JP7261583B2 - 補体媒介性疾患を処置するための組成物及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、米国立保健研究所(National Institutes of Health)により与えられる助成金番号AI085596の下での政府支援を伴い生み出された。米国政府は本発明においてある種の権利を有する。
パク質をコードする遺伝子中の変異をしばしば模倣し、その結果は液相中若しくは細胞表面上のこうしたタンパク質の低下された機能的効力である。独立して、C3腎炎因子(C3nef)と呼ばれるC3bに対する自己抗体は、代替経路C3転換酵素C3bBbを結合かつ安定化することが可能であり、従って、C3若しくはfB遺伝子変異により生じられるものと同一の転換酵素の半減期の延長及び活性の効果を達成する。全体として、補体活性化カスケードの調節不全から生じる過度の補体活性化により引き起こされる普遍的及び希少ヒト疾患が存在する。補体調節不全の基礎機構は多様であり、一部は遺伝子変異にかつ他者は自己抗体により、そして自己抗体の変異遺伝子若しくは標的は代替経路の調節タンパク質若しくは成分であり得る。
一局面において、本発明は、その発現を指図する発現制御配列に操作可能に連結されている人工改変されたヒト補体調節物質H因子(fH)遺伝子を含んでなる発現カセットをその中にパッケージングしている組換えベクターを提供し、前記hfH遺伝子は補体調節機能を保持する可溶性hfHタンパク質バリアントをコードし、前記fHバリアントは、ショートコンセンサスリピート(SCR)1、2、3、4、19及び20と、SCR7、SCR17及び/SCR18のうち最低1種とを含んでなり、被験体への該ベクターの投与及び発現後に、hfHバリアントの検出可能な血漿レベルが被験体で最低1週間存在する。
新規の人工改変されたH因子(fH)遺伝子及びタンパク質バリアントを本明細書に説明する。これらバリアントは、H因子に関連する状態及び他の補体障害の処置における半減期の延長及び有効性の増大を特徴とする。
しくはアミノ酸20個未満(約1から約20アミノ酸まで)、及び最も好ましくは長さがアミノ酸約18個未満(約1から約18アミノ酸まで)である。「機能的欠失」により、補体阻害活性、C3b結合活性を欠きかつ場合によってはヘパリン結合活性もまたさらに欠くアミノ酸配列(若しくはそのコーディング配列)を意味している。
合に同一である2本の配列中の残基を指す。同一性パーセントは、完全長のタンパク質、ポリペプチド、アミノ酸約32個、約330個若しくはそのペプチドフラグメント、又は対応する核酸配列コーディング配列にわたるアミノ酸配列について容易に決定しうる。適するアミノ酸フラグメントは長さが最低アミノ酸約8個であることができ、そしてアミノ酸約700個まででありうる。一般に、2個の異なる配列間の「同一性」、「相同性」若しくは「類似性」を指す場合、「同一性」、「相同性」若しくは「類似性」は「整列された」配列に関して決定される。「整列された」配列若しくは「アライメント」は、参照配列に比較して欠けている若しくは付加的な塩基若しくはアミノ酸についての補正をしばしば含有する、複数の核酸配列若しくはタンパク質(アミノ酸)配列を指す。アライメントは、多様な公的に若しくは商業的に利用可能な複数配列アライメントプログラム(Multiple Sequence Alignment Program)のいずれかを使用して実施する。配列アライメントプログラムはアミノ酸配列について利用可能であり、例えば「Clustal X」、「MAP」、「PIMA」、「MSA」、「BLOCKMAKER」、「MEME」及び「Match-Box」プログラム。一般に、これらのプログラムのいずれもデフォルトの設定で使用されるとは言え、当業者は必要に応じてこれらの設定を変更し得る。あるいは、当業者は、参照されるアルゴリズム及びプログラムにより提供される同一性若しくはアライメントのレベルを少なくとも提供する別のアルゴリズム若しくはコンピュータープログラムを利用し得る。例えば、J.D.Thomsonら、Nucl.Acids.Res.、“A comprehensive comparison of multiple sequence alignments”、27(13):2682-2690(1999)を参照されたい。
V8、AAV9若しくはAAVrh10、眼に対しAAV8、AAV1若しくは他のAAV、など。
有しうる。キャプシド、それをコードする配列の生成方法及びrAAVウイルスベクターの製造方法が説明されている。例えば、Gaoら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.100(10)、6081-6086(2003)、第US 2013/0045186A1号明細書及び第WO 2014/124282号明細書を参照されたい。ある態様において、所望の標的細胞、例えば肝、光受容体、RPE若しくは他の眼細胞に対する親和性を示すAAV8バリアントを選択する。例えば、AAV8キャプシドは、Kayら、Targeting Photoreceptors via Intravitreal Delivery Using Novel,Capsid-Mutated AAV Vectors、PLoS One.2013;8(4):e62097.2013年4月26日オンラインで公表された(引用することにより本明細書に組み込まれる)に説明されるY447F、Y733F及びT494V突然変異(「AAV8(C&G+T494V)」及び「rep2-cap8(Y447F+733F+T494V)」ともまた呼ばれる)を有しうる。例えばMowatら、Tyrosine capsid-mutant AAV vectors for gene delivery
