JP7223055B2 - 癌治療のための併用免疫療法及びサイトカイン制御療法 - Google Patents
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Description
免疫細胞の遺伝子改変は、癌に対する免疫細胞治療の戦略としてよく知られている。これらの免疫細胞治療は、必要としている対象の自己又は同種免疫細胞の操作及び投与に基づく。免疫細胞に基づく治療としては、ナチュラルキラー細胞治療、樹状突起細胞治療、並びにナイーブT細胞、ヘルパーT細胞としても知られるエフェクターT細胞、細胞傷害性T細胞、及び制御性T細胞(Treg)を利用するものを含めたT細胞免疫療法が挙げられる。
一実施形態においては、キメラ抗原受容体(CAR)は、細胞外腫瘍結合部分と融合した細胞内T細胞シグナル伝達ドメインで構成される抗原標的受容体の1タイプ、最も一般的にはモノクローナル抗体由来の単鎖可変断片(scFv)である。CARは、MHC媒介性提示とは無関係に、細胞表面抗原を直接認識し、すべての患者において任意の所与の抗原に特異的な単一受容体構築物の使用を可能にする。最初のCARは、抗原認識ドメインをT細胞受容体(TCR)複合体のCD3ζ活性化鎖に融合させた。これらの第一世代CARは、T細胞エフェクター機能をインビトロで誘導したが、それらは、インビボで抗腫瘍効率が低いために制約が大きかった。それに続くCARの後継は、CD28、又は4-1BB(CD137)、OX40(CD134)などの種々のTNF受容体ファミリー分子由来の細胞内ドメインを含めて、CD3ζと協同して第二の共刺激シグナルを含んだ。さらに、第三世代受容体は、最も一般的にはCD28及び4-1BB由来の、CD3ζに加えて2つの共刺激シグナルを含んだ。第二及び第三世代CARは、抗腫瘍効率を劇的に改善し、場合によっては、進行癌患者において完全寛解をもたらした。
一実施形態においては、本明細書に開示される組成物及び方法は、CAR T細胞に加えて、又はその代わりに、デザイナーT細胞受容体(TCR)細胞を利用する。TCRは、T細胞の抗原特異的活性化を媒介する多サブユニット膜貫通複合体である。TCRは、2本の異なるポリペプチド鎖で構成される。TCRは、標的細胞、例えば腫瘍又は癌細胞上の抗原エピトープを認識することによって、T細胞上で抗原特異性を与える。腫瘍又は癌細胞上に存在する抗原との接触後、T細胞は増殖して、表現型を獲得し、それらが癌又は腫瘍細胞を除去できるように機能する。
一実施形態においては、CARは、抗原に対する抗体又は抗体断片を介して抗原のエピトープに結合する。別の一実施形態においては、抗体は、モノクローナル抗体である。別の一実施形態においては、抗体は、ポリクローナル抗体である。別の一実施形態においては、抗体断片は、単鎖可変断片(scFv)である。
一実施形態においては、樹状細胞(DC:dendritic cell)は、抗原材料を処理し、それを細胞表面で免疫系のT細胞に提示し、それによって新しい抗原とリコール抗原の両方に対してT細胞を感作させることができる、哺乳動物免疫系の抗原産生及び提示細胞である。別の一実施形態においては、DCは、自然免疫系と適応免疫系の間のメッセンジャーとして働く、最も強力な抗原産生細胞である。DC細胞を使用して、一実施形態においては、腫瘍を攻撃し、溶解させる、エフェクター細胞の生成によって、特異的抗腫瘍免疫を刺激することができる。
一実施形態においては、本明細書に開示される方法は、NK細胞、樹状細胞、TCR T細胞、操作されたキメラ抗原受容体を含むT細胞(CAR T細胞)などの免疫細胞を、対象に起こり得る毒性サイトカイン放出又は「サイトカイン放出症候群」(CRS)又は「重症サイトカイン放出症候群」(sCRS:severe cytokine release syndrome)又は「サイトカインストーム」を減少させる少なくとも1種の追加の薬剤と一緒に供給するステップを含む。別の一実施形態においては、CRS、sCRS又はサイトカインストームは、免疫細胞の投与の結果として起こる。別の一実施形態においては、CRS、sCRS又はサイトカインストームは、免疫細胞とは別の刺激、条件又は症候群の結果である(下記参照)。別の一実施形態においては、サイトカインストーム、サイトカインカスケード又は高サイトカイン血症は、より重症型のサイトカイン放出症候群である。
一実施形態においては、サイトカイン放出は、CAR T細胞治療などの免疫療法の実施後に数日~2週間発生する。一実施形態においては、低血圧及び他の症候が、サイトカイン放出に続き、すなわち数日から数週間続く。したがって、一実施形態においては、アポトーシス細胞又はアポトーシス細胞上清を対象に免疫療法と同時に予防として投与する。別の一実施形態においては、アポトーシス細胞又は上清を免疫療法の実施から2~3日後に対象に投与する。別の一実施形態においては、アポトーシス細胞又は上清を免疫療法の実施から7日後に対象に投与する。別の一実施形態においては、アポトーシス細胞又は上清を免疫療法の実施から10日後に対象に投与する。別の一実施形態においては、アポトーシス細胞又は上清を免疫療法の実施から14日後に対象に投与する。別の一実施形態においては、アポトーシス細胞又は上清を免疫療法の実施から2~14日後に対象に投与する。
一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、サイトカイン放出症候群若しくはサイトカインストームを経験した対象、又はサイトカイン放出症候群若しくはサイトカインストームにかかりやすい対象におけるサイトカイン産生を減少させる、又は阻害する方法であって、アポトーシス細胞又はアポトーシス上清を含む組成物を前記対象に投与するステップを含み、前記投与ステップが、前記対象におけるサイトカイン産生を減少させる、又は阻害する、方法である。別の一実施形態においては、サイトカイン産生の減少又は阻害は、サイトカイン放出症候群若しくはサイトカインストームを経験した対象、又はサイトカイン放出症候群若しくはサイトカインストームにかかりやすく、アポトーシス細胞もアポトーシス上清も投与されない対象と比較される。別の一実施形態においては、サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する方法は、炎症誘発性サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する。