JP7336730B2 - ライソゾーム病の遺伝子治療 - Google Patents
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本出願は、35 U.S.C. 119(e)の下で、2017年10月3日に提出された米国仮出願第62/567,296号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」、2017年10月3日に提出された第62/567,311号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」、2017年10月3日に提出された第62/567,319号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」、2018年10月3日に提出された第62/567,301号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」、および2017年10月3日に提出された第62/567,310号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」の出願日の利益を主張する;これら各出願の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
ゴーシェ病は、リソソーム酸β-グルコセレブロシダーゼ(Gcase、「GBA」)の欠損による、スフィンゴ糖脂質代謝の稀な先天性異常である。患者は、非CNS症状ならびに、肝脾腫および、汎血球減少症、肺障害/線維症および骨欠損につながる骨髄不全を含む所見に苦しむ。さらに、かなりの数の患者が神経症状にも苦しみ、これには、断続性眼球運動と注視の異常、発作、認知障害、発達遅延、およびパーキンソン病を含む運動障害が含まれる。
ゴーシェ病患者(GBA1遺伝子の両方の染色体アレルに変異がある患者)に加えて、GBA1の一方のアレルのみに変異がある患者は、パーキンソン病(PD)のリスクが非常に高くなる。PD症状-歩行困難、安静時の振戦、硬直、および多くの場合うつ病、睡眠困難、認知機能低下など-の重症度は、酵素活性の低下の程度と相関する。したがって、ゴーシェ病患者は最も重篤な経過をたどり、一方GBA1に単一の軽度の変異を有する患者は、典型的にはより良性の経過をたどる。突然変異保有者は他のPD関連疾患のリスクも高く、これには、実行機能障害、精神病、およびPD様の運動障害を特徴とするレビー小体型認知症、および特徴的な運動および認知障害を伴う多系統萎縮症が含まれる。これらの疾患の容赦のない経過を変える治療法は存在しない。
ITRを含む。
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いくつかの態様において、第1の遺伝子産物または第2の遺伝子産物は、Gcaseタンパク質またはその一部である。いくつかの態様において、第1の遺伝子産物はGcaseタンパク質であり、第2の遺伝子産物は、GBA2、プロサポシン、プログラニュリン、LIMP2、GALC、CTSB、SMPD1、GCH1、RAB7、VPS35、IL-34、TREM2、およびTMEM106Bから選択される。
いくつかの態様において、干渉核酸は、TMEM106Bの発現を阻害する。いくつかの態様において、TMEM106Bを標的とする干渉核酸は、配列番号64または65に示される配列を含む。いくつかの態様において、TMEM106Bを標的とする干渉核酸は、配列番号64または65に示される配列に結合する(例えば、ハイブリダイズする)。
pol IIプロモーター(例えば、またはRNA pol IIIプロモーター(例えば、U6など))である。
いくつかの態様において、発現構築物はさらに、内部リボソーム進入部位(IRES)を含む。いくつかの態様において、IRESは、第1の遺伝子産物と第2の遺伝子産物の間に位置する。
いくつかの態様において、発現構築物はさらに、自己切断型ペプチドコード配列を含む。いくつかの態様において、自己切断型ペプチドは、T2Aペプチドである。
本開示は、いくつかの側面において、修飾された「D」領域(例えば、野生型AAV2 ITR、配列番号29と比べて修飾されたD配列)を有するITRを含むrAAVベクターに関する。いくつかの態様において、修飾D領域を有するITRは、rAAVベクターの5’ITRである。いくつかの態様において、修飾「D」領域は、例えば配列番号26に示されるような「S」配列を含む。いくつかの態様において、修飾「D」領域を有するITRは、rAAVベクターの3’ITRである。いくつかの態様において、修飾「D」領域は3’ITRを含み、ここで「D」領域は、ITRの3’末端(例えば、ベクターの導入遺伝子インサートに対してITRの外側または末端)に位置する。いくつかの態様において、修飾「D」領域は、配列番号26または27に示されるような配列を含む。
いくつかの態様において、本開示に記載の単離された核酸は、配列番号1~78のいずれか1つに示される配列を有するペプチドを含むか、またはそれからなるか、またはそれをコードする。
いくつかの側面において、本開示は、本開示に記載の単離された核酸を含むベクターを提供する。いくつかの態様において、ベクターは、プラスミドまたはウイルスベクターである。いくつかの態様において、ウイルスベクターは、組換えAAV(rAAV)ベクターまたはバキュロウイルスベクターである。いくつかの態様において、rAAVベクターは一本鎖(例えば、一本鎖DNA)である。
いくつかの側面において、本開示は、カプシドタンパク質および本開示に記載の単離された核酸またはベクターを含む、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を提供する。
いくつかの態様において、カプシドタンパク質は血液脳関門を通過することができ、例えば、AAV9カプシドタンパク質またはAAVrh.10カプシドタンパク質である。いくつかの態様において、rAAVは、中枢神経系(CNS)の神経細胞および非神経細胞を形質導入する。
