JP7249951B2 - 標的臓器の細胞外構成成分を使用する治療用細胞の作製 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、2017年3月31日に出願されたオランダ特許出願番号第2018628号の優先権を主張する。
心血管疾患は、米国および先進国における最も一般的な死亡の原因である。ヒト心臓は、心筋梗塞(MI)後に生存組織および収縮機能の喪失を被り、心不全、再発入院、不整脈および死亡につながる。虚血性心不全は、約500万人の米国人に影響を及ぼし、米国における最も一般的な入院の理由である。これらの患者では、死亡率が高く、進行がんの死亡率と同様に高い。標準療法は、不適応性神経ホルモン経路をブロックする、βアドレナリン作動性およびアンジオテンシンII阻害性薬物療法を含むが、これらの薬物は、部分的に有効であるだけであり、普遍的に許容されるわけではない。左室補助装置および心臓移植が提供されることがあるが、装置故障、卒中、感染および臓器不足がこれらのアプローチを制限している。VEGFまたは遺伝子転写因子などの個々の血管新生および心臓再生タンパク質の局所投与は、ヒト心血管疾患治験において、徹底的に失敗するか、または予期しない毒性を作り出し、これらのアプローチを使用するさらなる調査は事実上中断された。
残念ながら、心臓は、制限された潜在的再生力しか有していない。伝統的な心臓再生の努力は、成体心臓細胞を補充するために幹細胞を投与することに焦点が合わされてきた。心臓および血管細胞を補充するために、目が回るほどの幹/前駆体細胞候補のアレイが試験されてきたが、今日までに、ヒト治験は、陰性であったか、またはわずかに陽性の結果しか示さなかった。20年間の調査にもかかわらず、アメリカ食品医薬品局(FDA)によって承認された細胞ベースの療法は、まだない。
ほとんどの炎症細胞が、心臓虚血性損傷の後期段階において有害な作用を有することは、広く理解されている。しかし、代替活性化(M2)マクロファージは、これらのM2応答は本来鈍らされているが、後期心臓修復において有益な役割を有することが最近示唆された。
分類の種々のカテゴリーが提案されているが、マクロファージは、通常、古典的活性化(M1)および代替活性化(M2)マクロファージに分けられる(Martinez et al., Annu. Rev. Immunol. 27:451-483 (2009))。一般に、M1マクロファージは、感染および組織損傷時に活性であり、1型ヘルパーTリンパ球(Th1)応答を暗示する強力な抗微生物特性を示す炎症促進性スカベンジャー細胞である。M1マクロファージのマーカーとして、それだけには限らないが、CD86およびHLA-DRが挙げられる。対照的に、代替活性化マクロファージとも呼ばれるM2マクロファージは、2型ヘルパーTリンパ球(Th2)様応答を促進し、炎症性促進性の低いサイトカインを分泌し、栄養因子合成および食作用による炎症の消散を補助する、抗炎症性、血管新生促進性、および再生促進性「治癒(healing)」細胞である(Mosser et al., Nature Rev. 8:958-969 (2008))。M2マクロファージのマーカーとして、それだけには限らないが、CD163、CD206およびPD-L1が挙げられる。
マクロファージを、炎症および治癒の異なる段階と関連する異なる表現型を想定するために、その微小環境によって極性化することができる(Stout et al., J. Immunol. 175:342-349 (2005))。ある特定のマクロファージは、創傷治癒にとって不可欠である。それらは、細胞補充の、および組織防御の初期段階ならびに組織ホメオスタシスおよび修復の後期段階に関与している(Pollard, Nature Rev. 9:259-270 (2009))。末梢血単球由来のマクロファージは、難治性潰瘍を治療するために使用されてきた(Danon et al., Exp. Gerontol. 32:633-641 (1997); Zuloff-Shani et al., Transfus. Apher. Sci. 30:163-167 (2004))。
第1の態様において、CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-10高、IL-1b高およびセルピン-1高の心臓線維芽細胞エキソソームによって教育されたマクロファージ(CF-EEM)の集団が、本明細書において提供される。
第2の態様において、CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-1b高およびセルピン-1高の骨髄エキソソームによって教育されたマクロファージ(BM-EEM)の集団が、本明細書において提供される。
第3の態様では、それを必要とする対象において状態を軽減するための治療の方法が本明細書において提供され、方法は、対象に、本明細書において記載されるようなマクロファージの集団を投与するステップを含み、状態は、本明細書において記載される疾患または損傷である。いくつかの実施形態では、マクロファージの集団を、注射によって投与する。いくつかの実施形態では、マクロファージの集団を、局所適用によって投与する。いくつかの実施形態では、状態は、心血管疾患である。いくつかの実施形態では、状態は、虚血性心不全である。
いくつかの実施形態では、マクロファージを、医薬上許容される担体とともに注射によって投与する。いくつかの実施形態では、担体は、注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスである。
第4の態様では、本明細書において記載されるようなマクロファージの集団と、医薬上許容される担体とを含む、組成物が、本明細書において提供される。いくつかの実施形態では、担体は、液体、オイル、ローション、軟膏、クリーム、フォーム、ゲル、ペースト、パウダー、フィルムおよびヒドロゲルからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、担体は、注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)である。いくつかの実施形態では、CF-ECMは、心臓線維芽細胞由来エキソソームをさらに含む。
第5の態様では、抗炎症性マクロファージを作製する方法が本明細書において提供され、方法は、CD14+細胞が、抗炎症性マクロファージ表現型を獲得するまで、in vitroでCD14+細胞を組織特異的細胞または組織特異的細胞外因子とともに同時培養するステップを含む。
いくつかの実施形態では、組織特異的細胞は、心臓線維芽細胞である。いくつかの実施形態では、細胞外因子は、心臓組織に対して特異的である。
いくつかの実施形態では、細胞外因子は、エキソソーム、微小胞および細胞外マトリックスからなる群から選択される。
第6の態様では、本明細書において記載される方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団が本明細書において提供される。
いくつかの実施形態では、CD14+細胞は、単球である。いくつかの実施形態では、組織特異的細胞は、骨髄細胞、皮膚細胞、肺細胞、膵臓細胞、肝臓細胞、腎臓細胞、脳細胞、内分泌細胞および生殖器に由来する細胞からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、組織特異的細胞外因子は、エキソソーム、微小胞および細胞外マトリックスからなる群から選択される。
本発明は、より良好に理解され、以下のそれらの詳述を考慮すると特徴、態様および上記のもの以外の利点が明らかとなろう。このような詳述は、以下の図面を参照する。
図1は、分泌細胞からレシピエント細胞への種々の種類の細胞外小胞(EV)の形成、放出および取り込みの図である。より大きな微小胞は、細胞膜から直接出芽するが、エキソソームは、細胞膜の内部移行から最初に形成され、エンドソームを生成する異なる大きさのより小さい小胞である。続いて、エンドソーム膜の部位の陥入によってエンドソームの内側に多数の小さい小胞が形成される。このようなエンドソームは、多小胞体(MVB)と呼ばれる。最後に、MVBは、細胞膜と融合し、細胞外間隙中に内腔内エンドソーム小胞を放出してエキソソームになる。エキソソーム内腔において、mRNA、マイクロRNA(miRNA)および他の非コーディングRNA(ncRNA)を含めて、タンパク質および種々の核酸が最近同定された。これらの内部構成成分は、隣接細胞または遠位細胞によって取り込まれ、レシピエント細胞表現型および活性を調節し得る。画像供給源:Lieff, J. 「Vesicle Transport Information」、Searching for the Mind, January 19, 2014, jonlieffmd.com. 図2A~2Bは、IZONナノ粒子システムを使用するエキソソーム大きさ分布特徴を示す図である。(A)は、間葉系幹細胞エキソソームの特性決定を示し、2.2mg/mlのタンパク質濃度、61.8ng/mlのRNA濃度、123nmの平均粒径、93nmのモード粒径および6.0×1011個粒子/mlの濃度を有する。(B)は、心臓線維芽細胞エキソソームの特性決定を示し、25μLの容量、0.17mg/mlのタンパク質濃度、13.6ng/μlのRNA濃度、1.45のA260/280、165.9nmの平均粒径および3.2×1011個粒子/mlの濃度を有する。 図3A~3Bは、(A)間葉系幹細胞(MSC)エキソソームおよび(B)心臓線維芽細胞(CF)エキソソームの透過型電子顕微鏡像を示す。各調製物の数マイクロリットルを、FormvarEMグリッド上にスポットし、乾燥させ、PBSで洗浄し、次いで、酢酸ウラニルを用いて染色した。大きさに基づいて、MSCまたはCFによって放出されたEVのほとんどは、エキソソームの大きさ範囲内である。 図4A~4Bは、間葉系幹細胞エキソソームによる内皮細胞への親油性色素移動によるエキソソーム機能性の試験を表す図である。 図5A~5Jは、骨髄および心臓線維芽細胞由来のエキソソームで教育されたマクロファージの表面マーカープロファイルを示す図である。発現プロファイルマーカーのレベルは、マクロファージ(対照)を、単球の、BM-MSCとの(BM-MEM)、骨髄由来のエキソソームとの(BM-EEM)、または心臓線維芽細胞由来のエキソソームとの(CF-EEM)同時培養によって生じた教育されたマクロファージと比較するフローサイトメトリーによって測定した。 図6A~6Dは、骨髄由来のエキソソーム(BM-EEM)または心臓線維芽細胞由来のエキソソーム(CF-EEM)を用いて教育されたマクロファージのM1表面マーカープロファイルを示す図である。M1発現プロファイルマーカーのレベルは、マクロファージ(対照)を、単球の、BM-MSCとの(BM-MEM)、または骨髄由来のエキソソームとの(BM-EEM)、または心臓線維芽細胞由来のエキソソームとの(CF-EEM)同時培養によって教育されたマクロファージと比較するフローサイトメトリーによって測定した。CD86平均蛍光強度(MFI)は、BM-EEMと比較してCF-EEMにおいて統計的により低い。CD86は、T細胞活性化の同時刺激性シグナルであり、HLA-DRは、T細胞受容体のリガンドである。 図7A~7Eは、BM-MSC由来のエキソソーム(BM-EEM)またはマクロファージ由来のエキソソーム(マクロファージ-EEM)との同時培養によって教育されたマクロファージにおいて基準M2表面マーカー発現を比較する図である。マクロファージ由来のエキソソーム培養は、マクロファージにおいてM2表現型を誘導しない。 図8は、心臓線維芽細胞細胞外マトリックス(CF-ECM)によって教育されたマクロファージにおけるCD206の発現を示す図である。 図9は、qPCRによって測定される種々のサイトカインの遺伝子発現の相違を表す図である。 図10A~10Bは、未刺激T細胞の、マクロファージまたはBM-EEMのいずれかとの同時培養を表す図である。BM-EEMは、T細胞の活性化および増殖を引き起こさない。 図11A~11Bは、BM-EEMのin vitro 機能アッセイを表す図である。T細胞活性化後、MSCは、T細胞増殖を抑制するとわかっている。BM-EEMは、未教育マクロファージよりも抑制性である。 図12A~12Eは、心臓細胞外マトリックスとともに送達されたCF-EEMが、心筋梗塞後の心臓機能を有意に改善することを示す図である。心筋梗塞後の偽およびCF-EEM/マトリックス処置ラット間の比較は、収縮期圧の有意な改善、有害なリモデリングの低減および心収縮性の増大(収縮終期圧容量関係、ESPVRとして測定される)を実証する。白色矢印によって示されたように、処置動物において梗塞領域(瘢痕)内で有意な血管新生が観察された。 図13は、種々の炎症促進性および抗炎症性マーカーのBM-MEM対BM-EEMにおけるqPCR遺伝子発現を比較する図である。2セット間の相違比較倍数を実証するために、BM-MEMにおける発現レベルを、1の値に設定した。 図14は、種々の炎症促進性および抗炎症性マーカーのBM-EEM、CF-EEMおよび未教育マクロファージ(対照)におけるqPCR遺伝子発現を比較する図である。3セットすべての間の相違比較倍数を実証するために、対照マクロファージにおける発現レベルを、1の値に設定した。 図15は、心臓線維芽細胞特性決定を示す図である。心臓線維芽細胞は、独特の表面マーカーおよび内部マーカー表現型を有する。ヒト心臓線維芽細胞は、MSCおよび皮膚線維芽細胞と比較して、フローサイトメトリー分析によってCD90、CD34、SUSD2、w67cおよびTNAPを異なって発現する。さらに、心臓線維芽細胞はまた、GATA4も発現し、これは、MSCまたは皮膚線維芽細胞では発現されない。 図16は、心臓線維芽細胞細胞外小胞の特性決定を示す図である。タンパク質決定および直接吸光度によるおよそのRNA濃度について、Thermo NanoDrop分光光度計を使用して心臓線維芽細胞エキソソームを特性決定した。測定に先立って、エキソソームを溶解せず、染色せず、またはRNA抽出しなかった。粒径および濃度を、47mmストレッチのNP150ナノポアメンブレンを使用する調整可能な抵抗パルスセンシング(TRPS;(qNano、Izon Science Ltd)によって評価した。