to the canine retina from a subretinal or intravitreal approach、Gene Therapy 21、96-105(January 2014)(引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。別の態様において、AAVキャプシドは、双極細胞を優先的に標的とするAAV8bpキャプシドである。第WO 2014/024282号明細書(引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
AV配列の供給源は本明細書に説明され、そしてまた単離されうるか、又は学術的、商業的若しくは公的供給源(例えばAmerican Type Culture Collection、バージニア州マナサス)から得ることもできる。あるいは、AAV配列は、文献で、若しくは例えばGenBank(登録商標)、PubMed(登録商標)などのようなデータベースで、利用可能である公表された配列への参照により合成若しくは他の適する手段により得ることができる。
ムにおいて、ヘルパー機能は、必要とされるヘルパー機能をコードする構築物での細胞の一過性トランスフェクションにより供給し得るか、若しくは、細胞を、ヘルパー機能をコードする遺伝子を安定に含有するよう操作し得、その発現は転写若しくは転写後レベルで制御し得る。なお別のシステムでは、ITRにより隣接されている導入遺伝子及びrep/cap遺伝子を、バキュロウイルスに基づくベクターへの感染により昆虫細胞中に導入する。これら産生システムに関する総説については、全般として、例えば、Zhangら、2009、“Adenovirus-adeno-associated virus
hybrid for large-scale recombinant adeno-associated virus production,”Human Gene Therapy 20:922-929(そのそれぞれの内容はそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。これら及び他のAAV産生システムの作成及び使用方法は以下の米国特許(それらのそれぞれの内容はそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる):第5,139,941号明細書;同第5,741,683号明細書;同第6,057,152号明細書;同第6,204,059号明細書;同第6,268,213号明細書;同第6,491,907号明細書;同第6,660,514号明細書;同第6,951,753号明細書;同第7,094,604号明細書;同第7,172,893号明細書;同第7,201,898号明細書;同第7,229,823号明細書;及び同第7,439,065号明細書にもまた説明されている。全般として、例えばGriegerとSamulski、2005、“Adeno-associated virus as a gene therapy vector:Vector development,production and clinical applications,”Adv.Biochem.Engin/Biotechnol.99:119-145;Buningら、2008、“Recent developments in adeno-associated virus
vector technology,”J.Gene Med.10:717-733;及び下に引用される参考文献(それらのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。本発明のいずれかの態様を構築するのに使用される方法は核酸操作の当業者に既知であり、そして遺伝子工学、組換え工学及び合成技術を包含する。例えば、GreenとSambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー(2012)を参照されたい。同様に、rAAVビリオンの生成方法は公知であり、そして適する方法の選択は本発明を限定するものではない。例えばK.Fisherら、(1993)J.Virol.、70:520-532及び米国特許第5,478,745号明細書を参照されたい。
ち人工ゲノムの増幅及びパッケージングに必要とされるシグナルにより隣接されている目的の導入遺伝子のみを含有するように人工改変し得る)が、しかしこれら遺伝子は産生中に供給されうる。従って、それは遺伝子治療における使用に安全と思われる。複製及び子孫ビリオンによる感染が、複製のため必要とされるウイルス酵素の存在下を除き発生し得ないためである。
剤、崩壊剤、滑剤、香料、着色料又は他の成分を包含する固体組成物に適する賦形剤を選択しうる。
Prog 2009 Sep-Oct;25(5):1468-1475;Sala
RJ,Griebenos K.Glycoslylation of therapeutic proteins:an effective strategy to optimize efficacy.BioDrugs.2010 Feb 1;24(1):9-21を参照されたい。
性脳傷害;炎症性障害例えば火傷、内毒血症及び敗血症ショック、成人呼吸窮迫症候群、心肺バイパス、血液透析;アナフィラキシーショック、重度喘息、血管浮腫、クローン病、鎌形赤血球貧血、連鎖球菌感染後糸球体腎炎、膜性腎炎、及び膵炎;移植片拒絶例えば超急性異種移植片拒絶;再発性胎児消失及び妊娠高血圧腎症のような妊娠関連疾患;有害薬物反応例えば薬物アレルギー、IL-2誘発性血管漏出症候群及びX線造影剤アレルギー;並びに限定されるものでないが重症筋無力症、アルツハイマー病、多発性硬化症、肺気腫、肥満、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症、重症筋無力症、インスリン依存性糖尿病、急性散在性脳脊髄炎、アジソン病、抗リン脂質抗体症候群、自己免疫性肝炎、クローン病、グッドパスチャー症候群、グレーブス病、ギランバレー症候群、橋本病、特発性血小板減少性紫斑病、天疱瘡、シェーグレン症候群、及び高安動脈炎、心肺バイパス後合併症を挙げることができる自己免疫障害;心筋梗塞;虚血/再灌流傷害;卒中;急性呼吸窮迫症候群(ARDS);敗血症;熱傷;心肺バイパス及び血液透析に伴う炎症;血漿交換;血小板アフェレーシス;白血球フェレーシス;体外式膜型人工肺(ECMO);ヘパリン誘発性体外LDL沈殿(extracorporeal LDL precipitation)(HELP);X線造影剤誘発性アレルギー反応;移植片拒絶を含むがこれらに限定されない他の補体関連障害を包含する補体関連障害の処置における医薬組成物の使用。