いくつかの態様において、投与は、対象のCNSへの直接注射を含む。いくつかの態様において、直接注射は、脳内注射、実質内注射、髄腔内注射、大槽内注射、またはそれらの任意の組み合わせである。いくつかの態様において、対象のCNSへの直接注射は、対流強化送達(CED)を含む。
いくつかの態様において、投与は末梢注射を含む。いくつかの態様において、末梢注射は静脈内注射である。
本開示は部分的に、対象におけるPD関連遺伝子産物の組み合わせの発現のための、組成物および方法に基づく。遺伝子産物は、タンパク質、タンパク質の断片(例えば、一部)、PD関連遺伝子を阻害する干渉核酸などであり得る。いくつかの態様において、遺伝子産物は、PD関連遺伝子によってコードされるタンパク質またはタンパク質断片である。いくつかの態様において、遺伝子産物は、PD関連遺伝子を阻害する干渉核酸(例えば、shRNA、siRNA、miRNA、amiRNAなど)である。
単離された核酸は、DNAまたはRNAであってよい。本開示は、いくつかの側面において、1つ以上のPD関連遺伝子、例えばGcase(例えば、GBA1遺伝子の遺伝子産物)またはその一部をコードする発現構築物を含む、単離された核酸(例えば、rAAVベクター)を提供する。β-グルコセレブロシダーゼまたはGBAとも呼ばれるGcaseは、糖脂質代謝の中間体である化学物質グルコセレブロシドのβ-グルコシド結合を切断する、リソソームタンパク質を指す。ヒトにおいて、Gcaseは、1番染色体にあるGBA1遺伝子によってコードされる。いくつかの態様において、GBA1は、NCBI参照配列NP_000148.2(配列番号14)によって表されるペプチドをコードする。いくつかの態様において、単離された核酸は、配列番号15に示される配列などの、コドン最適化された(例えば、ヒト細胞などの哺乳動物細胞における発現のためにコドン最適化された)Gcaseコード配列を含む。
10.1186/1471-2121-9-2に記載のもの)、CD68プロモーター、またはJeTプロモーター(例えばTornoe et al. (2002) Gene 297(1-2):21-32に記載のもの)である。いくつかの態様において、プロモーターは、第1の遺伝子産物、第2の遺伝子産物、または第1の遺伝子産物と第2の遺伝子産物をコードする核酸配列に、作動可能に連結されている。いくつかの態様において、発現カセットは1つ以上の追加の調節配列を含み、これには、限定することなく、転写因子結合配列、イントロンスプライス部位、ポリ(A)付加部位、エンハンサー配列、リプレッサー結合部位、またはこれらの任意の組み合わせが含まれる。
2A、およびBmIFV 2A、およびLiu et al. (2017) Sci Rep. 7: 2193に記載されたものが含まれる。いくつかの態様において、自己切断型ペプチドはT2Aペプチドである。
ITRの構造を、図20に示す。一般に野生型ITRは、自己アニーリングして回文構造の二本鎖T型ヘアピン構造(これは、2つのクロスアーム(それぞれB/B’およびC/C’と呼ばれる配列によって形成される)、より長いステム領域(配列A/A’によって形成される)、および「D」領域と呼ばれる一本鎖末端領域からなる)を形成する、125ヌクレオチドの領域を含む(図20)。一般に、ITRの「D」領域は、A/A’配列によって形成されるステム領域と、rAAVベクターの導入遺伝子を含むインサートの間に配置される(例えば、ITRの末端に対してITRの「内側」に配置されるか、またはrAAVベクターの導入遺伝子インサートもしくは発現構築物の近位に配置される)。いくつかの態様において、「D」領域は、配列番号27に示される配列を含む。「D」領域は、例えば、Ling et al. (2015) J Mol Genet Med 9(3)に開示されるように、カプシドタンパク質によるrAAVベクターのカプシド形成において重要な役割を果たすことが観察されている。
et al. 2005. The Cellular TATA Binding Protein Is Required for Rep-Dependent
Replication of a Minimal Adeno-Associated Virus Type 2 p5 Element. J Virolに記載のような「TRY」配列を含み得る。いくつかの態様において、TRY配列は、単離された核酸またはrAAVベクターのITR(例えば、5’ITR)と発現構築物(例えば、導入遺伝子をコードするインサート)との間に配置される。
いくつかの側面において、本開示は、本明細書に記載の核酸をコードする導入遺伝子を含む、組換えAAV(rAAV)に関する(例えば、本明細書に記載のrAAVベクター)。「rAAV」という用語は一般に、1つ以上のAAVカプシドタンパク質によってカプシド化されたrAAVベクターを含む、ウイルス粒子を指す。本開示に記載のrAAVは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9およびAAV10から選択される血清型を有するカプシドタンパク質を含み得る。いくつかの態様において、rAAVは、非ヒト宿主由来のカプシドタンパク質、例えば、AAVrh.10、AAVrh.39などのアカゲザルAAVカプシドタンパク質を含む。いくつかの態様において、本開示に記載のrAAVは、野生型カプシドタンパク質のバリアントであるカプシドタンパク質を含み、これは例えば、それが由来する野生型AAVカプシドタンパク質に対して、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、または10より多く(例えば、15、20、25、50、100など)のアミノ酸置換(例えば、変異)を含む、カプシドタンパク質バリアントである。
Gene Ther. 20(7): 698-706に記載されている。