1.1×1013個粒子/mLの濃度の110nmカルボキシル化ポリスチレンビーズを用いるマルチ圧力較正を使用して、粒子の濃度を標準化した。 図17は、心臓線維芽細胞全RNA単離を示す図である。心臓線維芽細胞由来のエキソソームを、SeraMir ExosomeRNA PurificationColumnキット(カタログ番号RA808A-1、System Biosciences、カリフォルニア州、パロアルト)を製造業者の使用説明書に従って使用して全RNA単離のために処理した。Bioanalyzer 2100 Expert機器(Agilent Technologies、カリフォルニア州、サンタクララ)を使用するAgilent Bioanalyzer Small RNA Assayによる小RNA濃度の測定のために、各サンプルについて、1μlの最終RNA溶出液を使用した。3人のドナーに由来する心臓線維芽細胞エキソソームを、類似性についてRNAシーケンシングによって比較した。手短には、RSEMを使用して、各サンプルにおいて遺伝子あたりの予測されたカウントを推定した。3種のサンプルすべてにおいて少なくとも1つの予測されたカウント(遺伝子あたり)を有していた遺伝子のみを維持しながら、カウントをフィルタリングした。次いで、TMM(平均値のトリム法)をコンピュータで計算して、カウントを正規化した。3サンプルにわたって各遺伝子の、コンピュータで計算された100万あたりのカウント(CPM)、次いで、変動係数(CV=標準偏差/平均)を算出した。最後に、経路濃縮分析を実施して、3サンプルにわたって高度に保存されている遺伝子が、エフェクター細胞に影響を及ぼすと予測される方法を決定した。結果は、心臓線維芽細胞エキソソームにおいて一般的であり、高度に発現される経路および遺伝子を実証する。 図18は、CF-EEMセクレトームサイトカイン分析特性決定を示す図である。CF-EEMは、非刺激マクロファージ(PBS)および骨髄EEM(BM-EEM)と比較して独特のセクレトームを有する。CF-EEMは、対照マクロファージ(PBS)またはBM-EEMSと比較してEGFを分泌するが、BM-EEMは、CF-EEMおよび対照マクロファージと比較して有意により多いGROを分泌する。 図19A~19Cは、CF-ECM-EMの特性決定を示す。ヒトマクロファージを、プラスチック、ゼラチンまたはCF-ECM上で3日間培養し、次いで、表面から回収し、フローサイトメトリーを使用して、表面マーカー発現を分析した。マクロファージは、CD14、CD163、CD206およびPDLの有意により高い発現を有していた(平均蛍光強度によって)(図19C)。さらに、マクロファージは、炎症マーカーCD68およびHLA-DRの有意により低い発現を有していた(図19B)。心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)(またはCF-ECM-EM)で培養されたマクロファージは、独特の抗炎症性表現型を有する。CF-ECM-EMは、CD86およびHLA-DRの有意により低い発現を有するが、PDL-1発現は有意に増大される(図19Aおよび19C)。PDL-1は、免疫系の抑制において主要な役割を果たすと考えられる。 図20は、組織特異的マクロファージを作製および使用する橋渡し経路を表す。組織供給源を同定すると(A)、線維芽細胞、組織前駆体細胞および他のものなどの細胞を、生検もしくは臓器調達を使用して回収するか、または多能性幹細胞から分化させる(B)。組織特異的細胞または組織特異的細胞由来の細胞外因子、例えば、エキソソーム、微小胞および細胞外マトリックス(C)を、単球またはマクロファージと同時培養して、修復促進性(pro-reparative)、血管新生性、抗炎症性および炎症調節性表現型を有する組織特異的な教育されたマクロファージ(D)を作製する。組織特異的な教育されたマクロファージは、独特のサイトカイン、RNA、表面マーカーおよび機能的発現により、表現型的および機能的に独特であると予測される。これらの組織特異的な教育されたマクロファージを、治療を必要とする対象に、全身にまたは損傷を受けた組織中に直接的に送達することができる。送達方法として、静脈内注入、血管内注入、経皮注射、外科的注射、局所投与または本明細書において記載される任意のその他の送達方法を挙げることができる。組織特異的な教育されたマクロファージは、さまざまな動物モデル(E)および臨床適用(F)において実証されるように、組織特異的に損傷を受けた組織を回復させると予測される。
本開示は、抗炎症性の組織特異的な教育されたマクロファージならびにこのようなマクロファージを作製および使用する方法に広く関する。
本発明の一態様では、CD14+単球またはマクロファージを、組織特異的細胞または細胞外因子と同時培養して、組織特異的な教育されたマクロファージを生成する。教育されたマクロファージのそれを必要とする対象への投与によって疾患を治療または予防するために、本発明の方法によって作製された教育されたマクロファージを使用してもよい。
本明細書において、「教育されたマクロファージ(educated macrophages)」とは、CD14+単球またはマクロファージを、組織特異的細胞と、または細胞外因子と同時培養することによってex vivoで作製された組織特異的抗炎症性および組織修復性マクロファージを指す。この種の同時培養によって作製された教育されたマクロファージは、一般に、教育されていないマクロファージと比較してCD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低およびIL-1b高と特性決定される。特徴的なマーカーのレベルは、フローサイトメトリー、遺伝子発現分析または当技術分野で公知の他の手段によって測定できる。一実施形態では、教育されたマクロファージは、心臓細胞に対して特異的であり、CD14+単球またはマクロファージを、心臓特異的細胞または細胞外因子と同時培養することによって作製される。一実施形態では、教育されたマクロファージは、骨髄細胞に対して特異的であり、CD14+単球またはマクロファージを、骨髄特異的細胞または細胞外因子と同時培養することによって作製される。
同時培養
CD14+細胞を、特異的組織から得た細胞(「組織特異的細胞(tissue-specific cells)」)と、または組織特異的細胞外因子と同時培養して、教育されたマクロファージを生成する。CD14+細胞を、間葉系幹細胞(MSC)と同時培養して、MSCによって教育されたマクロファージ(本明細書において、BM-MEMと呼ばれる)を作製する方法は記載されている。両方とも参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第8,647,678号および米国特許公開番号第2016/0082042号を参照のこと。
CD14+細胞を、同時培養構成成分の生存および成長に適した当技術分野で公知の任意の培養培地で、組織特異的細胞または組織特異的細胞外因子とex vivoで同時培養する。教育されたマクロファージを作製するために、同時培養を0~28日間維持してもよい。同時培養は、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、18、20、23、25日後または26日より多くの後、所望の免疫表現型を有する教育されたマクロファージをもたらし得る。いくつかの実施形態では、同時培養は、10日後に教育されたマクロファージを生成する。いくつかの実施形態では、同時培養は、5日後に教育されたマクロファージを生成する。一実施形態では、同時培養は、1日後に教育されたマクロファージを生成する。
いくつかの場合には、組織特異的細胞または組織特異的細胞外因子を、教育されたマクロファージを得るための同時培養において使用するのに先立ってさらなる精製ステップに付す。組織特異的細胞または細胞外因子は、教育されたマクロファージを作製するために、CD14+培養物に単回用量で添加しても、反復用量で添加してもよい。
本発明の同時培養のために、単球またはマクロファージを、細胞が直接的物理的接触をするように組織特異的細胞または組織特異的細胞外因子と同時培養できる。あるいは、同時培養構成成分を、流体連結しているが、半透膜によってわけられているサブコンパートメント中に入れることができる。半透膜は、可溶性培地構成成分および細胞によって分泌された因子の交換を可能にするが、細胞自体は透過できない。半透膜内の孔は、細胞透過を予防するように十分に小さいが、可溶性培地構成成分が膜を通過するのを可能にするように十分に大きく、通常、0.1~1.0μmの間であるが、他の孔の大きさが適している場合もある。
細胞分離および単離の種々の方法が当技術分野で公知であり、単離された細胞集団の所望の純度などの因子に応じて、組織特異的細胞および組織特異的細胞外因子から教育されたマクロファージを分離するために使用できる。例えば、フローサイトメトリーまたは磁性ベースの選別を使用して、教育されたマクロファージを同時培養物から単離できる。教育されたマクロファージは、in vitroでマクロファージを支持する任意の培地中の培養物で維持できる。また、それだけには限らないが、冷蔵、凍結保存、ガラス化、凍結乾燥および不死化を含む当技術分野で公知の方法を使用して、教育されたマクロファージを保存できる。
本明細書において、「CD14+細胞」とは、単球またはマクロファージを指す。CD14+細胞は、任意の適した供給源に由来し得る。当業者ならば、同時培養のために末梢血単球からマクロファージを作製する有利な効率を理解するであろう。あるいは、マクロファージは、個体から採取した組織サンプルの細胞増殖から単離することもできる。末梢血単球を、同時培養の前に種々の時間、および種々の条件下で培養してもよく、または同時培養物にエキソソームもしくは細胞外マトリックスを直接添加してもよい。一実施形態では、単球を、白血球除去によって対象から回収する。一実施形態では、CD14+細胞を末梢血から単離する。一実施形態では、細胞を末梢血に動員するために、それだけには限らないが、G-CSF、GM-CSF、およびモゾビル(商標)(プレリキサホル注射)などを含む薬剤を用いて最初に処置されている患者の末梢血から、CD14+細胞を単離する。一実施形態では、CD14+細胞を、G-CSF刺激を用いて末梢血から単離する。一実施形態では、CD14+細胞を、骨髄吸引液から単離する。一実施形態では、CD14+細胞を、組織または心臓などの臓器から単離する。一実施形態では、CD14+細胞を、胚幹細胞または人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell)などの多能性幹細胞から誘導する。
本明細書において、「マクロファージ(macrophage)」とは、CD14の発現および樹状細胞または間葉系細胞マーカーの発現がないことを特徴とする単核食細胞を指す。
本明細書において、「単核白血球(mononuclear leukocytes)」または「単球(monocytes)」は、組織に補充されるとマクロファージに分化でき、自然免疫系および適応免疫系両方に影響を及ぼすことができる白血球である。
本明細書において、「高(high)」とは、細胞が、組織特異的細胞または細胞外因子を伴わずに培養された対照マクロファージと比較して、特定のサイトカインの高い発現を特徴とすることを意味する。例えば、「IL-6高(IL-6 high)」は、組織特異的細胞または細胞外因子と同時培養されたマクロファージが、組織特異的細胞または細胞外因子と同時培養されていなかったマクロファージよりも高い量のIL-6を発現することを示す。同様に「低(low)」とは、細胞が特定のサイトカインのより低い発現を特徴とすることを意味する。例えば、「IL-12低(IL-12 low)」は、組織特異的細胞または細胞外因子と同時培養されたマクロファージが、組織特異的細胞または細胞外因子と同時培養されていなかったマクロファージよりも低い量のIL-12を発現することを示す。「低(low)」はまた、発現レベルが検出限界未満であることを意味し得る。
組織特異的細胞および細胞外因子
当業者ならば、本明細書において記載される方法において使用される単球、マクロファージ、組織特異的細胞および細胞外因子を、その生存および成長を支持する任意の培地で培養または同時培養できるということは理解されよう。一実施形態では、培地は、それだけには限らないが、X-VIVO(商標)15およびSTEMPRO(商標)血清不含培地を含む血清不含培地である。一実施形態では、培地は、マクロファージ培地においてヒトAB血清を置換するためにヒト血小板溶解物を使用する。同時培養は、サイトカインの添加を必要としない。組織特異的細胞、細胞外因子およびマクロファージは、互いに関して、自己、同系、同種異系または第三者サードパーティであり得る。
本明細書において、「間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells)(MSC)」とは、出生直後の個体の実質的にすべての組織内にある線維芽細胞様細胞を指す。当業者ならば、間葉系幹細胞またはMSCと本明細書において呼ばれる細胞はまた、間葉系間質細胞、骨髄間質細胞、複能性間質細胞としても、おそらくは他の名称によっても当技術分野で公知であるということは理解するであろう。本開示の範囲内のMSCは、骨芽細胞、軟骨細胞および脂肪細胞に分化し得る任意の細胞である。本開示の範囲内のMSCは、CD45、CD34、CD14またはCD11b、CD79αまたはCD19およびHLA-DR表面分子の発現を欠きながら、CD105、CD73およびCD90の発現について陽性である。(Dominici et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement, (2006), Cytotherapy, 8(4):315-317)。これらのマーカーは、ほとんどの組織に由来するMSCを特性決定すると知られているが、当技術分野では、いくつかの供給源に由来するMSCが、細胞表面マーカー発現の相違を示し得ることが理解されている。骨髄内で、MSCは、造血幹細胞の間質支持組織を提供する。MSCは、間葉系系統の細胞に分化し得る。いくつかの実施形態では、MSCをCD14+細胞と同時培養して、MSCによって教育されたマクロファージを作製する(本明細書においてMEMと呼ばれる)。