短縮化バリアントを、製造元のプロトコルに従い、PhusionハイフィデリティーDNAポリメラーゼ(カタログ番号M0530S、New England Biolabs)を使用するインバースPCR法により生成した。インバースPCRの鋳型として使用された完全長ヒト補体H因子cDNA pCMV Sport6はThermo Fisher Scientificから得た(カタログ番号MHS6278-202800294、クローンID 40148771)。hfH1-4.678.19-20の生成に使用されたPCRプライマーを表1に列挙する。PCRフラグメントを0.8%アガロースゲル上で分離しかつAccuPrepゲル抽出キット(カタログ番号K-3035、Bioneer)により抽出した後、50ngのゲル精製されたフラグメントをRapid DNAライゲーションキット(カタログ番号K-4123、Thermo Fisher Scientific)による核酸連結のため使用し、そしてDH5αコンピテント細胞(カタログ番号1825801、Invitrogen)中に形質転換した。陽性クローンを、制限消化又は特異的プライマーを使用するPCRスクリーニングのいずれかにより確認した。その後、pCMV Sport6からのhfH1-4.678.19-20挿入断片をEcoR I及びNot I消化により遊離し、そしてゲル精製されたフラグメントをEnd-repairモジュール(カタログ番号E6050S、New England Biolabs)により平滑化しかつ精製した。このフラグメントを、pCBABGベクター(CMVエンハンサーを伴うニワトリβアクチンプロモーター及び同一遺伝子の部分的イントロン配列、並びにウサギβグロブリン遺伝子ポリアデニル化シグナル配列を有する)中にEcoR V部位でサブクローニングした。陽性クローンを制限消化及びPCR法により選択した。
短縮化バリアントを、製造元のプロトコルに従ってPhusionハイフィデリティー
DNAポリメラーゼ(カタログ番号M0530S、New England Biolabs)を使用するインバースPCR法により生成した。完全長ヒト補体H因子cDNA pCMV Sport6(インバースPCRの鋳型として使用される)はThermo Fisher Scientificから得た(カタログ番号MHS6278-202800294、クローンID 40148771)。hfH1-4.678.17-20の生成に使用されたPCRプライマーを表1に列挙する。PCRフラグメントを0.8%アガロースゲル上で分離しかつAccuPrepゲル抽出キット(カタログ番号K-3035、Bioneer)により抽出した後、50ngのゲル精製されたフラグメントをRapid DNAライゲーションキット(カタログ番号K-4123、Thermo Fisher Scientific)による核酸連結のため使用し、そしてDH5αコンピテント細胞(カタログ番号1825801、Invitrogen)中に形質転換した。陽性クローンを、制限消化又は特異的プライマーを使用するPCRスクリーニングのいずれかにより確認した。その後、pCMV Sport6中の人工改変されたhfH1-4.678.17-20バリアントを、infusionクローニング法(Clontech カタログ番号638909)によりpCBABGベクター中にEcoRI部位でサブクローニングした。短縮化タンパク質製造及び発現ベクター中へのクローニングのためのプライマーが表2にあった。
陽性クローン(pCBARBGベクター中のhfH1-4.678.19-20)を、hfH1-4.678.19-20タンパク質の安定性及び機能的活性を評価するためHEK細胞中にトランスフェクトした。6ウェルプレート(Falcon、カタログ番号353046)中の約80%コンフルエントのHEK細胞を、製造元の説明書に従い、Lipofectamine 2000(カタログ番号11668019、Invitrogen)を使用してpCBARBG中のhfH1-4.678.19-20 cDNAでト
ランスフェクトした。タンパク質発現を、ヤギ抗ヒトH因子IgG(カタログ番号A237、Complement tech)を使用するウエスタンブロッティングにより確認した。タンパク質大量発現のため、150cm皿(Falcon、カタログ番号353025)中の80%コンフルエントのHEK細胞を、製造元の説明書に従って、PEI(カタログ番号23966、Polysciences)を用いpCBARBGプラスミド中のエンドトキシンフリーhfH1-4.678.19-20 cDNAでトランスフェクトした。トランスフェクション2日後に上清をプレートから回収しかつ0.2μmフィルターで濾過し、そしてPBSで平衡化されたOx-23(SCR2/3に特異的なマウス抗ヒトfH mAb、カタログ番号10402-1VL、Sigma)セファロースアフィニティーカラム上に負荷した。25カラム容量を伴う500mM NaClを含有するPBSで洗浄した後に、結合されたhfH1-4.678.19-20を100mMグリシンHCl pH2.7で溶離し、そして溶離された画分(画分あたり2ml)を200μlの1.5Mトリス-HCl pH8.5で中和した。溶離されたタンパク質の純度をSDS-PAGEにより確認し、そして純粋な画分を合わせかつPBSを2回交換しながら一夜透析した。
