JP7534796B2 - 標的化ナノ粒子、及び真菌感染に関連するそれらの使用 - Google Patents

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Description

本出願は、2019年1月8日に出願された米国仮出願第62/789,862号及び2019年10月10日に出願された米国仮出願第62/913,489号の優先権を主張し、その両方はこの参照によってそれらの全体が本明細書に援用される。
数百種の固有の真菌は、いくつか挙げると、アスペルギルス症、ブラストミセス症、カンジダ症、コクシジオイデス症(渓谷熱)、クリプトコッカス症、ヒストプラスマ症、皮膚糸状菌症、及びニューモシスチス肺炎(PCP)を包含する様々な疾患を引き起こす。総体としては、病原性真菌は異なる器官に感染するが、皮膚及び肺が最も一般的な部位である。いくつかの真菌性疾患は日常生活に支障をきたすだけであるが、他のものは生命を脅かす。真菌感染の病理の理解における進歩にもかかわらず、真菌感染を診断及び治療するための現行の方法は不十分である。
真菌感染の診断、治療、または予防のための標的化ナノ粒子(例えばリポソーム)が、本明細書において提供される。いくつかのリポソームは、抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含む。本明細書において提供されるリポソームにおいて、標的化分子はリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、抗真菌剤はリポソーム中にカプセル化される。
複数のリポソームを真菌感染を有するかまたは真菌感染を発症するリスクがある対象へ投与することを含み、複数の各々のリポソームが抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、抗真菌剤がリポソーム中にカプセル化される、対象における真菌感染を治療または予防する方法がさらに提供される。
抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子が各々のリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、抗真菌剤が各々のリポソーム中にカプセル化される、複数のリポソームを作製する方法も提供される。方法は、(a)抗真菌剤を溶媒中で約60℃で約10分間~約30分間溶解または懸濁すること、(b)懸濁物中の複数のリポソームを、ステップa)の抗真菌物質/溶媒溶液と、約60℃で約3~約5時間または約37℃で約24~120時間混合することによって、各々のリポソームの中へ抗真菌剤をカプセル化すること、及び(c)カプセル化された抗真菌剤を含むリポソームを、脂質へコンジュゲートされた標的化分子と、約60℃で約45分間~約90分間接触させることによって、各々のリポソームの外側表面の中へ標的化分子を取り込むこと、を含む。
標的真菌抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、標的化分子が、標的化分子が標的真菌抗原に結合する場合にシグナルを生成する分子へ連結される、リポソームも提供される。いくつかの例において、標的化分子は、蛍光タンパク質の断片(複数可)のC末端及び/またはN末端へ連結される。
対象、または対象からのサンプルにおける真菌感染を検出するための方法であって、a)対象、または対象からのサンプルを複数のリポソームと接触させ、複数の各々のリポソームが標的真菌抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、標的化分子が、標的化分子が標的真菌抗原に結合する場合にシグナルを生成する分子へ連結されること;及びb)シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、を含む、前記方法がさらに提供される。
本出願は以下の図を含む。これらの図は、組成物及び方法のある特定の実施形態及び/または特色を例証すること、ならびに組成物及び方法の任意の記載(複数可)を補足することが意図される。書面による記載がかかるが事例であることを明示的に示さない限り、これらの図は組成物及び方法の範囲を限定するものではない。
例示的なコドン最適化可溶性マウスデクチン-1(sデクチン-1)をコードする核酸配列(配列番号:1)を示す。ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引く。pET-45B+のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)の中へのクローニングのための部位に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で示し、反応性lys(K)残基についてのコドン(AAG)を太字で示し、リジンコドンはイタリック体である。マウスsデクチン-1配列(CLEC7A、GenBank番号AAS37670.1)をプレーンテキストで示し、AlaコドンGCTならびに終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称はMmsDectin1lyshisである。ヌクレオチド配列の長さは604の塩基対であり、597塩基対は199アミノ酸の長さのタンパク質をコードする。例示的なコドン最適化マウスsデクチン-1をコードする核酸を、pET-45B+の中へクローン化した。 配列番号:1によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:2)を示す。これは、マウスsデクチン-1ポリペプチドを含むポリペプチドである。pET-45B+からのN末端アミノ酸配列及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基を太字で示し、リジンはイタリック体である。マウスsデクチン-1アミノ酸残基をプレーンテキストで示し(配列番号:2のアミノ酸23~199)、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。本明細書において開示されるポリペプチド配列の任意のものの中の終止コドンは、ポリペプチドが由来する天然ポリペプチドの一部分でないならば、任意選択で、1つまたは複数の終止コドンを含まないポリペプチドを産生するように除去され得ることは理解される。マウスsデクチン-1ポリペプチドを含むタンパク質は、199アミノ酸の長さであり、22,389.66g/モルの分子量(MW)である。理論上のpIは7.74である。親和性タグ(例えば(His)6親和性タグ)を含む本明細書において記載される任意のタンパク質が、Hisタグを除去するように修飾され得ることは理解される。いくつかの例において、本明細書において記載される任意のヌクレオチド配列は、翻訳後及び/または精製後に親和性タグを除去するためのプロテアーゼ切断部位をさらに含み得る。 例示的なコドン最適化可溶性マウスデクチン-2(sデクチン-2)をコードする核酸配列(配列番号:3)を示す。ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引く。pET-45B+のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)の中へのクローニングのための部位に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で示し、反応性lys(K)残基についてのコドン(AAG)を太字で示し、リジンコドンはイタリック体である。CLEC6Aマウスデクチン2遺伝子からのコドン最適化sデクチン-2をプレーンテキスト示し、Alaコドン(GCT)及び終止コドン(TAA及びTTA)に下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称はMmsDectin2lyshisである。核酸配列の長さは574の塩基対であり、567塩基対は190アミノ酸の長さのタンパク質をコードする。例示的なコドン最適化マウスsデクチン-2をコードする核酸を、pET-45B+の中へクローン化した。 配列番号:3によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:4)を示す。このポリペプチドは、マウスsデクチン-2タンパク質を含む。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基を太字で示し、リジンはイタリック体である。マウスsデクチン-2アミノ酸残基をプレーンテキストで示し(配列番号:4のアミノ酸23~189)、C末端のAla残基(A)(太字)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。産生されるマウスsデクチン-2を含むポリペプチドは、189アミノ酸を有し、21,699.25 g/モルのMWであり、6.33の理論上のpIである。 例示的なコドン最適化可溶性マウスデクチン-3(sデクチン-3)をコードする核酸配列(配列番号:5)を示す。ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引く。pET-45B+のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)の中へのクローニングのための部位に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で示す。反応性lys(K)コドン(AAG)を太字で示し、リジンはイタリック体である。CLEC4Dマウスデクチン-3遺伝子(GenBankアクセッション番号NP_034949.3)からのコドン最適化sデクチン-3を、プレーンテキストで示し、Alaコドン(GCT)及び終止コドンTAA及びTTAに下線を引く。終止コドンを太字で示す。代替の遺伝子名称はMmsDectin3lyshisである。ヌクレオチド配列の長さは604の塩基対であり、597塩基対は199アミノ酸の長さであるタンパク質をコードする。例示的なコドン最適化マウスsデクチン-3をコードする核酸を、pET-45B+の中へクローン化した。 配列番号:5によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:6)を示す。このポリペプチドは、マウスsデクチン-3タンパク質を含む。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基を太字で示し、リジンはイタリック体である。マウスsデクチン-3アミノ酸残基をプレーンテキストで示し(配列番号:6のアミノ酸23~199)、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。ポリペプチドは、199アミノ酸の長さであり、23,023.72g/モルのMWであり、6.52の理論上pIである。 例示的なコドン最適化可溶性ヒトデクチン-1(sデクチン-1)をコードする核酸配列(配列番号:7)を示す。ヒトsデクチン-1 DNA配列を、ベクターpET-45B+から発現させる。ベクターpET-45b+配列及びHisタグの9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引く。クローニング部位のBamHI(GGATCC)(配列番号:24)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。エンテロキナーゼプロセッシング部位についてのコドンは小文字フォントである。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基(AAA及びAAG)についてのコドンを太字で示し、リジンコドンはイタリック体である。ヒトsデクチン-1配列(CLEC7A、GenBankアクセッション番号NM_197947)を、プレーンテキストで示し、発現のためにコドンを最適化した。AlaコドンGCTならびに終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。この配列についての代替の名称はHssDectin1lyshisである。ヒトsデクチン-1をコードするヌクレオチド配列は649塩基対の長さを有し、214アミノ酸の長さであるポリペプチドをコードする。例示的なコドン最適化ヒトsデクチン-1をコードする核酸を、pET-45B+の中へクローン化した。 配列番号:7によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:8)を示す。これは、ヒトsデクチン-1タンパク質を含むポリペプチドである。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)6(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。エンテロキナーゼプロセッシング部位は小文字フォントである。Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基を太字で示し、リジンはイタリック体である。ヒトsデクチン-1アミノ酸残基をプレーンテキストで示し(配列番号:8のアミノ酸35~214)、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。ポリペプチドは、214アミノ酸の長さであり、23,703.20g/モルのMWであり、6.22の理論上pIである。 例示的なコドン最適化可溶性ヒトデクチン-2(sデクチン-2)をコードする核酸配列(配列番号:9)を示す。ヒトsデクチン-2ヌクレオチド配列を、ベクターpET-45B+から発現させる。ヌクレオチド配列の長さは約580の塩基対であり、616塩基対は203アミノ酸の長さのタンパク質をコードする。Hisタグを含む9つのコドンのベクターpET-45b+配列を四角で囲って、開始コドンに下線を引く。クローニング部位のBamHI(GGATCC)(配列番号:24)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。エンテロキナーゼプロセッシング部位についてのコドンは小文字フォントである。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で示し、反応性lys(K)残基についてのコドン(AAG)を太字で示し、リジンコドンはイタリック体である。CLEC6Aヒトデクチン2遺伝子(cDNA GenBankアクセッション番号NM_001317999)からのコドン最適化sデクチン-2を、プレーンテキストで示す。AlaコドンGCTならびに終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字で示す。代替の遺伝子名称はHssDectin2lyshisである。例示的なコドン最適化ヒトsデクチン-2をコードする核酸を、pET-45B+の中へクローン化した。 配列番号:9によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:10)を示す。このポリペプチドは、ヒトsデクチン-2タンパク質を含む。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。エンテロキナーゼプロセッシング部位は小文字フォントである。Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基を太字で示し、リジンはイタリック体である。ヒトsデクチン-2アミノ酸残基をプレーンテキストで示し(GenBankアクセッション番号NP_001007034.1)(配列番号:10のアミノ酸36~203)、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。ポリペプチドは、203アミノ酸の長さであり、22,969g/モルのMWであり、5.91の理論上pIである。 例示的なコドン最適化可溶性ヒトデクチン-3(sデクチン-3)をコードする核酸配列(配列番号:11)を示す。ヒトsデクチン-3 DNA配列を、E.coli中のベクターpET-45B+から発現させる。histタグを備えた9つのコドンのベクターpET-45b+配列を四角で囲って、開始コドンに下線を引く。pET-45B+のBamHI(GGATCC)(配列番号:24)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)の中へのクローニングのための部位に、それぞれ下線を引く。エンテロキナーゼプロセッシング部位についてのコドンは小文字フォントである。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で示し、反応性lys(K)残基についてのコドン(AAG)を太字で示し、リジンコドンはイタリック体である。CLEC4Dヒトデクチン-3遺伝子(GenBankアクセッションNM_080387)からのコドン最適化sデクチン-3を、プレーンテキストで示す。AlaコドンGCTならびに終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称はHssDectin3lyshisである。ヌクレオチド配列は628塩基対の長さを有し、207アミノ酸の長さのポリペプチドをコードする。例示的なコドン最適化ヒトsデクチン-3をコードする核酸を、pET-45B+の中へクローン化した。 配列番号:11によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:12)を示す。このポリペプチドは、ヒトsデクチン-3タンパク質を含む。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)6(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。エンテロキナーゼプロセッシング部位は小文字フォントである。Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基を太字で示し、リジンはイタリック体である。ヒトsデクチン-3アミノ酸残基(GenBankアクセッション番号NP_525126)をプレーンテキストで示し(配列番号:12のアミノ酸35~207)、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。タンパク質は、207アミノ酸の長さであり、23,662g/モルのMWであり、7.64の理論上pIである。 VenusのN末端部分へ融合された、例示的なコドン最適化可溶性マウスデクチン-1(sデクチン-1)をコードする核酸配列(配列番号:13)を示す。膜ドメインを含まない可溶性マウスデクチン-1アミノ酸配列が、別の種からの可溶性デクチン-1アミノ酸配列(例えば配列番号:8において記載されるヒトデクチン-1アミノ酸配列またはその断片)と交換可能であることが理解される。マウスまたは他の種からのデクチン-2及びデクチン-3のアミノ酸配列(またはその断片)も、本明細書において記載されるコンストラクトの任意のもの中で使用されて、真菌感染を検出することができる。MmsDECTIN1VyNは、BiFC診断薬の半分をコードする、pET-45B+中で発現されるコドン最適化DNA配列である。長さ:1,168塩基対であり、1,161塩基対は385アミノ酸の長さであるタンパク質をコードする。ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引く。クローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。短いGly Ser Glyフレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で、続いて、Venus VyN T154M(GenBankアクセッション番号AKA95335から修飾された突然変異Venusタンパク質のN末端の半分である)についての配列をコードするヌクレオチド配列(465塩基対)を小文字で、続いて、長いGlySerスペーサーを太字で反応性リジンをイタリック体で、続いて、528残基の長さのマウスsデクチン-1配列(CLEC7A、GenBankアクセッション番号AAS37670.1)をプレーンテキストで示し、太字の終止コドンTAA及びTTAで終了する。 配列番号:13によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:14)を示す。このポリペプチドは、マウスMmsDectin1VyNタンパク質を含む。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。第1のGly Ser(GS)フレキシブルリンカーを太字で、続いて、Venus蛍光タンパク質VyNのC末端部分(突然変異T154Mを備えたVenus残基1~155(配列番号:14のアミノ酸15~169)を表わす)を小文字で示す。これに、脂質担体へのカップリングのためのイタリック体の反応性lys(K)残基を含有する長いGlySerスペーサー配列、次いでプレーンテキストのマウスsデクチン-1アミノ酸残基(配列番号:14のアミノ酸211~387)が続く。ポリペプチドは、387アミノ酸の長さであり、42,181.62g/モルのMWであり、6.55の予測pIである。 VenusのC末端部分へ融合された、例示的なコドン最適化可溶性マウスデクチン-1(sデクチン-1)をコードする核酸配列(配列番号:15)を示す。MmsDECTIN1VCは、BiFC診断薬の半分をコードする、pET-45B+中で発現させることができるコドン最適化DNA配列である。長さ:955であり、948は316アミノ酸の長さであるタンパク質をコードする。ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引く。開始及び終了のクローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンを太字で示す。次いで、Venusの配列をコードするC末端アミノ酸(アミノ酸残基155~238、GenBankアクセッション番号AKA95335から修飾され、T154M突然変異を含有するタンパク質)をコードする配列(252ヌクレオチド)を、小文字で示す。次いで、長いGlySerフレキシブルリンカーを太字で、脂質担体へのカップリングのためのイタリック体の反応性リジンと共に示す。これに、528残基の長さのマウスsデクチン-1配列(CLEC7A、GenBankアクセッション番号NAAS37670.1)(プレーンテキスト中で示される)が続き、太字の終止コドンTAA及びTTAで終了する。 