本発明のいくつかの実施形態では、組織特異的細胞は、骨髄間葉系幹細胞(本明細書においてBM-MSCと呼ばれる)である。BM-MSCをCD14+細胞と同時培養して、骨髄特異的な教育されたマクロファージ(本明細書においてBM-MEMと呼ばれる)を作製する。
本発明のいくつかの実施形態では、組織特異的細胞は、心臓線維芽細胞細胞(本明細書においてCFと呼ばれる)である。CFを、CD14+細胞と同時培養して、心臓線維芽細胞によって教育されたマクロファージ(本明細書においてCF-EMと呼ばれる)を作製する。
本発明の方法または組成物において使用するためのCF、MSC、BM-MSCおよび本明細書において記載される他の細胞は、任意の適した供給源から導くまたは単離することができる。一実施形態では、CFを、ドナー心臓組織から単離する。一実施形態では、CFを、本明細書において記載されるような疾患または損傷を有する患者から生検する。一実施形態では、CFは、胚性または人工多能性幹細胞から分化する。一実施形態では、MSCを、心臓組織から単離する。一実施形態では、MSCを、骨髄および肺組織などの組織から単離する。一実施形態では、MSCは、胚性または人工多能性幹細胞から分化する。
本明細書において、「細胞外因子(extracellular factors)」とは、細胞外小胞、エキソソーム、微小胞、細胞外マトリックス組成物、単離された細胞外マトリックス構成成分およびそれらの断片または誘導体、細胞外マトリックスから精製されたエキソソームおよびそれらの組合せを指す。細胞外因子をCD14+細胞との同時培養において使用して、組織特異的にマクロファージを教育する。組織特異的細胞外因子は、対象の特定の組織に由来する細胞について由来するか、または単離される。本明細書において、「細胞外小胞(extracellular vesicles)」とは、エキソソームおよび微小胞の両方を指す。
本明細書において、「エキソソーム(exosomes)」とは、さまざまな細胞型によって放出される小脂質小胞を指す。エキソソームは、内向き出芽または逆向き出芽によって生成し、結果として、サイトゾルおよび特定の膜結合性タンパク質の露出された細胞外ドメインを含有する粒子が得られる(Stoorvogel et al.,Traffic 3:321-330 (2002))。細胞からエキソソームを調製する方法は、当技術分野で公知である。例えば、Raposo et al., J. Exp. Med. 183:1161 (1996)を参照のこと。一方法では、エキソソームを、馴化培養培地から遠心分離によって回収する。本発明のいくつかの実施形態では、エキソソームをマクロファージと同時培養して、エキソソームが由来する組織に対して特異性の増大した、組織特異的な教育されたマクロファージを作製する。本方法において使用するのに適したエキソソームは、新たに誘導されてもよく、または組成物として維持され、解凍され、かつ教育されたマクロファージを作製するためにCD14+培養物に単回用量もしくは反復用量で添加されるような、先に凍結されていたアリコートであってもよい。いくつかの実施形態では、エキソソーム調製物はまた、微小胞を含み得る。いずれか特定の理論に捉わることを望まないが、組織特異的エキソソームは、起源の組織にターゲッティングされる組織特異的な教育されたマクロファージをもたらし得るその起源の組織の表面マーカーを発現すると知られていることが理解される。対象の組織、例えば、修復のためにターゲッティングされる、損傷を受けた組織に由来するエキソソームは、対象の組織に対して特異的である、前記組織の修復のために優れている、組織特異的翻訳因子または翻訳後因子、内部核酸およびタンパク質を含有する可能性が高い。
エキソソームは、それだけには限らないが、約10~300nmの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、エキソソームは、それだけには限らないが、20~250nm、30~200nmまたは約50~150nmの間の直径を有し得る。エキソソームは、単離し、エキソソームの単離にとって適当な一定期間、培養できる対象の標的組織中にある任意の細胞型から単離または誘導してもよい。
一実施形態では、エキソソームを、骨髄間葉系幹細胞から誘導する。骨髄MSCから誘導されたエキソソームを、CD14+細胞と同時培養して、骨髄エキソソームによって教育されたマクロファージを作製する(本明細書においてBM-EEMと呼ばれる)。フローサイトメトリーによってMEMの外表面マーカーをBM-EEMに対して比較する場合に、BM-EEMは、CD163およびCD16低ならびにCD206、PDL-1およびPDL-2高である。qPCRによって遺伝子発現を比較する場合には、BM-EEMは、MEMと比較して、TGF、TNFおよびIL1b高ならびにIL6、セルピンおよびVEGF低である。
一実施形態では、エキソソームは、心臓線維芽細胞に由来する(本明細書においてCF-EVと呼ばれる)。CF-EVをCD14+細胞と同時培養して、心臓線維芽細胞エキソソームによって教育されたマクロファージを作製する(本明細書においてCF-EEMと呼ばれる)。
フローサイトメトリーによってMEMの外表面マーカーをBM-EEMに対して比較する場合に、BM-EEMは、CD163およびCD16低ならびにCD206、PDL-1およびPDL-2高である。qPCRによって遺伝子発現を比較する場合には、BM-EEMは、MEMと比較して、TGF、TNFおよびIL1b高ならびにIL6、セルピンおよびVEGF低である。さらに、BM-EEMとCF-EEMの発現プロファイル間に差異がある。フローサイトメトリーによってBM-EEMプロファイルをCF-EEMプロファイルに対して比較すると、CD206は、CF-EEMにおけるCD16と同様に、わずかにより低いが、PD-L1およびPDL-2は両方とも、BM-EEMと比較してより高い。qPCRによる遺伝子発現においてもわずかな相違が見られ、IL-6の発現において最も顕著である。
Figure 0007249951000001
一実施形態では、CD14+細胞とともの同時培養において使用するために、エキソソームを、心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)内に埋め込むことができる。一実施形態では、CF-エキソソームを用いてCF-ECMを飽和させることおよび組合せ材料を真空乾燥し、その結果、CF-ECMにおけるエキソソームの沈着が得られることによって、埋め込まれたマトリックスを作り出す。別の実施形態では、CD14+細胞を心臓線維芽細胞細胞外マトリックスと同時培養して、心臓線維芽細胞細胞外マトリックスによって教育されたマクロファージを作製する(本明細書においてCF-ECM-EMと呼ばれる)。別の実施形態では、CD14+細胞を、心臓線維芽細胞細胞外マトリックスから単離されたエキソソームと同時培養して、心臓線維芽細胞ECMエキソソーム教育されたマクロファージ(CF-ECM-EM)を作製する。
本明細書において、「心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)」とは、心筋疾患または損傷後に治癒する心臓組織に特有の心臓線維芽細胞のin vivo3次元細胞外マトリックスと実質的に類似であるが、必ずしも同一ではない3次元マトリックスを指す。実質的類似性は、ECM中に存在する構造タンパク質の種類および存在量に、ならびに増殖因子およびサイトカインなどの特徴的なマトリックス細胞タンパク質の存在に基づく。いくつかの実施形態では、CF-ECMは、両方とも参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第8,802,144号および米国特許公開番号第US2016/0354447号に記載されるような遺伝子操作されたCF-ECMである。
遺伝子操作されたCF-ECMは、構造タンパク質フィブロネクチン、コラーゲンI型、コラーゲンIII型およびエラスチンならびに他の構造タンパク質を含み得る。いくつかの実施形態では、遺伝子操作されたCF-ECMは、構造タンパク質コラーゲンV型を含む。好ましくは、フィブロネクチン分子は、遺伝子操作されたCF-ECM中に存在する構造タンパク質分子の60%~90%または70%~90%または80%~90%を構成する。
遺伝子操作されたCF-ECMは、断片化される、または凍結乾燥される前に、20~500μmの厚みを有する。いくつかの実施形態では、断片化されていないCF-ECMは、30~200μmの、または50~150μmの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態では、構造タンパク質分子の80%超がフィブロネクチン分子である。
好ましくは、遺伝子操作されたCF-ECMの構造タンパク質は、化学的に架橋されない。
構造タンパク質に加えて、CF-ECMは、増殖因子およびサイトカインなどの1種または複数のマトリックス細胞タンパク質ならびに他の物質を含み得る。心臓ECMにおいて見ることができる他のタンパク質の限定されない例として、潜在型トランスフォーミング増殖因子β1(LTGFβ-1)、潜在型トランスフォーミング増殖因子β2(LTGFβ-2)、結合組織増殖因子(CTGF)、酸性およびシステインが豊富な分泌タンパク質(SPARC)、バーシカンコアタンパク質(VCAN)、ガレクチン1、ガレクチン3、マトリックスglaタンパク質(MGP)、硫酸化糖タンパク質1、タンパク質-リシン6-オキシダーゼおよびバイグリカンが挙げられる。いくつかの実施形態では、ECMは、トランスフォーミング増殖因子β1(TGFβ-1)、トランスフォーミング増殖因子β3(TGFβ-3)、上皮成長因子様タンパク質8、成長/分化因子6、グラニュリン、ガレクチン3結合タンパク質、ナイドジェン1、ナイドジェン2、デコリン、プロラルギン、血管内皮細胞増殖因子D(VEGF-D)、フォンウィルブランド因子A1、フォンウィルブランド因子A5 A、マトリックスメタロプロテアーゼ14、マトリックスメタロプロテアーゼ23、血小板因子4、プロトロンビン、腫瘍壊死因子リガンドスーパーファミリーメンバー11およびグリア由来ネキシンのうち1種または複数を含んでもよい。
遺伝子操作されたCF-ECMは、脱細胞化され、無傷の心臓線維芽細胞細胞を実質的に欠いてもよい。いくつかの実施形態では、CF-ECMを、心臓疾患または損傷にとって治療的である1種または複数の細胞とともに、当技術分野で公知である方法を使用して播種してもよい。CF-ECMバイオスキャフォールドを播種するために使用できる治療用細胞型の例として、制限するものではないが、CF、CD14+単球、マクロファージ、MSC、CF-EEM、BM-EEM、BM-MEM、CF-ECM-EMまたはそれらの組合せが挙げられる。
遺伝子操作されたCF-ECMを製造する方法およびその構造および組成に関する情報は、例えば、両方とも参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第8,802,144号および米国特許公開番号第US2016/0354447号に開示されている。
治療
本発明の方法によれば、教育されたマクロファージをそれを必要とする対象に投与する。治療を必要とする対象として、本明細書において記載されるような疾患または損傷をすでに有しているものもしくは有すると診断されたものまたは本明細書において記載されるような疾患もしくは損傷を発生するリスクにあるものが挙げられる。
本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、異常な、制御されない、または不適当な炎症、心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、サイトカイン放出症候群(CRS)と関連する状態ならびに成人性呼吸窮迫症候群(ARDS)および重症急性呼吸器症候群(SARS)などのサイトカインストームと関連する他の障害を挙げることができる。CRSは、サイトカインの、血流への急速な大量の放出であり、これは、高熱および心臓機能障害につながることがあり、免疫療法薬の投与(例えば、治療用mAb注入)後および養子T細胞療法(例えば、CARを発現するように遺伝子操作されたT細胞の投与)後に頻繁に観察される。免疫抑制は、サイトカインストームを逆転させ、サイトカインを正常レベルに戻す潜在的な可能性があるが、免疫療法の有効性を制限する可能性がある。本明細書において提供される方法は、CRSおよび他のサイトカイン関連毒性の命を脅かす合併症のリスクを最小にしながら、対象が免疫療法から治療的利益を受け取る機会を改善することが有利である。
心血管疾患は、それだけには限らないが、冠動脈心疾患、心不全関連状態(例えば、虚血性心筋症および浸潤性心筋症、炎症性心筋症、心筋炎、弁膜症性心筋症などの非虚血性心筋症)、駆出率が保たれた慢性虚血(例えば、アテローム性動脈硬化症による慢性狭心症)、急性冠動脈症候群などの亜急性心筋梗塞または亜急性心筋虚血、伝導障害および頻脈性不整脈などの不整脈関連状態を指し得る。
いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、喘息、および閉塞性細気管支炎などといった肺の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、末梢動脈疾患などといった脈管構造の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、移植片対宿主病、および骨髄不全などといった骨髄の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、火傷、外傷、虚血性潰瘍、および神経因性潰瘍などといった皮膚の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、糖尿病などの膵臓の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、硬変、および肝不全などといった肝臓の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、急性および慢性腎不全などの腎臓の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、卒中、神経変性、および神経発達疾患などといった脳の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、ホルモン欠乏症または内分泌器官炎症などの内分泌器官の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、それだけには限らないが、不妊症、ホルモン不均衡、閉経、および早期老化などといった生殖器の疾患または損傷が挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の疾患または損傷として、正常ヒト老化プロセスと関連する老化または疾患または損傷が挙げられる。