短縮化バリアントを、製造元のプロトコルに従い、PhusionハイフィデリティーDNAポリメラーゼを使用するインバースPCR法により生成した。インバースPCRのための鋳型として使用されたpBluescript SK(-)中の完全長マウス補体H因子cDNAはM.Nonaka博士(東京大学、日本、NCBI NM 009888.3のヌクレオチド110-4361)より恵与された。mfH1-4.678.19-20バリアントの生成に使用された全PCRプライマーを表3に列挙する。PCRフラグメントを0.8%アガロースゲル上で分離しかつAccuPrepゲル抽出キットにより抽出した後、50ngのゲル精製されたフラグメントをRapid DNAライゲーションキットによる核酸連結に使用し、そしてDH5αコンピテント細胞中に形質転換した。陽性クローンを、制限消化により若しくは特異的プライマーを使用するPCRスクリーニングによりのいずれかで確認した。その後、pBluescript SK(-)からのmfH1-4.678.-19-20挿入断片をSma I及びEcoR V消化により遊離しそしてゲル精製した。このフラグメントをpCBARBGベクター中にEcoR
V部位でサブクローニングした。陽性クローンを制限消化及びPCR法により選択した。
陽性クローン(pCBARBGベクター中のmfH1-4.678.19-20)を、mfH1-4.678.19-20タンパク質の安定性及び機能的活性を評価するためにHepa1C1C7細胞(マウス肝細胞癌細胞株、ATCC(登録商標)CRL-2026)中にトランスフェクトした。6ウェルプレート中の約80%コンフルエントの細胞を、製造元の説明書に従い、Lipofectamine 2000を使用してmfH1-4.678.19-20 cDNAでトランスフェクトした。タンパク質発現をウサギ抗マウスfH IgG(参照番号1)を使用するウエスタンブロッティングにより確認した。ブロットはPierce ECL plusウエスタンブロッティング基質(カタログ番号80196、Thermo Fisher Scientific)を使用して可視化した。
pCBARBGベクターからのmfH1-4.678.19-20若しくはhfH1-4.678.19-20発現カセットをHinc II及びPst I消化により遊離し、そしてゲル精製されたフラグメントをEnd Repair Module(カタログ番号E6050S、NEB)で平滑化し、そして、Nhe I及びXho Iで消化されかつ平滑化された、ペンシルバニア大学ベクターコア(University of Pennsylvania Vector Core)http://www.med.upenn.edu/gtp/vectorcore/production.shtml)からのpAAV TBG.PI.EGFP.WPRE.BGHベクター(カタログ番号PL-C-PV0146)に連結した。陽性クローンをSma I消化によりスクリーニングした。
2:attaactacaaggaacccctagtgatggagttggccactccctctctgcgcgctcgctcgctcactgaggccgggcgaccaaaggtcgcccgacgcccgggctttgcccgggcggcctcagtgagcgagcgagcgcgcag、Pst I部位で)にITRs(末端逆位配列)を挿入することにより、AAV移入プラスミド中に改変した。プライマーを使用して、表4に列挙される鋳型として使用されるpENN.AAV.TBG.PI.RBGベクターからAAV ITRsを増幅した。pENN.AAV.TBG.PI.RBGベクターはペンシルバニア大学ベクターコア(University of Pennsylvania Vector Core)http://www.med.upenn.edu/gtp/vectorcore/production.shtml)から得た(カタログ番号PL-C-PV1015)。
Center Vector Core)によるAAVウイルス製造に使用した。mfH1-4.678.19-20、hfH1-4.678.19-20若しくはhfH1-4.678.17-20をコードするAAVのパッケージング、精製及び力価測定は、記述されるところの標準的手順(http://www.med.upenn.edu/gtp/vectorcore/production.shtml)を使用することにより達成した。
C3糸球体腎症を発症したfHm/mマウスの生成は、過去にLesherら(2013)による論文“Combination of factor H mutation and properdin deficiency causes severe C3 glomerulonephritis”、J Am Soc Nephrol.2
013 Jan;24(1):53-65.Epub 2012 Nov 30に説明されている。C3糸球体腎症の処置におけるhfH1-4.678.19-20及びhfH1-4.678.17-20の発現レベル、持続期間及び治療的有効性を試験するため、10-12週齢fHm/mマウスに3×1012遺伝子コピー/マウス(hfH1-4.678.19-20について)若しくは1×1011~1×1012遺伝子コピー/マウス(hfH1-4.678.17-20について)を後眼窩経路により注入した。マウスの別個の群において、対照AAVベクター(pAAV.TBG.NULL.rBG)を対照として使用した。天然のヒトfHがマウスにおける代替経路(AP)補体活性化の阻害において機能的に活性であることが以前の研究から既知である(Fakhouri,F.ら、Kidney International(2010)78、279-286;2010年5月5日オンラインで公表された)。血液を、注入前、及び注入後1週(hfH1-4.678.19-20について)若しくは注入後1、2週、1、2、3か月(hfH1-4.678.17-20について)に、後眼窩出血を介して回収した。fHm/mマウスは、血漿AP補体活性化制御不全を特徴とする自然発症C3糸球体腎症を発症し、C3、B因子(fB)及びC5消費並びにC3及びC5b-9の顕著な糸球体沈着に至る(Lesherら 2013)。