配列番号:15によってコードされるアミノ酸配列(配列番号:16)を示す。このポリペプチドは、マウスMmsDectin1VCタンパク質を含む。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲う。第1のGly Ser(GS)フレキシブルリンカー配列を太字フォントで示す。次いで、Venus蛍光タンパク質のC末端半分(Venus残基155~238(配列番号:16のアミノ酸15~98)(GenbankアクセッションAKA95335)を表わす)を小文字で示す。次いで、イタリック体の反応性lys(K)残基を含有する長いGlySerフレキシブルスペーサーを太字で示す。マウスsデクチン-1アミノ酸残基をプレーンテキストで示し(アミノ酸140~316)、続いて、終止コドンを入れるのに使用されるC末端のAla残基(A)はインフレームである。ポリペプチドは、316アミノ酸の長さであり、34,081.21g/モルのMWであり、6.8の予測pIである。 pET-45B中で発現される、MmDEC2VyN(MmDEC2VyNコドン最適化DNA配列でもある)(配列番号:17)。長さ:577bpであり、ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引き、クローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンは太字であり、反応性lys(K)残基AAGはイタリック体の太字である。E.coli発現のためにコドン最適化されたマウスデクチン2遺伝子CLEC6Aからのsデクチン-2配列はプレーンテキストであり、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、続いて、Venus VyN T154Mについての配列(AKA95335から修飾された突然変異Venusタンパク質のN末端半分)をコードする465ヌクレオチド長は小文字であり、Ala(A)コドンGCTならびに2つの終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称:MmsDectin2lyshis、長さ:1084bpであり、終結のためには7未満であり、切断部位に続いて、359残基のタンパク質をコードする。しかし、pET-45b+の中へサブクローン化するために、KpnI部位(GGTACC(配列番号:23))で開始する、より短い1057bpのバージョンをGenScriptから取り寄せた。 合成される最終的なMmsDEC2VyNタンパク質(配列番号:18)。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)6(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲い、Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基は太字であり、リジンはイタリック体である。166のマウスsデクチン-2アミノ酸残基(配列番号:18のアミノ酸23~188)はプレーンテキストであり、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、Venusの残基1~155は突然変異T154Mを備えており(配列番号:18のアミノ酸204~359)、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。全部で359アミノ酸、MW40,198g/モル。pI 6.04。O.D.280 1.940/mg/mL。 MmDEC2VC(pET-45B中で発現される、MmDEC2VCコドン最適化DNA配列でもある)(配列番号:19)。長さ:577bpであり、ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引き、クローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンは太字であり、反応性lys(K)残基AAGはイタリック体の太字である。E.coli発現のためにコドン最適化されたマウスデクチン2遺伝子CLEC6Aからのsデクチン-2配列はプレーンテキストであり、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、次いでVenusの配列をコードするC末端アミノ酸についての配列(アミノ酸残基155~238、AKA95335から修飾されたタンパク質)をコードする252ヌクレオチド長は小文字であり、Ala(A)コドンGCTならびに2つの終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称:MmsDectin2lyshis。長さ:871bpであり、終止コドンのためには7bp未満であり、切断部位に続いて、288残基のタンパク質をコードする。しかし、pET-45b+の中へサブクローン化するために、KpnI部位(GGTACC(配列番号:23))で開始する、より短い844bpのバージョンをGenScriptから取り寄せた。 合成される最終的なMmsDEC2VC2タンパク質(配列番号:20)。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)6(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲い、Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基は太字であり、リジンはイタリック体である。166のマウスsデクチン-2アミノ酸残基(配列番号:20のアミノ酸23~188)はプレーンテキストであり、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、Venus残基155~238(配列番号:20のアミノ酸204~288)があり、続いて、2つの終止コドン及びPacI部位はインフレームである。全部で288アミノ酸、MW32,098g/モル。pI 6.16、O.D.280 2.02OD/mg/mL。 細胞抽出物中の及び精製後の、可溶性デクチン-1(sデクチン-1)のSDS PAGE分析を示す。sデクチン-1タンパク質を、Luriaブロス中で一晩増殖させたE.coliのBL21株においてIPTG誘導無しでpET-45Bプラスミドから産生し、GuHClバッファー中で可溶化し、Ni-NTA樹脂によって精製し、SDS PAGEによって調査した。還元剤βメルカプトエタノール及びトリトン-X100界面活性剤も含有するバッファーの中への抽出は、それら無しのバッファー(右側レーン)に比べて、不溶性封入体からの回収率を大幅に増加させた(中央レーン)。クマシーブルーにより染色した12%のアクリルアミドゲル上でタンパク質を調査した。尿素バッファーによる細胞の抽出は、非常に少ないタンパク質をもたらした。 DEC-AmB-LL(sデクチン-1、アンホテリシンB、及びローダミンをロードしたリポソーム)のモデルの概略図である。アンホテリシンB(AmB、青色の卵形構造)を、100nmの直径のリポソームの脂質二重層の中へインターカレートした。sデクチン-1(DEC、緑色の球状構造)を、脂質担体DSPE-PEGへカップルし、DSPE-PEG-DEC及び赤色蛍光DHPE-ローダミン(赤色の星)の両方とも、リポソーム膜の中へ挿入した。sデクチン-1、ローダミン、AmB、及びリポソーム脂質は、それぞれ1:2:13:100のモル比である。2つのsデクチン-1モノマー(2つのDSEP-PEG-DEC分子)は、細胞壁β-グルカン(赤色の糖部分)に結合するために、膜中で一緒に浮遊しなくてはならない。調査した2つのリポソーム対照は、22kDaのsデクチン-1の代わりに等ug量の65kDaのBSAを含有するBSA-AmB-LL(すなわち0.33のBSA:2:13:100のモル比)、及びタンパク質コーティングを欠如するAmBisome様リポソーム(AmB-LL)(0:2:13:100のモル比)であった。これらのモル比、100nmの直径のリポソームの表面面積、及び脂質二重層の10nmあたり5×10脂質分子という出版された推定値から、各々のリポソーム中におよそ3,000のローダミン分子及び各々のDEC-AmB-LL中に約1,500のsデクチン-1モノマーがあることが推定された。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、発芽しているA.fumigatusの膨潤した分生子及び発芽管へ強く結合したが、AmB-LLは結合しなかったことを示す。A.ローダミン赤色蛍光DEC-AmB-LLは、A.fumigatusの膨潤した分生子(白色矢印)及び発芽体発芽管に結合した。B.ローダミン赤色蛍光AmBisome様AmB-LLは結合しなかった。赤色チャンネルがこの画像でのように強調された場合でさえ、リポソームは検出されなかった。最も小さな赤色ドットは、蛍光に基づいて観察される個別の100nmの直径のリポソームを表わす(橙色矢印)。リポソームの大きなクラスターは、より明るく赤色に染色された領域を形成する。C~F.C及びDをDEC-AmB-LLにより染色した。E及びFをBSA-AmB-LLにより染色した。A及びB.細胞をVMM+1%のグルコース中で37℃で8時間増殖させた。標識をリポソーム希釈バッファーLDB中で60分間遂行した。すべての3つのリポソーム調製物を、リポソームsデクチン-1及びBSAタンパク質が1ug/100uLの最終濃度であるように、1:100に希釈した。発芽体を、細胞質EGFP発現について緑色チャンネル単独及びリポソームについて赤色チャンネルで観察した。A及びBを油浸下の63×で撮影した。C~Fを倒立蛍光顕微鏡で20×で撮影した。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、成熟したA.fumigatus細胞の膨潤した分生子及び菌糸に結合したが、非標的化AmBisome様AmB-LLは結合しなかったことを示す。A.fumigatus分生子を発芽させ、VMM+1%のグルコース中で37℃で16時間増殖させてから、蛍光リポソームにより染色した。A~Dは、sデクチン-1が1ug/100uLであるように1:100に希釈したローダミン赤色蛍光DEC-AmB-LLにより、ならびにE及びFは、同等量の赤色蛍光AmB-LLにより60分間染色した。A.DIC画像単独。B.DIC及び赤色蛍光画像の組み合わせ。A及びBは、ローダミン蛍光DEC-AmB-LLが膨潤した分生子(白色矢印)及び菌糸へ結合したことを示す。C~Fは、リポソームの赤色蛍光と共に細胞質の緑色EGFPを調査した。最も小さな赤色ドットは、強い蛍光に起因する目視可能な個別の100nmの直径のリポソームを表わす(橙色矢印)。C及びDは、ほぼすべての分生子及び大部分の菌糸がDEC-AmB-LLにより染色されたことを示す。E及びFは、AmB-LLが結合しなかったことを示す。A及びBを油浸下の63×で撮影し、7つの積層画像をマージした。C~Fを倒立蛍光顕微鏡で20×で撮影した。 sデクチン-1コートリポソーム(DEC-AmB-LL)が、Candida albicans及びCryptococcus neoformansの細胞へ強く結合したことを示す。A、C、及びEは、LDB中で1:100に希釈したDEC-AmB-LLにより標識したC.albicans株Sc5314及びC.neoformans株H99の明視野画像である。B、D、及びFは明視野画像及び赤色蛍光画像の組み合わせであり、ローダミン標識DEC-AmB-LLがこれらの細胞へ強く結合することを示す。プレーンの非コートAmB-LLは、これらの細胞へ検出可能に結合しなかった。A及びBを油浸下の63×で、C~Fを倒立蛍光顕微鏡の20×で撮影した。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLは、対照AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatusへ何桁も多く結合し、結合は可溶性β-グルカンによって阻害された。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、VMM+1%のグルコースで37℃で36時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定するかまたは生きたままで調査し、リポソーム希釈バッファー中のリポソームの1:100の希釈物により1時間インキュベーションした。未結合のリポソームを洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を図4及び5中でのように20×で撮影した。各々の写真視野は、およそ25の膨潤した分生子及び菌糸の広範囲なネットワークを含有していた。A、B、C.ホルマリン固定細胞の標識。D、E、F.生細胞の標識。G、H、I.1mg/mLのラミナリン(可溶性β-グルカン)vs対照としての1mg/mLのスクロースによる、固定細胞のDEC-AmB-LL標識の阻害。A、D、及びG.赤色蛍光のリポソーム及びリポソームのクラスターの数をカウントし、1視野あたりで平均し、log10スケール上にプロットした。数の平均を各々の棒の上方の垂直軸上に示す。標準誤差を示す。棒グラフを構築するのに使用されたリポソームの例示的な視野を、B、C、E、F、H、及びI中で示す。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近のAmB濃度で、AmB-LLよりも、A.fumigatusをはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM+1%のグルコース)で96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー、またはAmBの示された濃度(A~D 3uMのAmB、E 0.09uMのAmB、F 0.18uMのAmB)を増殖培地へ送達するリポソーム調製物により、同じ時間で処理した。生存率及び増殖を、Cell Titer Blue(CTB)試薬(A及びC)(全細胞エステラーゼ活性を測定する)を使用して、または菌糸の長さ(B及びD)もしくはパーセント発芽(E及びF)によって推定した。培地中にCTBを有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからのバックグラウンドの蛍光を差し引いた。標準誤差を示す。B及びD中の挿入図写真は、AmB-LL及びDEC-AmB-LLで処理したサンプルについてアッセイした菌糸の長さの例を示す。B及びD中の菌糸の長さの1単位は5ミクロンに等しい。A及びBならびにC及びDは、2つの完全な生物学的反復実験からの結果を、異なるバッファー中で調製及び保存したリポソームと比較する。A及びBにおいて、リポソームを、RN#5バッファー(0.1MのNaHPO、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME(β-メルカプトエタノール))中で、及びC~Fは、RN#5バッファー(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン(pH7.2)、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中で調製し、細胞を、56時間(C、D)または36時間(A、B、E、F)増殖させた。G.分生子のパーセント発芽に基づく用量-応答曲線。分生子、及び様々な濃度AmBを送達するリポソームを、VMM+グルコース中で、マイクロタイタープレートのウェルに一緒にプレーティングした。37℃で8時間後に、発芽した分生子のパーセントを定量した。 DEC-AmB-LLが、AmBについてのED50の付近及びそれ未満のAmB濃度で、AmBisome様AmB-LLよりも、A.fumigatus細胞の増殖を有効に阻害したことを細胞質GFP蛍光に基づいて示す。4,500のA.fumigatus分生子のサンプルを、Vogel最少培地(VMM)+1%のグルコースで96ウェルマイクロタイタープレート中で発芽及び増殖させ、リポソーム希釈バッファー対照、または2uMのAmB(A)及び0.67のAmB(B)を送達するAmBロードリポソーム調製物の希釈物により処理し、37℃で36時間インキュベーションした。細胞完全性を、A.fumigatusのA1163株中のEGFPレポーターからの細胞質緑色蛍光の量に基づいてアッセイした。培地を有するが細胞及びリポソームを欠くウェルからの蛍光バックグラウンドを差し引いた。リポソームを使用前にRN#5バッファー中で保存し、リポソーム希釈バッファーLDBにより希釈した。 sデクチン-1コートDEC-AmB-LLが、非コートAmBisome様AmB-LLよりも、HEK293細胞への毒性が低かったことを示す。ヒト胚腎臓HEK293細胞をリポソームにより2時間処理し、その後リポソームを洗浄した。次いで、細胞を追加の16時間インキュベーションし、アッセイした。リポソームは、合計で30または15uMのAmBを培地へ送達した。CellTiter Blueエステラーゼアッセイにより、細胞生存率及び生存を推定した。 対象、または対象からのサンプルにおける真菌のβ-グルカン及びマンナン多糖類の検出のために固定化された例示的なデクチンコートリポソームの図解モデルを示す。DEC-BiFC-Lは、緑色蛍光タンパク質Venus VyN155のN末端半分へ融合した500のsデクチンモノマー(青色)(例えばDEC-VN-)及びVenus VC155のC末端半分へ融合した500のsデクチンモノマー(DEC-VC-)によりコートされたリポソームであり、それらは真菌のβ-グルカンまたはマンナンを急速に認識及び結合して、sデクチンダイマーを形成し、アセンブルされたVenusを導き、それは強い緑色二分子蛍光補完(BiFC)シグナルを生じるだろう。真菌細胞または放出されたβ-グルカンもしくはマンナンに接触する場合のみに、これらのリポソームは緑色蛍光シグナルを生じるだろう。これらのリポソームが例えばビオチン-ストレプトアビジン結合を経由して不溶性マトリックスへ付着されている場合に、標準的な蛍光装置類を使用して、大量の血清中の低濃度の真菌多糖類を検出することができる。 真菌のβ-グルカン及びマンナンの検出のための、DEC-HRP-L(デクチンコートリポソーム)のモデルの概略図である。sデクチン(DEC、緑色の球状構造)及びホースラディシュペルオキシダーゼ(HRP、六角形)を、脂質担体DSPE-PEGまたはDSPEへカップルし、リポソーム膜の中へ挿入した。sデクチン、HRP、PEG、及びリポソーム脂質は、それぞれ約1:1:13:100のモル比である。2つのsデクチンモノマー(2つのDSEP-PEG-DEC分子)は、細胞壁β-グルカンまたはマンナン(赤色の糖部分)に結合するために、膜中で一緒に浮遊しなくてはならない。これらのリポソームが真菌の固定サンプルへ結合した後に、過剰な未結合のリポソームを洗浄する。次いで、HRP酵素活性のために基質(4-クロロ-1-ナフトール及びペルオキシド)を添加する。基質の添加後に、HRP生成の紫色沈殿物を測定して、結合された全量のDEC-HRP-L及び全量の真菌多糖類を決定する。 修飾したマウスsデクチン-2 DNA MmsDectin2lyshisのDNA配列(配列番号:3)を示す。MmsDECTIN2lyshisのコドン最適化DNA配列を、pET-45B中にクローン化した。NCBI BankiT #MN104679。長さ:577bpであり、ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引き、クローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンは太字であり、反応性lys(K)残基AAGはイタリック体の太字である。E.coli発現のためにコドン最適化されたマウスデクチン2遺伝子CLEC6Aからのsデクチン-2配列はプレーンテキストであり、Ala(A)コドンGCTならびにPacI部位内の太字の2つの終止コドンTAA及びTTAで終了する。コーディング配列及び2つの終止コドンの長さ:574bpであり、189残基のタンパク質をコードする。代替の遺伝子名称:MmsDectin2lyshis。 E.coli中で合成されるsデクチン-2(DEC2)タンパク質(配列番号:4)を示す。pET-45B+からのN末端アミノ酸ペプチド配列及び(His)6(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲い、Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基は太字であり、リジンはイタリック体である。166のマウスsデクチン-2アミノ酸残基をプレーンテキストで示し、太字のC末端のAla残基(A)で終了する。全部で189アミノ酸であり、MW21,763.29g/モルであり、6.33の理論上pIである。sデクチン-2配列は、天然のマウスデクチン-2配列からのアミノ酸残基44~209を表わす。代替のタンパク質名称:MmsDectin2lyshisタンパク質。 精製したsデクチン-2のSDS PAGE分析を示す。sデクチン-2を発現しない及び発現する粗製E.coli BL21抽出物ならびに精製したsデクチン-2タンパク質を、クマシーブルーにより染色した12%のゲル上のSDS PAGEによって調査した。分子量マーカー、及び22kDaの修飾sデクチン-2のおよその分子量を、左側に示す。 ローダミン及びアンホテリシンBをロードした、sデクチン-2コートリポソームのモデルを示す。アンホテリシンB(AmB、青色の卵形構造)を、100nmの直径のリポソームの脂質二重層の中へインターカレートした。sデクチン-2(DEC2、緑色の球状構造)を、脂質担体DSPE-PEGへカップルし、DEC2-PEG-DSPE及び赤色蛍光DHPE-ローダミン(赤色の星)の両方とも、それらの脂質部分(DSPE及びDHPE)を経由してリポソーム膜の中へ挿入した。sデクチン-2、ローダミン、AmB、及びリポソーム脂質は、1:2:11:100のモル比である。2つのsデクチン-2モノマー(2つのDEC2-PEG-DSPE分子)は、真菌マンナン(赤色の糖部分)に結合するために、膜中で一緒に浮遊しなくてはならない。これらのモル比、100nmの直径のリポソームの表面面積、及び脂質二重層の10nmあたり5×10脂質分子という出版された推定値から、各々のDEC2-AmB-LL中におよそ1,500のsデクチン-1モノマー、3,000のローダミン分子、及び各々のリポソーム中に16,500のAmB分子があることが推定された。 