本明細書において、用語「治療する(treat)」および「治療すること(treating)」とは、治療的および防止的(prophylactic)または予防的(preventive)手段の両方を指すことができ、目的は、本明細書において記載されるような疾患または損傷に起因する望まれない生理学的変化または病理学的障害を予防する、または減速する(減らす)ことである。本発明の目的上、疾患または損傷を治療することは、制限するものではないが、1つまたは複数の臨床指標を軽減すること、炎症を減少させること、疾患または損傷の1つまたは複数の臨床指標の重症度を低減すること、状態の程度を減少させること、対象の疾患または損傷を安定化すること(すなわち、悪化しない)、疾患または損傷を遅延または減速、停止または逆転させることおよび疾患または損傷の部分または完全緩解を起こすことを含む。疾患または損傷を治療することはまた、教育されたマクロファージを用いる治療を組み込まない標準的な医療行為に従って治療された場合の予後と比較して、生存を数日、数週間、数ヶ月または数年延長することを含む。
治療を必要とする対象として、本明細書において記載されるような疾患または損傷をすでに有している、または有すると診断されたものならびに本明細書において記載されるような疾患または損傷の傾向がある、発生する可能性が高い、または有すると疑われるものを挙げることができる。本発明の方法に従って疾患または損傷を前処置することまたは予防することは、疾患もしくは損傷の出現もしくは存在の前の、または疾患もしくは損傷を誘導すると知られている因子に対する対象の曝露の前の時間で、治療薬(例えば、ヒトの教育されたマクロファージ)の投与を開始することを含む。障害を前処置することは、疾患損傷を有するまたは獲得するリスクにある対象に特に適用可能である。本明細書において、用語「予防する(prevent)」および「予防すること(preventing)」とは、望まれない生理学的変化または疾患もしくは損傷をもたらす障害もしくは状態の発生を阻害するように意図される防止的または予防的手段を指す。例示的実施形態では、疾患または損傷を予防することは、疾患もしくは損傷またはその症状、病理学的特徴、結果もしくは有害作用が生じないように、疾患または損傷の出現または存在の前の時間で治療薬(例えば、教育されたマクロファージ)の投与を開始することを含む。このような場合には、疾患または損傷を予防するための本発明の方法は、疾患または損傷の発生に影響を及ぼす因子に対する対象の曝露の前に、教育されたマクロファージをそれを必要とする対象に投与することを含む。
本明細書において、用語「対象(subject)」または「患者(patient)」は、同義的に使用され、制限するものではないが、ヒト、哺乳動物、爬虫類、両生類および魚類を含む任意の脊椎動物を包含し得る。しかし、対象または患者は、ヒトなどの哺乳動物または飼い慣らされた哺乳動物などの哺乳動物、例えば、イヌ、ネコ、およびウマなど、または家畜、例えば、ウシ、ヒツジ、およびブタなどであることが有利である。例示的実施形態では、対象はヒトである。本明細書において、語句「それを必要とする(in need thereof)」は、対象の状態を示し、治療的または予防的手段が望ましい。このような状態として、それだけには限らないが、本明細書において記載されるような疾患もしくは損傷または本明細書において記載されるような疾患もしくは損傷と関連している病理学的症状もしくは特徴を有する対象を挙げることができる。
いくつかの場合には、本明細書において記載されるような疾患または損傷を治療または予防する方法は、治療薬として(すなわち、治療的適用のために)治療上有効な量の教育されたマクロファージを含む医薬組成物を投与することを含む。本明細書において、用語「医薬組成物(pharmaceutical composition)」とは、哺乳動物への投与に適した化学的または生物学的組成物を指す。このような治療的適用にとって適当な組成物の例として、非経口、皮下、経皮、皮内、筋肉内、冠状動脈内、心筋内、心膜内、腹腔内、静脈内(例えば、注射用)、実質内、くも膜下腔内または気管内投与のための調製物、例えば、滅菌懸濁液、エマルジョンおよびエアロゾルが挙げられる。気管内投与は、肺組織、例えば、肺胞を、治療上有効な量の教育されたマクロファージを、単独または組織特異的ECMもしくは細胞外小胞と組み合わせて含む医薬組成物に対して接触させることまたは曝露することを含み得る。いくつかの場合には、治療的適用にとって適当な医薬組成物は、1種または複数の医薬上許容される賦形剤、希釈剤または滅菌水、生理食塩水、もしくはグルコースなどといった担体との混合物中にある場合もある。例えば、本明細書において記載される教育されたマクロファージを、担体溶液を含む医薬組成物として対象に投与できる。
製剤は、経口、直腸、鼻腔、局所または経粘膜(頬側、舌下、眼内、経膣および経直腸を含む)および非経口(皮下、筋肉内、静脈内、皮内、腹腔内、くも膜下腔内、眼球内、実質内、くも膜下腔内および硬膜外を含む)投与用に設計することができる、または意図することができる。一般に、水性および非水性液またはクリーム製剤は、非経口、経口または局所経路によって送達される。他の実施形態では、組成物は、任意の経路、例えば、経口、局所、頬側、舌下、非経口、エアロゾル、皮下デポーまたは腹腔内、実質内もしくは筋肉内デポーなどのデポーによる投与に適した水性もしくは非水性液体製剤または固体製剤として存在し得る。いくつかの場合には、医薬組成物を凍結乾燥する。他の場合には、本明細書において提供されるような医薬組成物は、投与の経路および所望の調製物に応じて、湿潤剤または乳化剤、pH緩衝剤、ゲル化または粘度増強添加剤、保存料、香味剤、および着色料などといった補助物質を含有する。医薬組成物は、従来の薬務に従って製剤化できる(例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20th edition, 2000, ed. A. R. Gennaro, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, and Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New Yorkを参照のこと)。
好ましい経路は、例えば、対象の病状もしくは体重または療法に対する対象の応答または状況にとって適当であることによって変わり得る。製剤はまた、2つまたはそれより多い経路によって投与してもよく、送達方法は、組成物が対象に投与される時間において、本質的に同時であるか、またはわずかな時間的重複を有する、もしくは重複を有さず本質的に逐次であり得る。
初回投与およびさらなる用量の、または逐次投与の適したレジメンは可変であり、初回投与と、それに続くその後の投与を含み得るが、それにもかかわらず、熟練者によって本開示、本明細書において引用される文書および当技術分野における知識から確認することができる。
いくつかの場合には、教育されたマクロファージを、1種または複数のさらなる活性薬剤と組み合わせて投与してもよい。このような活性薬剤として、抗炎症性薬剤、抗サイトカイン剤、鎮痛剤、解熱剤、抗生物質および抗ウイルス剤ならびに増殖因子およびアゴニスト、アンタゴニストおよび免疫調節剤のモジュレーター(例えば、TNF-α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、IL-13、IL-18、IFN-α、IFN-γ、BAFF、CXCL13、IP-10、VEGF、EPO、EGF、HRG、肝細胞増殖因子(HGF)、ヘプシジン、前記のもののいずれかに対して反応性の抗体およびそれらの受容体のいずれかに対して反応性の抗体を含む)が挙げられる。このような活性薬剤の任意の適した組合せも考慮される。1種または複数の活性薬剤と組み合わせて投与する場合には、教育されたマクロファージを、他の活性薬剤と同時にまたは逐次投与できる。例えば、虚血性心損傷の犠牲者は、一定時間の間、または虚血性心損傷の重症度の回復を支持する、および治療する、軽減するまたは減少させるのに十分な投与計画に従って、教育されたマクロファージおよびヘパリンなどの抗血栓剤、糖タンパク質IIb/IIIa阻害剤またはP2Y12阻害剤を同時に受け取ることができる。いくつかの実施形態では、本発明の教育されたマクロファージをまた、ステント、バイパス移植、補助装置または他の形態の細胞療法を同時に受け取っている患者に投与できる。いくつかの実施形態では、投与された細胞の生着、生存または機能を改善または増強するなどのために、教育されたマクロファージを、第2の細胞療法の投与に先立って、それと同時に、またはその後に投与する。
いくつかの実施形態では、教育されたマクロファージを、注入、局所適用、外科的移植または留置を使用してそれを必要とする対象に投与する。例示的実施形態では、投与は全身である。このような場合には、教育されたマクロファージを、対象への静脈内投与に適応された医薬組成物でそれを必要とする対象に提供できる。通常、静脈内投与のための組成物は、滅菌等張性水性バッファー中の溶液である。このようなバッファーおよび希釈剤の使用は、当技術分野で周知である。必要であれば、組成物はまた、注射部位の任意の疼痛を回復させるために局所麻酔薬を含んでもよい。一般に、成分は、別個に、または単位投与形で、例えば、活性薬剤の量を指示するアンプルなどの密閉された容器中の低温保存濃縮物として一緒に混合されて供給される。組成物を注入によって投与する予定である場合には、滅菌医薬等級水または生理食塩水を含有する注入ボトルを用いて分配できる。組成物を注射によって投与する場合には、投与に先立って成分を混合できるように、滅菌注射水または生理食塩水のアンプルを提供できる。いくつかの場合には、ヒトの教育されたマクロファージを含む組成物を、投与に先立って低温保存する。
治療上有効な量の教育されたマクロファージをそれを必要とする対象に投与する。有効な用量または量は、有益なまたは所望の臨床結果を達成するのに十分な量である。本発明の方法に関して、1回または複数回の投与で投与できる有効な用量または量は、細胞が投与される対象において治療効果を引き出すのに十分なヒトの教育されたマクロファージの量である。いくつかの場合には、教育されたマクロファージの有効な用量は、約1×105個細胞/キログラム~約10×109個細胞/レシピエントの体重1キログラム(例えば、1×105個細胞/キログラム、5×105個細胞/キログラム、1×106個細胞/キログラム、5×106個細胞/キログラム、1×107個細胞/キログラム、5×107個細胞/キログラム、1×108個細胞/キログラム、5×108個細胞/キログラムまたは1×109個細胞/キログラム)である。有効量は、投与の際に細胞の作用および細胞に対する対象の生物学的応答を改変する種々の因子、例えば、虚血性心不全の重症度、損傷を受けた組織の種類、患者の年齢、性別および食事、炎症の重症度、投与の時間および他の臨床因子によって影響を受けるであろう。
ヒト対象への投与のための治療上有効な量は、動物試験および動物について有効であると決定された量をヒトへの投与に換算するための任意の技術分野で認容された方法において決定できる。例えば、動物モデルにおいて有効である(例えば、有益なまたは所望の臨床結果を達成する)量を最初に測定できる。当技術分野で公知の換算係数を使用することによって、動物モデルから得られた量をヒトのための有効量の処方において使用できる。例えば、体表面積係数などの適した換算係数を使用することによって、ある動物モデルにおいて得られた有効量を別の動物のために変換できる。
任意の個々の対象のために、個体の必要性および教育されたマクロファージの投与を管理または監督する専門家の判断に従って、特定の投与計画を経時的に調整しなければならないということは理解されるべきである。例えば、虚血性心不全の個々の対象のための教育されたマクロファージの投与量を、低用量が心機能において検出可能なまたは十分な改善を誘発しない場合には増大できる。逆に、虚血性心不全が治療または排除される場合には、投与量を減少させることができる。
いくつかの場合には、例えば、所望の徴候軽減レベルが達成されるまで投与量を徐々に増加させることによって、対象における治療薬の効果を測定することによって、教育されたマクロファージの治療上有効な量を決定できる。所望の結果を達成または維持するために、継続用法または反復用法も使用できる。有効量範囲の決定において、当技術分野で公知の任意のその他の技術も同様に使用できる。もちろん、特定の有効量は、治療されている個々の疾患状態、対象の健康状態、治療されている動物の種類、治療期間、投与経路および任意の併用療法の性質のような因子で変わる。
本明細書において記載される疾患または損傷に苦しめられる、傾向がある、または発生する可能性が高い個々の対象への教育されたマクロファージの投与後、疾患または損傷と関連する臨床症状または特徴を観察し、正または負の変化について評価する。例えば、対象において虚血性心不全を治療する方法について、治療の間または治療後の対象の心機能における正または負の変化を、制限するものではないが、収縮終期圧を測定すること、拡張終期血圧を測定すること、拡張終期容量を測定すること、収縮終期容量を測定すること、心臓駆出率を測定すること、心拍出量を測定すること、収縮性(収縮終期圧容量関係、一回仕事量または前負荷動員一回仕事量)を測定することおよび梗塞サイズを測定することを含む当業者に公知の任意の尺度によって決定できる。