いくつかの側面において、本開示は、本明細書に記載の単離された核酸またはrAAVおよび薬学的に許容し得る担体を含む、医薬組成物を提供する。本明細書で使用する場合、「薬学的に許容し得る」という用語は、化合物の生物活性または特性を無効にせず、比較的非毒性である担体または希釈剤などの材料を指し、例えば材料は、望ましくない生物学的影響を引き起こしたり、またはそれが含まれている組成物の任意の成分と有害な様式で相互作用したりすることなく、個体に投与し得る。
Co., 1985, Easton, PA)に記載されている;これは参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、部分的に、パーキンソン病を処置するために一緒に(例えば、相乗的に)作用する、対象におけるPD関連遺伝子産物の組み合わせの発現のための組成物に基づく。本明細書で使用される場合、「処置する」または「処置すること」とは、(a)パーキンソン病の発症を予防または遅延させること;(b)パーキンソン病の重症度を軽減すること;(c)パーキンソン病に特徴的な症状の発症を軽減または防止すること;(d)パーキンソン病に特徴的な症状の悪化を防ぐこと、を指す。パーキンソン病の症状には、例えば、運動機能障害(例えば、震え、硬直、動きの鈍さ、歩行困難)、認知機能障害(例えば、認知症、うつ病、不安症)、感情的および行動的機能障害が含まれる。
AAVベクターは、トリプルプラスミドトランスフェクション用のHEK293細胞などの細胞を使用して生成される。ITR配列は、目的の各導入遺伝子のプロモーター/エンハンサー要素、3’ポリAシグナル、およびWPRE要素等の翻訳後シグナルを含む発現構築物に隣接している。GBA1、LIMP2、プロサポシンなどの複数の遺伝子産物を、以下によって同時に発現させることができる:タンパク質配列の融合により;または、T2AやP2Aなどの2Aペプチドリンカーの使用により(ペプチド結合の作成が妨げられるため、アミノ酸が付加された2ペプチド断片がもたらされる);またはIRES要素の使用により;または2つの別々の発現カセットでの発現により。発現された遺伝子の上流で効率的にスプライシングされる短いイントロン配列の存在は、発現レベルを改善することができる。shRNAおよび他の調節RNAは、これらの配列内に含まれる可能性がある。本開示に記載の発現構築物の例を、図1~8および21~35、ならびに下の表2に示す。
GBA1が欠損した細胞は、例えばGD患者からの線維芽細胞、単球、またはhES細胞、または患者由来の人工多能性幹細胞(iPSC)として取得される。これらの細胞は、グルコシルセラミドおよびグルコシルスフィンゴシン(GluCerおよびGluSph)などの基質を蓄積する。野生型または変異培養細胞株のCBEなどのGcase阻害剤による処理も、GBA欠損細胞を得るために使用される。
治療のエンドポイント(PD関連の病状の軽減など)は、AAVベクターの形質導入の発現の文脈において測定し、活性および機能を確認および定量化する。Gcaseは、タンパク質ELISA測度を使用して、または標準のGcase活性アッセイによっても定量化することができる。
この例では、変異マウスを使用したAAVベクターのin vivoアッセイについて記載する。変異マウスにおける上記のようなAAVベクターのin vivo研究は、例えば、Liou et al. (2006) J. Biol.
Chem. 281(7): 4242-4253、Sun et al. (2005) J. Lipid Res.
46:2102-2113、およびFarfel-Becker et al. (2011) Dis. Model
Mech. 4(6):746-752に記載されたアッセイを使用して実施する。
ビヒクル対照およびAAVベクターの髄腔内または脳室内送達(例えば、2×1011vg/マウスの用量)は、濃縮AAVストックを使用して、例えば5~10μLの注入量で行う。対流強化送達による実質内送達を行う。
処置は、症状の発症前、または発症後に開始する。測定するエンドポイントは、CNSおよびCSFにおける基質の蓄積、ELISAによるGcase酵素の蓄積、および酵素活性の蓄積、運動および認知エンドポイント、リソソーム機能障害、およびα-シヌクレインモノマー、プロトフィブリルまたはフィブリルの蓄積である。
この例では、ゴーシェ病の化学的誘発マウスモデル(CBEマウスモデルなど)を使用した、AAVベクターのin
vivoアッセイについて記載する。これらのAAVベクターのin vivo研究は、例えばVardi et al. (2016) J Pathol. 239(4):496-509に記載のように、ゴーシェ病の化学的誘発マウスモデルで実施される。
ビヒクル対照とAAVベクターの髄腔内または脳室内送達(例えば、2×1011vg/マウスの用量)は、濃縮されたAAVストックを使用して、例えば5~10μLの注入量で行う。対流強化送達による実質内送達を行う。末梢送達は、尾静脈注射によって達成する。
処置は、症状の発症前、または発症後に開始する。測定するエンドポイントは、CNSおよびCSFにおける基質の蓄積、ELISAによるGcase酵素の蓄積、および酵素活性の蓄積、運動および認知エンドポイント、リソソーム機能障害、およびα-シヌクレインモノマー、プロトフィブリルまたはフィブリルの蓄積である。
いくつかの態様において、特定の形態のゴーシェ病(例えば、GD1)を有する患者は、パーキンソン病(PD)またはレビー小体型認知症(LBD)を発症するリスクが高い。この例では、ゴーシェ病、PDおよび/またはLBDを有する患者における、本開示に記載のrAAVの安全性および有効性を評価するための臨床試験を記載する。
ゴーシェ病、PDおよび/またはLBDの処置のためのかかるベクターの臨床試験は、Grabowski et
al. (1995) Ann. Intern. Med. 122(1):33-39に記載されているものと同様の研究デザインを使用して実施する。
いくつかの態様において、特定の形態のゴーシェ病を有する患者は、例えば、Biegstraaten et al.