別の一実施形態においては、サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する方法は、少なくとも1種の炎症誘発性サイトカインの産生を減少させる、又は阻害する。別の一実施形態においては、サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する方法は、少なくともサイトカインIL-6の産生を減少させる、又は阻害する。別の一実施形態においては、サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する方法は、少なくともサイトカインIL-1ベータの産生を減少させる、又は阻害する。別の一実施形態においては、サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する方法は、少なくともサイトカインTNF-アルファの産生を減少させる、又は阻害する。別の一実施形態においては、サイトカイン産生を減少させる、又は阻害する本明細書に開示される方法は、前記対象において、サイトカイン放出症候群若しくはサイトカインストームを経験した対象、又はサイトカイン放出症候群若しくはサイトカインストームにかかりやすく、アポトーシス細胞もアポトーシス上清も投与されない対象と比較して、サイトカインIL-6、IL-1β若しくはTNF-α又は任意の組合せの産生の減少又は阻害をもたらす。
アルファ-1-抗トリプシン(AAT)は、主に肝臓によって産生される循環52kDa糖タンパク質である。AATは、主にセリンプロテアーゼ阻害剤として知られ、遺伝子SERPINA1によってコードされる。AATは、好中球エラスターゼを阻害し、循環AATの遺伝的欠損は、肺組織劣化及び肝疾患をもたらす。健康な個体における血清AAT濃度は、炎症中に2倍に増加する。
当業者は、免疫調節剤が、細胞外媒介物質、受容体、細胞内シグナル伝達経路の媒介物質、翻訳及び転写の制御因子、並びに免疫細胞を包含し得ることを理解されたい。一実施形態においては、本明細書に開示される追加の薬剤は、当該技術分野で既知である免疫調節剤である。別の一実施形態においては、本明細書に開示される方法における免疫調節剤の使用は、少なくとも1種のサイトカインのレベルを低下させる。別の一実施形態においては、本明細書に開示される方法における免疫調節剤の使用は、CRS又はサイトカインストームを減少させ、又は阻害する。
テルルは、人体中に存在する微量元素である。種々のテルル化合物は、免疫調節性を有し、多様な前臨床及び臨床試験において有益な効果を有することが示された。テルル含有化合物の特に有効なファミリーは、例えば、米国特許第4,752,614号、同4,761,490号、同4,764,461号及び同4,929,739号に開示されている。テルル含有化合物のこのファミリーの免疫調節性は、例えば、本明細書に完全に記載されたが如く参照によりすべて本明細書に援用する、米国特許第4,962,207号、同5,093,135号、同5,102,908号及び同5,213,899号に記載されている。
一実施形態においては、T細胞、樹状細胞及び/又はアポトーシス細胞の遺伝子改変は、RNA、DNA、組換えウイルス又はそれらの組合せを用いて行うことができる。一実施形態においては、ガンマレトロウイルス又はレンチウイルスに由来するベクターを、本明細書に開示される組成物及び方法に使用する。別の一実施形態においては、これらのベクターは、宿主ゲノムに組み込むことができ、導入遺伝子を潜在的に恒久的に発現し、固有の免疫原性が低い。別の一実施形態においては、宿主ゲノムに組み込まれ、及び/又は固有の免疫原性が低い、別のベクターを、本明細書に開示される組成物及び方法に使用することができる。別の一実施形態においては、非ウイルスベクター媒介性sleeping beauty(眠れる森の美女)トランスポゾンシステムを使用して、CAR及び他の遺伝子をT細胞に挿入する。別の一実施形態においては、「自殺遺伝子」がT細胞に組み込まれ、アポトーシス促進性遺伝子の発現が、全身送達薬物に応答性である誘導性プロモーターの制御下にある。
一実施形態においては、本明細書に開示される組成物及び方法に使用されるアポトーシス細胞(ApoCell)は、参照によりその全体を本明細書に援用する国際公開第2014/087408号に記載の通りである。別の一実施形態においては、本明細書に開示される組成物及び方法に使用されるアポトーシス細胞は、当該技術分野で既知である任意の方法で製造される。別の一実施形態においては、本明細書に開示される組成物及び方法に使用されるアポトーシス細胞は、治療を受ける対象の自己のものである。別の一実施形態においては、本明細書に開示される組成物及び方法に使用されるアポトーシス細胞は、治療を受ける対象と同種のものである。別の一実施形態においては、アポトーシス細胞を含む組成物は、本明細書に開示される、又は当該技術分野で既知である、アポトーシス細胞を含む。
一実施形態においては、本明細書に開示される方法及び処置に使用される組成物は、本明細書に開示されるアポトーシス細胞上清を含む。
一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、本明細書に記載の症状又は疾患の処置用医薬組成物である。別の一実施形態においては、本明細書に開示される医薬組成物は、遺伝子改変免疫細胞の増殖速度を維持する、又は増加させるためのものである。更なる一実施形態においては、遺伝子改変免疫細胞の増殖速度を維持する、又は増加させる方法は、更に、サイトカイン放出症候群(CRS)又はサイトカインストームの発生率を減少させる、又は抑制するステップを含む。別の一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、遺伝子改変免疫細胞治療の有効性を高める医薬組成物である。別の一実施形態においては、免疫細胞治療の有効性を高める方法に使用される組成物は、更に、CRS又はサイトカインストームの発生率を減少させる、又は抑制することを含む。別の一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、対象における腫瘍の癌を処置する、予防する、阻害する、その発生率を減少させる、改善する、又は軽減する方法のための組成物である。別の一実施形態においては、対象における癌又は腫瘍を処置する、予防する、その発生率を減少させる、改善する、又は軽減する方法に使用される組成物は、更に、CRS又はサイトカインストームの発生率を減少させる、又は抑制することを含む。