いくつかの実施形態では、開示される注射用組成物は、遺伝子操作されたCF-ECMの1つまたは複数の断片および教育されたマクロファージの集団を、注射用の医薬上許容される担体とともに含んでもよく、CF-ECMの断片は、皮下針開口部を自由に通過できるように十分に小さい。遺伝子操作されたCF-ECMを作製する方法および注射用組成物におけるその使用に関する情報は、例えば、両方とも参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第8,802,144号および米国特許公開番号第US2016/0354447号に開示されている。
いくつかの実施形態では、マクロファージ生着、維持および機能性のためのin situニッチを提供するために、マクロファージ投与に先立ってCF-ECMを投与する治療において、心臓特異的な教育されたマクロファージを注射用CF-ECMとともに投与する。いくつかの実施形態では、CF-ECMを、マクロファージとともに単一組成物で同時に投与する。いくつかの実施形態では、CF-ECMを、教育されたマクロファージのための担体としての使用の前に組織特異的細胞外因子とともに注入または移植する。
いくつかの実施形態では、心臓疾患または損傷、組織への血液供給の中断による虚血性四肢損傷または他の損傷を治療するために、注射用組成物を使用できる。いくつかの場合には、注射用組成物を、経心内膜送達のための任意の適当な手段を使用して心腔の心内膜壁中に送達する。例えば、送達カテーテルを使用して、心臓疾患または状態の治療のための注射用組成物を送達できる。他の送達デバイスを使用して、本明細書において記載されるような注射用組成物の治療的または診断的送達を達成できる。例えば、Myostar (Biosense Webster)、Helix(Biocardia)、Bullfrog(Mercator MedSystems)またはC-Cath (Cardio3Biosciences)などの心臓針先端注射カテーテルを使用して注射用組成物を送達できる。本明細書において記載される注射方法による注射用組成物の送達は、最小に侵襲性であり、全身麻酔、体外循環(例えば、人工心肺装置による循環)、循環支援または開胸を伴わずに達成できることが有利である。したがって、合併症の見込みおよび患者に対するリスクは実質的により低い。
いくつかの場合には、注射用組成物を、心外膜送達のための任意の適当な手段を使用して心臓外壁(心外膜)に送達する。例えば、本明細書において記載される注射用組成物の心外膜送達は、針および/またはシリンジを含む送達デバイスを使用して達成できる。一実施形態では、適した送達媒体は、心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスであり得る。一実施形態では、適した送達媒体は、心臓線維芽細胞エキソソームが埋め込まれた心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスであり得る。
本発明の方法のいずれかにおいて、教育されたマクロファージのドナーおよびレシピエントは、単一個体または異なる個体、例えば、同種異系または異種個体であり得る。本明細書において、用語「同種異系の(allogeneic)」とは、遺伝的に異なるが、同一種に属する、または同一種から得られるもの(例えば、同種異系組織移植片または臓器移植片)を指す。「異種の(xenogeneic)」とは、細胞が異なる種に由来する可能性があることを意味する。
本発明は、1つまたは複数の好ましい実施形態の点で記載されているが、当然のことではあるが、明確に記載されるものの他、多数の均等物、代替物、変法および改変があり得、本発明の範囲内であることが認識されよう。
本発明は、以下の限定されない例を考慮するとより十分に理解されよう。
(例1)
本明細書において記載される実施形態は、循環単球を心臓線維芽細胞由来エキソソームおよび心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスを用いて馴化することによって、心臓特異的抗炎症性組織修復性マクロファージをバイオエンジニアリングできるという概念を実証する。本発明者らは、これらのマクロファージを、心臓線維芽細胞エキソソームによって教育されたマクロファージ(CF-EEM)と記載する。本明細書において記載される予備的研究において、本発明者らは、CF-EEMは、他のいかなる既知マクロファージ集団とも異なる独特の細胞表面免疫表現型を有するということを観察した。概念実証in vivo研究において、CF-EEMを免疫適格性ラット心筋梗塞モデルに注射した。本発明者らは、歴史的対照動物と比較して、CF-EEM処置ラットにおいて、梗塞サイズの有意な低減と、心機能の有意な改善と、免疫拒絶の証拠がないこととを観察した。
本発明者らは、骨髄間葉系幹細胞(BM-MSC)(Hematti et al.)、心臓線維芽細胞(CF)および心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)は、単球を独特の教育されたマクロファージになるように教育できることを発見した。本発明者らの結果は、ヒトCFから単離されたエキソソームを使用する、およびヒトCF由来細胞外マトリックスを使用する、相当な単球からマクロファージへの変換を示唆する。これらの心臓特異的抗炎症性組織修復性亜集団は、損傷を受けた心臓微小環境を修復するための新規免疫治療的アプローチを提供する。
本明細書において記載される例において、マクロファージを、心臓線維芽細胞由来エキソソームと同時培養することによってヒトCF-EEMを作製し、続いて、大きなMIを誘導するように冠動脈連結を施しておいた免疫無防備状態のラットに投与する。駆出率、梗塞サイズ、圧-容量血行力学、血管新生反応、線維治癒反応およびCF-EEM保持を測定する。
方法
MSC、マクロファージおよび心臓線維芽細胞(CF)の単離および培養
本発明者らは、ヒト血液および骨髄を使用して、それぞれ、単球およびMSCを導き出した。すべてのプロトコールは、ウィスコンシン大学マディソン校医学および公衆衛生学の健康科学機関審査委員会によって承認されていた。単球は、磁性ビーズ分離法を製造業者のプロトコールに従って使用することによってヒト末梢血から単離した。手短には、末梢血単核細胞を、Percoll(商標)(GE Healthcare Bio-Sciences、米国、ニュージャージー州、ピスカタウェイ)を使用する密度勾配分離によって健常ドナーの血液から集めた。赤血球を、ACK溶解バッファー(Lonza、メリーランド州、ウォーカーズビル)中で細胞を3分間インキュベートすることによって溶解し、単核細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄した。血小板混入を低減するために、細胞懸濁液を300~700rpmで10分間遠心分離し、細胞ペレットをautoMACS(商標)ランニングバッファー(Miltenyi Biotec、カタログ番号130-091-221)に再懸濁した。単球を単離するために、細胞を、抗ヒトCD14マイクロビーズ(Miltenyi Biotech、米国、カリフォルニア州、オーバーン)とともに4℃で15分間インキュベートした。洗浄して結合していない抗体を除去した後、autoMACS(商標)Pro Separator(Miltenyi Biotech)を使用して細胞分離を行った。単離されたCD14+細胞の純度は、フローサイトメトリーを用いて調べた場合に>95%であった。精製CD14+単球を、フローサイトメトリーのために6ウェル細胞培養プレートまたはエキソソーム単離もしくはin vitroアッセイのために75cm2のフィルターキャップ細胞培養フラスコ(Greiner Bio-One、米国、ノースカロライナ州、モンロー)のいずれかに、10%ヒト血清血液型AB(Mediatech、米国、バージニア州、ハーンドン)、1×非必須アミノ酸(Lonza、米国、メリーランド州、ウォーカーズビル)、1mMピルビン酸ナトリウム(Mediatech)および4μg/mLの組換えヒトインスリン(Invitrogen)を補給した、フェノールを含まないイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)(Gibco Life Technologies/ThermoFisher Scientific、ニューヨーク州、グランドアイランド)中、ウェルまたはフラスコあたり0.5~1×106個の濃度でプレーティングした。細胞を5% CO2を用いて37℃で7日間培養してマクロファージに分化させた。
間葉系幹細胞(MSC)は、正常な健常ドナーからの骨髄採取後に残された骨髄フィルターから単離した。手短には、フィルターに捕捉された残された骨髄細胞をPBSで洗浄し、単核細胞をフィコール-Hypaque 1.073(GE Healthcare Bio-Sciences、米国)を製造業者のプロトコールに従って使用して分離した。赤血球をACK溶解バッファー中での3分インキュベーションで溶解し、単核細胞を、10%ウシ胎児血清(FBS)(米国起源、特性決定されていない;Hyclone、Logan、米国、ユタ州)、1×非必須アミノ酸および4mM L-グルタミン(Invitrogen、米国、カリフォルニア州、カールスバッド)を補給したα-最小必須培地(Corning CellGro、バージニア州、マナッサス)に懸濁した。細胞を75cm2のフィルターキャップ細胞培養フラスコで培養した。培地を除去し、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄し、次いで、TrypLE(商標)細胞解離酵素(Invitrogen)を使用して接着細胞を剥離することによって細胞(継代0)を回収し、次いで、新しいフラスコ中に再プレーティングした。
組織採取プロトコールは、ウィスコンシン大学医学および公衆衛生大学院治験審査委員会(UW School of Medicine and Public Health institutional review board (IRB))によって審査および承認されている。UW臓器調達機関(Organ Procurement Organization)(OPO)によって無菌手術条件下でウィスコンシン州、マディソンのウィスコンシン大学病院&診療所(University of Wisconsin-Madison Hospital & Clinics (UWHC))で最近死亡した脳死ドナーから死体心臓組織が回収され、心臓線維芽細胞単離のために研究者に送られた。
これまでに記載された改変プロトコールから心臓線維芽細胞を単離した。手短には、無菌技術を使用してUWHC OPOによって心臓を入手した。受け取りの際、新鮮臓器を輸送容器から回収し、生物学的安全キャビネットにおいて滅菌パッケージングを開けた。20~200グラムの左心室を解剖して取り出した。次いで、解剖した組織を粗く刻み、gentleMACS(商標)Cチューブ(MACS Miltenyi Biotech/130-093-235)中で5~6グラムを処理した。次いで、組織をMiltenyi gentleMACS(商標)Dissociatorで標準心臓分散プロトコールに通した。次いで、各Cチューブに1.25gのLiberase(商標)(Roche Diagnostics/ 05401119001)を加え、一定撹拌しながら37℃で最大120分間インキュベートし、単細胞懸濁液を形成した。次いで、細胞懸濁液を200μm Pluristrainer(PluriBead/43-50200-03)を通して篩にかけた。得られた細胞懸濁液を1000×gで30分間遠心分離した。次いで、細胞懸濁液を完全Lonza FGF-3培地(Lonza-CC-4526)に懸濁し、T75組織培養処理フラスコ(Falcon)上に120分間プレーティングした。次いで、プレートを吸引し、フラスコに新鮮なLonza FGF-3培地を添加した。標準条件(5%CO2、37℃、100%湿度)下で心臓線維芽細胞を培養し、心臓線維芽細胞が50%~90%コンフルエンシーに達するまで培地を2~3日毎に交換し、その時点で、それらをTrypLE(商標)E selectを使用して継代した。
エキソソームおよび微小胞を含有する細胞外小胞(EV)の単離
75cm2フィルターキャップ細胞培養フラスコ中でコンフルエンスに増殖させた細胞を、次いで、PBSで1回洗浄し、培地をSTEMPRO(商標)MSC血清不含培地(SFM)CTS(A103332-01、Gibco Life Technologies)で置換した。細胞を18~24時間インキュベートし、馴化培養培地を回収し、Beckman Coulter Allegra(登録商標)X-15R遠心機を使用して、2000×g、4℃で20分間遠心分離して、任意の剥離した細胞、アポトーシス小体および細胞片を回収した。次いで、清澄化された上清培養培地を、SW 28ローターを備えたBeckman Coulter Optima(商標)L-80XP超遠心機で、100,000g平均、4℃で2時間遠心分離して、エキソソームをペレットにした。上清を注意深く回収し、EV含有ペレットをPBSに再懸濁し、プールした。通常、本発明者らは、100μl PBS/10mlのCMでEVペレットを再懸濁した。
心臓線維芽細胞エキソソーム特性決定
心臓線維芽細胞エキソソームを、タンパク質決定および直接吸光度によるおよそのRNA濃度についてThermo NanoDrop分光光度計を使用して特性決定した。測定に先立って、エキソソームを溶解せず、染色せず、またはRNA抽出しなかった。粒径および濃度を、47mmストレッチのNP150ナノポアメンブレンを使用する調整可能な抵抗パルスセンシング(TRPS;(qNano、Izon Science Ltd)によって評価した。1.1×1013個粒子/mLの濃度の110nmカルボキシル化ポリスチレンビーズを用いるマルチ圧力較正を使用して、粒子の濃度を標準化した。CFエキソソーム特性決定の結果は、図16に示されている。
エキソソーム全RNA単離