多様な形態のC.albicans細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合した、sデクチン-2コートリポソーム(DEC2-AmB-LL)を示す。A.酵母細胞。細胞を、微分干渉顕微鏡(緑色、DIC)、及び赤色のローダミンの蛍光標識DEC2-AmB-LLによって強調表示する。B及びC.偽菌糸(Ps-Hyp)及び菌糸(Hyp)。細胞は内在性GFP蛍光を介して強調表示される。DEC2-AmB-LLは、大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)へ結合した。D、E、F.成熟した菌糸。D.Eにおいて染色された細胞の菌糸を取り囲む細胞外マトリックスを示す明視野顕微鏡法。E.リポソームの明視野画像及び赤色蛍光の組み合わせ。F.Eにおけるものに匹敵するマトリックスの典型的な染色の反復の追加の画像。すべての細胞を、LDB2バッファー中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色された(Ex-)、細胞外マトリックスを示す。矢印は個別のリポソームを示す。写真を油浸下の63×拡大で撮った。複数の独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 C.neoformans及びA.fumigatusの細胞に付随する細胞外マトリックスへ結合したDEC2-AmB-LLを示す。ローダミン赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、両方の種の大きなクラスターで細胞外マトリックス(Ex)及びまれに細胞壁へ結合した。A、B、C、及びDは、C.neoformansである。酵母細胞を、DEC2-AmB-LL、ならびに莢膜のグルクロノキシロマンナン(GXM)へのマウスモノクローナル抗体18B7及び二次ヤギ抗マウス抗体Alexa488(緑色)により共染色した。すべての細胞を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。A.細胞の明視野画像。B.GXM特異的抗体染色細胞の緑色蛍光画像。C.B及びDのマージ蛍光画像。D.赤色蛍光DEC2-AmB-LL。E、F、及びGは、A.fumigatusである。E及びF.10時間増殖させ、DEC2-AmB-LLにより染色した発芽体の明視野画像及び蛍光画像の組み合わせ。G.24時間増殖させた成熟した菌糸。両方の種を、LDB2中のDEC2-AmB-LLの1:200の希釈物により1時間染色した(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。DEC2-AmB-LLにより染色されたか(Ex+)、または染色されなかったかもしくは弱くは染色されたか(Ex-)、あるいは18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった(Ex-/-)、細胞外マトリックスを示す。写真を、油浸下の63×拡大(プレートA~F)または20×(プレート2G)で撮った。3つの独立した真菌細胞の標識研究から類似する画像を得た。 DEC2-Rhod(ローダミン標識DEC2)及びDEC2-AmB-LLが、A.fumigatus菌糸細胞を取り囲む菌体外多糖マトリックスに類似するパターンで結合したことを示す。A.fumigatus分生子を、VMM+1%のグルコース+0.5%のBSA中で顕微鏡チャンバースライド上で低密度で発芽させ、37℃で24時間増殖させ、細胞を固定してから、ローダミン標識DEC2タンパク質(DEC2-Rhod)またはDEC2コートリポソームにより1時間染色した。A及びBは、DEC2-Rhodである。C及びDは、DEC2-AmB-LLである。20×撮影の微分干渉画像(DIC、プレートA及びC)及びDIC及び赤色蛍光画像の組み合わせ(プレートB及びD)で、細胞を撮影した。細胞が非常に分散しており、1つのプレート中で複数の例示的な細胞を示したかったので、これらの画像は、分離した写真視野から採取し、互いに隣接させて置いた細胞画像から作製した複合物である(共通の視野へと移動した細胞の点線のアウトラインを参照)。画像は、調査した真菌細胞コロニーの90%を表す。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 sデクチン-2コートDEC2-AmB-LLが、対照AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの細胞へ1~2桁多く効率的に結合したことを示す。固定真菌細胞の密集した視野を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームの1:200の希釈物により1時間インキュベーションした(例えば0.5μgのsデクチン-2/100μL)。未結合のリポソームを1時間後に洗浄した。赤色蛍光画像の複数の視野を20×で撮影し、赤色蛍光の面積をImage Jで推定した。写真画像の例を棒グラフの右側に示す。A、B、及びCは、C.albicansであり、D、E、及びFは、C.neoformansである。G、H、及びIは、A.fumigatusである。A、D、及びG中で、平均からの標準誤差を提示し、差が何倍か及びp値を示して、DEC2-AmB-LLとAmB-LLの結合を区別する。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 DEC2-AmB-LL結合の特異性、安定性、及び速度を示す。A、B、及びC.結合の特異性。C.albicansのDEC-AmB-LL標識は、スクロースまたはラミナリンではなく可溶性酵母マンナンによって阻害された。各々の多糖類を1時間の染色手順の間に10mg/mLで添加した。D、E、及びF.結合の安定性。図3A~C中のデータを生成するのに使用したDEC2-AmB-LL及び対照リポソームにより染色したC.albicans細胞のプレートを、PBS中に置き、暗所で2か月間保存し、再撮影し、リポソーム結合の面積を再定量した。G及びH.結合の速度。いくつかの偽菌糸及び菌糸から構成されるC.albicansの成熟した培養物をVMM+20%のFBS中で24ウェルマイクロタイタープレートの表面上で増殖させ、固定し、ブロックし、示された時間でDEC2-AmB-LLにより処理した。すべての3つの実験において、DEC2-AmB-LLをLDB2で1:200w/vに希釈し(100μL中で0.5μgのsデクチン-2)、LDB2により4回洗浄した。複数の赤色蛍光画像を倒立蛍光顕微鏡で各々の時間点について20×の拡大で撮り、赤色蛍光リポソーム染色の平均面積を推定した。平均からの標準誤差を、A、D、G、及びH中で示す。A及びD中で、調査した数の平均及び視野の数を、各々の棒の上方の垂直軸上に示す。A及びD中で、差が何倍か及びp値を、マンナン阻害(A)またはAmB-LL(D)に比べた、DEC-AmB-LLのパフォーマンスについて示す。これらの結果は、2つの生物学的反復を表す。 sデクチン-2をコートしたアンホテリシンBロードリポソームによる、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの阻害及び殺傷を示す。A.DEC2-AmB-LLによるC.albicans。偽菌糸及び早期菌糸のステージにおける細胞を、96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート上でRPMI培地+0.5%のBSA中で増殖させた。細胞を、示されるように1.0、0.5、0.25、及び0.12μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより30分間処理し、培地により2回洗浄し、追加の16時間増殖させ、次いでCellTiter-Blue(CTB)試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。B.DEC2-AmB-LLによるC.neoformans。C.neoformans細胞を、液体のYPD培地+0.5%のBSA中で激しく振盪しながら2時間増殖させ、示されるように0.4、0.2、または0.1μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより4時間または一晩処理した。細胞を希釈し、YPD培地上にプレーティングし、コロニー形成単位(CFU)を複数のプレートからカウントした。C.DEC2-AmB-LLによるA.fumigatus。分生子を、VMM+グルコース+0.5%のBSAで96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート中で9時間発芽させ、示されるように0.5及び0.25μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより2時間処理し、培地により2回洗浄し、一晩増殖させ、次いでフェノールレッド指標を欠如するRPMI+0.5%のBSA中のCTB試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。対照ウェルは菌糸が過剰増殖して培地から突出し、したがって、これらのウェル中でより多くの細胞があったとしても、低い代謝活性を有し低いシグナルを生成した。D.DEC1-AmB-LLによるA.fumigatus。アッセイ条件は、増殖培地での希釈の前にLDB1バッファー(PBS+0.5%のBSA+1mMのBME)の中でリポソームを最初に希釈した以外は、Cにおけるアッセイに類似していた。A、C、及びD中のCTBアッセイについては、CTB試薬によりインキュベーションされた培地からの蛍光バックグラウンドを差し引いた。標準誤差をすべての値について示し、差が何倍か及びp値を、DEC2-AmB-LLへAmB-LLのパフォーマンスを比較して推定した。2つ以上の生物学的反復は類似する結果をもたらした。 sデクチン-2をコートしたアンホテリシンBロードリポソームによる、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの阻害及び殺傷を示す。A.DEC2-AmB-LLによるC.albicans。偽菌糸及び早期菌糸のステージにおける細胞を、96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート上でRPMI培地+0.5%のBSA中で増殖させた。細胞を、示されるように1.0、0.5、0.25、及び0.12μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより30分間処理し、培地により2回洗浄し、追加の16時間増殖させ、次いでCellTiter-Blue(CTB)試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。B.DEC2-AmB-LLによるC.neoformans。C.neoformans細胞を、液体のYPD培地+0.5%のBSA中で激しく振盪しながら2時間増殖させ、示されるように0.4、0.2、または0.1μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより4時間または一晩処理した。細胞を希釈し、YPD培地上にプレーティングし、コロニー形成単位(CFU)を複数のプレートからカウントした。C.DEC2-AmB-LLによるA.fumigatus。分生子を、VMM+グルコース+0.5%のBSAで96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート中で9時間発芽させ、示されるように0.5及び0.25μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより2時間処理し、培地により2回洗浄し、一晩増殖させ、次いでフェノールレッド指標を欠如するRPMI+0.5%のBSA中のCTB試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。対照ウェルは菌糸が過剰増殖して培地から突出し、したがって、これらのウェル中でより多くの細胞があったとしても、低い代謝活性を有し低いシグナルを生成した。D.DEC1-AmB-LLによるA.fumigatus。アッセイ条件は、増殖培地での希釈の前にLDB1バッファー(PBS+0.5%のBSA+1mMのBME)の中でリポソームを最初に希釈した以外は、Cにおけるアッセイに類似していた。A、C、及びD中のCTBアッセイについては、CTB試薬によりインキュベーションされた培地からの蛍光バックグラウンドを差し引いた。標準誤差をすべての値について示し、差が何倍か及びp値を、DEC2-AmB-LLへAmB-LLのパフォーマンスを比較して推定した。2つ以上の生物学的反復は類似する結果をもたらした。 sデクチン-2をコートしたアンホテリシンBロードリポソームによる、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの阻害及び殺傷を示す。A.DEC2-AmB-LLによるC.albicans。偽菌糸及び早期菌糸のステージにおける細胞を、96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート上でRPMI培地+0.5%のBSA中で増殖させた。細胞を、示されるように1.0、0.5、0.25、及び0.12μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより30分間処理し、培地により2回洗浄し、追加の16時間増殖させ、次いでCellTiter-Blue(CTB)試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。B.DEC2-AmB-LLによるC.neoformans。C.neoformans細胞を、液体のYPD培地+0.5%のBSA中で激しく振盪しながら2時間増殖させ、示されるように0.4、0.2、または0.1μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより4時間または一晩処理した。細胞を希釈し、YPD培地上にプレーティングし、コロニー形成単位(CFU)を複数のプレートからカウントした。C.DEC2-AmB-LLによるA.fumigatus。分生子を、VMM+グルコース+0.5%のBSAで96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート中で9時間発芽させ、示されるように0.5及び0.25μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより2時間処理し、培地により2回洗浄し、一晩増殖させ、次いでフェノールレッド指標を欠如するRPMI+0.5%のBSA中のCTB試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。対照ウェルは菌糸が過剰増殖して培地から突出し、したがって、これらのウェル中でより多くの細胞があったとしても、低い代謝活性を有し低いシグナルを生成した。D.DEC1-AmB-LLによるA.fumigatus。アッセイ条件は、増殖培地での希釈の前にLDB1バッファー(PBS+0.5%のBSA+1mMのBME)の中でリポソームを最初に希釈した以外は、Cにおけるアッセイに類似していた。A、C、及びD中のCTBアッセイについては、CTB試薬によりインキュベーションされた培地からの蛍光バックグラウンドを差し引いた。標準誤差をすべての値について示し、差が何倍か及びp値を、DEC2-AmB-LLへAmB-LLのパフォーマンスを比較して推定した。2つ以上の生物学的反復は類似する結果をもたらした。 sデクチン-2をコートしたアンホテリシンBロードリポソームによる、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの阻害及び殺傷を示す。A.DEC2-AmB-LLによるC.albicans。偽菌糸及び早期菌糸のステージにおける細胞を、96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート上でRPMI培地+0.5%のBSA中で増殖させた。細胞を、示されるように1.0、0.5、0.25、及び0.12μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより30分間処理し、培地により2回洗浄し、追加の16時間増殖させ、次いでCellTiter-Blue(CTB)試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。B.DEC2-AmB-LLによるC.neoformans。C.neoformans細胞を、液体のYPD培地+0.5%のBSA中で激しく振盪しながら2時間増殖させ、示されるように0.4、0.2、または0.1μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより4時間または一晩処理した。細胞を希釈し、YPD培地上にプレーティングし、コロニー形成単位(CFU)を複数のプレートからカウントした。C.DEC2-AmB-LLによるA.fumigatus。分生子を、VMM+グルコース+0.5%のBSAで96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート中で9時間発芽させ、示されるように0.5及び0.25μMのAmBを培地へ送達するリポソームにより2時間処理し、培地により2回洗浄し、一晩増殖させ、次いでフェノールレッド指標を欠如するRPMI+0.5%のBSA中のCTB試薬を使用して、代謝活性についてアッセイした。対照ウェルは菌糸が過剰増殖して培地から突出し、したがって、これらのウェル中でより多くの細胞があったとしても、低い代謝活性を有し低いシグナルを生成した。D.DEC1-AmB-LLによるA.fumigatus。アッセイ条件は、増殖培地での希釈の前にLDB1バッファー(PBS+0.5%のBSA+1mMのBME)の中でリポソームを最初に希釈した以外は、Cにおけるアッセイに類似していた。A、C、及びD中のCTBアッセイについては、CTB試薬によりインキュベーションされた培地からの蛍光バックグラウンドを差し引いた。標準誤差をすべての値について示し、差が何倍か及びp値を、DEC2-AmB-LLへAmB-LLのパフォーマンスを比較して推定した。2つ以上の生物学的反復は類似する結果をもたらした。 デクチン-2標的化抗真菌物質ロードリポソームの有効性の調査のための、肺アスペルギルス症の2つの免疫抑制モデル及び時系列を示す。A.ステロイドモデル。B.白血球減少モデル。 デクチン標的化抗真菌薬ロードリポソームを示す。例えばデクチン-1またはデクチン-2の炭水化物認識ドメインによりコートされた、抗真菌薬ロードリポソームは、侵襲性真菌細胞及びバイオフィルムへ特異的に結合し、抗真菌薬を真菌細胞へ能動的に送達する。標的化リポソームは、非標的化薬物ロードリポソーム(例えばAmBisome(登録商標))または界面活性剤により可溶化した抗真菌薬(左側)よりも、真菌細胞へ何桁も効率的に結合する(右側)。したがって、標的化リポソームは、動物細胞についてより低い相対的親和性を有し、非標的化リポソームに比べてより低い全薬物濃度で、はるかに高い用量の抗真菌薬を真菌細胞へ送達する。真菌細胞を殺傷するのに要求される有効用量を低減させることによって、動物細胞への毒性は低くなる。 A.fumigatus株CEA10からの分生子は急速に発芽して、CD1マウスの肺中で感染中心の確立することを示す。D0(図21)に、CD1 Swissに2×10のCEA10分生子を咽頭に接種した。D2(感染の48時間後)に、マウスを安楽死させ、感染した肺の様々な肺葉の手動で調製した薄切片(例えば約0.5mm厚)を、ホルマリン中で固定し、真菌キチンについてカルコフロールホワイトにより1時間染色した。落射蛍光写真画像を、Leica DM6000複合顕微鏡でDAPIフィルターセット励起A360/発光A470を使用して撮った。A.大部分の切片は、何百もの染色された菌糸を備えた1つの大きい感染中心を示した。写真を5×拡大で撮った。B.感染中心は菌糸伸長のクラスターから構成されていた。発芽していない分生子は観察されなかった。写真を20×拡大で撮った。 免疫抑制媒介性アスペルギルス症のステロイドマウスモデルに基づいて、DEC2-AmB-LLが、AmB-LLよりも、肺における真菌量の低減で有意に有効であったことを示す。免疫抑制されたCD1 Swissマウス(ステロイドモデル図21A)に、2×10のA.fumigatus分生子CEA10株を感染させ(0日目)、翌日(1日目)に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームにより処理したか、またはリポソームを希釈するのに使用したバッファー(バッファー対照)により処理した(図21A中の時系列を参照)。4日目まで生存した各々の処理群からの3匹のマウスを安楽死させ、1つの肺あたりの真菌量を2つの独立した方法によって決定した。A~C.コロニー形成単位(CFU)。A.3つの処理群について、1つの肺あたりのCFUの平均数を比較する棒グラフ。B及びCは、それぞれAmB-LL処理群及びDEC2-AmB-LL処理群について調査した細胞の視野の20×拡大で撮った例示的な写真画像である。ホモジナイズした肺組織を栄養豊富な増殖培地上にプレーティングし、プレートを一晩インキュベーションし、真菌細胞の数をマイクロコロニーをカウントすることによって、CFUを推定した。標準誤差を線及びひげにより示す。D.rDNAの相対量。A.fumigatusのrDNA遺伝子間スペーサー(IGS)の相対量(RQ)を、図24A中でアッセイした3つの肺の同じ3セットからの肺ホモジネートの並列のサンプルでqPCRによって決定した。データを、最も高いレベルの1匹のバッファー対照マウスにおけるA.fumigatusのrDNAのレベルへ正規化した(すなわちこのマウスのRQを1.0へ設定する)。 免疫抑制媒介性アスペルギルス症のステロイドマウスモデルに基づいて、DEC2-AmB-LLが、AmB-LLよりも、肺における真菌量の低減で有意に有効であったことを示す。免疫抑制されたCD1 Swissマウス(ステロイドモデル図21A)に、2×10のA.fumigatus分生子CEA10株を感染させ(0日目)、翌日(1日目)に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームにより処理したか、またはリポソームを希釈するのに使用したバッファー(バッファー対照)により処理した(図21A中の時系列を参照)。