遺伝子改変免疫応答細胞を含む、若しくはアポトーシス細胞を含む、若しくはアポトーシス細胞上清を含む本明細書に開示される組成物、又はそれらの任意の組合せは、好都合には、選択pHに緩衝することができる無菌液体調製物、例えば、等張性水溶液、懸濁液、乳濁液、分散液又は粘稠性組成物として提供することができ、液体調製物は、通常は、ゲル、別の粘稠性組成物及び固体組成物よりも調製しやすい。さらに、液体組成物は、特に注射によって、投与するのに幾らかより好都合である。一方、粘稠性組成物は、特定の組織との接触期間をより長くするために、適切な粘度範囲内で処方することができる。液体又は粘稠性組成物は、担体を含むことができ、担体は、例えば、水、食塩水、リン酸緩衝食塩水、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコールなど)及びそれらの適切な混合物を含む溶媒又は分散媒とすることができる。
一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、本明細書に開示される組成物及び方法に使用される本明細書に記載のキメラ抗原受容体(CAR)をコードする単離核酸配列である。別の一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、本明細書に記載のキメラ抗原受容体(CAR)をコードする核酸配列を含むベクターである。
一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、新形成、病原体感染症、自己免疫異常又は同種移植の処置用キットであり、キットは、本明細書に開示されるCAR T細胞及びアポトーシス細胞を別々に又はあらかじめ混合して含む。
本明細書に開示される方法に更に含まれるのは、抗MUC1、CD28、CD3ζ、及び免疫応答細胞において発現されるときにそれらの抗腫瘍活性を高めるように改変される種々のscFvポリペプチド又はそれらの断片(例えば、ヒト化モノクローナル抗体)である。ある実施形態においては、本明細書に開示される方法は、配列を変化させることによってアミノ酸配列又は核酸配列を最適化するステップを含む。こうした変化としては、ある種の変異、欠失、挿入又は翻訳後修飾が挙げられる。本明細書の開示は、更に、本明細書に開示される任意の天然ポリペプチドの類似体も含む。類似体は、アミノ酸配列差、翻訳後修飾、又はその両方によって、本明細書に開示される天然ポリペプチドとは異なり得る。本明細書に開示される類似体は、一般に、本明細書に開示される天然アミノ酸配列の全部又は一部と少なくとも85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%>、99%以上同一である。配列比較の長さは、少なくとも5、10、15又は20アミノ酸残基である。別の一実施形態においては、少なくとも25、50又は75アミノ酸残基。更に別の一実施形態においては、100個を超えるアミノ酸残基。また、同一性の程度を決定する例示的な一手法においては、BLASTプログラムを使用することができ、e”3~e”100の確率スコアは、密接に関連した配列を示す。修飾としては、ポリペプチドのインビボ及びインビトロ化学誘導体化、例えば、アセチル化、カルボキシル化、リン酸化又はグリコシル化が挙げられ、こうした修飾は、ポリペプチド合成若しくはプロセシング中に起こり、又は単離修飾酵素による処理後に起こり得る。類似体は、本明細書に開示される天然ポリペプチドとは一次配列の変化分だけ異なることもできる。これらには、天然と誘導の両方の遺伝子変異体が含まれる(例えば、照射若しくは硫酸エタンメチル(ethanemethyl sulfate)曝露による、又はSambrook、Fritsch及びManiatis、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2版)、CSH Press、1989、若しくはAusubelら、前掲に記載のように部位特異的変異誘発による、ランダム変異導入に起因する遺伝子変異体)。L-アミノ酸以外の残基、例えば、D-アミノ酸又は非天然若しくは合成アミノ酸、例えば、ベータ(β)若しくはガンマ(γ)アミノ酸を含む、環化ペプチド、分子及び類似体も含まれる。
免疫療法の一手法は、患者自身の免疫細胞を操作して、それらの腫瘍を認識し、攻撃する遺伝子改変免疫細胞を作製することを含む。免疫細胞は、本明細書に記載のように、収集され、遺伝子改変されて、例えば、免疫細胞、例えばT細胞が、腫瘍又は癌細胞上の特定のタンパク質抗原を認識できるようにするキメラ抗原受容体(CAR)をそれらの細胞表面に生成する。次いで、遺伝子改変免疫細胞、例えばCAR T細胞の増殖集団を患者に投与する。一実施形態においては、投与された細胞は、患者の体内で増殖し、抗原をその表面に有する癌及び腫瘍細胞を認識し、死滅させる。別の一実施形態においては、投与された細胞は、患者の体内で増殖し、腫瘍関連抗原を認識し、死滅させ、癌及び腫瘍細胞の死をもたらす。
一実施形態においては、本明細書に開示されるのは、癌又は腫瘍を処置する、予防する、阻害する、その発生率を減少させる、改善する、又は軽減する方法であって、キメラ抗原受容体発現T細胞(CAR T細胞)とアポトーシス細胞若しくはアポトーシス細胞上清又はそれらの組成物を含む組成物とを投与するステップを含む方法である。本明細書に開示されるように、これらの方法は、更に、CRS又はサイトカインストームの発生率を抑制する又は減少させる試みにおいて追加の薬剤を投与するステップを含むことができる。
目的:本明細書に記載の方法に使用される早期アポトーシス細胞を製造すること
方法:
早期アポトーシス細胞の集団を製造する方法は、本明細書にその全体を援用する、国際公開第2014/087408号及び米国特許出願公開第2015/0275175号A1に詳細に記録されており、例えば、実施例の前の方法のセクション「ApoCell Preparation」及び「Generation of apoptotic cells」(パラグラフ[0223]~[0288])、並びに実施例11、12、13及び14を参照されたい。
凍結の時間と解凍後のインキュベーション中の両方における抗凝固薬の含有は、安定な早期アポトーシス細胞の最も一貫した高収率をもたらした。安定な早期アポトーシス細胞のこの一貫した高収率は、ドナー血漿のトリグリセリドが高い場合でも得られた(国際公開第2014/087408号及び米国特許出願公開第2015-0275175号A1の実施例12及び13参照)。抗凝固薬は、注入用最終早期アポトーシス細胞用量の処方に使用されるPBS媒体には添加されなかったことに留意されたい。