hfH1-4.678.19-20若しくはhfH1-4.678.17-20がfHm/mマウスにおいて機能的に活性である場合、C3及びfB消費の低減が期待されるであろう。従って、hfH1-4.678.19-20及びhfH1-4.678.17-20の治療的有効性についての読み出し情報として、われわれは、fHm/mマウス中へのAAV注入前及び後にウエスタンブロットにより血漿C3及びfBのレベルを検査した。マウス血漿(1μl)をサンプル緩衝液で希釈し、そして還元条件下で4-20%勾配SDS-PAGEゲルに負荷する前に煮沸させた。サンプルをその後PVDFメンブレンに転写しそして適切な抗体でプロ-ビングした。C3及びfBの検出のため、HRP結合ヤギ抗マウスC3 Ab(1:4000、MP Biomedicals
カタログ番号0855557)若しくはアフィニティー精製されたヤギ抗ヒトfB Ab(マウスfBと交差反応する;1:2500、カタログ番号A235、Complement Technology)を一次抗体として、次いでHRP結合ウサギ抗ヤギIgG(1:4000、カタログ番号1721034、Bio-Rad)を使用した。ブロットをPierce ECL Plusウエスタンブロッティング基質を使用して可視化した。
AAV処置されたfHm/mマウスにおけるhfH1-4.678.19-20又はhfH1-4.678.17-20の存在を検出するため、ELISA法を開発しかつ使用した。簡潔には、96ウェルプレート(MaxiSorp)を、4μg/mlの抗ヒトH因子mAb(OX-23)で室温で2時間前コーティングした。プレート上の占有されない結合部位をPBS中1%ウシ血清アルブミン(BSA)を使用して室温で1時間ブロッキングした。10mM EDTAを含有するブロッキング緩衝液中の連続して希釈されたマウス血漿サンプルをウェルに添加しかつ室温で1時間インキュベートし、次いで2μg/mlのビオチン標識抗hfH mAb(クローンL20/3、ヒトH因子のSCR19に特異的、カタログ番号518504、Bio-Legend)及び室温で1時間インキュベートした。洗浄した後、プレートをその後アビジン-HRP(1/1000、Cat 554058、BD Biosciences)とともに室温で1時間インキュベートし、そしてTMB基質試薬(Cat 51-2606KC及びBD Cat 51-2607KC、BD Biosciences)を使用して発色させた。
hfH1-4.678.19-20の代理物としてのmfH1-4.678.19-2
0の治療的有効性を試験するため、fHm/mマウス及びfHm/mP-/-マウスを、mfH1-4.678.19-20のコーディング配列を含有するAAVベクターに感染させた。Lesherら(Lesherら、2013、上で引用される)により過去に説明されたとおり、fHm/mマウスはC3及びfB消費を伴う致死性でないC3糸球体腎症を発症した一方、二重変異体fHm/mP-/-マウス(プロパージンが欠損にされたfHm/mマウス)は悪性かつ致死性の形態のC3糸球体腎症を発症し、そして10~12週齢までに死亡した(Lesherら 2013)。従って、fHm/mP-/-マウスは、われわれがmfH1-4.678.19-20 AAVの治療的有効性のもう一つの読み出し情報として死亡率を使用することもまた可能にするとみられる。7週齢fHm/m若しくはfHm/mP-/-マウスに対照AAV(pAAV.TBG.NULL.rBG)若しくはmfH1-4.678.19-20 AAVのいずれかを3×1012遺伝子コピー/マウスで後眼窩経路により注入した。血液を、注入前、注入後1週間以降の多様な時間点で後眼窩出血を介して回収した。血漿C3及びfBレベルを評価するため、マウス血漿(1μl)をサンプル緩衝液で希釈し、そして還元条件下で4-20%勾配SDS-PAGEゲルに負荷する前に煮沸させた。サンプルをその後PVDFメンブレンに転写し、そして適切な抗体でプロービングした。C3及びfBについて、HRP結合ヤギ抗マウスC3 Ab若しくはアフィニティー精製されたヤギ抗ヒトfB Ab(マウスfBと交差反応する)を一次抗体として使用し、次いでHRP結合ウサギ抗ヤギIgGで検出した。いくつかの場合において、処置されたマウスは、死亡の予防におけるmfH1-4.678.19-20 AAVの有効性並びに/若しくは読み出し情報として血漿C3及びfBレベルを使用するAP補体活性化を観察するため、6若しくは10か月間追跡した。
治療的有効性を達成するのに必要とされるmfH1-4.678.19-20 AAVコピーの量を滴定することを目的とされる実験において、10~12週齢fHm/mマウス(Lesher、2013)に1×1012、3×1011若しくは1×1011遺伝子コピー/マウスのAAVを後眼窩経路により注入した。血液を、注入前及び指定される時間点(注入1週及び1か月後)に後眼窩出血を介して回収した。マウス血漿(1μl)をサンプル緩衝液で希釈し、そして還元条件下で4-20%勾配SDS-PAGEゲルに負荷する前に煮沸させた。サンプルをその後PVDFメンブレンに転写し、そして適切な抗体でプロービングした。C3及びfBの検出のため、HRP結合ヤギ抗マウスC3 Ab(1:4000、カタログ番号0855557、MP Biomedicals)若しくはアフィニティー精製されたヤギ抗ヒトfB Ab(マウスfBと交差反応する;1:2500、カタログ番号A235、Complement Technology,Inc.)を一次抗体として使用し、次いでHRP結合ウサギ抗ヤギIgG(1:4000、カタログ番号1721034、Bio-Rad)で検出した。ブロットをPierce ECL Plusウエスタンブロッティング基質を使用して可視化した。