4日目まで生存した各々の処理群からの3匹のマウスを安楽死させ、1つの肺あたりの真菌量を2つの独立した方法によって決定した。A~C.コロニー形成単位(CFU)。A.3つの処理群について、1つの肺あたりのCFUの平均数を比較する棒グラフ。B及びCは、それぞれAmB-LL処理群及びDEC2-AmB-LL処理群について調査した細胞の視野の20×拡大で撮った例示的な写真画像である。ホモジナイズした肺組織を栄養豊富な増殖培地上にプレーティングし、プレートを一晩インキュベーションし、真菌細胞の数をマイクロコロニーをカウントすることによって、CFUを推定した。標準誤差を線及びひげにより示す。D.rDNAの相対量。A.fumigatusのrDNA遺伝子間スペーサー(IGS)の相対量(RQ)を、図24A中でアッセイした3つの肺の同じ3セットからの肺ホモジネートの並列のサンプルでqPCRによって決定した。データを、最も高いレベルの1匹のバッファー対照マウスにおけるA.fumigatusのrDNAのレベルへ正規化した(すなわちこのマウスのRQを1.0へ設定する)。 免疫抑制媒介性アスペルギルス症のステロイドマウスモデルに基づいて、DEC2-AmB-LLが、AmB-LLよりも、肺における真菌量の低減で有意に有効であったことを示す。免疫抑制されたCD1 Swissマウス(ステロイドモデル図21A)に、2×10のA.fumigatus分生子CEA10株を感染させ(0日目)、翌日(1日目)に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームにより処理したか、またはリポソームを希釈するのに使用したバッファー(バッファー対照)により処理した(図21A中の時系列を参照)。4日目まで生存した各々の処理群からの3匹のマウスを安楽死させ、1つの肺あたりの真菌量を2つの独立した方法によって決定した。A~C.コロニー形成単位(CFU)。A.3つの処理群について、1つの肺あたりのCFUの平均数を比較する棒グラフ。B及びCは、それぞれAmB-LL処理群及びDEC2-AmB-LL処理群について調査した細胞の視野の20×拡大で撮った例示的な写真画像である。ホモジナイズした肺組織を栄養豊富な増殖培地上にプレーティングし、プレートを一晩インキュベーションし、真菌細胞の数をマイクロコロニーをカウントすることによって、CFUを推定した。標準誤差を線及びひげにより示す。D.rDNAの相対量。A.fumigatusのrDNA遺伝子間スペーサー(IGS)の相対量(RQ)を、図24A中でアッセイした3つの肺の同じ3セットからの肺ホモジネートの並列のサンプルでqPCRによって決定した。データを、最も高いレベルの1匹のバッファー対照マウスにおけるA.fumigatusのrDNAのレベルへ正規化した(すなわちこのマウスのRQを1.0へ設定する)。 免疫抑制媒介性アスペルギルス症のステロイドマウスモデルに基づいて、DEC2-AmB-LLが、AmB-LLよりも、肺における真菌量の低減で有意に有効であったことを示す。免疫抑制されたCD1 Swissマウス(ステロイドモデル図21A)に、2×10のA.fumigatus分生子CEA10株を感染させ(0日目)、翌日(1日目)に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームにより処理したか、またはリポソームを希釈するのに使用したバッファー(バッファー対照)により処理した(図21A中の時系列を参照)。4日目まで生存した各々の処理群からの3匹のマウスを安楽死させ、1つの肺あたりの真菌量を2つの独立した方法によって決定した。A~C.コロニー形成単位(CFU)。A.3つの処理群について、1つの肺あたりのCFUの平均数を比較する棒グラフ。B及びCは、それぞれAmB-LL処理群及びDEC2-AmB-LL処理群について調査した細胞の視野の20×拡大で撮った例示的な写真画像である。ホモジナイズした肺組織を栄養豊富な増殖培地上にプレーティングし、プレートを一晩インキュベーションし、真菌細胞の数をマイクロコロニーをカウントすることによって、CFUを推定した。標準誤差を線及びひげにより示す。D.rDNAの相対量。A.fumigatusのrDNA遺伝子間スペーサー(IGS)の相対量(RQ)を、図24A中でアッセイした3つの肺の同じ3セットからの肺ホモジネートの並列のサンプルでqPCRによって決定した。データを、最も高いレベルの1匹のバッファー対照マウスにおけるA.fumigatusのrDNAのレベルへ正規化した(すなわちこのマウスのRQを1.0へ設定する)。 免疫抑制媒介性アスペルギルス症の白血球減少マウスモデルに基づいて、DEC2-AmB-LLが、AmB-LLよりも、肺における真菌量の低減で有意に有効であったことを示す。免疫抑制されたCD1 Swissマウス(ステロイドモデル図21B)に、5×10のA.fumigatus分生子CEA10株を感染させ(0日目)、翌日に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームにより処理したか、またはリポソームを希釈するのに使用したバッファー(対照)により処理した(図21B中の時系列を参照)。各々の処理群からの3匹のマウスを安楽死させ、1つの肺あたりの真菌量を2つの独立した方法によって決定した。A.A.fumigatusコロニー形成単位(CFU)。3つの処理群について、1つの肺あたりのCFUの平均数を比較する棒グラフ。標準誤差を線及びひげにより示す。B.真菌細胞rDNAの相対量。A.fumigatusのrDNA遺伝子間スペーサー(IGS)の相対量(RQ)を、A中でアッセイした3つの肺の同じ3セットからの肺ホモジネートの並列のサンプルでqPCRによって決定した。データを、最も高いレベルの1匹の対照マウスにおけるA.fumigatusのrDNAのレベルへ正規化した(すなわちこのマウスのRQは1.0である)。 (図26)免疫抑制媒介性アスペルギルス症の白血球減少マウスモデルに基づいて、DEC2-AmB-LLが、AmB-LLよりも、肺における真菌量の低減で2桁多く有効であったことを示す。免疫抑制されたCD1 Swissマウス(ステロイドモデル図21B)に、5×10のA.fumigatus分生子CEA10株を感染させ(0日目)、翌日(1日目)に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームにより処理したか、またはリポソームを希釈するのに使用したバッファー(バッファー対照)により処理した(図21B中の時系列を参照)。各々の処理群からの3匹のマウスを安楽死させ、1つの肺あたりの真菌量を2つの独立した方法によって決定した。A.A.fumigatusコロニー形成単位(CFU)。3つの処理群について、1つの肺あたりのCFUの平均数を比較する棒グラフ。標準誤差を線及びひげにより示す。B.真菌細胞rDNAの相対量。A.fumigatusのrDNA遺伝子間スペーサー(IGS)の相対量(RQ)を、A中でアッセイした3つの肺の同じ3セットからの肺ホモジネートの並列のサンプルでqPCRによって決定した。データを、最も高いレベルの1匹の対照マウスにおけるA.fumigatusのrDNAのレベルへ正規化した(すなわちこのマウスのRQは1.0である)。 真菌マンナンのBiFC検出のためのデクチン-2 Venus融合物の配列をコードするDNAを示す。MmDEC2VyNのDNA配列である。pET-45B中で発現される、MmDEC2VyNコドン最適化DNA配列(配列番号:17)。長さ:577bpであり、ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引き、クローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンは太字であり、反応性lys(K)残基AAGはイタリック体の太字である。E.coli発現のためにコドン最適化されたマウスデクチン2遺伝子CLEC6Aからのsデクチン-2配列はプレーンテキストであり、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、続いて、Venus VyN T154Mについての配列(AKA95335から修飾された突然変異Venusタンパク質のN末端半分)をコードする465ヌクレオチド長は小文字であり、Ala(A)コドンGCTならびに2つの終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称:MmsDectin2lyshis、長さ:1084bpであり、終結のためには7未満であり、切断部位に続いて(i.g.、1077bp)、359残基のタンパク質をコードする。しかし、GenScriptから取り寄せたものは、pET-45b+の中へサブクローン化するために、KpnI部位(GGTACC(配列番号:23))で開始する、より短い1057bpのバージョンであった。 真菌マンナンのBiFC検出のためのデクチン-2 Venus融合物のタンパク質配列を示す。DEC2-VyNのタンパク質配列である。合成される最終的なDEC2-VyNタンパク質(配列番号:18)。pET-45B+からのN末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲い、Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基は太字であり、リジンはイタリック体である。166のマウスsデクチン-2アミノ酸残基をプレーンテキストで示し、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、Venusの残基1~155は突然変異T154Mを備えており、太字のC末端のAla残基(A)で終了し、終止コドン及びPacI部位を入れるのに使用されるコドンはインフレームである。全部で359アミノ酸、MW40,198g/モル。pI 6.04。O.D.280 1.940/mg/mL。 真菌マンナンのBiFC検出のためのデクチン-2 Venus融合物の配列をコードするDNAを示す。MmDEC2VCのDNA配列である。MmDEC2VC(pET-45B中で発現される、MmDEC2VCコドン最適化DNA配列でもある)(配列番号:19)。長さ:577bpであり、ベクターpET-45b+配列の9つのコドンを四角で囲って、開始コドンに下線を引き、クローニング部位のKpnI(GGTACC)(配列番号:23)及びPacI(TTAATTAA)(配列番号:21)に、それぞれ下線を引く。Gly Ser(G,S)フレキシブルリンカー残基についてのコドンは太字であり、反応性lys(K)残基AAGはイタリック体の太字である。E.coli発現のためにコドン最適化されたマウスデクチン2遺伝子CLEC6Aからのsデクチン-2配列はプレーンテキストであり、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、次いでVenusの配列をコードするC末端アミノ酸についての配列(アミノ酸残基155~238、AKA95335から修飾されたタンパク質)をコードする252ヌクレオチド長は小文字であり、Ala(A)コドンGCTならびに2つの終止コドンTAA及びTTAに下線を引き、終止コドンは太字である。代替の遺伝子名称:MmsDectin2lyshis、長さ:871bpであり、終止コドンのためには7bp未満であり、切断部位に続いて、288残基のタンパク質をコードする。しかし、pET-45b+の中へサブクローン化するために、KpnI部位(GGTACC(配列番号:23))で開始する、より短い844bpのバージョンをGenScriptから取り寄せた。 真菌マンナンのBiFC検出のためのデクチン-2 Venus融合物のタンパク質配列を示す。DEC2-VCのタンパク質配列である。合成される最終的なDEC2-VCタンパク質(配列番号:20)。pET-45B+からのC末端アミノ酸及び(His)(HHHHHH)(配列番号:22)親和性タグを四角で囲い、Gly Ser(GS)フレキシブルリンカー残基及び反応性lys(K)残基は太字であり、リジンはイタリック体である。166のマウスsデクチン-2アミノ酸残基をプレーンテキストで示し、Gly Serリッチフレキシブルスペーサーは15残基であり、Venusの残基は155~238であり、追加の太字のC末端のAla残基(A)で終了し、このAla残基のコドンは終止コドン及びPacI部位を入れるのにインフレームで使用される。全部で288アミノ酸、MW32,098g/モル。pI 6.16、O.D.280 2.02OD/mg/mL。 多糖類を含有する真菌マンナンの検出のためのVenusタンパク質の相補的な断片へ融合したデクチン-2によりコートされたリポソームのタンパク質デザイン及びモデルを示す。A.用いられた診断用のリポソームのモデル。緑色蛍光タンパク質Venus VyN155のN末端断片へ融合したsデクチン-2モノマー(青色)(例えばDEC2-VyN)及びVenus VCのC末端断片へ融合したsデクチン-2モノマー(DEC2-VC)によりコートされたリポソームは、真菌マンナンを認識及び結合して、sデクチン-2ダイマーを形成し、アセンブルされたVenusタンパク質及び強い緑色二分子蛍光補完(BiFC)シグナルを導く。これらの真菌診断用のリポソームは、真菌細胞壁中のマンナン、マンナンを含有する、菌体外多糖マトリックス、バイオフィルム、または放出された可溶性多糖類に接触する場合のみに、緑色蛍光シグナルを生じる。DEC2-VyN及びDEC2-VCを各々脂質担体DSPE-PEGへカップリングし、リポソーム膜の中へ挿入した。DEC2カップルモノマーを、全DEC2タンパク質及びリポソーム脂質が、1:100のモル比または1モルパーセントDEC2であるようにリポソームの中へ挿入した。このモル比、100nmの直径のリポソームの表面面積、及び脂質二重層の10nmあたり5×10脂質分子という出版された推定値78から、各々のDEC2-BiFC試薬リポソーム中におよそ1,500のDEC2モノマー(すなわち750のDEC2-VyN融合タンパク及び750のDEC2-VC融合タンパク質)があると計算した。表2を参照されたい。これらのリポソームは、例えばビオチン-ストレプトアビジン結合を経由して、不溶性マトリックスへ容易に付着することができる(図の右側)。この構成において、DEC2-BiFC試薬は、標準的な蛍光装置類を使用して、血清の中へ放出された真菌マンナン含有多糖類の非常に低い濃度を検出することができる。B.デクチン-2 Venus融合タンパク質のデザイン。2つの別個のデクチン-2融合タンパク質をE.coli中で発現させた。1つを突然変異Venusタンパク質VyNのN末端へ、他をVenusタンパク質VCのC末端断片へ、融合させた。Venusタンパク質のこれらの十分に特徴づけられた相補的な2つの断片は、相互作用する担体タンパク質のアセンブリ(すなわち本明細書におけるDEC2ダイマー)によって接近させた場合に、アセンブルしてBiFCシグナルを生じることが公知である。異なる長さのフレキシブル(glyser)glyスペーサーは機能的ドメインを分離して、動き及び機能のある程度の独立性を許容する。 DEC2-BiFC試薬がマンナン特異的Venus緑色蛍光シグナルを生成することを示す。各々の多糖類を、DEC2-BiFC試薬リポソームによる23℃で2時間のインキュベーションの間に、96ウェルマイクロタイタープレート中のウェルの列へ1mg/mLで添加した。デキストランによるインキュベーションからの平均バックグラウンドシグナルを、他のすべてのサンプルから差し引いた。差が何倍であるかを、予想される標的の酵母α-マンナンと真菌β-グルカンとスクロースとの間で示す。標準誤差を線及びひげによって示す。 DEC2-BiFC試薬リポソームがA.fumigatus細胞依存性緑色蛍光シグナルを生成することを示す。A.fumigatus(CEA10株)の4,500の分生子を、VMM+1%のグルコース中でリジンコート24ウェルマイクロタイタープレート上で37℃で72時間発芽及び増殖させ、ホルマリン中で固定し、LDB2バッファーの中で洗浄した。A~H.細胞を、リポソーム希釈バッファーLDB2中のリポソームDEC2-BiFC試薬の1:100の希釈物によりインキュベーションした。最終的なDEC2タンパク質濃度は約1ug/100uLであった。真菌細胞のコロニーを20×拡大でペアで撮影した。ペアの明視野画像及びマージした蛍光画像を示す。I及びJ.希釈バッファーによりインキュベーションした対照細胞を示す画像であり、赤色チャンネルを緑色チャンネルからのごくわずかな蛍光のバックグラウンドを示すために弱めた。左側のA、C、E、G、Iは、A.fumigatus細胞のコロニーの明視野画像である。右側のB、D、F、H、J は、左側の隣接する明視野画像のVenus緑色蛍光タンパク質画像とマージした明視野画像(赤色)である。30B中の白色矢印は、シグナルを生じない稀な菌糸を示す。
以下の記載は、本組成物及び方法の様々な態様及び実施形態を列挙する。特定の実施形態が組成物及び方法の範囲を定義することは意図されない。むしろ、実施形態は、少なくとも開示される組成物及び方法の範囲内に含まれる非限定的例を単に提供するものである。
世界的には、国内外で3億人以上が真菌感染に罹患する。いくつかの真菌性疾患は、急性且つ重症である。他の真菌感染は再発性であり、いくつかは慢性である。毎年約200,000、400,000、及び1,000,000の症例が、それぞれアスペルギルス症、カンジダ症、及びクリプトコッカス症であり、死亡率は驚くほど高い。皮膚の真菌感染(皮膚糸状菌症)は、最も一般的な真菌感染である。世界的な集団のうちの4~10パーセント(例えば3億人超)が、足の真菌感染(水虫感染、足部白癬)、及び特に、日常生活に支障をきたすほどかもしれない足指爪の感染(爪真菌症)を有すると推定され得る。
Aspergillus fumigatus及び関連するAspergillus属の種は、アスペルギルス症を引き起こす。生命を脅かすアスペルギルス症を発症する最も高いリスクがある患者は、例えば幹細胞移植もしくは臓器移植からの免疫系の弱体化を有するか、または様々な肺疾患(結核、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、嚢胞性線維症、または喘息が挙げられる)を有するものである。免疫不全の患者の中で、アスペルギルス症は、カンジダ症の次に2番目に頻度の高い真菌感染である。侵襲性アスペルギルス症の治療に付随する追加費用は、1名の小児あたり40,000ドル及び1名の成人あたり10,000ドルと推定される。アスペルギルス症の患者は、抗真菌薬(アンホテリシンB、イトラコナゾール、ボリコナゾール、フルコナゾール等)により治療される。しかしながら抗真菌療法を行っても、アスペルギルス症の免疫不全の患者の1年の生存は25~60%にすぎない。さらに、アスペルギルス症を治療するすべての既知の抗真菌剤は、ヒト細胞に対してかなり毒性である(Allen et al.Antifungal agents for the treatment of systemic fungal infections in children.Paediatrics & Child Health 15:603-608(2010))。抗真菌薬送達を改善し、広範囲の真菌病原体に対する抗真菌剤の治療有効性を促進する、及び/または対象へ投与された場合に抗真菌剤の毒性を低減する、標的化されたリポソームが、本明細書において提供される。
ナノ粒子
真菌細胞へ薬物の送達のためのナノ粒子が、本明細書において提供される。全体を通して使用されるように、ナノ粒子は、いくつか挙げると、脂質ナノ粒子、例えばリポソームもしくは非リポソーム脂質ナノ粒子(例えば非水性コア(LNP)を備えた脂質ナノ粒子)、デンドリマー、ポリマーミセル、ナノカプセル、またはナノスフェアであり得るがこれらに限定されない。例えば、抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子がナノ粒子の外側表面の中へ取り込まれ、抗真菌剤がナノ粒子中にカプセル化される、ナノ粒子(例えばリポソーム)が本明細書において提供される。ナノ粒子(例えばリポソーム)を本明細書において記載される真菌へ標的化するのに使用される標的化分子は、様々な組成の薬物ロードナノ粒子を真菌細胞へ標的化することができる。他の例としては、酸化鉄ナノ粒子、多糖類ゲルナノ粒子、及びシリカナノ粒子が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において使用される時、リポソームという用語は、少なくとも1つの脂質二重層によって囲まれた水性区画または水性緩衝区画を指す。リポソームは、少なくとも1つの脂質二重層によって囲まれた区画(すなわち内部の空洞または空間)中に、水溶液、化合物、薬物、または他の物質を保有することが可能である。リポソームは、サイズ(すなわち直径)が変動し得る。例えば、リポソームは、約1000ナノメートル(nm)以下のサイズを有し得る。例えば、リポソームは、約50nm~約1000nm、約50nm~約900nm、約50nm~約800nm、約50nm~約700nm、約50nm~約600nm、約50nm~約500nm、約50nm~約400nm、約50nm~約300nm、約50nm~約200nm、または約50nm~約100nmのサイズを有し得る。リポソームとしては、薬剤(例えば抗真菌剤)のカプセル化のための区画を含むリポソーム、リポソームの外側へ付着されるかまたは外側の中へ取り込んだ標的化分子を含むリポソーム、及びカプセル化された抗真菌剤を含むリポソームが挙げられる。カプセル化された抗真菌剤は、リポソームの内部空間中に完全または部分的に所在する抗真菌剤である。例えば本明細書において記載されるリポソームのうちの任意ものにおいて、抗真菌剤のうちの少なくとも約75%、80%、85%、90%、95%、または99%は、リポソームの内部空間またはリポソームの脂質二重層の中へ取り込まれる。
本明細書において記載されるナノ粒子(例えばリポソーム)のうちの任意のものは、脂質に対して、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20モルパーセント、またはそれ以上の抗真菌剤を含有し得る。換言すれば、ナノ粒子は、1:100、2:100、3:100、4:100、5:100、6:100、7:100、8:100、9:100、10:100、11:100、12:100、13:100、14:100、15:100、16:100、17:100、18:100、19:100、20:100、またはそれ以上のモル比の抗真菌剤対リポソーム脂質を含み得る。本明細書において使用される時、モル比は、2つの構成成分のモルにおける量間の比、例えば標的化分子のモル数と脂質のモル数(標的化分子:脂質のモル)または抗真菌剤のモル数と脂質のモル数(抗真菌剤のモル:脂質のモル)との間の比である。そして同様に、ナノ粒子は、0.002:100、0.05:100、0.1:100、0.5:100、1:100、2:100、3:100、4:100、5:100、10:100、15:100、20:100、25:100、またはそれ以上のモル比の標的タンパク質対リポソーム脂質を含み得る。