目的:マクロファージ活性化症候群のLPS無菌モデルにおいて誘発されるサイトカインストームにおけるサイトカインストームマーカー(サイトカインIL-6、IL-10、MIP-1α、IL-8、TNF-α、MIP-1β、MCP-1及びIL-9)のレベルに対するアポトーシス細胞の効果を試験する
方法:
細胞系及び培養試薬
ヒトリンパ腫細胞系Raji(eCACC、UK、アクセス番号85011429)、ヒト子宮頚部腺癌細胞系HeLa(ATCC、USA、番号:CCL-2)及びHeLa-CD19(ProMab、USA、カタログ番号PM-Hela-CD19)を、以下「完全培地」と称する、10%FBS(Gibco、ThermoFisher Scietific、南アメリカ、カタログ番号12657-029)、2mM GlutaMAX(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号35050-038)及び100U/mlペニシリン+100U/mlストレプトマイシン(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号15140-122)を補充したRPMI1640(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号31870-025)中で培養した。HeLa-CD19培地に更に1μg/mlピューロマイシン(Sigma-Aldrich、USA、カタログ番号P9620)を選択的抗生物質として標準培養中に補充した。
目的:腫瘍細胞上のサイトカインストームマーカーサイトカイン及びCAR T細胞の有効性に対するアポトーシス細胞又はアポトーシス細胞に由来する上清の効果を試験する
方法:
T4+CAR T細胞
マウスにおいてサイトカインストームを誘発すると報告された固形腫瘍モデル(van der Stegenら、2013、同書)を利用した。このモデルにおいては、T細胞は、頭頚部腫瘍、卵巣癌などの特定の固形腫瘍においてしばしば高度に上方制御されるある種のErbB二量体(T4+CAR-T細胞)を標的にするキメラ抗原受容体(CAR)を用いて操作された。T細胞は、CD3マイクロビーズを用いて末梢血から分離されたPBMCから単離された。キメラT4+受容体を含むベクターを構築し、単離T細胞に導入して、T4+CAR T細胞を得た。ここで行われた実験では、T4+CAR T細胞をCreative Biolabs(NY USA)又はPromab Biotechnologies(CA USA)から購入した。図4は、抗CD124モノクローナル抗体を用いてT4+CAR T細胞上の4αβキメラ受容体の表面発現を検証するフローサイトメトリー曲線である(Wilkieら、同書)。さらに、PCR手順を実施して、導入T細胞中のベクターの存在を検証した。
SKOV3-luc卵巣腺癌組織培養細胞をCell BioLabsから購入した(cat.#AKR-232)。SKOV3-lucは、ErbB受容体を高度に発現し、T4+CAR-T細胞の標的である(van der Stegenら、2013、同書)。これらの細胞を、ホタルルシフェラーゼ遺伝子を恒常的に発現するように更に操作して、細胞増殖をインビトロで、腫瘍増殖及び縮小をインビボで追跡できるようにした。
アポトーシス細胞を実施例1に従って調製した。
8百万個/ウェルのアポトーシス細胞を12ウェルプレートに播いた。24時間後に細胞を遠心分離した(290g、4℃、10分間)。上清を収集し、使用まで一定分量を-80℃で凍結した。異なる数の細胞を使用して上清を製造する。幾つかの一定分量は、濃縮上清を含む。
健康な適格ドナーから得られる末梢血/バフィーコートからフィコール(GE Healthcare、英国)を用いてPBMCを単離した。細胞をRPMI1640(Gibco、Thermo Fisher Scietific、MA、USA)中で濃度15×106細胞/mlにし、0.9ml液滴として35mmプレート(Corning、NY、USA)の中央に播いた。次いで、プレートを37℃で5%CO2中で1時間インキュベートした。インキュベーションの最後に細胞をPBS(Biological industries、Beit Haemek、イスラエル)で3回洗浄し、接着を光学顕微鏡によって判定した。次いで、細胞を完全培地(RPMI1640+10%熱失活FBS+1%Glutamax+1%PenStrep、すべてのGibco製)と一緒にインキュベートした。
CD14+単球を上で調製したアポトーシス細胞と一緒に1:16の比で24時間培養した。単球の数は、12ウェルプレート中50万細胞/ウェルであり、アポトーシス細胞の数は、12ウェルプレート中8百万細胞/ウェルであった。24時間インキュベーション後、細胞を遠心分離した(290g、4℃、10分間)。上清を収集し、使用まで一定分量を-80℃で凍結した。同様の手順を異なる単球:アポトーシス細胞比で、及び/又はマクロファージ、樹状細胞などの別の細胞源を用いて、行うことができた。
SKOV3-luc癌細胞をアポトーシス細胞又はアポトーシス上清と一緒に1時間インキュベートし、続いてT4+CAR T細胞(+/-単球-マクロファージ)と48時間共培養することによって、最初の実験を行った。
SKOV3-luc単層をPBSで洗浄して、残留血清を除去し、70μl CCLR溶解緩衝剤x1/ウェル(24ウェルプレートの場合)を添加することによって、SKOV3-luc細胞溶解物を調製した。ウェル底部を物理的にこすることによって剥離を更に促進した。15秒間ボルテックス撹拌後、溶解物を12,000gで2分間4℃で遠心分離した。上清を収集し、-80℃で貯蔵した。
培養中のSKOV3-luc細胞におけるルシフェラーゼ活性を検出するために、Luciferase Assay System(Promega、cat.#E1501)を使用した。照度計リーダー(Core Facility、医学部、Ein Kerem、ヘブライ大学)を備えたこのキットをQuantiLum組換えルシフェラーゼ(Promega、cat.#E170A)によって較正した。612ag~61.2μg(10-20~10-9モル)を使用して、検出範囲を決定し、製造者の指針に従った。手短に述べると、20μl体積の各ルシフェラーゼ量を黒色96ウェルプレート(Nunc)のウェルに入れた。各量を3つ組で行った。100μlのLAR(Luciferase Assay Systemキットのルシフェリン基質)を各ウェルに添加し、すぐに10秒曝露して読んだ。