心臓線維芽細胞から得たエキソソームを、SeraMirExosomeRNA Purification Columnキット(カタログ番号RA808A-1、System Biosciences、カリフォルニア州、パロアルト)を製造業者の使用説明書に従って使用して全RNA単離のために処理した。Bioanalyzer 2100 Expert機器(Agilent Technologies、カリフォルニア州、サンタクララ)を使用するAgilent Bioanalyzer Small RNA Assayによる小RNA濃度の測定のために、各サンプルについて、1μlの最終RNA溶出液を使用した。
NGSライブラリー作製およびシーケンシング
エキソソームRNA単離物から、CleanTag Small RNA Library Preparationキット(TriLink、カタログ番号L-3206)を製造業者のプロトコールに従って用いて、小RNAライブラリーを構築した。最終精製ライブラリーを、高感度DNA試薬(Agilent Technologies、PO番号G2933-85004)および高感度DNAチップ(Agilent Technologies、PO番号5067-4626)を用いて定量化した。ライブラリーをプールし、140bp~300bpの領域を、8%TBEゲル(Invitrogen by Life Technologies、参照番号EC6215)でサイズ選択した。サイズ選択したライブラリーを、高感度DNA 1000 Screen Tape(Agilent Technologies、PO番号5067-5584)、高感度D1000試薬(Agilent Technologies、PO番号5067-5585)およびTailorMix HT1 qPCRアッセイ(SeqMatic、カタログ番号TM-505)を用いて定量化し、NextSeq 500/550 High Output v2キット(カタログ番号FC-404-2005、Illumina、カリフォルニア州、サンディエゴ)を製造業者の使用説明書に従って使用して、SR75でNextSeq High Outputシングルエンドシーケンシングランを続けた。全RNA単離物およびNGSライブラリーでのデータ分析のために、RSEMを使用して各サンプルにおける遺伝子あたりの予測カウントを推定した。3サンプルすべてにおいて少なくとも1つの予測されたカウント(遺伝子あたり)を有していた遺伝子のみを維持しながら、これらのカウントをフィルタリングした。次いで、TMM(平均値のトリム法)をコンピュータで計算して、カウントを正規化した。最後に、3サンプルにわたって各遺伝子の、100万あたりのカウント(CPM)をコンピュータで計算し、変動係数(CV=標準偏差/平均)を算出した。CFエキソソーム全RNA単離物から得られたRNA-Seqの結果は、図17に示されている。
MSCを用いる(MEM)、MSC、CFまたはマクロファージ由来のEV(EEM)を使用するマクロファージの教育
MSCによって教育されたマクロファージ(MEM)を生成するためのMSCとの同時培養によるマクロファージの教育のために、7日目にマクロファージに、10:1マクロファージ対MSCの比でMSCを含有する新鮮マクロファージ培地を補給し、3日間培養した。EVを使用する教育のために、7日目に、マクロファージに、MSC、CFまたはマクロファージ由来のEVを添加し、3日間培養した。通常、細胞は、6ウェルプレート(2ml)または75cm2フィルターキャップ細胞培養フラスコ(10ml)のいずれかにおいて、それぞれ、60μlまたは300μlのEVのいずれかを使用して教育した。培地を除去し、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いて洗浄し、次いで、TrypLE(商標)細胞解離酵素(Invitrogen)および/またはセルスクレーパーを使用することによって細胞を回収した。
フローサイトメトリー
+10日の培養でマクロファージ、MEMまたはEVによって教育されたマクロファージ(EEM)を採取し、カウントし、Fcブロック(BD Pharmingen、カタログ番号564220)とともにインキュベートし、抗体希釈剤(2% FBSを有するPBS)中で、PE-Cy7-CD90(5E10、カタログ番号328124)、FITC-CD163(GHI/61、カタログ番号333618)、FITC-CD39(A1、カタログ番号328206)、PE-CD206(15-2、カタログ番号321106)、PerCP/Cy5.5-CD14(HCD14、カタログ番号325622、APC-PD-L1(29E.2A3、カタログ番号329708)、APC-PD-L2(24F.10C12、カタログ番号329608)、Pacific Blue-HLA-DR/MHC II(L234、カタログ番号307633)、BV421-CD16(3G8、カタログ番号302038)およびBV510-CD86(IT2.2、カタログ番号305432)を含む抗ヒト抗体とともに4℃で20分間染色した。BD Pharmingen(カリフォルニア州、サンノゼ)からのBV510-CD73(AD2、カタログ番号563198)を除いて、すべての抗体は、BioLegend(カリフォルニア州、サンディエゴ)から購入した。補償は、Ultracomp e-ビーズ(カタログ番号01-2222-42)ebiosciences(カリフォルニア州、サンディエゴ)を使用して実施した。MSCおよびマクロファージのゲーティングは、MSCに特異的なCD90抗体およびマクロファージに特異的なCD14抗体を使用して達成した。フローサイトメトリーデータは、Accuri C6サイトメーター(BD Biosciences、カリフォルニア州、サンノゼ)またはMACSQuantアナライザー10(Miltenyi Biotec Inc、カリフォルニア州、サンディエゴ)で獲得した。MACSQuantify(商標)ソフトウェアを使用してMACSQuantファイルを.fcsファイルに変換した。FlowJo(商標)ソフトウェア(TreeStar)を使用してデータを分析した。
遺伝子発現分析
RNeasy microキット(Qiagen、米国、カリフォルニア州、バレンシア)を使用してRNAを細胞から単離し、Nanodrop 1000(Fisher Scientific、米国、ペンシルバニア州、ピッツバーグ)を使用して単離されたRNAの質を調べた。Quantitect逆転写キット(Qiagen)を使用してRNAをcDNAに変換した。定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)を、標準プロトコールを使用するStepOne Plus instrument(Applied Biosystems)で、Power SYBRグリーンマスターミックス(Applied Biosystems、米国、カリフォルニア州、フォスターシティ)を使用して実施した。検証されたプライマーをQiagenから購入した。各遺伝子の閾値サイクル(Ct)値を、一般的なハウスキーピング遺伝子(GAPDH)の平均Ct数によって正規化した。
活性化されたT細胞抑制アッセイ
活性化T細胞抑制アッセイを、48ウェル組織培養プレートで実施した。T細胞を含有する末梢血単核細胞(PBMC)の凍結ストックならびにMSC、マクロファージおよびBM-EEMを、10%熱不活化FBS、1×非必須アミノ酸(NEAA)(Mediatech、Inc.、バージニア州、マナッサス)、1×グルタミン(Mediatech、Inc.)、1×ピルビン酸Na(Sigma-Aldrich)および1×HEPESバッファー(Sigma-Aldrich,、ミズーリ州、セントルイス)を含有するRPMI-1640からなる培地(IPA培地)中で新たに培養した。増殖を測定するために、PBMCを最初に、カルボキシフルオレセインコハク酸-エステル(CFSE)を1μMの最終濃度で用い、37℃暗所で10分間標識し、均一標識を確実にするために5分の時点で混合した。等容量の冷FBSを1分間添加して、CFSE標識反応を停止した。次いで、PBMCをIPA培地を用いて2回洗浄し、その後、4×106個/mlで再構成した。100マイクロリットル(4×105個)のCFSE標識PBMCを、MSC、マクロファージおよびBM-EEMを含有する各ウェルに添加した。このアッセイにおいて評価される、抗体活性化PBMC対MSC、マクロファージおよびBM-EEMの比は、1:0(陽性対照-抑制なし)、1:1、1:0.5、1:0.2、1:0.1および1:0.05を含む。MSCは、PBMC増殖を強力に阻害するとわかっているので、陽性対照細胞群として働くように、このアッセイにMSCを含めた。1:1(PBMC:MSC)比のために、4×105個MSC(100μl)をプレーティングし、次いで、2×104個にさらに滴定して、1:0.05(PBMC:MSC)比を達成した。信頼できるゲーティング戦略を確立するために、活性化抗体(抗CD3および抗CD28)(陰性対照-T細胞活性化なし)を添加しない、1:0.05 PBMC:MSC細胞比からなる非活性化対照を使用した。種々の比の、各群(PBMC:MSC)、(PBMC:マクロファージ)および(PBMC:BM-EEM)からの細胞を、プレート中のウェルに添加し、次いで、細胞を37℃で沈降させた。次いで、細胞混合物中のPBMCを、抗CD3および抗CD28抗体(それぞれ、クローンUCHT1および37407)(R&D Systems、Inc.、ミネソタ州、ミネアポリス)を用いて活性化した。具体的には、100μlの、4×濃縮抗huCD3および抗huCD28抗体(それぞれ、10μg/mLおよび2μg/mL)の混合物を、ウェルあたり400μlの総容量について100μlのIPA培地を受け取った1:0.05(PBMC:MSC)の非活性化対照を除いて、各ウェルに添加した。細胞混合物を37℃で5% CO2を用いて4日間培養した。混合するためにピペットで上下させることによって各ウェルからPBMCを回収し、5mlフローチューブに添加した。CD4+ヘルパーT細胞およびCD8+細胞傷害性細胞を、標準フローサイトメトリー方法論を使用して増殖について各々分析した。抗ヒトAPC-CD4またはCD8-(R&D Systems、Inc.)を使用して、T細胞型をゲーティングした。すべての増殖分析を、Accuri C6フローサイトメーター(BD Biosciences、Inc.、カリフォルニア州、サンノゼ)を使用して実施し、CFSE分析のために関連C6 Plusソフトウェアを使用した。
本発明者らはまた、最高比でPBMCと混合された(1:1比)マクロファージまたはBM-EEMのいずれかが、それ自体、抗huCD3および抗huCD28抗体を用いる抗体活性化を必要とせずにPBMCの増殖を促進できるか否かを試験した。上記の非活性化群と同様に、100μlの、活性化性抗体を有さない培地を、細胞の混合物に添加した。上記のように、細胞混合物を37℃で4日間培養し、回収し、CD4+ヘルパーT細胞およびCD8+細胞傷害性細胞の両方を、標準フローサイトメトリー方法論を使用して増殖について分析した。抗ヒトAPC-CD4またはCD8-(R&D Systems、Inc.)を使用してT細胞型をゲーティングした。
虚血性心不全動物モデル
n=10ラットのパイロットに、MIの2日後に梗塞境界域に注射されるヒトCF-EEMを用いる処置を施した。28日後、ベースラインと比較して(図12A~12E)、およびこのモデルを用いる本発明者らの過去の経験における歴史的対照と比較して、収縮性、左室内径短縮率および梗塞サイズの低減において有意な改善があった。
免疫適格性ルイスラットは、Harlan Laboratoriesから購入した。イソフラン麻酔(3%)の誘導後、ラットに挿管し、ラット人工呼吸器上に置き、2%イソフランで維持した。第4肋間腔を通る左側方切開を行って、心臓を露出させた。左前下行冠動脈を視覚化した後、7-0または8-0 Prolene縫合糸を心筋を通って前外側壁中に入れ、固定した。心室心尖部で遠位循環の分岐を観察することによって冠動脈捕捉を確認した。吸収性縫合糸を使用して、肋骨および筋肉層を閉じた。さらなる6-0ナイロンまたはシルク縫合糸によって覆っている皮膚を閉じ、その後ラットを回復させた。
心筋梗塞の2日後、生存ラットに麻酔し、挿管し、上記のように心臓を露出させた。1×106個のヒトCF-EEMを梗塞の境界域に注射し、切開を上記のように閉じた。動物を追跡し、次いで、処置の28日後に屠殺した。
ラットに、ベースラインで0日目(処置日)および28日目に経胸壁心エコー検査法を施した。測定値は以下を含む:梗塞サイズ、左室内径短縮率、収縮終期容量、拡張終期容量および壁圧。屠殺に先立って、浸潤性圧力容量ループ評価を実施し、収縮終期圧、拡張終期血圧、収縮終期容量、拡張終期容量、前負荷独立性収縮性および圧力-容量関係を、下大静脈クランプを有するコンダクタンスカテーテルを使用して測定した。測定は、処置割り当てに対して盲検されたUW Animal Physiology Core研究室によって実施した。
屠殺の時点で、心臓を切り出し、切片にした。LV質量および梗塞サイズを測定した。切片を染色し、盲検された委員会認定のUW RARC獣医学病理学者によって、血管密度、組織壊死および心筋線維症について定量的に等級付けられた。
結果
エキソソームをヒト骨髄間葉系幹細胞およびヒト心臓線維芽細胞から単離し、粒子サイズ(直径)、タンパク質およびRNA濃度およびエキソソーム濃度について特性決定した(図2A~2B、表2)。本発明者らは、MSCおよび心臓線維芽細胞由来のエキソソームは、直径およびタンパク質/RNA濃度において異なっていることを見出した。一般に、心臓線維芽細胞由来エキソソームは、MSC由来エキソソームよりも大きかったが、より少ないタンパク質およびRNAを有していた。間葉系幹細胞(図3A)および心臓線維芽細胞(図3B)由来のエキソソームのサンプル透過型電子顕微鏡像を撮った。さらに、MSC由来エキソソーム(図4A~4B)の機能性試験は、エキソソームが機能性であり、内皮細胞に親油性色素移動させることができることを示す。
Figure 0007249951000002