(2010) Brain 133(10):2909-2919に記載のように、末梢神経障害の症状を示す。
この例は、ゴーシェ病(例えば、1型ゴーシェ病)に関連する末梢神経障害の処置のための、本明細書に記載のAAVベクターのin vivoアッセイを記載する。簡潔に述べると、末梢神経障害の兆候または症状を有すると同定された1型ゴーシェ病患者に、本開示に記載のようにrAAVを投与する。いくつかの態様において、対象の末梢神経障害の兆候および症状を、例えば、Biegstraatenらに記載されている方法を使用して、rAAVの投与後に監視する。
患者(例えば、患者の血清、末梢組織(例えば、肝臓組織、脾臓組織など))に存在する本開示に記載の形質導入された遺伝子産物のレベルを、例えばウエスタンブロット分析、酵素機能アッセイ、または画像検査によりアッセイする。
この例では、CNS型ゴーシェ病の処置のための、本明細書に記載のrAAVのin vivoアッセイを記載する。簡潔に述べると、CNS型のゴーシェ病(例えば、2型または3型ゴーシェ病)を有すると同定されたゴーシェ病患者に、本開示に記載のようにrAAVを投与する。患者のCNS(例えば、患者のCNSの血清中、患者の脳脊髄液(CSF)中、または患者のCNS組織中)に存在する本開示に記載の形質導入された遺伝子産物のレベルを、例えばウエスタンブロット分析、酵素機能アッセイ、または画像検査によりアッセイする。
この例では、GBA1遺伝子の変異を特徴とするパーキンソン病の患者への、GBA1をコードする組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)の投与について記載する。
rAAV-GBA1ベクターインサートは、4つの部分:CMVエンハンサー(CMVe)、CBAプロモーター(CBAp)、エクソン1、およびイントロン(int)から構成されており、ヒトGBA1(maroon)のコドン最適化コード配列(CDS)を構成的に発現するCBAプロモーター要素(CBA)を含む。3’領域はまた、ウッドチャック肝炎ウイルスの転写後調節要素(WPRE)の転写後調節要素と、それに続くウシ成長ホルモンポリAシグナル(bGHポリA)テールも含む。隣接するITRは、介在する配列の正しいパッケージングを可能にする。5’ITR配列の2つのバリアント(図7、挿入ボックス、下の配列)を評価した;これらのバリアントは、ITRの20ヌクレオチド「D」領域内にいくつかのヌクレオチドの違いがあり、これはパッケージングおよび発現の効率に影響を与えると考えられている。rAAV-GBA1ベクター産物は、図7に示される「D」ドメインヌクレオチド配列を含む(挿入ボックス、上部配列)。バリアントベクターは、前臨床試験で同様に作用する変異「D」ドメイン(本明細書では「S」ドメインと呼ばれ、ヌクレオチドの変化は網掛けで示される)を備えている。骨格には、カナマイシン耐性を付与する遺伝子と、逆パッケージングを防ぐためのスタッファー配列が含まれる。rAAV-GBA1ベクターを示す概略図を図8に示す。rAAV-GBA1ベクターは、AAV9血清型カプシドタンパク質を使用してrAAVにパッケージングされている。
rAAV-GBA1の単回用量を患者(N=12)に、非臨床薬理学および毒物学研究の結果に基づいて決定される2つの用量レベル(3e13vg(低用量);1e14vg(高用量)など)の1つで投与する。
初期の研究は、rAAV-GBA1ベクターとrAAV-GBA1のSバリアント構築物の有効性および安全性を評価するためのGCaseの阻害剤であるコンズリトール-b-エポキシド(CBE)の毎日の送達を含む、化学的マウスモデルで実施した(以下にさらに説明するとおり)。また、初期の研究は、ホモ接合GBA1変異を保有し、サポシン(4L/PS-NA)が部分的に欠損している遺伝子マウスモデルにおいて実施した。マウスおよび非ヒト霊長類(NHP)での追加の用量範囲研究を実施して、ベクターの安全性および有効性をさらに評価する。
上記の研究に基づき、生存に影響を与えることなく行動障害を引き起こしたことにより、25mg/kgのCBE用量を選択した。脳全体にわたるGBA1分布とCBE処置中の導入遺伝子発現を達成するために、rAAV-GBA1または賦形剤を、脳室内(ICV)注射によって出生後3日目(P3)に送達し、続いて毎日のIPでのCBEまたはPBS処置を、P8で開始した(図10)。
生存試験の完了時に、CBEの最終投与の翌日(P36、「1日目」)またはCBE中止の3日後(P38、「3日目」)に、マウスの半分を生化学分析のために犠牲にした(図12)。生物学的トリプリケートで行われた蛍光酵素アッセイを使用して、GCase活性を皮質で評価した。GCase活性は、rAAV-GBA1で処置したマウスで増加したが、一方CBE処置は、GCase活性を低下させた。さらに、CBEとrAAV-GBA1の両方を投与したマウスは、PBS処置群と同様のGCase活性レベルを示し、これは、rAAV-GBA1の送達が、CBE処置により誘導されるGCase活性の阻害を克服できることを示す。脂質分析をマウスの運動皮質で実施して、基質GluCerおよびGluSphのレベルを調べた。両方の脂質がCBEを投与したマウスの脳に蓄積し、rAAV-GBA1処置は基質の蓄積を大幅に減少させた。
賦形剤 ICV+PBS IP
賦形剤 ICV+25mg/kgのCBE IP
3.2e9vg(2.13e10vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV+25mg/kgのCBE IP
1.0e10vg(6.67e10vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV+25mg/kgのCBE IP
3.2e10vg(2.13e11vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV+25mg/kgのCBE IP。
WT+賦形剤 ICV