IL-2、IL-2受容体(IL-2R)、IL-6、IL-1α、IL-4、IL-2、TNF-αの最初の分析を行った。IL-2、IL-2受容体(IL-2R)、IL-6、IL-1α、IL-4、IL-2、TNF-α及び別のサイトカインのサイトカイン放出減少を分析するために、上清を収集し、選択されたサイトカインについてLuminex MagPixリーダー及びELISAアッセイによって調べた。
SKOV3-luc増殖
SKOV3-luc増殖をルシフェラーゼ活性を指標として追跡して、その後の実験における標的SKOV3-luc細胞数を決定した。SKOV3-luc細胞3.8×104~3.8×105個/ウェルを24ウェルプレート(Corning)で培養し、ルシフェラーゼ活性を3日間毎日モニターした。培養された1.9×105個/ウェル以上の細胞は、培養から2日後にコンフルエントに達し、ルシフェラーゼ活性によって示される増殖飽和を示す(図5)。SKOV3-luc細胞3.8×104~1.1×105個/ウェルは、培養から3日後も線形又は指数増殖期であったことに留意されたい(図5、オレンジ、青緑色及び紫色のプロット)。負の対照(LAR基質を含まない3.8×105個のSKOV3-luc細胞)は、バックグラウンドレベルの読みしか示さず、SKOV3-luc細胞からの生物発光の読みがルシフェラーゼ活性に起因することを示している。
T4+CAR-T細胞活性を裏付けるために、SKOV3-lucの単層を1,000,000(百万)個のT4+CAR-T細胞又は1,000,000(百万)個の非導入T細胞に曝露した。24時間のインキュベーション後、T4+CAR-T細胞は、SKOV3-luc増殖を非導入T細胞対照に比べて30%減少させ(図6)、T4+CAR-T細胞の抗腫瘍活性を示した。
サイトカインストームを減少させるアポトーシス細胞の効果を次に調べた。IL-6は、サイトカインストームにおいて放出される原型炎症誘発性サイトカインであり(Lee DWら(2014)Blood 124(2):188~195)、しばしばサイトカインストーム応答のマーカーとして使用される。
実験手順中には産生されないが、臨床現場においてはヒトサイトカインストーム中に確かに出現する可能なより広い範囲及びレベルのサイトカインに対する効果を更に評価するために、LPS(10ng/ml)を上で概説したSKOV3-luc培養状態に添加した。LPSの添加は、サイトカインストームレベルを指数関数的に増加させると予想される。予想どおりに、LPSの添加は、サイトカインストーム効果を増強し、その結果、IL-6レベルは約30,000pg/mlに増加した。サイトカインストーム中に高レベルで発現されることが知られている他のサイトカインは、レベルが上昇した。例えば、TNF-α(250~300pg/ml)、IL-10(200~300pg/ml)、IL1-アルファ(40~50pg/ml)及びIL-18(4~5pg/ml)。図10に示すように、アポトーシス細胞に曝露すると、サイトカインストームの指数関数状態でもIL-6のレベルをほぼ正常レベルに劇的に低下させた。これは、臨床現場で見られる可能性はあるが、CAR T細胞を用いた実験手順では必ずしも見られない。この効果は、20~90%の減少を示した他の炎症誘発性サイトカインTNF-アルファ、IL-10、IL1-アルファ、IL-1β及びIL-18でも同様であった。アポトーシス細胞の代わりにアポトーシス細胞上清を用いたときにも同様の結果が見られた。
SKOV3-luc細胞とT4+CAR T細胞のインキュベーション後の培養上清中で測定されたIL-2の濃度は、1084pg/mlであった。驚くべきことに、SKOC3-luc細胞をまずアポトーシス細胞と、次いでT4+CAR T細胞と一緒にインキュベートすると、IL-2の濃度が1190pg/mlに増加した。同様に、SKOV3-luc細胞とT4+CAR T細胞のインキュベーション後の培養上清中で測定されたIL-2Rの濃度は、3817pg/mlであった。驚くべきことに、SKOC3-luc細胞をまずアポトーシス細胞と、次いでT4+CAR T細胞と一緒にインキュベートすると、IL-2Rの濃度が4580pg/mlに増加した。SKOV3-luc単独では、Il-2の濃度は3.2pg/mlであり、アポトーシス細胞を添加すると、濃度は10.6pg/mlであった。SKOV3-luc単独では、Il-2Rの濃度は26.3pg/mlであり、アポトーシス細胞を添加すると、濃度は24.7pg/mlであった。
CAR-T細胞治療は、かなりの数の患者においてサイトカインストームを引き起こすと記述されている。これらの結果の示すところによれば、アポトーシス細胞及びアポトーシス細胞上清は、驚くべきことに、腫瘍細胞に対するCAR-T細胞有効性に影響を及ぼさずにサイトカインストームサイトカインマーカーを減少させた。さらに、アポトーシス細胞は、サイトカインIL-2を増加させ、CAR T細胞増殖を維持する、又は増加させることによって、CAR T細胞治療の期間を延長し得ると思われる。
目的:T4+CAR T細胞有効性及びサイトカインストームマーカーサイトカインのレベルを測定するために、固形腫瘍モデル(SKOV3卵巣腺癌)におけるアポトーシス細胞又はアポトーシス細胞上清のインビボ効果を試験する
材料及び方法
インビトロ研究
製造方法、培養方法及び上記結果を解析する方法を含めた、ErbB標的抗原を認識するT4+CAR T細胞(本明細書では「T4+CAR T細胞」と称する、SKOV3-luc細胞、アポトーシス細胞、アポトーシス上清、単球、マクロファージの使用に関連するインビトロ方法並びに種々のアッセイはすべて、上の実施例1に記述されている。同じ方法をここでも使用した。
マウス
7~8週齢のSCID-ベージュマウス及びNSGSマウスをHarlan(イスラエル)から購入し、Sharett InstituteのSPF動物施設で飼育した。
腫瘍増殖をホタルルシフェラーゼ活性によって毎週モニターした。手短に述べると、3mg D-ルシフェリン(E1605.Promega、USA)/マウス(100μlの30mg/ml D-ルシフェリン)をイソフルラン麻酔下のマウスにi.p.注射し、腹側画像を注射から10分後にIVIS Imaging System及びLive Image画像キャプチャーソフトウェア(どちらもPerkin Elmer、USA製)を用いて取得した。