ヒト心臓線維芽細胞をフローサイトメトリーによって特性決定し、MSCおよび皮膚線維芽細胞と比較した。図15に表されるように、ヒト心臓線維芽細胞は、BM-MSCまたは皮膚線維芽細胞のいずれかと比較して、CD90、CD34、SUSD2、w67CおよびTNAPを差次的に発現する。さらに、心臓線維芽細胞はまた、GATA4を発現するが、これは、MSCまたは皮膚線維芽細胞においては発現されない。
マクロファージの骨髄-MSCエキソソームまたは心臓線維芽細胞エキソソームとの同時培養後、教育されたマクロファージの発現プロファイルおよび表現型を、図5A~5Jに表されるように分析した。基準M2マクロファージ表面マーカーを、フローサイトメトリーによって調べた。表面マーカーパーセンテージおよびマーカーの蛍光強度両方において有意差が見られた。具体的には、エキソソーム教育は、骨髄MSC(BM-MEM)、BM-EEMおよびCF-EEM群の間で有意差をもたらす。重要なことに、骨髄エキソソーム-および心臓線維芽細胞エキソソーム-によって教育されたマクロファージは、異なる表現型を示す。対照実験では、マクロファージ培養物から単離したエキソソームを、CD14+細胞とともの同時培養において使用したが、教育されたマクロファージにおいて抗炎症性表現型を誘導できず、未処置対照マクロファージと同一の表面マーカー表現型を示し、したがって、抗炎症性表現型教育が、組織特異的(すなわち、MSCまたはCF)エキソソームにとって独特であるということを示した(図7A~7E)。
また、教育されたマクロファージにおけるM1(炎症性)マクロファージ表面マーカーを、図6A~6Dに表されるようにフローサイトメトリーによって調べた。表面マーカーパーセンテージおよびマーカーの蛍光強度の両方において有意差が見られた。具体的には、エキソソーム教育は、骨髄MSC(BM-MEM)、BM-EEMおよびCF-EEM群の間で有意差をもたらす。骨髄および心臓線維芽細胞エキソソームによって教育された抗炎症性マクロファージは、骨髄MSCとの同時培養によって生成したマクロファージと比較して、低減されたM1マーカーを有する。
未教育マクロファージ(対照)においてフローサイトメトリー(図8)によってCD206、M2マクロファージの特異的マーカーを評価し、細胞(MSC(BM-MSC同時培養)または心臓線維芽細胞(心臓線維芽細胞同時培養))との、エキソソーム(BM-MSC(BM-MSCエキソソーム)またはCF(CFエキソソーム)のいずれかに由来する)との、またはCF培養物から抽出されたECM(CF-ECM培養物)との同時培養によって教育されたマクロファージに対して比較した。細胞、エキソソームまたはECMを使用する教育は、対照マクロファージと比較して、細胞発現パーセントに基づいて決定されたようなマクロファージにおけるCD206発現のレベルを増大した。予測されるように、極めて低い数の対照マクロファージしかCD206を発現しなかった。しかし、この発現は、BM-MSCエキソソームまたはCF由来のECMのいずれかを使用する教育後にマクロファージにおいて、およそ4~15倍増大した。結果は、教育の3つの方法(CF-エキソソーム、BM-エキソソームおよびCF-ECM)はすべて、マクロファージを抗炎症性表現型に成功裏に教育できたことを示す。興味深いことに、これらの条件下の結果は、いずれかの細胞供給源から得たECMまたはエキソソームとともの細胞外因子の使用が、マクロファージにおいて最強レベルの抗炎症性表現型変換を与えることを示した。
qPCRによって決定されるような遺伝子発現(図9)は、BM-MSCとともの同時培養によって教育されたマクロファージ(BM-MEM)を、未教育マクロファージ(対照)またはBM-MSCもしくはCFに由来するエキソソーム(それぞれ、BM-EEM、CF-EEM)を使用して教育されたマクロファージのいずれかに対して比較する場合に、組織修復および免疫抑制に関与する関連遺伝子の発現プロファイルが異なっていることを示した。組織修復に関与する、ある特定の抗炎症性サイトカイン(TGF-β、IL-10)、免疫調節性サイトカイン(IL-1b)および免疫抑制分子(PD-L1)は、BM-MEMと比較してBM-EEMおよびCF-EEMの両方においておよそ2倍またはそれよりも高かった。対照的に、他の免疫調節性サイトカイン(IL-6)および増殖因子(VEGF-A、セルピン-1)は、BMおよびCF-EEMの両方において少なくとも2倍より低かった。BM-EEMおよびCF-EEM両方の全体的な発現プロファイルは、互いに同様であったが、対照マクロファージまたはBM-MEMのいずれかに対して比較した場合には、異なっていた。
図10Aおよび10Bに示される結果は、未教育マクロファージもBM-EEMも、非活性化PBMC(活性化性抗体を有さないPBMCである)と混合された場合に、(A)ヘルパーT細胞(CD4)または(B)細胞傷害性T細胞(CD8)の両方において、それぞれの非活性化サブタイプ(非活性化T細胞)と比較してT細胞の増殖を自発的に誘導できないことを示した。免疫抑制についてのこの対照実験は、試験細胞自体が、誘導性抗体の不在下で増殖を刺激し得る可能性を除外すると最初に決定されることを必要とする。期待されたように、非活性化T細胞対照と比較して、マクロファージまたはBM-EEMと同時培養された場合に、いずれかのT細胞サブタイプの増殖の増大は生じなかった。
BM-MSCから単離されたエキソソームを使用して教育されたEEMは、未教育の対照マクロファージ(マクロファージ)と比較して、ヘルパーT細胞(A)および細胞傷害性T細胞(B)サブタイプ両方において抗体誘導性T細胞増殖を効率的に抑制できた(図11Aおよび11B)。MSCは、抑制についての陽性対照として働き、両サブタイプでT細胞増殖パーセントを効率的に抑制できた。1:1~1:0.05のPBMC対MSC比で用量応答が見られ、1:1で完全抑制および1:0.05ほどの低い比でおよそ30~35%増殖(または本質的に65~70%成長抑制)である。未教育マクロファージを使用すると、両T細胞サブタイプのかなり弱い抑制がみられる。1:0.5のPBMC対マクロファージの比を使用すると約50%の増殖(または50%の成長抑制)のみが生じ、これは次いで、より小さい数字のマクロファージ対PBMCを使用する場合に増大する。対照的に、教育されたマクロファージ(EEM)は、未教育マクロファージと比較して、活性化T細胞の増殖のより強力な抑制因子であった。マクロファージと同時培養されたT細胞の約80%増殖があったが、EEMを用いた場合には、わずか15~20%であった、1:0.1のPBMC対マクロファージまたはEEMの比を比較する場合に、両T細胞サブタイプにおいて最も明らかである。全体的な結果は、EEMは、両T細胞サブタイプにおいて増殖を用量依存的に効率的に抑制でき、未教育マクロファージと比較してT細胞抑制で、より良好であることを示す。
図18で示されるように、CF-EEMは、非刺激マクロファージおよび骨髄-MSC EEM(BM-EEM)と比較して独特のセクレトームを有する。CF-EEMは、対照マクロファージ(PBS)またはBM-EEMSと比較してEGFを分泌するが、BM-EEMは、CF-EEMおよび対照マクロファージと比較して有意により多いGROを分泌する。これらの結果は、CF-EEMSは、BM-EEMSおよび対照マクロファージとは機能的に異なっていることを実証する。
心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス上で培養されたマクロファージ(CF-ECM-EM)は、独特の抗炎症性表現型を有する。CF-ECM-EMは、CD86およびHLA-DRの有意により低い発現を有するが、PDL-1発現は有意に増大されている。PDL-1は、免疫系の抑制において主要な役割を果たすと考えられる。図19で示されるように、ヒトマクロファージを、プラスチック、ゼラチンまたはCF-ECM上で3日間培養し、次いで、表面から回収し、フローサイトメトリーを使用して、表面マーカー発現を分析した。CF-ECMによって教育されたマクロファージ(CF-ECM-EM)は、プラスチックまたはゼラチン上で培養されたマクロファージと比較して、CD14、CD163、CD206およびPDLの有意により高い発現(平均蛍光強度によって)を有していた。さらに、CF-ECM-EMは、プラスチックまたはゼラチン上で培養されたマクロファージと比較して、炎症性マーカーCD68およびHLA-DRの有意により低い発現を有していた。このデータは、CD14+細胞のCF-ECM教育が、培養プレートをコーティングするための一般的に使用される方法を使用して成長したCD14+細胞とは表現型的に異なるマクロファージを生成することを示す。
心臓線維芽細胞エキソソームによって教育されたマクロファージ(CF-EEM)を、担体として注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスを使用して梗塞性ラット心臓中に移植した。CF-EEMを用いて処置された動物は、心室拡張の有意な低減(収縮および拡張終期容量の低減)および収縮終期圧の増大への傾向を示した(図12A~12E)。CF-EEM処置動物において、心収縮性のゴールドスタンダード測定である、収縮終期圧容量関係(ESPVR)が有意に改善されたことが最も重要である。総合すると、CF-EEM処置は、有害なMI後心臓リモデリングを鈍らせ、心収縮性を改善する。
一実施形態では、心筋梗塞または虚血性心不全を患っている患者を以下のとおりに処置する:i)病気の心不全患者から十分な心臓組織を生検し、培養でCFを多量に増やす、または患者自身からの生検試料の代わりに、心臓移植のために使用されなかった健常ドナー心臓からCFを単離する;(この細胞回収法は、「心臓球由来細胞」を導くために、Johnson & Johnson(ニュージャージー州、ニューブランズウィック)によって支援されるCapricor Inc.(カリフォルニア州、ビバリーヒルズ)と呼ばれるバイオテクノロジー企業によって現在使用されている)、ii)CFからCF-エキソソーム単離する;iii)白血球除去を実施することによって、または当技術分野で公知の任意の適した方法によって、患者から単球を回収する;iv)同時培養法を使用して、CF-エキソソームを用いてこれらの単球を「教育して(educate)」、心臓特異的抗炎症性マクロファージに変換する;かつ、v)最小に侵襲性の画像によってガイドされる経カテーテル法または当技術分野で公知の他の適した方法を使用して心臓特異的抗炎症性マクロファージを患者に送達する。白血球除去は、単球を含む多量の単核細胞を得るための、高度に有効であり安全な手順であり、簡単に、各上肢静脈において2回のIVを使用する。白血球除去は、造血再構成のために細胞を回収するために数十年間使用されており、また、Raval et alによるものを含め、多数の進行心血管疾患治験のために安全に使用されてきた。本発明者らのアプローチを用いた場合の主要な利点として、十分に定義された用量のCFエキソソームによって教育されたマクロファージ(CF-EEM)を患者に投与する能力が挙げられる。
(例2)
(予言的)
マクロファージは、虚血性、外傷性、炎症性損傷に応じた組織修復および正常老化プロセスにおいて重要な役割を有する。天然には、代替活性化、再生促進性マクロファージは、骨髄、循環および組織中にある単球から「スイッチが入れられる(switched on)」または「極性化される(polarized)」。しかし、ほとんどの場合、組織が莫大な規模の組織損傷によって圧倒され得るので、この自然修復応答は不適切である。本発明者らは、再生促進性マクロファージが多量に製造され、次いで、治療的に送達される新規治療的アプローチを提案する。図20に表されるように、ひとたび組織供給源を同定すると(A)、線維芽細胞、組織前駆体細胞および他のものなどの細胞を、吸引、生検もしくは臓器調達を使用して回収するか、または胚幹細胞もしくは人工多能性幹細胞などの多能性幹細胞(B)から分化させる。組織特異的細胞または組織特異的細胞に由来する細胞外因子、例えば、エキソソーム、微小胞および細胞外マトリックス(C)を、単球またはマクロファージと同時培養して、それらの特定の組織に好都合な、修復促進性、血管新生性、抗炎症性および炎症調節性表現型を有する組織特異的な教育されたマクロファージ(D)を作製する。組織特異的な教育されたマクロファージは、独特のサイトカイン、RNA、表面マーカーおよび機能的発現により表現型的および機能的に独特であると予測される。これらの組織特異的な教育されたマクロファージを、治療を必要とする対象に、全身にまたは損傷を受けた組織中に直接的に送達することができる。送達方法として、静脈内注入、血管内注入、経皮注射、外科的注射、局所投与または本明細書において記載される任意のその他の送達方法を挙げることができる。組織特異的な教育されたマクロファージは、さまざまな動物モデル(E)および臨床適用(F)において実証されるように、組織特異的に損傷を受けた組織を回復させると予測される。
(例3)
(予言的)
この予言的実施例において、肺線維芽細胞、肺細胞または塵埃細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。肺線維芽細胞、肺細胞または塵埃細胞またはその細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、肺特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの肺特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。肺特異的な教育されたマクロファージを、ラット炎症性肺損傷モデルにおいて、および煙吸入性肺損傷、COPD、喘息、肺線維症または閉塞性細気管支炎を有するヒトにおいて肺機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例4)
(予言的)
この予言的実施例において、ケラチノサイトまたは皮膚線維芽細胞などの皮膚間質細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。皮膚細胞または皮膚細胞細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、皮膚特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの皮膚特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。皮膚特異的な教育されたマクロファージを、動物皮膚損傷モデルにおいて、および火傷、外傷、乾癬などの炎症性皮膚障害、皮膚GVHD、全身性強皮症、虚血性潰瘍または神経因性潰瘍を有するヒトにおいて、創傷または火傷を治癒するなどのために対象に投与する。