本明細書において記載されるリポソームのうちの任意のものの2つ以上の複数が提供される。例えば、複数のリポソームは、約2~約1×1014(100兆)のリポソームを含み得る。例えば、複数のものは、少なくとも100、250、500、750、1000、5000、10,000、25,000、50,000、100,000、500,000、100万、またはそれ以上のリポソームを有し得る。リポソームは、当業者に公知のまたは後に見出される任意の好適な方法によって作製され得る。概して、リポソームは、薄フィルム水和技法、続いて少数の凍結融解サイクルによって調製され得る。リポソーム懸濁物も、当業者に公知の方法に従って調製され得る。リポソームの調製のための例示的な方法は、Akbarzadeh et al.(“Liposome:classification,preparation and applications,”Nanoscale Res.Lett.8(1):102(2013)中で記載され、その全体は参照することによって本明細書に援用される。
概して、様々な脂質成分が、リポソームを作製するのに使用され得る。これらは、生理的なpHで非荷電形態または中性の双性イオン形態で存在する中性脂質を包含する。かかる脂質としては、例えばジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、セラミド、スフィンゴミエリン、ジヒドロスフィンゴミエリン、ケファリン、及びセレブロシドが挙げられる。本明細書において記載される脂質のうちの任意のものの合成誘導体も、脂質ナノ粒子を作製するのに使用され得る。脂質ナノ粒子は、ステロール(例えばコレステロール)も含み得る。脂質ナノ粒子は、およそ生理的なpHで正味の正電荷を保有する陽イオン性脂質も含み得る。かかる陽イオン性脂質としては、N,N-ジオレイル-N,N-ジメチルアンモニウムクロリド(DODAC);N-(2,3-ジオレイルオキシ)プロピル-N,N-N-トリエチルアンモニウムクロリド(DOTMA);N,N-ジステアリル-N,N-ジメチルアンモニウムブロミド(DDAB);N-(2,3-ジオレオイルオキシ)プロピル)-N,N,N-トリメチルアンモニウムクロリド(DOTAP);1,2-ジオレイルオキシ-3-トリメチルアミノプロパンクロリド塩(DOTAP.Cl);3β-(N--(N’,N’-ジメチルアミノエタン)-カルバモイル)コレステロール(「DCコレステロール」)、N-(1-(2,3-ジオレイルオキシ)プロピル)-N-2-(スペルミンカルボキサミド)エチル)-N,N-ジメチル-アンモニウムトリフルオルアセテート(trifluoracetate)(「DOSPA」)、ジオクタデシルアミドグリシルカルボキシスペルミン(DOGS)、1,2-ジレオイル(dileoyl)-sn-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)、1,2-ジオレオイル-3-ジメチルアンモニウムプロパン(DODAP)、N,N-ジメチル-2,3-ジオレイルオキシ)プロピルアミン(DODMA)、及びN-(1,2-ジミリスチルオキシプロプ-3-イル)-N,N-ジメチル-N-ヒドロキシエチルアンモニウムブロミド(DMRIE)が挙げられるがこれらに限定されない。陰イオン性脂質も、本明細書において記載される脂質ナノ粒子中での使用に好適である。陰イオン性脂質としては、ホスファチジルグリセロール、カルジオリピン、ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホファチジン酸、N-ドデカノイルホスファチジルエタノーロアミン(phosphatidylethanoloamine)、N-スクシニルホスファチジルエタノールアミン、N-グルタリルホスファチジルエタノールアミン、リシルホスファチジルグリセロール、及び中性脂質へ連結された他の陰イオン修飾基が挙げられるがこれらに限定されない。
いくつかの例において、リポソームは、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、ホスファチジルグリセロール、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)、ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、ジリノレオイルホスファチジルコリン、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DSPE)コンジュゲートポリエチレングリコール(DSPE-PEG)、スフィンゴミエリン、コレステロール、またはその任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、PEGは、PEG-分子量(MW500)~PEG-MW20000であり得る。本明細書において記載される脂質のうちの任意のものは、本明細書において記載されるリポソームの構成成分であることに加えて、真菌細胞上の抗原に結合する標的化分子またはその断片へコンジュゲートされ得る。いくつかの例において、本明細書において記載される脂質のうちの任意のもののPEG化バージョンは、真菌細胞上の抗原(例えば真菌細胞壁抗原または真菌細胞菌体外多糖マトリックス抗原)に結合する標的化分子またはその断片へコンジュゲートされ得る。
全体を通して使用されるように、標的化分子は、真菌細胞上の抗原についての結合親和性(任意選択で特異的結合親和性)を有する分子であり、抗体、ポリペプチド、ペプチド、アプタマー、または小分子が挙げられることができるがこれらに限定されない。全体を通して使用されるように、真菌細胞上の抗原または標的真菌細胞抗原は、真菌細胞周期の任意のステージの真菌細胞に付随する任意の抗原であり得る。例えば、そして限定的ではなく、抗原は、真菌細胞に付随し得る(例えば真菌細胞壁中に埋め込まれた抗原、真菌細胞壁へ付着した抗原、または真菌細胞表面抗原)。真菌細胞に付随する抗原は、真菌細胞へ直接的または間接的にも結合し得る、(例えば真菌細胞壁へ直接的または間接的に結合する)。抗原は、真菌細胞によって産生されるか、または真菌細胞に付随する、真菌の菌体外多糖マトリックス(例えばバイオフィルム)の抗原でもあり得る。いくつかの例において、菌体外多糖マトリックスは、真菌細胞、または真菌細胞の集団へ接着するかまたは結合する。真菌細胞に付随する菌体外多糖マトリックスは、必ずしもそうである必要はないが、真菌細胞、またはそれに付随する真菌細胞の集団によって産生され得ることが理解される。全体を通して使用されるように、抗原は、タンパク質、脂質、または炭水化物であり得るがこれらに限定されない。
全体を通して使用されるように、ポリペプチド、タンパク質、及びペプチドは、アミノ酸残基のポリマーを指すように本明細書において互換的に使用される。本明細書において使用される時、当該用語は、任意の長さのアミノ酸鎖を網羅し、全長タンパク質を包含し、アミノ酸残基は共有結合性ペプチド結合によって連結される。
全体を通して使用されるように、核酸という用語は、一本鎖または二本鎖のいずれか形態での、デオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)及びそのポリマーを指す。具体的に限定されない限り、当該用語は、参照核酸と類似する結合特性を有し、天然に存在するヌクレオチドに類似する様式で代謝される、天然ヌクレオチドの既知のアナログを含有する核酸を網羅する。別段の指示のない限り、特定の核酸配列は、明示的に指示された配列に加えて。保存的に修飾されたそのバリアント(例えば縮重コドン置換)、対立遺伝子、オルソログ、SNP、及び相補的な配列も黙示的に網羅する。具体的には、縮重コドン置換は、1つまたは複数の選択された(またはすべての)コドンの第3の位置が混合塩基及び/またはデオキシイノシン残基により置換された配列を生成することによって達成され得る(Batzer et al.,Nucleic Acid Res.19:5081(1991);Ohtsuka et al.,J.Biol.Chem.260:2605-2608(1985);及びRossolini et al.,Mol.Cell.Probes 8:91-98(1994))。
各々の事例において、具体的な核酸またはポリペプチドの配列が列挙される場合に、列挙された配列へ少なくとも70%(例えば70%、75%、80%、85%。90%、95%、99%)の同一性を有する配列を含む実施形態も提供される。配列に関する同一性または類似性は、配列をアライメントさせ、必要であるならばギャップを導入して最大のパーセント配列同一性を達成した後に、開始アミノ酸残基と同一(すなわち同じ残基)である、候補配列中のアミノ酸残基のパーセンテージとして定義される。例えば、配列番号:1~20へ少なくとも70%(例えば70%、75%、80%、85%。90%、95%、99%)の同一性を有するポリペプチド及び核酸配列が、本明細書において提供される。配列番号:1~20中で記載されるヒスチジンタグ及び/またはリンカー配列を含まないポリペプチド及び核酸配列も提供される。配列番号:1~20中で記載されるヒスチジンタグ及び/またはリンカー配列を含まないポリペプチド及び核酸配列へ少なくとも70%(例えば70%、75%、80%、85%。90%、95%、99%)の同一性を有するポリペプチド及び核酸配列も、本明細書において提供される。本明細書において記載されるポリペプチドをコードする核酸も提供される。比較のための配列のアライメントの方法は、当技術分野において周知である。比較のための配列の至適のアライメントは、例えばSmith and Waterman(Adv.Appl.Math.2:482,1970)の局所相同性アルゴリズムによって、Needleman and Wunsch(J.Mol.Biol.48:443,1970)の相同性アライメントアルゴリズムによって、Pearson and Lipman(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444,1988)の類似性についての検索方法によって、これらのアルゴリズムのコンピューター化実装(例えばWisconsin Genetics Software Package,Genetics Computer Group,575 Science Dr.,Madison,Wis中の、GAP、BESTFIT、FASTA、及びTFASTA)によって、または手動アライメント及び視覚的検査(例えばAusubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology(1995 supplement)を参照)によって、遂行され得る。
本明細書において開示されるポリペプチドのうちの任意のものは、1つまたは複数の保存的アミノ酸置換を含み得る。非限定例として、以下のリストは、多くの場合対応するバリアントの生物学的活性の有意な修飾をもたらさずに実行される可能性の高い可能な置換を要約する。
1)アラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T)、バリン(V)、グリシン(G)、及びプロリン(P);
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);
4)アルギニン(R)、リジン(K)、ヒスチジン(H);
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V)ならびに
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
Creighton,Proteins,W.H.Freeman and Co.(1984)も参照されたい。かかる変化/置換を行う際に、アミノ酸の疎水性親水性指標も考慮され得る。タンパク質に対する相互作用的な生物学的機能の付与における疎水性親水性アミノ酸指標の重要性は、当技術分野において理解される(Kyte and Doolittle;(1982)J Mol Biol.157(1):105-32)。アミノ酸の相対的な疎水性親水性性質が、もたらされたタンパク質の二次構造に寄与し、それは今度は、他の分子(例えば酵素、基質、受容体;DNA、抗体、抗原、及び同種のもの)と当該タンパク質の相互作用を定義することが認められている。
本明細書において提供されるポリペプチドのうちの任意のもの(例えば可溶性デクチン-1、デクチン-2、またはデクチン-3モノマー)は、N末端またはC末端の欠失または短縮を含み得る。例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上のアミノ酸は、本明細書において提供される任意のポリペプチドのN末端またはC末端から欠失され得、依然として少なくとも1つの機能(例えば別の可溶性デクチンモノマーとのダイマー化)を保持する。図中で説明されるように、可溶性デクチンモノマーポリペプチド配列がプレーンテキスト中で示される。上で説明されるように、ヒスチジンタグまたはリンカー配列を含まないこれらの配列は、ポリペプチドのN末端及び/またはC末端から欠失され得る、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上のアミノ酸の欠失によって短縮され得る。
本明細書において記載されるポリペプチドのうちの任意のものを含む組成物も提供される。例えば、可溶性デクチン-1、デクチン-2、もしくはデクチン-3のモノマーポリペプチド、またはその断片を含むポリペプチドを含む組成物が、本明細書において提供される。任意選択で、ポリペプチドは、配列番号:2のアミノ酸23~199、配列番号:4のアミノ酸23~189、配列番号:6のアミノ酸23~100、配列番号:8のアミノ酸35~214、配列番号:10のアミノ酸36~203、または配列番号:12のアミノ酸35~207を含むか、またはそれらからなり得る。配列番号:2のアミノ酸23~199、配列番号:4のアミノ酸23~189、配列番号:6のアミノ酸23~100、配列番号:8のアミノ酸35~214、配列番号:10のアミノ酸36~203、または配列番号:12のアミノ酸35~207を含むか、またはそれらからなる、ポリペプチドの断片も提供される。例えば、そして限定的ではなく、配列番号:2のアミノ酸23~199、配列番号:4のアミノ酸23~189、配列番号:6のアミノ酸23~100、配列番号:8のアミノ酸35~214、配列番号:10のアミノ酸36~203、または配列番号:12のアミノ酸35~207を含むポリペプチドのN末端またはC末端からの約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上のアミノ酸の欠失を含む断片も提供される。任意選択で、ポリペプチドは、蛍光部分(例えば、そして限定的ではなく、ローダミン)へ連結されるかまたはコンジュゲートされる。組成物は、実施例において記載されるように、バッファー(例えば約0.5M~約1.5MのL-アルギニンを含む復元バッファー)を含み得る。例えば、そして限定的ではなく、組成物は、約0.05~0.15Mの間のNaH2PO4、約10mM~20mMの間のトリエタノールアミン、約0.5M~1.5Mの間のL-アルギニン、約50~200mMの間のNaCl、約2.5mM~7.5mMの間のEDTA、及び約0.25~7.5mMの間のBME(pH7.2)を含むバッファーを含み得る。任意選択で、組成物は、約0.1MのNaH2PO4、約10mMのトリエタノールアミン、約1MのL-アルギニン、約100mMのNaCl、約5mMのEDTA、及び5mMのBME(pH7.2)を含むバッファーを含み得る。組成物のうちの任意のものを含むキットも提供される。任意選択で、キットは、変性バッファーまたは還元バッファー(例えばβ-メルカプトエタノールを含む還元バッファー)を含む。本明細書において記載されるリポソームのうちの任意のものを含むキットも提供される。
全体を通して使用されるように、抗体という用語は、ナノボディ、ポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体を包含する任意のクラスの免疫グロブリンの全体(すなわちインタクト抗体)、そして、特異的抗原に結合する能力を保持する抗体の断片を網羅するがこれらに限定されない。例えば米国特許第4,704,692号(それらの内容は参照によって全体が本明細書に援用される)中で記載されるように、抗体断片及び抗原結合タンパク質(単一鎖抗体)のコンジュゲートも有用である。
全体を通して使用されるように、アプタマーは、標的抗原へ選択的に結合するオリゴヌクレオチド(一本鎖DNAまたは一本鎖RNA)またはペプチド分子である。例えばLakhin et al.“Aptamers:Problems,Solutions and Prospects,”Acta Naturae 5(4):34-43(2013);及びReverdatto et al.,“Peptide aptamers:development and applications,”Curr.Top Med.Chem.15(12):1082-101(2015))(この参照によってそれらの全体が本明細書に援用される)を参照されたい。
本明細書において使用される時、特異的に結合するまたは選択的に結合する、という用語は、非特異的または非選択的な相互作用とは、測定可能に異なる結合を意味する。特異的結合は、例えば分子の標的抗原への結合を、対照分子の結合に比較して決定することによって測定され得る。特異的結合は、標的抗原に類似する対照分子(過剰量の標識されていない標的抗原等)との競合によって決定され得る。その事例において、標識標的のプローブへの結合が、過剰な非標識標的抗原によって競合的に阻害されるならば、特異的結合が示される。
任意選択で、2つの標的化分子~約10,000の標的化分子が、本明細書において提供されるリポソームの中へ取り込まれ得る。例えば、約5~約100、約5~約200、約5~約300、約5~約400、約5~約500、約5~約600、約5~約700、約5~約800、約5~約900、約5~約1000、約5~約1100、約5~約1200、約5~約1300、約5~約1400、約5~約1500、約5~約1600、約5~約1700、約5~約1800、約5~約1900、約5~約2000、約5~約2250、約5~約2500、または約5~約3000の標的化分子、約5~約3500、約5~約4000の標的化分子、約5~約4500の標的化分子、約5~約5000の標的化分子、約5~約5500の標的化分子、約5~約6000の標的化分子、約5~約6500の標的化分子、約5~約7000の標的化分子、約5~約7500の標的化分子、約5~約8000の標的化分子、約5~約8500の標的化分子、約5~約9000の標的化分子、約5~約9500の標的化分子、または約5~約10,000が、本明細書において記載される1つまたは複数のリポソームの中へ取り込まれ得る。いくつかの例において、約2つの分子~約3,000の標的化分子が、直径100nmの非粒子状物質の中へ取り込まれる。当業者は、ナノ粒子の中へ取り込まれ得る標的化分子の数(例えばナノ粒子のサイズに依存して、約2~10,000以上の標的化分子)を計算する方法を知らないであろう。
全体を通して使用されるように、リポソームの外側表面の中への標的化分子の取り込みによって、標的化分子がリポソームの外側脂質二重層の中へ取り込まれるかリポソームへ付着されることを意味する。取り込みは、脂質二重層の中への標的化分子の挿入またはインターカレーションによって起こり得る。リポソームへの結合は、例えばリポソームの外側脂質二重層の中へ取り込まれた分子への親和性によって起こり得る。例えば、リポソームは、ビオチン(例えば脂質二重層の中へ挿入されたDSPE-PEG-ビオチン)、及びストレプトアビジンへ連結された標的化分子によりコートすることができる。代替的に、標的化分子はリポソームの外側表面へコンジュゲートされ得る。標的化分子は、当技術分野において公知の多数の方法によってリポソームへコンジュゲートされ得る(例えばArruebo et al.“Antibody-Conjugated Nanoparticles for Biomedical Applications,”Journal of Nanomaterials vol.2009, Article ID 439389(2009))。リポソームは、ストレプトアビジン/ビオチン結合、チオール/マレイミドケミストリー、アジド/アルキンケミストリー、テトラジン/シクロオクチンケミストリー、及び他のクリックケミストリーを経由して、標的化分子へもコンジュゲートされ得る。これらの化学的操作は、ホスホロアミダイト合成の間または合成後のいずれかで調製される。本明細書において使用される時、クリックケミストリーは、主として特異的生体分子と選択された基質を連結することが意図される生体適合性のある反応を指す。クリックケミストリー反応は水によって妨害されず、最少の非毒性副産物を生成し、高い熱力学的駆動力によって特徴づけられ、この高い熱力学的駆動力は、高い反応特異性により、単一反応産物の高収率へと迅速且つ不可逆的に駆動する。
標的化分子は、1つまたは複数の型の真菌細胞、または真菌細胞の集団(動物真菌病原体(例えばヒト真菌病原体)及び植物病原体からの細胞が挙げられるこれらに限定されない)上の抗原に結合し得る。ヒト真菌病原体の例としては、Alternaria alternata、Aspergillus属の種(A.fumigatus等)、Blastomyces属の種(B.dermatitidis等)、Candida属の種(C.albicans、C.glabrata、C.krusei、C.auris等)、Coccidioides属の種(C.immitis及びC.posadasii等)、Cryptococcus属の種(C.gattii及びC.neoformans等)、Histoplasma属の種(H.capsulatum等)、Pneumocystis属の種(P.jirovecii等)、Sporothrix属の種(S.schenckii等)、Talaromyces marneffei(以前はPenicillium marneffei)、及びTrichophyton rubrumが挙げられるがこれらに限定されない。