T細胞のインビボ毒性を評価するために、器官をマウスから収集し、ホルマリン固定し、病理組織学的分析に供した。
Luminex MagPixリーダー及び/又はELISAキット、細胞数測定ビーズアレイ(Th1/Th2/Th17;BD Biosciences)を製造者によって記述されたように用いて、上清及び血清を分析する。例えば、分析は、一例においてはIL-6である炎症誘発性サイトカインとすることができるが、一実施形態においては、表1及び2に列挙した、又は当該技術分野で既知であるサイトカインのいずれかをここでは分析することができる。
SKOV3-luc腫瘍のインビボでの較正
0.5×106、1×106又は4.5×106個のSKOV3-luc細胞をSCIDベージュマウスにi.p.注射し、腫瘍増殖を追跡するために、生物発光イメージング(BLI)を「方法」に記載のように毎週行った(データ示さず)。
マウスは、最初の4週間に臨床症状を示さなかった。しかし、SKOV3-luc注射後28日目に、高用量(4.5×106;紫の線)投与したマウスは、着実に減量し始め(図11A)、マウスの外観全体が悪化し、嗜眠、異常な歩調、及び全般的な活動性消失として現れた。このグループを39日目に選別し、腹部剖検を行って、腫瘍外観及びサイズを明らかにした(図11B)。SKOV3-luc腫瘍は、大きく、固形であり、血管が形成され、やや白く光沢のある様相を呈した。1つの大きい腫瘍が、腹腔の尾側又は頭側の注射(左)側に目立った。この腫瘍は、腔の約25~75%を含み、明らかに腸を圧迫し、妨害した。それより小さい病巣も腹腔内の様々な場所に観察された。腫瘍は腹腔内に含まれ、どのマウスの体の他のどの部分にも他の腫瘍は観察されなかった。低用量(0.5×106)又は中用量(1×106)のSKOV3-lucを投与されたマウスは、SKOV3-luc注射後40日目に体重増加が停止し、着実に減量し始めた。SKOV3-luc注射後50日目に実験を終了した。
PBSをSKOV3-luc細胞の対照に注射した。これらのマウスは、実験を通してルシフェラーゼ活性を示さなかった(図12、左パネル)。腫瘍検出及び増殖は、用量依存的であった。低用量(0.5×106個のSKOV3-luc細胞)は、注射後25日目に腫瘍を示し始め(4/5の動物)、中用量(1×106)注射は、注射後18日目に腫瘍を示し(4/5の動物)、一方、高用量(4.5×106)では、腫瘍が3/5の動物において早くも注射後11日目に検出され、18日目までにすべての動物が十分定着した腫瘍を示した(図12及び図13A~13D)。
3グループの腫瘍のないマウス及び腫瘍を有するマウスに漸増用量のT4+CAR T細胞(3×106、10×106又は30×106)を投与する(i.p.又は腫瘍に直接)。最高用量では、腫瘍のないマウス及び腫瘍を有するマウスは、24時間以内に挙動が抑制され、起毛し、移動度が減少し、同時に体重が急激に減少し、48時間以内に死亡した。少なくともヒトインターフェロン-ガンマ及びマウスIL-6が、最高用量のCAR T細胞を投与されたマウスの血液試料中に検出可能である。異なる腫瘍抗原に対する高用量のCAR T細胞を投与された動物は、体重減少も行動上の変化も示さない。
目的:癌細胞及びサイトカインストームマーカーサイトカインのレベルに対するCAR T細胞有効性を明らかにするために、癌が広範に広がり、局在も限局もしていないびまん性腫瘍モデルにおけるアポトーシス細胞又はアポトーシス細胞に由来する上清の効果を試験する
方法:
CD19+T4+CAR T細胞(「CD19+CAR T細胞」)
CD19特異的CAR-T細胞をProMabから購入した(Lot#012916)。T細胞は、CARに対して30%陽性であった(製造者のFACSデータ-Fab染色による)。手短に述べると、細胞をAimV+5%熱失活FBSに解凍し、遠心分離し(300g、5分間、室温)、AimVに再懸濁させた。実験6日目に20×106個/マウスの細胞をIV注射した(70%アネキシンPI陰性、そのうち30%はCAR陽性)。
T4+CAR T細胞を、CARを標的にするCD123エピトープを用いても操作する(本明細書では「CD123+CAR T細胞」と称する)。
Raji細胞 Raji細胞をECACCから購入し(Cat.#:85011429)、完全培地(10%H.I.FBS、1%Glutamax、1%ペニシリン/ストレプトマイシンを補充したRPMI-1640)中で常法に従って培養し、3×105~3×106細胞/mlの濃度で維持した。実験1日目、0.1×106個/マウスの細胞をIV注射した。
細胞系及び培養試薬
ヒトリンパ腫細胞系Raji(eCACC、UK、アクセス番号85011429)、ヒト子宮頚部腺癌細胞系HeLa(ATCC、USA、番号:CCL-2)及びHeLa-CD19(ProMab、USA、カタログ番号PM-Hela-CD19)を、以下「完全培地」と称する、10%FBS(Gibco、ThermoFisher Scietific、南アメリカ、カタログ番号12657-029)、2mM GlutaMAX(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号35050-038)及び100U/mlペニシリン+100U/mlストレプトマイシン(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号15140-122)を補充したRPMI1640(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号31870-025)中で培養した。HeLa-CD19培地に更に1μg/mlピューロマイシン(Sigma-Aldrich、USA、カタログ番号P9620)を選択的抗生物質として標準培養中に補充した。
乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)、安定細胞質ゾル酵素は、相関的に溶解される細胞によって放出される。したがって、培地中のLDHレベルを使用して、細胞傷害活性を定量化することができる。CytoTox 96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay(Promega、USA、カタログ番号G1780)は、培地中のLDHレベルを定量化する比色分析である。テトラゾリウム塩基質(ヨードニトロ-テトラゾリウムバイオレット、INT)を培地に過剰に導入すると、LDHは基質を赤いホルマザン生成物に変換する。形成された赤色の量は、溶解細胞数に正比例する。