(例5)
(予言的)
この予言的実施例において、膵臓、膵臓間質におけるMSCなどの膵臓間質細胞または線維芽細胞細胞または膵島細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。膵臓細胞または膵臓細胞細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、膵臓特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの膵臓特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。膵臓特異的な教育されたマクロファージを、遺伝子ノックアウトまたは過剰カロリー摂取モデルなどの動物膵臓疾患モデルにおいて、および糖尿病を有するヒトにおいて、膵臓機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例6)
(予言的)
この予言的実施例において、肝細胞、Kuppfer細胞などの肝臓細胞、肝線維芽細胞またはMSCは、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。肝臓細胞または肝臓細胞細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、肝臓特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの肝臓特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。肝臓特異的な教育されたマクロファージを、硬変の動物モデルにおいて、および硬変または肝不全を有するヒトにおいて肝臓機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例7)
(予言的)
この予言的実施例において、MSCなどの腎臓細胞、線維芽細胞、糸球体細胞、尿細管細胞、糸球体上皮細胞またはメサンギウム細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。腎臓細胞または腎臓細胞細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、腎臓特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの腎臓特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。腎臓特異的な教育されたマクロファージを、急性もしくは慢性腎不全の動物モデルにおいて、ならびに急性もしくは慢性腎不全、末期腎疾患、糸球体腎炎およびループス腎炎を有するヒトにおいて腎臓機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例8)
(予言的)
この予言的実施例において、グリア細胞などの脳細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。脳細胞または脳細胞細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、脳特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの脳特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。脳特異的な教育されたマクロファージを、ラットまたはマウス卒中モデルにおいて、および卒中、アルツハイマー病、ALS、パーキンソン病または神経発達疾患などの神経変性性疾患を有するヒトにおいて脳機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例9)
(予言的)
この予言的実施例において、線維芽細胞または他の間質細胞などの内分泌器官に由来する細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。内分泌線維芽細胞または間質細胞またはその細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、内分泌特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの内分泌特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。内分泌特異的な教育されたマクロファージを、ホルモン欠乏症の動物モデルにおいて、およびホルモン欠乏症または内分泌器官の炎症を有するヒトにおいて内分泌機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例10)
(予言的)
この予言的実施例において、ライディッヒ細胞、MSCおよびその他の間質細胞などの生殖器由来の細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。生殖器由来の細胞またはそれに由来する細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、生殖器特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの生殖器特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。生殖器特異的な教育されたマクロファージを、不妊症の動物モデルにおいて、および不妊症、ホルモン不均衡、生殖器の損傷、閉経または低テストステロンレベルなどの正常な老化生殖ホルモン欠乏症を有するヒトにおいて生殖器機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
(例11)
(予言的)
この予言的実施例において、周皮細胞または内皮細胞などの血管細胞は、生検または多能性幹細胞の分化によって得る。周皮細胞、内皮細胞またはその細胞外因子を、白血球除去によって得られた循環単球とともに同時培養して、血管特異的な教育されたマクロファージを作製する。これらの血管特異的な教育されたマクロファージは、伝統的なM1もしくはM2マクロファージまたは他の組織特異的マクロファージと比較して、独特の差次的サイトカイン、増殖因子、タンパク質およびRNA発現プロファイルを有する。血管特異的な教育されたマクロファージを、静脈または動脈連結の動物モデルにおいて、および末梢動脈疾患を有するヒトにおいて血管機能を回復させるまたは修復するなどのために対象に投与する。
参考文献
Figure 0007249951000003

Figure 0007249951000004

Figure 0007249951000005

Figure 0007249951000006

本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕抗炎症性マクロファージを作製する方法であって、
CD14 + 細胞が、抗炎症性マクロファージ表現型を獲得するまで、in vitroでCD14 + 細胞を、組織特異的細胞または組織特異的細胞外因子とともに同時培養するステップ
を含む、方法。
〔2〕組織特異的細胞が、心臓線維芽細胞である、前記〔1〕に記載の方法。
〔3〕組織特異的細胞外因子が、心臓組織に対して特異的である、前記〔1〕に記載の方法。
〔4〕組織特異的細胞外因子が、エキソソーム、微小胞および細胞外マトリックスからなる群から選択される、前記〔3〕に記載の方法。
〔5〕前記〔1〕に記載の方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団。
〔6〕CD14 + 細胞が単球である、前記〔1〕に記載の方法。
〔7〕組織特異的細胞が、骨髄細胞、皮膚細胞、肺細胞、膵臓細胞、肝臓細胞、腎臓細胞、脳細胞、内分泌細胞および生殖器に由来する細胞からなる群から選択される、前記〔1〕に記載の方法。
〔8〕組織特異的細胞外因子が、エキソソーム、微小胞および細胞外マトリックスからなる群から選択される、前記〔1〕に記載の方法。
〔9〕前記〔1〕に記載の方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団であって、CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-10高、IL-1b高およびセルピン-1高の心臓線維芽細胞エキソソームによって教育されたマクロファージ(CF-EEM)を含む、集団。
〔10〕前記〔1〕に記載の方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団であって、CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-1b高およびセルピン-1高の骨髄エキソソームによって教育されたマクロファージ(BM-EEM)を含む、集団。
〔11〕それを必要とする対象において状態を軽減するための治療の方法であって、対象に、前記〔9〕に記載のマクロファージの集団を投与するステップを含み、状態が、心血管疾患である、方法。
〔12〕マクロファージの集団を、注射によって投与する、前記〔11〕に記載の方法。
〔13〕マクロファージの集団を、局所適用によって投与する、前記〔11〕に記載の方法。
〔14〕状態が、虚血性心不全である、前記〔11〕に記載の方法。
〔15〕マクロファージを、医薬上許容される担体とともに注射によって投与する、前記〔14〕に記載の方法。
〔16〕担体が、注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスである、前記〔15〕に記載の方法。
〔17〕前記〔9〕に記載のマクロファージの集団と
医薬上許容される担体と
を含む、組成物。
〔18〕担体が、液体、オイル、ローション、軟膏、クリーム、フォーム、ゲル、ペースト、パウダー、フィルムおよびヒドロゲルからなる群から選択される、前記〔17〕に記載の組成物。
〔19〕担体が、注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)である、前記〔17〕に記載の組成物。
〔20〕CF-ECMが、心臓線維芽細胞由来エキソソームをさらに含む、前記〔19〕に記載の組成物。

Claims (16)

  1. 抗炎症性マクロファージを作製する方法であって、
    (i)心臓線維芽細胞由来エキソソーム及び(ii)骨髄間葉系幹細胞由来エキソソームからなる群より選ばれる、単離された組織特異的細胞外因子を提供するステップ、及び
    CD14+細胞が、抗炎症性マクロファージ表現型を獲得するまで、in vitroでCD14+細胞を、単離された組織特異的細胞外因子とともに同時培養するステップ
    を含
    抗炎症性マクロファージ表現型が、
    (i)CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-10高、IL-1b高およびセルピン-1高を含むマーカーの組合せの発現、又は
    (ii)CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-1b高およびセルピン-1高を含むマーカーの組合せの発現によって特徴付けられる、方法。
  2. 組織特異的細胞外因子が、心臓組織に対して特異的である、請求項1に記載の方法。
  3. 請求項1に記載の方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団。
  4. CD14+細胞が単球である、請求項1に記載の方法。
  5. 請求項1に記載の方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団であって、CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-10高、IL-1b高およびセルピン-1高の心臓線維芽細胞エキソソームによって教育されたマクロファージ(CF-EEM)を含む、集団。
  6. 請求項1に記載の方法によって製造された抗炎症性マクロファージの集団であって、CD163低、CD206高、CD16低、PD-L1高、PD-L2高、TGF-β高、TNF-α低、IL-6高、IL-1b高およびセルピン-1高の骨髄エキソソームによって教育されたマクロファージ(BM-EEM)を含む、集団。
  7. 請求項5に記載のマクロファージの集団を含む、心血管疾患を軽減する治療のための医薬組成物。
  8. 注射によって投与される、請求項7に記載の医薬組成物。
  9. 局所適用によって投与される、請求項7に記載の医薬組成物。
  10. 心血管疾患が、虚血性心不全である、請求項7に記載の医薬組成物。
  11. 医薬上許容される担体とともに注射によって投与される、請求項10に記載の医薬組成物。
  12. 担体が、注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックスである、請求項11に記載の医薬組成物。
  13. 請求項5に記載のマクロファージの集団と
    医薬上許容される担体と
    を含む、組成物。
  14. 担体が、液体、オイル、ローション、軟膏、クリーム、フォーム、ゲル、ペースト、パウダー、フィルムおよびヒドロゲルからなる群から選択される、請求項13に記載の組成物。
  15. 担体が、注射用心臓線維芽細胞由来細胞外マトリックス(CF-ECM)である、請求項13に記載の組成物。
  16. CF-ECMが、心臓線維芽細胞由来エキソソームをさらに含む、請求項15に記載の組成物。
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