植物真菌病原体の例としては、Aecidium glycines、Aecidium mori、Alternaria japonica、Alternaria padwickii、Alternaria triticina、Alternaria yaliinficiens、Amylostereum areolatum、Apiognomonia erythrostoma、Arkoola nigra、Balansia oryzae-sativae、Botryosphaeria berengeriana、Calonectria pseudonaviculata(ツゲ材の先枯病)、Calonectria pseudonaviculata、Ceratocystis fagacearum、Chalara fraxinea、Chrysomyxa abietis、Chrysomyxa himalensis、Chrysomyxa rhododendri、Ciborinia allii、Claviceps fusiformis、Claviceps gigantea、Claviceps sorghi、Claviceps sorghicola、Cronartium flaccidum、Crumenulopsis sororia、Diaporthe vexans、Didymella fabae-Ascochyta fabae、Endophyllum kaernbachii、Exobasidium vexans、Gerwasia imperialis、Gerwasia mayorii、Gerwasia rosae、Gerwasia rubi、Gerwasia variabilis、Goplana dioscoreae、Gymnosporangium miyabei、Gymnosporangium yamadae、Hamaspora acutissima、Hamaspora australis、Hamaspora hashiokai、Hamaspora longissimi、Hamaspora rubi-sieboldii、Hamaspora sinica、Harpophora maydis、Hemileia vastatrix、Kuehneola japonica、Kuehneola loeseneriana、Lachnellula willkommii、Leptographium wingfieldii、Mainsia rubi、Melampsora capraearum、Melampsora larici-epitea、Melampsora larici-pentandrae、Melampsora larici-pentandrae、Monilia polystroma、Monilinia fructigena、Ochropsora ariae、Olivea tectonae、Ophiostoma longicollum、Peronospora digitalis、Peronospora radii、Phakopsora ampelopsidis、Phakopsora euvitis、Phakopsora meibomiae、Phakopsora pachyrhizi、Phoma tracheiphila、Phragmidium acuminatum、Phragmidium arcticum、Phragmidium arisanense、Phragmidium assamense、Phragmidium barclayi、Phragmidium bulbosum、Phragmidium butleri、Phragmidium formosanum、Phragmidium griseum、Phragmidium hiratsukanum、Phragmidium kamtschatkae、Phragmidium nambuanum、Phragmidium pauciloculare、Phragmidium rosae-moschatae、Phragmidium rosae-multiflorae、Phragmidium rosae-rugosae、Phragmidium rubi-thunbergii、Phragmidium yamadanum、Phyllachora maydis、Pileolaria pistaciae、Pileolaria terebinthi、Plasmopara obducens、Pseudocercospora angolensis、Puccinia agrophila、Puccinia buxi、Puccinia erythropus、Puccinia gladioli、Puccinia glyceriae、Puccinia hemerocallidis、Puccinia horiana、Puccinia kuehnii、Puccinia mccleanii、Puccinia melanocephala、Puccinia miscanthi、Puccinia pittieriana、Puccinia psidii、Puccinia substriata、Puccinia veronicae-longifoliae、Pucciniastrum coryli、Setomelanomma holmii、Sphaceloma poinsettiae、Sporisporium pulverulentum、Sporisorium sacchari、Thecaphora solani、Thekopsora areolate、Urocystis agropyri、Uromyces gladioli、Uromyces nyikensis、Uromyces transversalis、及びUromycladium tepperianumが挙げられるがこれらに限定されない。対象における真菌感染を検出、治療、または予防することに加えて、本明細書において提供される方法のうちの任意のものは、植物における真菌感染を検出、治療、または予防するのに使用され得ることが理解される。例えば、そして限定的ではなく、真菌感染は、葉、茎、根、花弁、萼片、雄しべ、心皮、及び種子の表面、または植物からの粉砕サンプルもしくは抽出物で、検出、治療、または予防され得る。
いくつかの例において、標的化分子は、C型レクチン受容体またはその断片である。他の例において、標的化分子は、キチン結合タンパク質またはその断片である。本明細書において記載される標的化分子の断片は、断片が由来するタンパク質またはポリペプチドと同じまたは異なる結合親和性により、真菌細胞上の標的抗原へ結合することができるポリペプチドである。標的化分子として使用され得るC型レクチン受容体の例としては、デクチン-1(CLEC7A、マウスGenBankアクセッション番号:AAS37670及びヒトGenBankアクセッション番号:NP_922938)、デクチン-2(CLEC6A、マウスGenbankアクセッション番号:NP_064385及びヒトGenBankアクセッション番号:Q6EIG7)、デクチン-3(CLEC4D、マウスGenBankアクセッション番号:NP_034949及びヒトGenBankアクセッション番号:NP_034949)、及びデクチン-1、デクチン-2、デクチン-3の断片が挙げられる。真菌細胞上のβ-グルカン及び/またはマンナンへ結合するアミノ酸配列を含む、デクチン-1、デクチン-2、デクチン-3の断片も、標的化分子として使用され得る。例示的な標的化分子としては、マウスデクチン-1のβ-グルカン結合断片のアミノ酸配列を含む、配列番号:2が挙げられるがこれらに限定されない。配列番号:2は、除去できるN末端Hisタグを含む。可溶性デクチン-1を作製するのに使用される核酸コンストラクト(例えば配列番号:7~14)のうちの任意のものは、デクチン-1ポリペプチドの発現後にN末端Hisタグ配列を除去するために、選択的プロテアーゼ切断部位をさらに含み得る。選択的プロテアーゼ切断部位としては、タバコエッチウイルス(TEV)プロテアーゼ、エンテロペプチダーゼ、トロンビン、第Xa因子、及びライノウイルス3Cプロテアーゼによって認識されるペプチドプロテアーゼプロセッシング部位が挙げられるがこれらに限定されない。別の例示的な標的化分子は、配列番号:6を含む可溶性デクチン-3ポリペプチドである。配列番号:6は、マウスデクチン-3のアミノ酸44~219を含む。追加の例示的な標的化分子としては、配列番号:8、10、及び12をそれぞれ含む可溶性ヒトデクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3のポリペプチドが挙げられる。配列番号:8、10及び12は、それぞれヒトデクチン-1のアミノ酸69~248、ヒトデクチン-2のアミノ酸42~209、及びヒトデクチン-3のアミノ酸44~215を含む。ヒトデクチン-1のアミノ酸69~248、ヒトデクチン-2のアミノ酸42~209、及びヒトデクチン-3のアミノ酸44~215の断片、例えばヒトデクチン-1のアミノ酸69~248、ヒトデクチン-2のアミノ酸42~209、及びヒトデクチン-3のアミノ酸44~215を含むかまたはそれらからなるポリペプチドのC末端及び/またはN末端からの1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上のアミノ酸の欠失を含む断片も提供され、記載されるリポソーム、ポリペプチド、または組成物のうちの任意のものにおいて使用され得る。
デクチン-1はT細胞中で発現される膜貫通受容体であり、マウス及びヒトにおけるCLEC7A(C型レクチンドメイン含有7A、β-グルカン受容体、GR)遺伝子によってコードされる。デクチン-1は、真菌細胞壁中の様々なβ-グルカンに結合し、病原性及び非病原性の真菌の表面上に曝露される細胞壁構成成分の存在を膜貫通シグナリングして先天性免疫応答を刺激するための一次受容体である。ヒト及びマウスのデクチン-1はそれぞれ244アミノ酸及び247アミノ酸の長さの原形質膜タンパク質であるが、mRNAのスプライスバリアントはより短いヒトアイソフォームを産生する。デクチン-1はモノマーとして膜中で浮遊するが、図3中で示されるデクチン-1標的化リポソームのデザインにおいてモデル化されるようなダイマーとしてβ-グルカンへ結合する。176アミノ酸の長さ(20kDa)の細胞外C末端ドメインは、可溶性sデクチン-1として単独で操作され得、β-グルカン結合ドメインを含有する。β1→3グルカンは構造的に多様なクラスの多糖類であり、それゆえ、sデクチン-1は、2.6mM~2.2pMの範囲のKd親和定数で、様々なβ-グルカンに差異的に結合する。汎真菌結合活性を有するので、デクチン-1及びその断片(例えばβ-グルカン結合断片)は例示的な標的化分子であり、1つまたは複数の型の真菌細胞(例えば、そして限定的ではなくAspergillus属、Candida属、及び/またはCryptoccocus属の細胞)を殺傷するのに使用され得る。
リポソームの真菌多糖類標的化のために使用され得るマンナン及びマノース(manose)の結合ドメインを備えた他の哺乳動物タンパク質は、マンノース受容体C型I(ヒトMRC1、NG_047011)、マンノース結合タンパク質2(MBL2、NG_033955)、及びC型レクチンドメインファミリー4メンバーL(CD209、CLEC4L、またはDC-SIGN、ヒトNG_012167)、またはその断片である。標的化分子として使用され得る真菌炭水化物結合ドメインを備えた非哺乳動物のタンパク質の例としては、細菌及び昆虫のグルカン結合タンパク質CBM11(例えばPaenibacillus methanolicusからのTYP77495)及びCBM39(例えばOoceraea bioriからのEZA53410)、細菌マンナン結合タンパク質CBM27(例えばPaenibacillus cellulosilyticusからのPWV98652)、CBM35(例えばPaenibacillus属の種OV191からのPYE65467)、CBM46(例えばPaenibacillus属の種598KからのGBF77546)、及びMVL(例えばChryseobacterium bernardetiiからのAZB35797)、またはその断片)が挙げられるがこれらに限定されない。
標的化分子として使用され得るキチン結合ドメインを備えた哺乳動物タンパク質の例としては、キチナーゼ-1(CHIT1、ヒトNG_012867)、キチナーゼ-3様-1(HCGP39、CHI3L1、ヒトNG_013056)、キチナーゼ-3様-2(CHI3L2、ヒトNM_001025197)、酸性キチナーゼ(CHIA、ヒト遺伝子ケアID GC01P111291)、及びキトビアーゼ(CTBS、ヒト遺伝子カードGC01M084549)、またはその断片が挙げられるがこれらに限定されない。標的化分子として使用され得るキチン結合ドメインを備えた非哺乳動物タンパク質の例としては、細菌CBM5(例えばLysinibacillus xylanilyticusからのTDX99194)、ならびに植物及び/または真菌のCBM18(例えばVerticillium alfalfaeからのAYU56549)及びCBM19(例えばPhycomyces blakesleeanus NRR1555からのXP_018290979)が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において記載される標的化リポソーム中に取り込まれ得るかまたはカプセル化され得る抗真菌物質としては、ポリエン系抗真菌物質またはアゾール系抗真菌物質が挙げられるがこれらに限定されない。ポリエン系抗真菌物質の例としては、アンホテリシンB(AmB)、カンジシジン、フィリピン、ハマイシン、ナタマイシン、ナイスタチン、ヒタチマイシン、及びリモシジンが挙げられるがこれらに限定されない。アゾール系抗真菌物質の例としては、イミダゾール(例えばビホナゾール、ブトコナゾール、クロトリマゾール、エコナゾール、フェンチコナゾール、イソコナゾール、ケトコナゾール、ルリコナゾール、ミコナゾール、オモコナゾール、オキシコナゾール、セルタコナゾール、スルコナゾール、及びチオコナゾール)、トリアゾール(例えばアルバコナゾール、エフィナコナゾール、エポキシコナゾール、フルコナゾール、イサブコナゾール、イトラコナゾール、ポサコナゾール、プロピコナゾール、ラブコナゾール、テルコナゾール、ボリコナゾール)、チアゾール(例えばアバフンジン)、及びエキノキャンディン(例えばカスポファンギン、ミカファンギン、及びアニデュラフンギン)が挙げられるがこれらに限定されない。
アンホテリシンB(AmB)は、アスペルギルス症を包含する多くの種類の真菌感染のために最も一般的に使用される薬剤である。アンホテリシンBの副作用としては神経毒性及び/または腎毒性及び/または肝毒性が挙げられ、多くの場合患者の死をもたらす。AmBは疎水性であり、図3中でモデル化されるようにリポソームの脂質二重層の中へインターカレートされる。市販の非標的化の球状のAmBロードリポソーム(AmB-LL)は、多くの場合AmBisomeと称される。AmB-LLは、様々な器官へより効率的に透過し、細胞壁を透過し、2番目に最も一般的に使用されるAmB製品(デオキシコール酸塩界面活性剤で可溶化したAmB)よりも、わずかに高い有効な用量のAmBで毒性の低減を示す。しかしながら、AmB-LLは、それでもなお患者の50%において腎臓毒性等のAmBヒト毒性を生ずる。感染したマウスをAmB-LLにより処理した場合に、大きな真菌細胞集団が大抵の場合残ったままである。この大きな残存する集団が、界面活性剤可溶化AmB及びAmB-LLで治療したヒト患者で治療後の再発及びその後の死亡が高率である理由である可能性が高い。本明細書において提供される標的化リポソームは、真菌細胞を有効に標的化する、及び/または抗真菌剤(例えばAmB)の毒性を低減するようにデザインされる。
いくつかの例において、リポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子またはその断片を含まないリポソームの中へ取り込まれるかまたはその中にカプセル化された抗真菌薬の濃度に比較して、標的化分子が真菌細胞上の抗原に結合する場合は、抗真菌薬の濃度は低減される。タンパク質コートリポソームを形成すること(すなわちポリペプチド、例えばC型レクチン受容体またはその断片によりリポソームをコートすること)によって、より低い濃度の抗真菌剤が真菌感染を治療または予防するのに使用され、したがって抗真菌薬の対象への投与に付随する毒性を減少させ得る。より低い毒性は、より長い期間にわたる標的化抗真菌剤の延長使用を可能にし、それは、現在のところ達成されている不十分な低減に勝って、真菌量を低減させるだろう。より低い毒性は、本明細書において記載される標的化リポソームが予防的に(例えば鼻内噴霧器として)使用されて肺感染が確立する前に予防することを可能にすることができるだろう。
いくつかのリポソームにおいて、抗真菌薬の濃度の低減または減少は、少なくとも約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、またはこれらのパーセンテージの間の任意のパーセンテージである。いくつかの例において、毒性の低減は、インビトロ及び/またはインビボの腎細胞毒性及び/または肝細胞毒性の低減である。別の例において、リポソーム中のAmBの濃度の低減は、リポソーム脂質に対して約11モルパーセントから、リポソーム脂質に対して約1~10モルパーセントへ低減される。いくつかの標的化リポソームにおいて、抗真菌剤の濃度は、リポソーム脂質のパーセントに対して約1~約20モルパーセントの抗真菌剤の範囲であり得る。例えば、抗真菌剤の濃度は、リポソーム脂質のパーセントに対して、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20モルパーセント抗真菌剤であり得る。
いくつかの例において、真菌細胞上の抗原に結合する標的化分子(例えばリポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子)を含まないリポソームに比較して、標的化リポソームは、動物細胞(例えばヒト細胞)について減少した親和性を有する、及び/または当該動物細胞へより低い毒性である。いくつかの例において、対象の肺細胞、腎細胞、または肝細胞についての標的化リポソームの親和性に比較して、標的化リポソームは、対象の肺中の真菌細胞についてより高い親和性を有する。したがって、本明細書において提供されるリポソームを使用して、抗真菌剤を対象へ送達する一方で、非真菌細胞(例えばヒトの肺細胞、腎細胞、または肝細胞)に対する抗真菌剤の効果を最小限にし、それによって、抗真菌剤の毒性を低減することができる。本明細書において記載される抗真菌剤を含むリポソームのうちの任意のものを使用して、インビトロ、エクスビボ、またはインビボで真菌感染を低減または減少させる。
標的化リポソームを作製する方法
抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子が各々のリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、抗真菌剤が各々のリポソーム中にカプセル化される、複数のリポソームを作製する方法であって、(a)抗真菌剤を溶媒中で約60℃で約10分間~約30分間溶解するステップ、(b)懸濁物中の複数のリポソームを、ステップ(a)の抗真菌物質/溶媒溶液と、約60℃で約3~約5時間または約37℃で約24~120時間混合することによって、各々のリポソームの中へ抗真菌剤をカプセル化するステップ;及び(c)カプセル化された抗真菌剤を含むリポソームを、脂質へコンジュゲートされた標的化分子と、60℃で約45分間~約90分間接触させることによって、各々のリポソームの外側表面の中へ標的化分子を取り込むステップ、を含む前記方法が、本明細書において提供される。
本明細書において提供されるリポソームを作製する方法において、抗真菌剤は任意の好適な溶媒中で溶解され得る。抗真菌物質及びその特性に依存して、当業者は、溶解のために有効な溶媒を選択する方法に精通しているであろう。いくつかの例において、抗真菌剤(例えばアンホテリシンB)は、DMSO水溶液またはホルムアミド中で溶解される。他の疎水性または両疎媒性の溶媒も使用され得る。任意選択で、抗真菌剤は、約10~約120分間溶解され得る。例えば、抗真菌剤は、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、または120分間溶解され得る。
任意選択で、抗真菌剤は、約55℃~約65℃の温度で(例えば約55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、または65セルシウス度で)溶解され得る。任意選択で、抗真菌剤は、懸濁物中の複数のリポソームを、抗真菌物質/溶媒溶液(溶解された抗真菌剤)と、約55℃~約65℃で(例えば約55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、または65セルシウス度で)約3~約5時間混合することによって、各々のリポソームの中へカプセル化される。別の例において、抗真菌剤は、懸濁物中の複数のリポソームを、抗真菌物質/溶媒溶液(溶解された抗真菌剤)と、約35℃~約45℃で(例えば約35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、または45セルシウス度で)約24~120時間混合することによって、各々のリポソームの中へカプセル化される。別の例において、抗真菌剤は、懸濁物中の複数のリポソームを、抗真菌物質/溶媒溶液(溶解された抗真菌剤)と、約35℃~約45℃で(例えば約35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、または45セルシウス度で)約72~100時間混合することによって、各々のリポソームの中へカプセル化される。
任意選択で、本明細書において記載されるリポソームを作製する方法のうちの任意のものにおいて、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン3、またはその結合断片からなる群から選択される、C型レクチン受容体またはその断片は、アルギニンを含む復元バッファー中で維持され、リポソームの中への取り込みの前に変性される。任意選択で、本明細書において記載されるリポソームを作製する方法のうちの任意のものは、抗真菌剤及び標的化分子を含むリポソームを、アルギニンを含む復元バッファー中で保存することをさらに含み得る。任意選択で、復元バッファーは約0.5~約1.5Mのアルギニンを含み得る。任意選択で、復元バッファーは、約0.1MのNaH2PO4、約10mMのトリエタノールアミン、約1MのL-アルギニン、約100mMのNaCl、約5mMのEDTA、及び5mMのBME(pH7.2)を含み得る。