マウス血液中のmfH1-4.678.19-20タンパク質の存在を検出するため、ELISAアッセイを開発しかつ使用した。簡潔には、96ウェルプレートを、2μg/mlのマウス抗マウスfH SCR19-20 mAb(クローン12、fHm/mマウスを組換えマウスfH SCR19-20で免疫化することにより学内で生成された(Barata,L.ら、J.Immunol 190(6):2886-95(2013))で37℃で1~2時間室温で前コーティングした。プレート上の占有されない結合部位をPBS中1%BSAで室温で1時間ブロッキングした。10mM EDTAを含有するブロッキング緩衝液中の連続して希釈されたマウス血漿サンプルをウェルに添加しかつ室温で1時間、次いでビオチン標識ウサギ抗マウスfH 抗体(Lesherら、2013)室温で1時間インキュベートした。プレートをアビジン-HRPとともに室温で1時間インキュベートし、その後TMB基質試薬を使用して発色させた。
ウエスタンブロットによるマウス血液中のmfH1-4.678.19-20タンパク質の存在を検出するため、10μlのマウス血漿を10mM EDTAを含有する90μlのPBSで希釈し、そして抗マウスfH mAb(クローン12)結合されたSepharose(登録商標)ビーズと室温で30分間インキュベートした。500mM NaClを含有するPBSで2回洗浄した後、Sepharose(登録商標)ビーズをSDS-PAGEサンプル緩衝液とともに5分間煮沸し、そしてSDS-PAGE上で泳動した。サンプルをその後PVDFメンブレンに転写し、そしてmfH1-4.678.19-20タンパク質を、BSAに前吸収されたウサギ抗マウスfH 19-20 Ab(Lesherら、2013)により検出した。ブロットはPierce ECL Plusウエスタンブロッティング基質を使用して可視化した。
対照AAV若しくはmfH1-4.678.19-20 AAVで処置されたfHm/m若しくはfHm/mP-/-マウスからの腎を、OCT培地中で急速凍結しかつ-80℃で保存した。免疫蛍光研究のため、4μm切片を薄切しかつ染色に使用した。C3染色のため、FITC結合ヤギ抗マウスC3 Abを使用し(1:500、カタログ番号855500、MP Biomedicals)、そして実験は説明された(Lesherら 2013)とおり実施された。
以下の表は対照AAV8ベクター若しくはAAV8-mfH1-4.678.19-20ベクターで処置されたfHm/mP-/-マウスの生存データの要約を提供する。対照AAV8ベクターで処置された全8fHm/mP-/-マウスが処置の2~3週以内に死亡した一方、AAV8-mfH1-4.678.19-20ベクターで処置された9fHm/mP-/-マウスのうち7匹が致死性C3糸球体腎症から救助された。全マウスに3×1012遺伝子コピー/マウスのそれぞれのAAVウイルスを後眼窩I.V.経路を通じ注入した。対照AAV若しくはmfH1-4.678.19-20 AAVで処置されたfHm/mP-/-マウスの生存をAAV処置後10か月間記録した。データは打ち切り(安楽死)又は自然死であるとして分類し、そしてGraphPad Prism(カリフォルニア州ラホヤ)により分析した。
hfH1-4.678.19-20及びmfH1-4.678.19-20タンパク質のヘパリン結合活性を試験するため、96ウェルプレートを重炭酸緩衝液(pH6.9)中100μgのヘパリン(Sigma、H3393)で37℃で1時間前被覆した。プレート上の占有されない結合部位をPBS中1%BSAで室温で1時間ブロッキングした。多様な量のhfH1-4.678.19-20又はmfH1-4.678.19-20タンパク質を添加しそして室温で1時間、次いで2μg/mlのマウス抗ヒトfH mAb(OX-23)とともに室温で1時間インキュベートした。プレートをHRP結合ウサギ抗マウスIgG(1/4000、カタログ番号A9044、Sigma)とともに室温で1時間インキュベートし、その後TMB基質試薬を使用して発色させた。
hfH1-4.678.19-20及びmfH1-4.678.19-20タンパク質のC3b結合活性を試験するため、96ウェルプレートを2μg/mlのヒトC3b(カタログ番号A114、CompTech)で37℃で1時間前コーティングした。プレート上の占有されない結合部位をPBS中1%BSAで室温で1時間ブロッキングした。多様な量のhfH1-4.678.19-20又はmfH1-4.678.19-20タンパク質を添加しそして室温で1時間、次いで2μg/mlのマウス抗ヒトfH mAb(OX-23)室温で1時間インキュベートした。プレートをHRP結合ウサギ抗マウスIgGとともに室温で1時間インキュベートし、その後TMB基質試薬を使用して発色させた。
C3bのI因子に媒介される切断におけるhfH1-4.678.19-20及びmfH1-4.678.19-20タンパク質の液相補助因子活性を評価するため、0.5又は0.25μgの精製されたhfH1-4.678.19-20又はmfH1-4.678.19-20タンパク質を15μlのPBS中の2μgのヒトC3bと混合し、そして1μgのヒトI因子(カタログ番号A138、CompTech)をその後添加しかつ37℃で15分間インキュベートした。反応を5×還元SDS-PAGEサンプル緩衝液を添加することにより停止した。C3bのタンパク質分解を、還元条件下で4-20%勾配
SDS-PAGEゲルを使用してα鎖の切断並びにα41及びα39フラグメントの生成を分析すること、次いでHRP結合ヤギ抗ヒトC3 IgG(1/4000、カタログ番号855237、MP biomedicals)を使用するウエスタンブロット検出により測定した。ブロットはPierce ECL Plusウエスタンブロッティング基質を使用して可視化した。