4L/PS-NA+賦形剤 ICV
4L/PS-NA+2.4e10vg(6.0e10vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV
賦形剤 ICV
賦形剤 ICV+25mg/kgのCBE IP
3.2e8vg(2.13e9vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV+25mg/kgのCBE IP
1.0e9vg(6.67e9vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV+25mg/kgのCBE IP
1.0e10vg(6.67e10vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV+25mg/kgのCBE IP。
より大きな用量範囲の研究を開始して、有効性と安全性のデータを評価した。10匹の4L/PS-NAマウス(群当たり5M/5F)に、10μlのrAAV-GBA1を注射した。アロメトリック脳重量計算を使用して、用量は提案されたフェーズ1の高臨床用量の0.15倍、1.5倍、4.4倍、14.5倍に相関する。注射群は以下から構成される:
WT+賦形剤 ICV
4L/PS-NA+賦形剤 ICV
4L/PS-NA+4.3e9vg(1.1e10vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV
4L/PS-NA+4.3e10vg(1.1e11vg/g/脳)のrAAV-GBA1 ICV
4L/PS-NA+1.3e11vg(3.2e11vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV
4L/PS-NA+4.3e11vg(1.1e12vg/脳1g)のrAAV-GBA1 ICV。
略語:BD=生体内分布;NS=有意性なし;T=傾向;S=有意;N/A=適用されず;+=正;-=負。
rAAV構築物を、in vitroおよびin vivoで試験した。図18は、プログラニュリン(PGRN)タンパク質をコードするrAAV構築物のin vitro発現についての代表的なデータを示す。左のパネルは、プログラニュリン(PGRN)ELISAアッセイの標準曲線を示す。下のパネルは、rAAVで形質導入されたHEK293T細胞の細胞溶解物においてELISAアッセイにより測定された、PGRN発現の用量反応を示す。MOI=感染の多重度(細胞あたりのベクターゲノム)。
パイロット研究を実施して、プロサポシン(PSAP)およびSCARB2を、単独で、またはGBA1および/または1つ以上の阻害性RNAと組み合わせてコードするrAAVベクターのin vitro活性を評価した。PSAPおよびプログラニュリン(PGRN)をコードする1つの構築物も試験した。試験したベクターは、表4に示すものを含む。「Opt」は、哺乳動物細胞(例えば、ヒト細胞)での発現用に最適化された核酸配列コドンを指す。図19は、各構築物によるHEK293細胞のトランスフェクションが、モックトランスフェクトされた細胞と比べて、対応する遺伝子産物の過剰発現をもたらしたことを示す代表的なデータを示す。
HEK293細胞
ヒト胚性腎臓293細胞株(HEK293)をこの研究で使用した(#85120602,
Sigma-Aldrich)。HEK293細胞は、100単位/mlのペニシリンおよび100μg/mlのストレプトマイシン(#15140122, Thermo Fisher Scientific)を含有する培地(D-MEM[#11995065, Thermo Fisher Scientific]に10%ウシ胎児血清[FBS][#10082147, Thermo Fisher Scientific]を補充)で維持した。
プラスミドのトランスフェクションを、Lipofectamine 2000トランスフェクション試薬(#11668019, Thermo Fisher Scientific)を使用し、製造元の指示に従って実施した。簡潔に述べると、HEK293細胞(#12022001, Sigma-Aldrich)を、3×105細胞/mlの密度で抗生物質を含まない培地にプレーティングした。翌日、プラスミドおよびLipofectamine 2000試薬をOpti-MEM溶液(#31985062, Thermo Fisher Scientific)に混合した。5分後、混合物をHEK293培養物に加えた。72時間後、細胞を、RNAまたはタンパク質の抽出のために回収するか、または画像解析を行った。画像分析のために、プレートを0.01%のポリ-L-リジン溶液(P8920, Sigma-Aldrich)で、細胞をプレーティングする前にプレコートした。
相対遺伝子発現レベルは、Power SYBR Green Cells-to-CTキット(#4402955, Thermo Fisher Scientific)を使用した定量的リアルタイムPCR(qRT-PCR)により、製造元の指示に従って決定した。候補プラスミドを、48ウェルプレート(7.5×104細胞/ウェル)にプレーティングしたHEK293細胞に、Lipofectamine 2000トランスフェクション試薬(50μlのOpti-MEM溶液中、0.5μgのプラスミドおよび1.5μlの試薬)を使用して、一時的にトランスフェクションした。72時間後、RNAを細胞から抽出し、製造元の指示に従って逆転写に使用してcDNAを合成した。定量的PCR分析では、2~5μlのcDNA産物を、遺伝子特異的プライマーペア(最終濃度250nM)を使用して、Power SYBR Green PCR Master Mix(#4367659,
Thermo Fisher Scientific)でデュプリケートに増幅した。SNCA、TMEM106B、およびGAPDH遺伝子のプライマー配列は以下である:SNCAについて、5’-AAG
