹拌した。
粒子をＰＢＳで洗浄した（１７，０００ｒｐｍｘ５０分）。２回目の洗浄後、粒子を１００ｍｇ／ｍｌのスクロース溶液中で再構成した（添加した総スクロースは４ｍｇ）。
粒子の特性を測定した。
Figure 0007127876000002
実施例７：Ｆｃヒンジ領域融合体
抗原提示複合体（例えばＨ２－ＫｂまたはＨＬＡ－２）をＩｇヒンジ領域と直接融合させることによって、二量体の抗原提示リガンドを設計した。Ｈ２－ＫｂのＦｃヒンジタンパク質は、マウスＩｇＧ１のヒンジ－ＣＨ２－ＣＨ３部分に融合されたマウスクラスＩ Ｋｂ細胞外ドメインを含み、不対システイン残基が重鎖２３１位のセリン残基を置換するように遺伝子操作されている。この設計を図１９に示す。
図２７は、Ｋｂ－ＳＩＹのＦｃヒンジタンパク質をベースとするナノａＡＰＣが同族の標的２Ｃ Ｔ細胞を特異的に染色することを示している。
図２９は、ヒンジ二量体構築物を含んでいるナノａＡＰＣを使用した、Ｋｂ特異的な２Ｃ Ｔ細胞（Ａ）及びＤｂ－ｇｐ１００特異的なｐｍｅｌ Ｔ細胞の増殖を示している。Ｍｉｌｔｅｎｙｉビーズ及びＤｙｎａビーズ（直径約４．５マイクロメートル）を比較に使用した。ＮＩ－１９、ＮＩ－２１、ＮＩ－２２（Ｋｂヒンジ二量体を含む）のバッチ、ならびにＮＩ－２４及びＮＩ－２５（Ｄｂヒンジ二量体を含む）の物理的特性を図３２に示す。ＮＩ－２２は陰性対照である。
実施例８：例示的なナノａＡＰＣ化学物質
利用可能な一級アミンを介してコンジュゲートされるリガンドとともに、ＰＬＧＡ及びＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨのナノａＡＰＣを調製した。ＰＬＧＡ ４０（２００ｎｍ）を基とするＰＬＧＡ粒子は、有意な安定性を示さなかった。ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－ＣＯＯＨ（４０Ｋ／３Ｋ）：ＰＬＧＡ－ｍＰＥＧ（１７Ｋ／３Ｋ）を基とし、１：４のＰＥＧ：ｍＰＥＧ比を有する粒子は、良好な安定性及び活性を示した。図２０。
以下は、図３１に示す、リガンドの部位特異的なコンジュゲート方法について記載している。Ｉｇヒンジ領域に融合されたｐＨＬＡ複合体をベースとするリガンドを含む、第二世代リガンドの部位特異的なチオールコンジュゲートによりナノａＡＰＣを調製した。マウス型とヒト化型両方のリガンドを使用して、ナノａＡＰＣを調製した。ナノＡＰＣは２段階で調製した。まず、ＰＬＧＡ－ｍＰＥＧ及びＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドからなる
粒子をナノ析出法によって調製する。例えば、ＰＬＧＡ－ｍＰＥＧとＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドの混合物（ＰＬＧＡ－ＰＥＧ－マレイミドの％ｗ／ｗは１～５５％の間で変化する）をアセトニトリルに溶解して、最終濃度５０ｍｇ／ｍＬにする。この溶液を、シリンジポンプを使用して５ｍＬ／分でＰＶＡ溶液（ＭｎＰＶＡ＝９ｋＤａ、０．５％ｗ／ｖ）に撹拌しながら注入する。有機溶媒と水性溶媒の混合比は１：１～１：２０の間で急変させた。マイクロ流体装置、拘束衝突噴流装置及び多重注入口ボルテックスミキサー装置を使用して、優れた均一性と狭い粒度分布を確保した粒子を調製することができる。粒子は、タンジェンシャルフローフィルトレーション（ＴＦＦ）またはＡｍｉｃｏｎ遠心フィルターを使用して精製する。次に粒子をコンジュゲート緩衝液（ＨＥＰＥＳ ５０ｍＭ、ＥＤＴＡ １０ｍＭ、ｐＨ＝６．７）に再懸濁した。最後に、抗ＣＤ２８及びＫｂＳＩＹ／ＨＬＡリガンドの混合物を粒子にコンジュゲートすることにより、ナノａＡＰＣを調製する。リガンドの粒子とのコンジュゲートは、室温で一晩続行する。リガンド：粒子の質量比は、１～５００μｇ／ｍｇ粒子の範囲である。抗ＣＤ２８：Ｋｂ／ＨＬＡの比は、０～１の間で変化する。結合されなかったリガンドはＳＥＣまたはＴＦＦを使用して除去する。９０ｎｍの平均粒径及び５０～１２０ｎｍの粒度分布を有する粒子を調製した。図３２。
図２２に示すように、ＰＬＧＡ－ＰＥＧのａＡＰＣ粒子は、用量依存的に抗原特異的Ｔ細胞の増殖を刺激する。更に、図２３に示すように、ＰＬＧＡ－ＰＥＧベースのａＡＰＣは、凍結乾燥時に安定である。
ＳＩＹを充填したＰＬＧＡ－ＰＥＧナノａＡＰＣを増量したときの２Ｃ Ｔ細胞の４日目の培養を図２４に示しており、これは抗原特異的Ｔ細胞の用量依存的な増殖を示す。図２５は、ナノａＡＰＣによる刺激から１日後のＴ細胞増殖クラスターを示す。