HeLa-CD19(標的)とHeLa(control)細胞を5μMカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル(CFSE、Life Technologies、USA、カタログ番号C1157)で前もって染色し、混合し、新しいプレート上で、又は単離初代単球が集合するプレート上で、培養した。標的細胞がプレートに接着した後(6時間-終夜)、培養物をy×106個のApoCell細胞に1時間曝露した。プレートをRPMIで3~5回洗浄し、懸濁ApoCell細胞が洗い流されたことを視覚的に確認した。10ng/ml LPSを共培養物に導入し、1時間インキュベートし、その後、RPMIを用いた3~5回の洗浄サイクルによってLPSを除去した。次いで、生存可能なCD19-CAR T細胞を特定のE/T比(単数又は複数)で示される共培養物に添加し、4時間インキュベートした。インキュベーション後、トリプシン-EDTA(Biological Industries、イスラエル、カタログ番号03-052-1B)を添加し、4分間37℃でインキュベートすることによって、細胞を採取した。酵素の活動を終了させるために、2~4倍の体積の「完全培地」を添加した。細胞を収集し、200xgで5分間室温で遠心分離し、100μl RPMI(Gibco、ThermoFisher Scietific、USA、カタログ番号15140-122)に再懸濁させた。続いて、暗所で30分間室温でインキュベートされた抗CD19(eBioscience、USA、カタログ番号12-0198-42)に対して最初に染色した。遠心分離(290xg、1分間、2~8℃)及び300μl RPMIに再懸濁後、細胞を抗7AAD(eBioscience、USA、カタログ番号00-6993-50)に対して染色した。分析を7ADD陰性細胞(生細胞)に対して行い、生きた標的細胞(HeLa-CD19)及び生きた対照細胞(HeLa)を計算した。生きた標的細胞パーセントを生きた対照細胞パーセントで割ることによって生存パーセントを計算した。出発細胞数及び自発的標的細胞死の変動を補正するために、標的細胞パーセントとエフェクター細胞(CD19-CAR T細胞)なしで培養された対照細胞パーセントの比で生存パーセントを割った。最後に、補正生存百分率を100%から減算して細胞傷害性パーセントを求めた。
最初のサイトカイン分析では、培養上清中のMIP1a、IL-4、IL-2、IL-2R、IL-6、IL8、IL-9、IL-10、IL-13、IL-15、INF-γ、GMCSF、TNF-αのレベルを調べる。
骨髄及び肝臓をフローサイトメトリー及び免疫組織化学によって評価した。屠殺後、肝臓及び骨髄を組織病理学的分析用に収集した。組織を4%ホルマリンで48時間室温で固定し、次いでヘブライ大学の動物施設に提出して、処理した。処理前に骨を脱灰した。パラフィン切片をヘマトキシリン及びエオシン並びにCD19について染色した。
IFN-γ効果をSTAT1リン酸化と生物由来物質の両方によって評価する。
結果:
細胞毒性試験のための細胞数の較正
インビトロモデルに使用されるRaji細胞の数を求めるために、細胞毒性試験の感度限界を評価した。5×104~20×104個/ウェルのRaji細胞を96ウェルプレート中で四つ組で培養した。依然として完全に生存可能である細胞と比較される四つ組のうち1セットに対して溶解を行った。溶解は瞬時であり、溶解溶液を遠心分離直前に添加して、部分的細胞傷害性をシミュレートした。実際、全細胞量が生細胞を十分超える読みを示し、5×104個の細胞数は、最大の相対読みを示した(図14、データの外挿)。したがって、後続の実験は、実験設計によって必要とされない限り、この細胞数を初期設定として使用する。
CD19+CAR T細胞活性を裏付けるために、Raji癌細胞の単層を1,000,000(百万)個のCD19+CAR-T細胞又は1,000,000(百万)個の非導入T細胞に曝露する。24時間のインキュベーション後、CD19+CAR-T細胞は、Raji癌細胞増殖を減少させ、CD19+CAR-T細胞の抗腫瘍活性を示す。
HeLa細胞は、特異的CD19発現細胞であり、それによってCAR CD19+T細胞活性の影響を受けやすくなる。さらに、非接着細胞系であるRaji細胞とは対照的に、HeLa細胞は接着性である。
実験手順中には産生されないが、臨床現場においてはヒトサイトカインストーム中に確かに出現する可能なより広い範囲及びレベルのサイトカインに対する効果を更に評価するために、LPS(10ng/ml)を上で概説したRaji細胞培養状態に癌及びCAR-19の存在下で添加した。LPSの添加は、サイトカインストームレベルを指数関数的に増加させると予想された。アポトーシス細胞への曝露は、サイトカインレベルを劇的に減少させた。図16及び図17の結果によれば、CD19+CAR T細胞の添加は、培地中のGM-CSF及びTNF-αのサイトカイン濃度(pg/ml)を大きく増加するが、アポトーシス細胞の存在下でGM-CSFとTNF-αの両方がかなり減少する。サイトカイン濃度の減少は、CAR T細胞とアポトーシス細胞のアポトーシス細胞比に関して用量依存的である。
アポトーシス細胞は、CAR T細胞臨床手順に関連するサイトカインストームのサイトカインマーカーを下方制御することができた。意義深いことに、アポトーシス細胞は、CAR T細胞の腫瘍活性に対して効果を示さなかった。アポトーシス細胞は、自然免疫に由来する炎症誘発性サイトカインを減少させ、IFN-γレベル及びCAR-T細胞傷害性を損なわずにIFN-γ効果を阻害した。
目的:癌細胞に対するCAR T細胞有効性及びサイトカインストームマーカーサイトカインのレベルを測定するために、びまん性腫瘍モデルにおけるアポトーシス細胞又はアポトーシス細胞に由来する上清のインビボ効果を試験する
材料及び方法
インビトロ研究
インビトロ研究のための実施例5に記載の方法を参照されたい。
Raji Burkittリンパ腫細胞(Sigma-Aldrich cat.#85011429)を製造者の指針に従って培養した。CD19+CAR T細胞、細胞培養、アポトーシス細胞、アポトーシス細胞上清、単球単離及びインビトロ測定は、上記実施例の通りである。生成した早期アポトーシス細胞は、少なくとも50%のアネキシンV陽性及び5%未満のPI陽性細胞であった。