AGG GTG TTC TCT ATG TAG GC-3’(配列番号71)、5’-GCT CCT CCA ACA TTT GTC ACT T-3’(配列番号72);TMEM106Bについて、5’-ACA
CAG TAC CTA CCG TTA TAG CA-3’(配列番号73)、5’-TGT TGT CAC AGT AA TTG CAT CA-3’(配列番号74);およびGAPDHについて、5’-CTG
GGC TAC ACT GAG CAC C-3’(配列番号75)、5’-AAG TGG TCG TCG AGG GCA ATG-3’(配列番号76)。定量的PCRは、QuantStudio 3リアルタイムPCRシステム(Thermo Fisher
Scientific)で実施した。発現レベルは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHによって正規化し、比較CT法を使用して算出した。
ヒトSNCA遺伝子の3’-UTRをEGFPコード領域の下流に含むEGFPレポータープラスミドを使用して、SNCAおよびTMEM106Bノックダウンプラスミドを検証した。EGFPレポータープラスミドおよび候補ノックダウンプラスミドを、ポリ-L-リジンを被覆した96ウェルプレート(3.0×104細胞/ウェル)上にプレーティングしたHEK293細胞に、Lipofectamine 2000トランスフェクション試薬(10μlのOpti-MEM溶液中、0.04μgのレポータープラスミド、0.06μgのノックダウンプラスミドおよび0.3μlの試薬)を使用して、同時にトランスフェクトした。72時間後、EGFPシグナルの蛍光強度を、励起488nm/発光512nmで、Varioskan LUXマルチモードリーダー(Thermo Fisher
Scientific)を使用して測定した。細胞を、4%PFAで室温で10分間固定し、40μg/mlの7-アミノアクチノマイシンD(7-AAD)を含むD-PBSで、室温で30分間インキュベートした。D-PBSで洗浄した後、7-AADシグナルの蛍光強度を、励起546nm/発光647nmでVarioskanリーダーを使用して測定し、細胞数を定量化した。7-AADシグナルレベルあたりの正規化EGFPシグナルを、対照のノックダウン試料と比較した。
ヒトSNCA遺伝子またはTMEM106B遺伝子の3’-UTRをSNCAコード領域の下流に含む、α-シヌクレインレポータープラスミドを使用して、タンパク質レベルでのノックダウンプラスミドを検証した。α-シヌクレインタンパク質のレベルを、HEK293細胞から抽出した細胞溶解物を使用して、ELISA(#KHB0061, Thermo Fisher Scientific)で測定した。候補プラスミドを、48ウェルプレート(7.5×104細胞/ウェル)にプレーティングしたHEK293細胞に、Lipofectamine 2000トランスフェクション試薬(25μlのOpti-MEM溶液中、0.1μgのレポータープラスミド、0.15μgのノックダウンプラスミド、および0.75μlの試薬)を使用して、一時的にトランスフェクトした。72時間後、細胞を、プロテアーゼ阻害剤カクテル(#P8340, Sigma-Aldrich)を補充したラジオイムノ沈降アッセイ(RIPA)バッファー(#89900, Thermo Fisher Scientific)に溶解し、数秒間超音波処理した。氷上で30分間インキュベートした後、細胞溶解物を20,000×g、4℃で15分間遠心分離し、上清を回収した。タンパク質レベルを定量化した。プレートを、Varioskanプレートリーダーで450nmで読み取り、SoftMax Pro 5ソフトウェアを使用して濃度を算出した。測定されたタンパク質濃度は、ビシンコニン酸アッセイ(#23225, Thermo Fisher Scientific)で決定した総タンパク質濃度に対して正規化した。
ITR「D」配列の配置の、rAAVベクターの細胞の形質導入に対する効果を調べた。HEK293細胞は、GcaseをコードするrAAVであって、図20に示すように1)野生型ITR(例えば、導入遺伝子インサートの近位でITRの末端から遠位の「D」配列)、または2)ベクターの「外側」に位置する「D」配列(例えば、ITRの末端の近位で、導入遺伝子インサートの遠位に位置する「D」配列)を有するITR、を有するものを用いて形質導入した。驚くべきことにデータは、「外側」の位置にある「D」配列を有するrAAVが、パッケージングされる能力を保持し、細胞を効率的に形質導入することを示している(図40)。
図39は、PGRNをコードする発現構築物を含むベクターの、一態様を示す概略図である。プログラニュリンは、GRN欠損についてヘテロ接合性またはホモ接合性であるGRN欠損齧歯類のCNSにおいて、PGNをコードするrAAVベクター(コドン最適化PGRNなど)を実質内注射または大槽等への髄腔内注射のいずれかによって注入することにより、過剰発現される。
マウスは2か月齢または6か月齢で注射され、6か月または12か月まで育成され、以下の1つ以上について分析される:RNAレベルおよびタンパク質レベルでのGRNの発現レベル、行動アッセイ(例:運動の改善)、生存アッセイ(例:生存期間の改善)、ミクログリアおよび炎症マーカー、神経膠症、神経細胞の喪失、リポフスチン症、および/またはLAMP1などのリソソームマーカー蓄積の救済。PGRN欠損マウスに対するアッセイは、例えば、Arrant et al. (2017) Brain 140: 1477-1465;Arrant
et al. (2018) J. Neuroscience 38(9):2341-2358;およびAmado