fH1-4.678.19-20 AAV処置が膜補体調節物質の欠損により引き起こされるAP補体活性化の予防においてもまた有効でありうるかどうかを決定するため、mfH1-4.678.19-20を、2種の膜補体調節物質DAF及びCrryが欠損しているマウスの一系統(DAF/Crry二重変異体マウス)において試験した。DAF/Crry二重変異体マウス(DAF-/--Crryflox/flox-Tie-2Cre+)の作出は、過度のAP補体活性化による二次的補体欠乏症の表現型で以前に説明された(Barataら、2013)。fHm/mマウスと同様、DAF/Crry二重変異体マウスにおいてC3及びfB消費が存在した(Barataら、2013)。DAF/Crry二重変異体マウス(10週齢)に、mfH1-4.678.19-20 AAVを3×1012遺伝子コピー/マウスで後眼窩経路により注入した。血液を注入前及び注入後1週に後眼窩出血を介して回収した。治療的有効性を、ウエスタンブロット分析を使用してmfH1-4.678.19-20 AAV処置前及び後の血漿C3及びfBレベルを測定することにより評価した。ウエスタンブロットのため、マウス血漿(1μl)をサンプル緩衝液で希釈し、そして還元条件下で4-20%勾配SDS-PAGEゲルに負荷する前に煮沸させた。サンプルをその後PVDFメンブレンに転写しかつ適切な抗体でプロービングした。マウスC3及びfBの検出のため、HRP結合ヤギ抗マウスC3 Ab(1:4000、カタログ番号0855557、MP Biomedicals)若しくはアフィニティー精製されたヤギ抗ヒトfB Ab(カタログ番号A235、CompTech、テキサス州、マウスfBと交差反応する)を一次抗体として使用し、次いでHRP結合ウサギ抗ヤギIgGで検出した。ブロットはPierce ECL Plusウエスタンブロッティング基質を使用して可視化した。
AAV媒介性fH遺伝子治療の治療的有効性を試験するためのマウスaHUSモデルを創成するため、aHUS患者で見出されるヒトfH W1183R突然変異に対応するSCR20中の1個のfH点突然変異を有する変異体マウス系統を、相同的組換えに基づく遺伝子ターゲッティング技術(Lesherら、2013;Dunkelbergerら、J Immunol.2012 Apr 15;188(8):4032-4042;Takashiら、Blood.2009 Mar 19;113(12):2684-2694;Kimura Y1ら、Blood.2008 Jan 15;111(2):732-40.Epub 2007 Oct 4;Kimura Y1ら、J Clin Invest.2010 Oct;120(10):3545-54)により作成した。この実験のため、fH遺伝子フラグメントを、遺伝子ターゲッティングベクターを構築するために、Expand Long Template PCRシステム(Roche、インディアナ州インディアナポリス)を使用することによりC57BL/6マウスゲノムDNAから増幅した。ターゲッティングベクターのロングアームは、マウスfH遺伝子の第21エキソン及び隣接するイントロン配列を含有する6kbフラグメントから構成された。それを、以下のプライマー:配列番号67:5’-gcggccgccctatccattagtgagtgtgg-3’及び配列番号68:5’-ctcgaggacagcgatgtaagaacaatc-3’を使用するPCRにより増幅した。PCR産物をPCR 2.1ベクター(Invitrogen)中に連結し、そして挿入断片をその後Not I及びXho I制限消化によりPCR2.1ベクターから遊離し、精製
し、そしてNEOカセットの上流のpND1ベクター中にサブクローニングした。pND1ベクターの使用は遺伝子ターゲッティング実験以前の刊行物に記載されており(Lesherら(2013);Dunkelbergerら、2012;Miwaら、2009;Kimuraら、2008;Kimuraら 2012)、そしてこのベクターは、それぞれ陽性及び陰性選択のためのネオマイシン(NEO)及びジフテリア毒素(DT)カセットを含有する(Lesherら(2013);Dunkelbergerら、2012;Miwaら、2009;Kimuraら、2008;Kimuraら 2012)。該pND1ベクターは、loxP部位、及びFLPe組換え酵素によるNEOの潜在的除去のためのNEOカセットに隣接する2個のフリッパーゼ認識標的(FRT)部位もまた含有する(Rodriguez CIら、Nat Genet.2000 Jun;25(2):139-40.)。
Pennsylvania School of Medicine Transgenic Core Facility)で交尾3.5日後のC57BL/6J胚盤胞中に注入してキメラを生成した。結果として生じるキメラは、被毛色、並びに以下の2種のプライマー:Neo-4プライマー:配列番号74:5-CTTGGGTGGAGAGGCTATTC-3’及び配列番号75:Neo-5プライマー:5’-AGGTGAGATGACAGGAGATC-3’を使用するNEOの検出のためのPCRスクリーニングの組合せにより評価される、生殖系列の伝達を生じた。ターゲッティングベクター中のネオマイシン耐性カセット(NEO)は、フリッパーゼ(FLP)組換え酵素によるその後の除去を可能にするため2個のFLP組換え酵素標的(FRT)部位に挟まれた。ヘテロ接合性のFH標的化マウス(fHW1206R(Neo-positive)/+)をFLPeトランスジェニックマウス(C57BL/6遺伝的背景でFLPの強化されたバージョンを発現する)と交雑して、fH対立遺伝子からNEOを除去しかつNEO遺伝子カセットを伴わないヘテロ接
合性fH変異体マウス(fHW1206R/+)を作成した。fHW1206R/+マウスを異系交配して、C57BL/6の遺伝的背景のfHW1206R/W1206Rホモ接合性マウスを作成した。遺伝子型判定のため、以下のプライマーをPCRによる野生型及び変異されたfH対立遺伝子の検出のため使用した:WR1(FH特異的)配列番号76:5’-GATATGGTCAATTTAGGGAAAGT、配列番号77:Neo7(NEO特異的)5’-GGGTGGGATTAGATAAATGCC-3’及び配列番号78:WR4(FH特異的)5’-TACTGTCTGTAGCTGGTCAAT 3’。