図２８は、リガンドの部位特異的なチオールコンジュゲートを有するナノａＡＰＣを示す。ビーズは、比率１：１のＰＥＧ－ＣＯＯＨとｍＰＥＧポリマー（バッチ７２Ｂ）または比率１：９のＰＥＧ－ｍａｌ：ｍＰＥＧ（バッチ７７Ｂ）を含有した。どちらも安定性かつ活性であった。
図３０は、ヒトＣＭＶまたはＭＡＲＴ－１に特異的なＴ細胞のナノａＡＰＣベースでの増殖を示す。比較のため、ＤｙｎａｌベースのＡＰＣを示す。０日目、７日目、１４日目及び２１日目の増殖を示す。ＣＤ８の染色をＸ軸に示し、Ｙ軸でペプチド－ＭＨＣテトラマー染色に基づいて抗原特異的Ｔ細胞を識別している。
図３１は、マレイミド部位を誘導した化学物質を有する粒子へのリガンドのコンジュゲートを含む、例示的なナノ粒子の製剤化（Ａ）；動的光散乱法（ＤＬＳ）による粒子の特徴（Ｂ）；及び代表的なバッチ（ＮＩ２６）のサイズ、電荷及びＰＤＩの特徴を示す。ＮＩ２６粒子は、１０８ｎｍ付近をピークとする粒度分布、０．０８のＰＤＩ及び－６．７ｍＶの電荷を示す。
参照による組み込み
本明細書で言及される特許及び刊行物は全て、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (13)

  1. 抗原特異的Ｔ細胞活性化のためのポリペプチドリガンドを結合させたポリマーナノ粒子を含む人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）であって、
    該ナノ粒子が２０～２００ｎｍの範囲のサイズを有し、
    ポリ（乳酸－コ－グリコール酸）（ＰＬＧＡ）ポリマーコアまたはポリ乳酸（ＰＬＡ）ポリマーコア（ＰＬＧＡ／ＰＬＡ）と、
    ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）で形成される親水性シェルとを含み、
    前記ポリマーナノ粒子は、１０ｋＤａ～３０ｋＤａの分子量を有するＰＬＧＡ／ＰＬＡ部分と２ｋＤａ～１０ｋＤａの分子量（複数可）を有するＰＥＧ部分とを含有するＰＬＧＡ／ＰＬＡ－ＰＥＧおよびＰＬＧＡ／ＰＬＡ－メトキシＰＥＧ（ｍＰＥＧ）ブロックコポリマーを含み、前記ＰＥＧ部分は親水性シェルを形成し、
    前記ＰＬＧＡ／ＰＬＡ－ＰＥＧおよびＰＬＧＡ／ＰＬＡ－ｍＰＥＧブロックコポリマーは、１：１０～２：１の質量比で存在し、前記ＰＬＧＡ／ＰＬＡ－ＰＥＧポリマーの一部はポリペプチドリガンドの末端と結合し、
    前記ポリペプチドリガンドは、ペプチド－ＨＬＡリガンドと、抗ＣＤ２８および抗４－１ＢＢリガンドの１つ以上とを含む、前記ａＡＰＣ。
  2. 前記ポリマーコアが、２０：１～１：２０の乳酸：グリコール酸比を有する、請求項１に記載のａＡＰＣ。
  3. 前記親水性シェルが、異なる分子量を有するＰＥＧ鎖の混合物を含む、請求項１または２に記載のａＡＰＣ。
  4. 前記ポリペプチドリガンドが、前記ポリペプチドリガンド上の一級アミンによって、または不対システイン側鎖によってＰＥＧと結合される、請求項３に記載のａＡＰＣ。
  5. ０～－２０ｍＶまたは－５～－１０ｍＶの表面電荷を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載のａＡＰＣ。
  6. 粒子当たり２００個未満のリガンドを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のａＡＰＣ。
  7. 前記ＨＬＡリガンドが二量体である、請求項１～６のいずれか１項に記載のａＡＰＣ。
  8. 前記ＨＬＡリガンドが免疫グロブリン配列との融合体を含む、請求項７に記載のａＡＰＣ。
  9. 前記ＨＬＡリガンドが、免疫グロブリン可変ドメイン配列なしで、免疫グロブリンヒンジ領域に融合されるＨＬＡの細胞外ドメインを含む、請求項８に記載のａＡＰＣ。
  10. 患者において抗原特異的な細胞傷害性Ｔ細胞の形成を誘導するための組成物であって、請求項１～９のいずれか１項に記載のａＡＰＣを含む、組成物。
  11. 静脈内投与、動脈内投与、皮下投与、皮内投与、リンパ内投与、または腫瘍内投与のために製剤化されている、請求項１０に記載の組成物。
  12. 前記患者が癌患者である、請求項１０に記載の組成物。
  13. 前記患者が、１種以上のチェックポイント阻害剤による療法を受けている、もしくは受けた経験がある、および／またはＴ細胞養子免疫療法を受けている、請求項１２に記載の組成物。
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