et al. (2018) doi:https://doi.org/10.1101/30869に記載されている;その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願には、以下の文献の内容全体が参照により組み込まれる:2018年10月3日に提出された代理人整理番号P1094.70002WO00により参照される国際PCT出願;2018年10月3日に提出された代理人整理番号P1094.70004WO00により参照される国際PCT出願;2017年10月3日に提出された米国仮出願第62/567,296号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」;2017年10月3日に提出された第62/567,311号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」;2017年10月3日に提出された第62/567,319号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」;2018年10月3日に提出された第62/567,301号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」;2017年10月3日に提出された第62/567,310号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」;2017年10月3日に提出された第62/567,303号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」;および2017年10月3日に提出された第62/567,305号、表題「ライソゾーム病の遺伝子治療」。
本明細書および特許請求の範囲で使用される「および/または」という語句は、そのように結合された要素の「いずれかまたは両方」、すなわち、ある場合には結合的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素を意味すると理解すべきである。明確に逆が示されない限り、任意に他の要素も、「および/または」節で具体的に識別された要素以外に、具体的に識別された要素に関連するかどうかに関係なく存在し得る。したがって非限定的な例として、「含む」などのオープンエンドの言語と組み合わせて使用される場合の「Aおよび/またはB」への言及は、一態様では、BなしでAを指す(任意にB以外の要素を含む)ことができ;別の態様では、AなしでBを指す(任意にA以外の要素を含む)ことができ;さらに別の態様では、AおよびBの両方を指す(任意に他の要素を含む)ことができる;など。
「第1」、「第2」、「第3」などの順序を示す用語の、クレーム要素を修飾するためのクレームにおける使用は、それ自体では、あるクレーム要素の他に対する優先権、先行、もしくは順序、または方法の行為が実行される時間的な順序を示すものではなく、しかし、特定の名前を有する一定のクレーム要素を、同じ名前(ただし順序用語のみが異なる)の別の要素から区別するためのラベルとしてのみ使用されて、クレーム要素を区別する。
明確に逆が示されない限り、1つ以上のステップまたは行為を含む本明細書で特許請求される任意の方法において、方法のステップまたは行為の順序は必ずしも、方法のステップまたは行為が示されている順序に限定されないことも、理解されるべきである。
いくつかの態様において、1つ以上の遺伝子産物(例えば、第1、第2および/または第3の遺伝子産物)をコードする発現カセットは、配列番号1~78のいずれか1つに示される配列を含むか、またはそれからなる(または該配列を有するペプチドをコードする)。いくつかの態様において、遺伝子産物は、配列番号1~78のいずれか1つの一部(例えば、断片)によってコードされる。
Claims (45)
- (i)配列番号58に示される核酸配列によってコードされるTREM2タンパク質、および配列番号15に示される核酸配列によってコードされるGcaseタンパク質をコードする導入遺伝子を含む発現構築物;および
(ii)発現構築物に隣接する2つのアデノ随伴ウイルス逆方向末端反復(ITR)配列、
を含む、単離された核酸。 - 導入遺伝子が、プロモーターに作動可能に連結されている、請求項1に記載の単離された核酸。
- プロモーターが、ニワトリベータアクチン(CBA)プロモーターである、請求項2に記載の単離された核酸。
- CMVエンハンサーをさらに含む、請求項2に記載の単離された核酸。
- ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)をさらに含む、請求項1に記載の単離された核酸。
- ウシ成長ホルモンポリAシグナルテールをさらに含む、請求項1に記載の単離された核酸。
- 各ITR配列が、野生型AAV2 ITR配列である、請求項1に記載の単離された核酸。
- 各ITR配列が、導入遺伝子に近位である「D」領域(配列番号27)を含む、請求項1に記載の単離された核酸。
- 少なくとも1つのITR配列が、導入遺伝子に対してITR配列の外側に配置された「D」領域(配列番号27)を含む、請求項1に記載の単離された核酸。
- 導入遺伝子に対して5’に配置されたITR配列が、導入遺伝子に近位である「D」領域(配列番号27)を含み、導入遺伝子に対して3’に配置されたITR配列が、導入遺伝子に対してITR配列の外側に配置された「D」領域(配列番号27)を含む、請求項1に記載の単離された核酸。
- 5’ITRの核酸配列が、配列番号1のヌクレオチド1~145であり、3’ITRの核酸配列が、配列番号1のヌクレオチド3867~4011である、請求項10に記載の単離された核酸。
- 5’ITRと導入遺伝子との間のTRY領域をさらに含み、ここで、TRY領域が、配列番号28に示される配列を有する、請求項11に記載の単離された核酸。
- 2つのアデノ随伴ウイルス(AAV)逆方向末端反復(ITR)に隣接されるTREM2タンパク質およびGcaseタンパク質をコードする導入遺伝子を含む発現構築物を含む核酸を含む、組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターであって、TREM2タンパク質は、配列番号58に示される核酸配列によってコードされ、およびGcaseタンパク質は、配列番号15に示される核酸配列によってコードされる、前記rAAVベクター。