hfH1-4.678.19-20の代理物としてのmfH1-4.678.19-20の治療的有効性を試験するため、われわれは、4週齢のホモ接合性fHW1206R/W1206Rマウスに3×1011遺伝子コピー/マウスを後眼窩経路により注入した。mfH1-4.678.19-20がfHW1206R/W1206Rマウスにおいて機能的に活性である場合、血小板減少症及び腎傷害の低下を期待するであろう。従って、mfH1-4.678.19-
20の治療的有効性の読み出し情報として、われわれは血小板の数を計数しかつ血清の血液尿素窒素のレベルを測定した。fHW1206R/W1206Rマウスは、4~6週齢で明白な有意に低い体重及び30週までに50%近い死亡率を伴い、元気に育つことができなかったためである。fHW1206R/W1206Rマウスは、われわれがmfH1-4.678.19-20
AAVの治療的有効性についてのもう一つの読み出し情報として死亡率を使用することもまた可能にするとみられる。
対照AAV及びmfH1-4.678.19-20 AAVで処置されたfHW1206R/W1206Rマウスにおける血小板数を測定するため、血液を、注入前及び注入後1か月で開始する多様な時間点で、後眼窩出血を介してEDTAとともに回収し(最終濃度:0.02M)、そしてフィラデルフィア小児病院のCTRCトランスレーショナルコア検査室(CTRC Translational Core Laboratory at the
Children’s Hospital of Philadelphia)(https://ctrc.research.chop.edu/services-facilities/translational-core-laboratory-tcl/hematology)でSysmex XT-2000iV自動化血液学分析装置で分析した。
血液尿素窒素の血清レベルを測定するため、血液サンプルを注入前及び注入後1か月で開始する多様な時間点で後眼窩出血を介して回収した。血清BUNレベルを、製造元の説明書に従うことにより尿素窒素試薬(Sigma-Aldrich)を使用して測定した。
腎及び他の器官の1対をfHW1206R/W1206Rマウスから収集した。一方をホルマリン溶液中で一夜固定しかつパラフィン包埋のため処理し、そして他方をOCTコンパウンド(Sakura Finetek)中で急速凍結した。腎及び他の器官を、光学顕微鏡検査並びに免疫蛍光及び免疫ペルオキシダーゼを包含する免疫組織化学を使用して、aHUS/血栓性微小血管症の徴候について組織学的に評価した。
する配列番号は引用することにより組み込まれる。本発明は特定の態様に関して説明された一方、改変が本発明の技術思想から離れることなくなされ得ることが認識される場合がある。こうした改変は、添付される請求の範囲の範囲内であることを意図している。
Claims (13)
- その発現を指図する発現制御配列に操作可能に連結されている人工改変ヒト補体調節物質H因子(fH)遺伝子を含む発現カセットをその中にパッケージングしているAAVキャプシドを含む組換えAAVベクターであって、前記fH遺伝子は配列番号48のアミノ酸配列を含むfHバリアントをコードする、組換えAAVベクター。
- 前記キャプシドは、AAV1、AAV2、AAV5、AAV8、AAVrh64R1、AAV9又はAAVrh10キャプシドである、請求項1に記載の組換えAAVベクター。
- 前記発現カセットは、肝細胞中でのhfHバリアントの発現を特異的に指図するプロモータを含む、請求項2に記載の組換えAAVベクター。
- 前記発現カセットは、眼について組織特異的なプロモータを含む、請求項1に記載の組換えAAVベクター。
- 製薬学的に許容できる担体と、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の組換えAAVベクターとを含む、医薬組成物。
- 補体関連障害の処置に使用するための、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の組換えAAVベクターまたは請求項5に記載の医薬組成物。
- (i)前記補体関連障害は、デンスデポジット病及びC3糸球体腎炎を包含するC3糸球
体腎症、非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)、加齢黄斑変性(AMD)、微小血管症性溶血性貧血、血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、急性腎不全、発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH)、統合失調症、虚血性脳卒中、及び/又は細菌性病原体の動員により引き起こされる細菌感染症である、
(ii)前記AAVベクターは、静脈内、眼内、筋肉内、皮下若しくはそれらの組合せから選択される経路を介して送達される、又は
(iii) タンパク質に基づくfH治療が、ベクターの投与と同時に、それを必要とする被験体に送達される、
請求項6に記載の組換えAAVベクター。 - 前記補体媒介性障害は加齢黄斑変性であり、
任意的に、前記ベクターは網膜下に投与される、
請求項6に記載の組換えAAVベクター。 - 前記補体媒介性障害は腎障害である、請求項6に記載の組換えAAVベクター。
- 配列番号48のアミノ酸配列を含む、人工改変ヒトfHバリアント。
- 請求項10に記載の人工改変ヒトfHバリアントがペグ化されている、ペグ化ヒトfHバリアント。
- 請求項10に記載の人工改変ヒトfHバリアント、及び担体及び/又は賦形剤を含んでなる医薬組成物。
- 前記担体はリポソームである、
前記担体はナノ担体である、及び/又は
前記人工改変hfHバリアントはペグ化されている、
請求項12に記載の医薬組成物。
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