マウス
7~8週齢のSCIDベージュマウスを(かつてHarlanとして知られた)Envigoから購入した。マウスをSPFフリー動物施設において施設のIACUC指針に従って飼育した。実験の過程において、マウスを毎日モニターし、体重を週3回測定した。後肢麻痺を示したマウスを屠殺した。屠殺後、骨髄及び肝臓をFACS分析及び組織学的処理用に収集し、血清をサイトカインプロファイリング用に-80℃で凍結した。
SCIDベージュマウス(C.B-17/IcrHsd-Prkdc-SCID-Lyst-bg、Harlan、イスラエル)をSPF条件でThe Authority for Animal Facilities、ヘブライ大学(Ein Kerem Campus、イスラエル)において、Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care(AAALAC)に従って収容した。研究は、The Hebrew University Ethics Committee for Animal Experimentsによって認可され、動物の苦痛をできるだけ最小限にした。
骨髄及び肝臓をフローサイトメトリー及び免疫組織化学によって評価する。屠殺後、肝臓及び骨髄を組織病理学的分析用に収集した。組織を4%ホルマリンで48時間室温で固定し、次いでヘブライ大学の動物施設に提出して、処理した。処理前に骨を脱灰した。パラフィン切片をヘマトキシリン及びエオシン並びにCD19について染色した。
IFN-γ効果をSTAT1リン酸化と生物由来物質の両方によって評価する。
CAR T細胞治療は、サイトカイン放出症候群を誘発する
3グループの腫瘍のないマウス及び腫瘍を有するマウスに漸増用量のCD19+CAR T細胞(3×106、10×106又は30×106)を投与する(i.p.又は腫瘍に直接)。最高用量では、腫瘍のないマウス及び腫瘍を有するマウスは、24時間以内に挙動が抑制され、起毛し、移動度が減少し、同時に体重が急激に減少し、48時間以内に死亡した。ヒトインターフェロン-ガンマ並びにマウスIL-6、IL-8及びIL-13が、最高用量のCD19+CAR T細胞を投与されたマウスの血液試料中に検出可能である。異なる腫瘍抗原に対する高用量のCD19+CAR T細胞を投与された動物は、体重減少も行動上の変化も示さない。
アポトーシス細胞は、自然免疫に由来する炎症誘発性サイトカインを減少させ、IFN-γレベル及びCAR-T細胞傷害性を損なわずにIFN-γ効果を阻害する。
目的:癌細胞に対するCAR T細胞有効性及びサイトカインストームマーカーサイトカインのレベルを測定するために、固形腫瘍モデルにおけるアポトーシス細胞又はアポトーシス細胞に由来する上清のインビボ効果を試験する
材料及び方法
インビトロ研究
細胞及び細胞培養
CD19+CAR T細胞、TMCD28を含む第二世代CAR-T-CD19細胞を使用し、細胞培養、アポトーシス細胞、アポトーシス細胞上清、単球単離及びインビトロ測定は、上記実施例1&3&5の通りであった。生成した早期アポトーシス細胞は、少なくとも50%のアネキシンV陽性及び5%未満のPI陽性細胞であった。
マウス
7~8週齢のSCID-ベージュマウス及びNSGSマウスをHarlan(イスラエル)から購入し、Sharett InstituteのSPF動物施設で飼育した。
骨髄及び肝臓をフローサイトメトリー及び免疫組織化学によって評価する。
IFN-γ効果をSTAT1リン酸化と生物由来物質の両方によって評価した。
CAR T細胞治療は、サイトカイン放出症候群を誘発する
3グループの腫瘍のないマウス及び腫瘍を有するマウスに漸増用量のCD19+CAR T細胞(3×106、10×106又は30×106)を投与した(i.p.又は腫瘍に直接)。最高用量では、腫瘍のないマウス及び腫瘍を有するマウスは、24時間以内に挙動が抑制され、起毛し、移動度が減少し、同時に体重が急激に減少し、48時間以内に死亡した。
CRSは、腫瘍生物学、単球/マクロファージ/樹状細胞との相互作用、並びにCAR T細胞効果及び増殖に対する応答として含めて、幾つかの要因から発生する。アポトーシス細胞は、自然免疫に由来する炎症誘発性サイトカインを減少させ、IFN-γレベル又はCAR-T細胞傷害性を損なわずに単球/マクロファージ/樹状細胞に対するIFN-g効果を阻害する。したがって、アポトーシス細胞は、自然免疫に由来する炎症誘発性サイトカインを減少させ、IFN-γレベル及びCAR-T細胞傷害性を損なわずにIFN-γ効果を阻害した。これらの結果は、CAR-T細胞治療を用いた臨床試験におけるCRSの予防のためのApoCellの安全な使用を支持する。
Claims (9)
- 癌にかかっていて、キメラ抗原受容体発現T細胞(CAR T細胞)癌治療を受けている対象におけるマクロファージ活性化症候群治療用の医薬品の調製のための、末梢血単核球(PBMC)に由来する細胞の早期アポトーシス単核濃縮細胞集団を含む組成物の使用であって、
前記早期アポトーシス単核濃縮細胞集団は、少なくとも50%のアネキシンV陽性及び5%未満のPI陽性細胞であると分析される、使用。 - 前記治療は、少なくとも1種の炎症誘発性サイトカインの細胞放出を低減する、請求項1に記載の使用。
- 前記少なくとも1種の炎症誘発性サイトカインが、IL-10、IL-6、MIP-1α、IL-8、TNF-α、MIP-1β、MCP-1及びIL-9を含む、請求項2に記載の使用。
- 少なくとも1種の炎症誘発性サイトカインの細胞放出の前記低減が、IL-10、IL-6、MIP-1α、IL-8、TNF-α、MIP-1β、MCP-1及びIL-9を含むサイトカインの1つの組み合わせの低減を含む、請求項2又は3に記載の使用。
- 前記医薬品が、IL-2Rの細胞放出を増加する、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用。
- 前記医薬品が、IL-2の細胞放出に影響しない、請求項1から5のいずれか一項に記載の使用。
- 前記対象がサイトカインストーム又はサイトカイン放出症候群(CRS)にかかっている、請求項1から6のいずれか一項に記載の使用。
- 前記癌が固形癌を含む、請求項1に記載の使用。
- 前記癌がびまん性癌を含む、請求項1に記載の使用。
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