- 導入遺伝子が、プロモーターに作動可能に連結されている、請求項13に記載のrAAVベクター。
- プロモーターが、ニワトリベータアクチン(CBA)プロモーターである、請求項14に記載のrAAVベクター。
- CMVエンハンサーをさらに含む、請求項14に記載のrAAVベクター。
- ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)をさらに含む、請求項13に記載のrAAVベクター。
- ウシ成長ホルモンポリAシグナルテールをさらに含む、請求項13に記載のrAAVベクター。
- 各ITR配列が、野生型AAV2 ITR配列である、請求項13に記載のrAAVベクター。
- 各ITR配列が、導入遺伝子に近位である「D」領域(配列番号27)を含む、請求項13に記載のrAAVベクター。
- 少なくとも1つのITR配列が、導入遺伝子に対してITR配列の外側に配置された「D」領域(配列番号27)を含む、請求項13に記載のrAAVベクター。
- 導入遺伝子に対して5’に配置されたITR配列が、導入遺伝子に近位である「D」領域(配列番号27)を含み、導入遺伝子に対して3’に配置されたITR配列が、導入遺伝子に対してITR配列の外側に配置された「D」領域(配列番号27)を含む、請求項13に記載のrAAVベクター。
- 5’ITRの核酸配列が、配列番号1のヌクレオチド1~145であり、3’ITRの核酸配列が、配列番号1のヌクレオチド3867~4011である、請求項22に記載のrAAVベクター。
- 5’ITRと導入遺伝子との間のTRY領域をさらに含み、ここで、TRY領域が、配列番号28に示される配列を有する、請求項23に記載のrAAVベクター。
- (i)AAVカプシドタンパク質;および
(ii)請求項13に記載のrAAVベクター
を含む、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)。 - AAVカプシドタンパク質がAAV9カプシドタンパク質である、請求項25に記載のrAAV。
- 5’から3’の順で以下を含む核酸:
(a)5’AAV ITR;
(b)CMVエンハンサー;
(c)CBAプロモーター;
(d)配列番号58に示される核酸配列によってコードされるTREM2タンパク質、および配列番号15に示される核酸配列によってコードされるGcaseタンパク質をコードする導入遺伝子;
(e)WPRE;
(f)ウシ成長ホルモンポリAシグナルテール;および
(g)3’AAV ITR
を含む、組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター。 - (i)AAVカプシドタンパク質;および
(ii)請求項27に記載のrAAVベクター
を含む、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)。 - AAVカプシドタンパク質が、AAV9カプシドタンパク質である、請求項28に記載のrAAV。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の単離された核酸を含む、プラスミド。
- 配列番号58に示される核酸配列および配列番号15に示される核酸配列を含む、バキュロウイルスベクター。
- (i)1以上のアデノ随伴ウイルスrepタンパク質および/または1以上のアデノ随伴ウイルスcapタンパク質をコードする第1のベクター;および
(ii)配列番号58に示される核酸配列および配列番号15に示される核酸配列を含む第2のベクター
を含む、細胞。 - 第1のベクターがプラスミドであり、第2のベクターがプラスミドである、請求項32に記載の細胞。
- 細胞が哺乳動物細胞である、請求項33に記載の細胞。
- 哺乳動物細胞がHEK293細胞である、請求項34に記載の細胞。
- 第1のベクターがバキュロウイルスベクターであり、第2のベクターがバキュロウイルスベクターである、請求項32に記載の細胞。
- 細胞が昆虫細胞である、請求項36に記載の細胞。
- 昆虫細胞がSF9細胞である、請求項37に記載の細胞。
- 請求項25、26、28および29のいずれか一項に記載のrAAVを生成する方法であって、
(i)1以上のアデノ随伴ウイルスrepタンパク質および/または1以上のアデノ随伴ウイルスcapタンパク質をコードする第1のベクター、ならびに、配列番号58の核酸配列および配列番号15の核酸配列を含む発現カセットを含む組換えAAVベクターを、細胞へ送達すること;
(ii)rAAVのパッケージングを許容する条件下で細胞を培養すること;および
(iii)rAAVの収集のために、培養した宿主細胞または培養培地を回収すること
を含む、前記方法。 - アルツハイマー病を有するか、またはこれを有することが疑われる対象を処置するための医薬組成物であって、請求項1~12のいずれか一項に記載の単離された核酸、請求項13~24および27のいずれか一項に記載のrAAVベクター、または請求項25、26、28および29のいずれか一項に記載のrAAVを含む、前記組成物。
- 組成物が対象に投与され、および、投与が対象のCNSへの直接注射を含む、請求項40に記載の組成物。
- 直接注射が、脳内注射、実質内注射、髄腔内注射、大槽内(ICM)注射、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項41に記載の組成物。
- 対象のCNSへの直接注射が、対流強化送達(CED)を含む、請求項41に記載の組成物。
- 組成物が対象に投与され、および、投与が末梢注射を含む、請求項40に記載の組成物。
- 末梢注射が静脈内注射である、請求項44に記載の組成物。
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