いくつかの方法において、標的化分子は脂質へコンジュゲートされる。標的化分子へコンジュゲートされた脂質は、PEG化脂質または非PEG化脂質であり得る。標的化分子へコンジュゲートされ得る脂質の例、及び標的化リポソームの中へ取り込まれ得る抗真菌剤の例は、上で説明される。いくつかの例において、各々のリポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子は、C型レクチン受容体(例えばデクチン-1、デクチン-2、デクチン-3、またはその断片)、キチン結合タンパク質、菌体外多糖(exopolysaccharid)結合タンパク質、もしくはその断片、または抗体である。
記載される方法によって作製された複数の標的化リポソームは、任意の数のリポソーム(例えば約2~約100,000,000のリポソーム)を含む複数のものを産生し得る。標的化リポソームを作製するプロセスの間に、抗真菌剤をカプセル化しないいくつかのリポソーム、またはリポソームの外側表面の中へ標的化分子を取り込まないリポソームがあり得ることが理解される。したがって、リポソームのうちの少なくとも70%、80%、90%、95%、99%、99.5%、または99.9%が、カプセル化された抗真菌剤、及び真菌細胞上の抗原に結合する標的化分子を有し、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれる、複数の標的化リポソームが本明細書において提供される。
真菌感染の検出
標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及びシグナル生成分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、標的化分子が標的真菌細胞抗原に結合する場合にシグナル生成分子が検出可能なシグナルを生成する、リポソームも本明細書において提供される。いくつかの例において、シグナル生成分子は、標的化分子へ連結されるかまたは付着される。他の例において、シグナル生成分子は、リポソームの外側表面の中へ取り込まれるかまたは当該外側表面へ付着される。これらのリポソームを使用して、インビボ、エクスビボ、またはインビトロで、真菌または真菌感染の存在を検出することができる。真菌細胞、または1つもしくは複数の真菌細胞(すなわち真菌細胞の集団)は検出され得る。検出可能なシグナルは、直接的または間接的に検出され得る。例えば、シグナル生成分子は、直接検出される蛍光の色素、標識、またはプローブ(例えばローダミン、フルオレセイン、緑色蛍光タンパク質、アクリジンオレンジ等)であり得る。
いくつかの例において、標的化分子は、画像化技法(いくつか挙げると、磁気共鳴画像化、ラジオグラフィー、ポジションエミッショントモグラフィ(PET)、コンピューター断層撮影法(CT)スキャンが挙げられるがこれらに限定されない)を使用して、直接インビボで検出され得る分子へ連結される。インビボの画像化を使用して真菌感染を検出するのに使用され得る分子の例としては、いくつか挙げると、金属タンパク質、フェリチン、トランスフェリン、アクアポリン、及び化学交換飽和移動(CEST)レポートが挙げられるがこれらに限定されない。例えばSilindir et al.“Liposomes and their applications in molecular imaging,”J.Drug Target 20(5):401-415(2012);及びMukherjee et al.“Biomolecular MRI Reporters:evolution of new mechanisms,”Prog.Nucl.Magn Reson.Spectrosc.102-103:32-42(2017))を参照されたい。別の例において、標的化分子は、二次抗体を使用して間接的に検出することができる一次抗体またはその断片(例えば抗体のFc断片)へ連結される。いくつかの例において、標的真菌抗原は、真菌細胞上にある。他の例において、標的真菌抗原(例えば真菌細胞壁構成成分)は、生物学的サンプルの中へ真菌細胞から放出される。
いくつかの例において、真菌細胞抗原へ結合された場合に、リポソームそれ自体がシグナルを生成する。このシグナルは、リポソーム結合後に1つまたは複数のステップにおいて生成され得る。1ステップのシグナリング系の例が図11及び28A中で示され、ここで、リポソームは任意選択で固体支持体へ付着されても付着されなくてもよい。この例において、対象または生物学的サンプルは、蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された可溶性デクチン(標的化分子)を含む融合タンパク質を含むリポソーム、及び蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された可溶性デクチン(標的化分子)を含むリポソームと接触させられる。蛍光タンパク質の例としては、黄色蛍光タンパク質(YFP、例えばVenus)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、及び赤色蛍光タンパク質(RFP)、そして、これらのタンパク質の誘導体(例えば突然変異誘導体)が挙げられるがこれらに限定されない。例えばChudakov et al.“Fluorescent Proteins and Their Applications in Imaging Living Cells and Tissues,”Physiological Reviews 90(3):1103-1163(2010);及びSpecht et al.,“A Critical and Comparative Review of Fluorescent Tools for Live-Cell Imaging,”Annual Review of Physiology 79:93-117(2017))を参照されたい。
いくつかの例において、標的化分子(例えば可溶性デクチン-1、デクチン-2、デクチン-3、またはその断片)は、真菌細胞上のβ-グルカンまたはマンナンの結合に際して、リポソームの表面上でダイマーを形成する。蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された第1の標的化分子、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された第2の標的化分子の両方を表面上で提示するリポソームが、真菌感染した対象(例えばいくつか挙げると、対象の眼、耳、喉、膣、鼻通路、皮膚、または爪)、または対象からのサンプル(例えば尿、血液、血清、涙液、喀痰、肺洗浄物、組織の擦過物またはホモジネート)と接触させられる場合に、リポソームの表面の中へ取り込まれた可溶性デクチンモノマーは、真菌細胞上に存在するかまたは真菌細胞に由来するβ-グルカンまたはマンナンへの結合に際してダイマーを形成するだろう。第1の標的化分子及び第2の標的化分子は、同じであるかまたは異なり得る。
ダイマー形成は、蛍光タンパク質のC末端断片と蛍光タンパク質のN末端断片との間の相互作用、すなわち補完(二分子蛍光補完(BiFC))に影響し、その結果、例えば携帯型の蛍光光、蛍光顕微鏡、蛍光マイクロタイタープレートリーダー、蛍光フローセル分析器、または他の蛍光検出機器によって、この相互作用から生成されたシグナルを蛍光を経由して検出することができる。真菌のグルカンもしくはマンナン、または真菌それ自体に結合する場合に、蛍光シグナルを生じるデクチンコートリポソームの図解モデルが、図11及び28A中で示される。このコンストラクトは、真菌多糖類へのリポソーム結合及び後続のシグナル産生の両方が、洗浄ステップまたは追加の試薬の添加無しに、同じ単一臨床的ステップで起こる、1ステップアッセイを可能にする。例えばKilpatrick et al.“A G Protein-Coupled Receptor Dimer Imaging Assay Reveals Selectively Modified Pharmacology of Neuropeptide Y Y1/Y5 Receptor Heterodimers,”Mol.Pharm.87:718-732(2015))を参照されたい。
2ステップ及び3ステップの診断アッセイを可能にする例示的なコンストラクトは、図3中のローダミン蛍光リポソーム及び図12中のホースラディシュペルオキシダーゼ連結リポソームにより図示される。両方の診断アッセイについて、過剰な未結合の診断用リポソームは第2のステップにおいて洗浄される。図4、5及び6中でのように、残存する結合されたローダミン標識リポソームの蛍光(図3)は、直接アッセイされ得る。HRPコートリポソーム(図12)は、HRP酵素活性のための基質(4-クロロ-1-ナフトール及び過酸化物)が添加され、約10~約30分間インキュベーションされる第3のステップを要求する。酵素の産物は、分光光度法でまたは顕微鏡においてアッセイされ得きる紫色の沈殿物である。このシグナルは、結合されたリポソームの量、及びしたがって真菌多糖類の量の尺度である。他のシグナル生成酵素はHRPの代わりに使用され得、ルシフェラーゼ(光の放射のため)、β-グルクロニダーゼ及びβ-ガラクトシダーゼ(色産生のため)、ならびにプロタミン(MRIシグナルのため)が挙げられるがこれらに限定されない。任意の真菌細胞抗原標的化分子(例えば抗体またはその断片、アプタマー、小分子等)を使用して、結合の間にデクチンダイマー化を要求しない、真菌細胞及び真菌細胞成分のためのマルチステップリポソーム検出系が構築され得るだろう。
真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、標的化分子が蛍光タンパク質のC末端断片またはN末端断片へ連結されるかまたは融合される、リポソームも本明細書において提供される。したがって、リポソームは、真菌細胞抗原へ結合する標的化分子及び蛍光タンパク質のC末端またはN末端を含む、融合タンパク質を含む。これらの複数のリポソームも提供される。いくつかの例において、複数のものは、蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された標的化分子を含むリポソームの第1のサブセット、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された標的化分子を含むリポソームの第2のサブセットを含む。
いくつかの例において、標的化分子(例えば可溶性デクチン-1、デクチン-2、またはその断片)は、真菌細胞上のβ-グルカンまたはマンナンの結合に際してダイマーを形成する。蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された第1の標的化分子、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された第2の標的化分子を表面上で提示するリポソームが、真菌感染した対象(例えばいくつか挙げると、対象の眼、耳、喉、膣、鼻通路、皮膚、または爪)、または対象からのサンプル(例えば尿、血液、血清、涙液、喀痰、肺洗浄物、組織の擦過物またはホモジネート)と接触させられる場合に、リポソームの表面の中へ取り込まれた、可溶性のデクチン-1、デクチン-2、またはデクチン-3モノマーは、対象中にまたは対象からのサンプル中に存在する任意の真菌細胞上のβ-グルカンまたはマンナン、そしてこれらの真菌から放出された任意の可溶性のβ-グルカンまたはマンナンへの結合に際してダイマーを形成するだろう。ダイマー形成は、蛍光タンパク質のC末端断片と蛍光タンパク質のN末端断片との間の相互作用、すなわち補完(例えば二分子蛍光補完(BiFC))に影響し、その結果、例えば蛍光顕微鏡、蛍光マイクロタイタープレートリーダー、蛍光フローセル分析器、または他の蛍光検出機器を使用することによって、この相互作用から生成されたシグナルを蛍光を経由して検出することができる。例えばKilpatrick et al.“A G Protein-Coupled Receptor Dimer Imaging Assay Reveals Selectively Modified Pharmacology of Neuropeptide Y Y1/Y5 Receptor Heterodimers,”Mol.Pharm.87:718-732(2015))を参照されたい。真菌のグルカンもしくはマンナン、または真菌それ自体に結合する場合に、蛍光シグナルを生じるデクチンコートリポソームの図解モデルが、図11及び28A中で示される。このコンストラクトは、真菌多糖類へのリポソーム結合及び後続のシグナル産生の両方が、洗浄ステップまたは追加の試薬の添加無しに、同じ単一臨床的ステップで起こる、1ステップアッセイを可能にする。例えばKilpatrick et al.“A G Protein-Coupled Receptor Dimer Imaging Assay Reveals Selectively Modified Pharmacology of Neuropeptide Y Y1/Y5 Receptor Heterodimers,”Mol.Pharm.87:718-732(2015))を参照されたい。
標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのN末端部分またはC末端部分を含む、融合ポリペプチドが本明細書においてさらに提供される。これらの融合ポリペプチドを使用して、真菌感染を検出することができる。いくつかの例において、標的化分子は、C型レクチン受容体、抗体、真菌細胞壁結合タンパク質、キチン結合タンパク質、またはその断片である。いくつかの例において、標的化分子は、デクチン-1、デクチン-2、デクチン-3、またはその断片である。いくつかの例において、蛍光タンパク質は、黄色蛍光タンパク質またはその誘導体である。
対象、または対象からのサンプルにおける真菌感染を検出するための方法であって、(a)対象、または対象からのサンプルを複数のリポソームと接触させ、複数の各々のリポソームが標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及びシグナル生成分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、標的化分子が標的真菌細胞抗原に結合する場合にシグナル生成分子が検出可能なシグナルを生成すること;及びb)シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、を含む、前記方法が本明細書において提供される。この方法を使用して、インビボ、エクスビボ、またはインビトロで真菌感染を検出することができる。いくつかの例において、真菌細胞抗原は、細胞上の真菌細胞抗原である。他の例において、真菌細胞抗原は、生物学的サンプル中の可溶性真菌細胞抗原(例えばβ-グルカンまたはマンニン(mannin))である。いくつかの例において、標的化分子は、シグナル生成分子へ連結される。他の例において、シグナル生成分子は、リポソームの外側表面の中へ取り込まれるかまたは当該外側表面へ付着される。いくつかの例において、標的化分子は、シグナル生成酵素(例えばHRP、ルシフェラーゼ、β-グルクロニダーゼ、及びβ-ガラクトシデアーゼ(galactosidease))へ連結される。他の例において、標的化分子は、蛍光タンパク質(例えばローダミン、GFP、YFP、RFP等)へ連結される。蛍光タンパク質の断片(例えば任意の蛍光タンパク質のN末端またはC末端)は、標的化分子へ連結され得る。他の例において、標的化分子は、抗体またはその断片へ連結される。
対象、または対象からのサンプルにおける真菌感染を検出するための方法であって、(a)対象、または対象からのサンプルを複数のリポソームと接触させ、複数の各々のリポソームが、蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された標的化分子、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された標的化分子を含み、標的化分子が、真菌細胞上の標的抗原に結合すること、ならびに(b)蛍光タンパク質のN末端とC末端断片との間の相互作用によって生成された蛍光シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、を含む、前記方法が本明細書において提供される。いくつかの方法において、蛍光シグナルは、紫外線光もしくは蛍光顕微鏡、または二分子蛍光補完の定量的蛍光検出のための機器(すなわちBiFC分析)を使用して検出される。
真菌感染を検出するいくつかの方法において、複数の各々のリポソームは、a)蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された少なくとも約500の標的化分子;b)蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された少なくとも約500の標的化分子を含む。例えば、リポソームは、蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された少なくとも約250、500、100、1500、2000、または2500の標的化分子、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された少なくとも約250、500、100、1500、2000、または2500の標的化分子を含み得る。
対象、または対象からのサンプルにおける真菌感染を検出する方法であって、a)対象、または対象からのサンプルを、標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのN末端部分を含む、第1の複数の融合ポリペプチド、ならびに標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのC末端部分を含む、第2の複数の融合ポリペプチドと接触させること;ならびにb)蛍光タンパク質のN末端とC末端断片との間の相互作用によって生成された蛍光シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、を含む、前記方法がさらに提供される。
いくつかの例において、複数のリポソームが、固体支持体上で固定化される。固体支持体材料の非限定的例としては、ガラス、修飾または官能化されたガラス、プラスチック(アクリル、ポリスチレン、ならびにスチレン及び他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、またはTeflonJが挙げられる)、ナイロン、ニトロセルロース、多糖類、樹脂剤、シリカまたはシリカベースの材料(ケイ素及び修飾ケイ素が挙げられる)、炭素、金属、無機ガラス、及びプラスチックが挙げられる。固体支持体のサイズ及び形状は変動し得る。固体支持体は平面であり得るか、固体支持体はウェルであり得るか、または代替的に、固体支持体はビーズもしくはスライドであり得る。いくつかの実施形態において、固体支持体は、マルチウェルプレートのウェルである。他の例において、固体支持体は、磁気ビーズ、アガロースベースの樹脂、またはアガロースビーズであり得る。他の例において、固体支持体は、非アガロースクロマトグラフィー媒質、モノリス、またはナノ粒子を含む。例えば、クロマトグラフィー媒質は、例えばメタクリレート、セルロース、またはガラスであり得る。他の例において、ナノ粒子は、金ナノ粒子または磁性ナノ粒子である。
全体を通して使用されるように、対象によって、個体が意味される。対象は、成人の対象または小児の対象であり得る。小児の対象は、生まれた時から18歳の年齢中の範囲の対象を包含する。したがって、約10歳、5歳、2歳、1歳、6か月齢、3か月齢、1か月齢、1週齢、または1日齢未満の小児の対象も、対象として含まれる。好ましくは、対象は、動物、例えば哺乳動物(霊長動物等)、及びより好ましくはヒトである。非ヒト霊長動物も同様に対象である。対象という用語は、飼育動物(ネコ、イヌ等)、家畜(例えばウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ等)、及び実験用動物(例えばフェレット、チンチラ、マウス、ウサギ、ラット、アレチネズミ、モルモット等)を包含する。したがって、獣医学的使用及び医学的製剤が、本明細書において企図される。
本明細書において使用される時、生物学的サンプルは対象に由来したサンプルであり、任意の細胞、組織、または生物学的流体が挙げられるがこれらに限定されない。サンプルは、血液、血漿、血清、喀痰、尿、唾液、気管支肺胞洗浄液、生検(例えば肺、肝臓腎臓、皮膚等からの器官組織から単離された例えば組織または細胞)、膣分泌物、鼻汁、皮膚、胃液分泌、または骨髄試料であり得えるがこれらに限定されない。
対象は、植物または植物からの種子でもあり得る。生物学的サンプルは、植物にも由来し得るが、任意の細胞、組織、または植物滲出液に限定されない。サンプルは、葉、茎、根、花弁、萼片、雄しべ、心皮、及び種子の表面またはそれらの粉砕サンプルもしくは抽出物であり得るがこれらに限定されない。
真菌感染を治療または予防するための方法
対象における真菌感染を治療または予防するための方法も提供される。方法は、有効量の複数の本明細書において記載されるリポソームのうちの任意のものを、真菌感染を有するかまたは真菌感染を発症するリスクがある対象へ投与することを含み、複数の各々のリポソームが抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、抗真菌剤がリポソーム中にカプセル化される。本明細書において提供されるリポソームまたは複数のリポソームのうちの任意のものは医薬組成物であり得る。
当該方法を使用して、任意の動物(例えばヒト)における真菌感染を治療または予防することができる。ヒト真菌感染の例としては、Alternaria alternata、Aspergillus属の種(A.fumigatus等)、Blastomyces属の種(B.dermatitidis等)、Candida属の種(C.albicans、C.glabrata、C.krusei、C.auris等)、Coccidioides属の種(C.immitis及びC.posadasii等)、Cryptococcus属の種(C.gattii及びC.neoformans等)、Histoplasma属の種(H.capsulatum等)、Pneumocystis属の種(P.jirovecii等)、Sporothrix属の種(S.schenckii等)、Talaromyces marneffei(以前はPenicillium marneffei)、及びTrichophyton rubrumが挙げられるがこれらに限定されない。
全体を通して、治療する、治療すること、及び治療は、真菌感染の1つまたは複数の影響または症状を低減または遅延させる方法を指す。対象は、真菌感染と診断され得る。治療は、単なる症状ではなく背景病理を低減する方法も指し得る。対象への投与の効果は、疾患の1つもしくは複数の症状の低減、疾患の重症度の低減、疾患の完全な除去、または1つもしくは複数の症状の開始もしくは悪化の遅延であるがこれらに限定されない効果を有し得る。例えば、開示される方法は、治療の前の対象に比較した場合に、または対照の対象もしくは対照値に比較した場合に、対象における疾患の1つまたは複数の症状に約10%の低減があるならば、治療であると判断される。したがって、低減は、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100%、またはその間の任意の量の低減であり得る。
本明細書において使用される時、予防する、予防すること、または予防によって、疾患または障害の発症、発生率、重症度、または再発を妨げるか、遅延させるか、回避するか、除去するか、妨害するか、停止するか、または妨害する方法が意味される。例えば、開示される方法は、治療を受けなかった真菌感染または真菌感染の再発が起こりやすい対照の対象に比較して、真菌感染または真菌感染の再発が起こりやすい対象における真菌感染の発症、発生率、重症度、または再発の低減または遅延があるならば、予防であると判断される。真菌感染の発症、発生率、重症度、または再発の低減または遅延は、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100%またはその間の任意の量の低減であり得る。
いくつかの方法において、対象は、免疫不全である。例えば、対象は、いくつか挙げると、幹細胞、器官、組織、もしくは骨髄の移植を受けた対象、がんを有する対象、がん療法(例えば化学療法、免疫療法、または放射線療法)を受ける対象、コルチコステロイドを服用する対象、HIVに感染したかもしくは後天性免疫不全症候群を有する対象、肝炎を有する対象、B細胞欠損の対象、またはT細胞欠損の対象であり得る。
いくつかの方法において、対象は、対象の肺機能に影響する1つまたは複数の障害(例えば肺線維症、肺炎、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、嚢胞性線維症、結核、肺気腫、またはサーコイドーシス)を有する。
本明細書において提供される方法は、真菌感染が有るかまたは真菌感染のリスクがある対象を選択することを任意選択で含む。当業者は、真菌感染の対象を診断する方法に精通していている。例えば、健康診断が遂行され得る。以下の試験:臨床サンプルの顕微鏡検査、組織病理学、培養、及び血清学のうちの1つまたは複数も、使用され得る。臨床サンプルの分子診断学及び抗原検出も使用され得る(例えばKozel and Wickes“Fungal Diagnostics,”Cold Spring Harb.Perspect.Med.4(4):a019299(2014)を参照)。
本明細書においてさらに提供される方法は、有効量の第2の治療剤または療法を対象へ施すことを任意選択で含む。第2の治療剤または療法は、複数のリポソームの投与の前に、それと同時に、またはそれに後続して、対象へ施され得る。いくつかの方法において、第2の治療法は、外科手術である。いくつかの方法において、第2の治療剤は、第2の抗真菌剤である。抗真菌剤は、上で記載されるポリエン系抗真菌物質、アゾール系抗真菌物質、イミダゾール、トリアゾール、またはエキノキャンディンのうちの任意のものであり得る。
医薬組成物
有効量という用語は、全体を通して使用されるように、所望される生理的応答を生じ、例えば、真菌感染を治療または予防するのに必要な任意の量として定義される。投与のための投薬量範囲は、疾患または障害の1つまたは複数の症状が影響される(例えば低減または遅延される)、所望される効果を生じるのに十分な大きさのものである。投薬量は、実質的な有害副作用(望まれない交差反応、望まれない細胞死、及び同種のもの等)を引き起こす程多量であるべきでない。概して、投薬量は、阻害物質の型、対象の種、年齢、体重、全体的な健康、性別、及び食餌、投与のモード及び時間、排泄率、薬物の組み合わせ、ならびに特定の病態の重症度により変動し、当業者によって決定され得る。投薬量は、任意の禁忌の事象において個別の医師によって調整され得る。投薬量は変動することができ、1用量で投与され得るか、または毎日もしくは延長した間隔で複数の用量で投与され得る。
本明細書において記載されるリポソームのうちの任意のものは、組成物(例えば医薬組成物)で提供され得る。組成物は、本明細書において開示される1つまたは複数のリポソームを含み得る。任意選択で、1つまたは複数のリポソームを含む組成物は、キット中にある。医薬組成物としては、例えば治療有効量の本明細書において記載されるリポソームのうちの任意のもの及び医薬担体を含む、医薬組成物が挙げられる。担体という用語は、化合物または組成物と組み合わせた場合に、調製、貯蔵、投与、送達、実効性、選択性、またはその意図された使用もしくは目的のための化合物もしくは組成物の他の特色を、支援または容易にする、化合物、組成物、物質、または構造を意味する。例えば、担体は、活性成分の任意の分解を最小限にし、対象における任意の有害な副作用を最小限にするように選択され得る。かかる薬学的に許容される担体としては、滅菌された生体適合性のある医薬担体が挙げられ、生理食塩水、緩衝生理食塩水、人工的脳脊髄液、デキストロース、及び水が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において記載されるリポソームのうちの任意のものを含む医薬組成物は、標準的な技法に従って調製され得、薬学的に許容される担体をさらに含み得る。概して、通常の生理食塩水は、薬学的に許容される担体として用いられるだろう。他の好適な担体としては、例えば水、緩衝水または緩衝生理食塩水、0.4%の生理食塩水、0.3%のグリシン、デキストロース、及び同種のものが挙げられ、安定性促進のための糖タンパク質(アルブミン、リポタンパク質及びグロブリン等)が挙げられる。これらの組成物は、通常滅菌されている。医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤も含有し得る。かかる賦形剤としては、それ自体で、組成物を投与される個体へ有害な免疫応答を誘導せず、過度の毒性無しに投与され得る任意の医薬剤が挙げられる。薬学的に許容される賦形剤としては、水、生理食塩水、グリセロール、糖、及びエタノール等の液体が挙げられるがこれらに限定されない。薬学的に許容される塩、例えば鉱酸塩(塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩、及び同種のもの等);及び有機酸の塩(酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩、及び同種のもの等)は、その中に含まれ得る。追加で、湿潤剤または乳化剤、pH緩衝物質、及び同種のもの等の補助物質は、かかるビヒクル中に存在し得る。これらの材料を含有する薬学的に許容される担体、賦形剤、及び製剤の調製は、例えばRemington:The Science and Practice of Pharmacy,22nd edition,Loyd V.Allen et al,editors,Pharmaceutical Press(2012)中で記載される。
水溶液は、使用のためにパッケージングされ得るか、または無菌条件下で濾過及び凍結乾燥され得、凍結乾燥された調製物は、投与の前に滅菌された水溶液と組み合わせられる。組成物は、生理学的条件に近づけるために要求されるような薬学的に許容される補助物質(pH調整剤及び緩衝剤、等張性調整剤、ならびに同種のもの、例えば酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、及び塩化カルシウム等)を含有し得る。追加で、リポソーム懸濁物は、貯蔵に際してのフリーラジカル及び脂質過酸化損傷に対して脂質を保護する、脂質保護剤を含み得る。親油性フリーラジカルクエンチャー(アルファトコフェロール等)及び水溶性鉄特異的キレーター(フェリオキサミン等)が、好適である。
医薬製剤中のリポソームの濃度は、広く変動し、すなわち、重量当たりで約0.05%未満から、通常約2~5%でまたは少なくとも2~5%で、10~30%ほどまでであり得、選択される特定の投与モードに従って、主として液体体積、粘度によって選択されるだろう。または、リポソームは乾燥もしくは凍結乾燥され、使用時に水もしくはバッファー中で所望される濃度へ再懸濁され得る。リポソームの量または投与されるリポソーム中の活性薬剤の量は、使用された特定の標識、診断されている疾患状態、及び臨床医の判断に依存するが、概して体重1キログラムあたり約0.01~約150mg、好ましくは約0.1~約20mg/kg体重の間、約0.1~約10mg/kg体重、または約0.1~約5mg/kg体重の間であり、それは単回用量でまたは個別の用量(1日あたり1~4回等)の形態で投与され得る。投与は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20日またはそれ以上遂行され得る。当業者は、薬剤及びそれを受ける対象の具体的な特徴に基づいて、以下に記載されるように投薬量を調整するだろう。
本明細書において開示される組成物は、局所的または全身的な治療が所望されるかどうかに、及び治療される領域に依存して、多数の手法で投与される。組成物は、複数の投与経路のうちの任意のものを介して投与され、経口、鼻内、吸入経由、ネブライザー経由、非経口、静脈内、腹腔内、頭蓋内、脊髄内、髄腔内、脳室内、筋肉内、皮下、腔内、または経皮的な投与が挙げられる。医薬組成物は、例えば局所適用または局所注射によって、治療を必要とする領域へ局所的にも送達され得る。医薬組成物は、ポンプを経由してまたは外科手術部位でも送達され得る。本明細書において記載される投与方法の任意のものについての有効用量は、インビトロ試験系または動物モデル試験系に由来する用量-応答曲線から推測され得る。
開示される方法及び組成物のために使用され得るか、それらと併用して使用され得るか、それらの調製において使用され得るか、またはそれらの産物である、材料、組成物、及び構成要素が開示される。これら及び他の材料は本明細書において開示され、これらの材料の組み合わせ、サブセット、相互作用、群等が開示される場合に、これらの化合物の各々の様々な個別の及び集合的な組み合わせ及び順列の具体的な参照が明示的に開示されなくてもよいが、各々は本明細書において具体的に企図及び記載されることが理解される。例えば、方法が開示及び検討され、当該方法中に含まれる多数の分子へ行われ得る多数の修飾が検討されるならば、当該方法の各々及びすべての組み合わせ及び順列ならびに可能な修飾は、相反することが具体的に示されない限り、具体的に企図される。同様に、任意のサブセットまたはこれらの組み合わせも具体的に企図及び開示される。この概念は、開示される組成物を使用する方法におけるステップが挙げられるがこれらに限定されない、本開示のすべての態様へ適用される。したがって、遂行され得る様々な追加のステップがあるならば、任意の具体的な方法ステップまたは開示される方法の方法ステップの組み合わせにより、これらの追加のステップのうちの各々が遂行され得ること、及び、各々のかかる組み合わせまたは組み合わせのサブセットは具体的に企図され、開示されたと判断されるべきであることが理解される。
本明細書において引用される出版物、及びそれらが引用される資料は、その全体が参照することによって具体的に本明細書に援用される。
以下の実施例は、限定ではなく単なる例示の手段として提供される。当業者であれば、本質的に同じまたは類似の結果をもたらすように変化または修飾され得る、多様な重要でないパラメーターを容易に認識するだろう。
実施例1
デクチン-1
真菌の増殖
Aspergillus fumigatus株A1163を、Magnaporthe oryzaeリボソームタンパク質27プロモーターの制御下の緑色蛍光タンパク質EGFP(いくつかの実験において真菌細胞をモニターするために使用した)を保有する、Kang et al.(“A dual selection based, targeted gene replacement tool for Magnaporthe grisea and Fusarium oxysporum.Fungal Genet Biol 42:483-492(2005))中で記載されるプラスミドpBV126により形質転換して、株AEK012を得た。A.fumigatus胞子を、Vogelの最少培地中のプレート(VMM、1%のグルコース、1.5%の寒天)上で7日間増殖させ、分生子をPBS+0.1%のTween中で収集した。蛍光リポソーム局在化ならびに増殖阻害及び殺傷のアッセイのために、20,000及び4,500のAEK012分生子を、VMM、1%のグルコース、0.5%のBSA中で、それぞれ24ウェル及び96ウェルのポリ-L-リジンコーティングプレート上に、37℃で8時間から4日の範囲の様々な期間でプレーティングした(Momany 2001 Chapter 7.Using Microscopy to explore the duplication cycle,p 119-125.In Talbot NJ(ed),Molecular and cellular biology of filamentous fungi:a practical approach Oxford University Press,University of Exeter,Exeter,UK;及びSasaki et al.(Heterochromatin controls gammaH2A localization in Neurospora crassa.Eukaryot Cell 13:990-1000(2014))。Candida albicans Sc5314及びCryptococcus neoformans H99は、ポテトデキストロース液体培地中で一晩前増殖させた。次いで細胞を滅菌水により3回洗浄し、Roswell Park Memorial Institute(RPMI)培地中で再懸濁し、ポリ-L-リジンコートプレート上で37℃で10時間増殖させた。すべての真菌細胞の増殖をBSL2実験室中で実行した。リポソーム染色された真菌の蛍光画像化のために、すべての3つの真菌をPBSにより3回洗浄し、PBS中の4%のホルムアルデヒド中で15~60分間固定し、1回洗浄し、PBS中で4℃で保存した。
可溶性デクチン-1の産生
pET-45B(GenScript)の中へクローン化したMs-sデクチン-1による例示的なコドン最適化E.coli発現コンストラクトの配列を、図1中で示す。このコンストラクトは、ベクターに規定されたN末端(His)親和性タグ、フレキシブルスペーサー、2つのリジン残基、別のフレキシブルスペーサー、続いてC末端の176アミノ酸のマウスsデクチン-1ドメインを含有する、わずかに修飾した198アミノ酸の長さのsデクチン-1タンパク質をコードした。IPTG誘導無しのLuriaブロス中で一晩増殖させた1Lの細菌培養(BL21株)によりスタートして、およそ45mg/Lの22kDaのsデクチン-1を得た(図2)。sデクチン-1を、pH=8.0、6Mの塩酸グアニジン(GuHCl、Fisher BioReagents BP178)、0.1MのNa2HPO4/NaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン、100mMのNaCl、5mMのBME、0.1%のトリトンX100中で細胞沈殿から抽出した。sデクチン-1をこのバッファー中でニッケル親和性樹脂(QiaGen、#30210)へ結合させ、pH6.3へ調整したこのバッファー中で洗浄し、ph4.5へ調整したこのバッファー中で溶出させた。溶出させたタンパク質のpHを、長期貯蔵のために1MのpH10.0MのトリエタノールアミンによりpH7.2へ直ちに中和した。40mgの95%を超える純粋なタンパク質を回収した(図2)。添加された新鮮な5mMのBMEを含むこの同じGuHClバッファー中の6ug/uLのsデクチン-1のサンプルを、トリエタノールアミンによりpH8.3へさらに調整し、4モル過剰量の脂質担体試薬DSPE-PEG-3400-NHS(Nanosoft polymers、1544-3400)を23℃で1時間反応させて、DSPE-PEG-DECを作製した。復元及び保存のバッファーRN#5(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン、pH7.2、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMのBME)中のBio-Gel P-6アクリルアミド樹脂(Bio-Rad #150-0740)上でのゲル排除クロマトグラフィーを使用して、取り込まれていないDSPE-PEG及びGuHClを除去した。RN#5の組成を、多数の穏やかな変性バッファー及びクラウディングバッファー(それらの大部分は、修飾デクチン-1タンパク質が数日後に溶液から脱落する結果となった)の試験によって、経験的に決定した。タンパク質は、RN#5中で保存した場合に溶液中で無期限に残り、BMEにより新たに還元すれば、RN#5から正常な生物学的バッファーへと希釈された場合に活性のある炭水化物結合形態へ容易に復元することができる。DSPE-PEG-BSAを、同じプロトコールによってウシ血清アルブミンBSA(Sigma、A-8022)から調製した。
アンホテリシンB、sデクチン-1、BSA、及びローダミンのリポソームの中への遠隔ローディング
滅菌PEG化リポソームをFormuMax Sci.Inc.から得た(DSPC:CHOL:mPEG2000-DSPE、50:45:5モル%、100nmの直径、リポソーム懸濁物中で60uモル/mL脂質、約4×1012リポソーム/mL、#F10203A)。市販のAmBisome(注射のためのアンホテリシンbリポソーム、Gilead、Avanti)は、およそ11モルパーセントAmBを含有する。リポソームの小バッチを、リポソーム脂質に対して11モルパーセントアンホテリシンB(AmB、Sigma A4888)と共に、遠隔でロードして、AmBisome様AmB-LLを作製し、これを、この研究を通して使用した。例えば、AmB(1.8mg、1.95uモル)を、60℃で10~20分間加熱し、時折混合することによって13uLのDMSO中で溶解して、油様の透明な茶色のAmB溶液を得た。250uLの滅菌リポソーム懸濁物(15uモルのリポソーム脂質)をAmB-油へ添加し、回転台上で37℃で96時間混合し、その時に大部分のAmBはリポソームの中へインターカレートされた。取り込まれていないAmB(0.3uモル)は、A406での分析によって定量化されるように油相中に残存したが、1.65uモルがリポソーム中で結合し、リポソームは脂質のモルに対して11モルパーセントのAmBとなった。分離した調製においてBioGel A-0.5Mのアガロース樹脂(BioRad 151-0140)でのゲル排除クロマトグラフィー及びA406の除外された画分の調査から、11モルパーセントのAmBがリポソーム中で保持されることが確認された。より多い量またはより少ない量のAmBを、油相中でより高い量またはより低い量のAmBでスタートすることによって、リポソームの中へロードすることができる。およそ11モルパーセントのAmBを備えたこれらのリポソームは、全体にわたってAmB-LLと称される。
RN#5バッファー中のDSPE-PEG-sデクチン-1コンジュゲート及びDSPE-PEG-BSAコンジュゲートを、60℃で60分間のインキュベーションによって、リポソーム脂質のモルに対して、それぞれ1.0及び0.33モルパーセントのタンパク質でAmB-LLのリン脂質二重層膜の中へのそれらのDSPE部分を経由して組み込んで、DEC-AmB-LL及びBSA-AmB-LLを作製した。この同じ60℃インキュベーションの間に、赤色蛍光タグ(リサミンローダミンB-DHPEトリエタノールアミン塩(Invitrogen、#L1392))も、リポソーム脂質に対して2モルパーセントで取り込んだ(Yao et al.pHLIP(R)-mediated delivery of PEGylated liposomes to cancer cells.J Control Release 167:228-237(2013);He et al.Immunoliposome-PCR:a generic ultrasensitive quantitative antigen detection system.J Nanobiotechnology 10:26(2012);及びGarrett et al.Liposomes fuse with sperm cells and induce activation by delivery of impermeant agents.Biochim Biophys Acta 1417:77-88(1999))。BioGel A-0.5 M樹脂でのゲル排除クロマトグラフィーから、リポソームの中へのローダミン-DHPE及びDSPE-PEGタンパク質挿入がこれらのモル比で本質的に定量的であることが確認された。4℃で保存したDEC-AmB-LLは、およそ2か月間結合特異性を保持した。自由条件下の保管は、シェルフライフを延長することができる。
リポソーム結合の顕微鏡法
ホルマリン固定または生の真菌細胞または動物細胞を、リポソーム希釈バッファーLDB(PBS pH7.2、0.5%のBSA、5mMのBME)中のDEC-AmB-LLリポソーム、BSA-AmB-LLリポソーム、及びAmB-LLリポソームによりインキュベーションし、未結合のリポソームを、同じLDB中の15分間~2時間のインキュベーション(個別の図を参照)後に洗浄した。ローダミン赤色蛍光リポソーム、緑色EGFPのA.fumigatus、及び微分干渉(DIC)照射細胞の画像を、Leica DM6000B自動化顕微鏡で63×の油浸下で撮った(図4A、4B、5A、5B、6A、6B)。細胞をプレートから取り出し、顕微鏡用スライド上に広げた。7つのZスタック画像を1ミクロン間隔で記録し、Adobe Photoshop CC2018でマージした。マイクロタイタープレート上の細胞の明視野画像及び/または赤色蛍光画像及び/または緑色蛍光画像を、Olympus IX70倒立顕微鏡及びOlympus PEN E-PL7デジタルカメラで10×、20×、または40×で直接撮り、明視野レイヤー及び/またはカラーのレイヤーをPhotoshopでマージした(図4C~4F、5C~5F、6C~6F)。
細胞増殖及び生存率アッセイ
リポソームストックを800uMのAmBで保存し、最初にリポソーム希釈バッファー(LDB)または増殖培地の中へ2~20倍希釈し、次いで示された濃度で、使用のための細胞の増殖培地の中へさらに10倍または20倍希釈した。全希釈は、典型的には250倍~4,000倍の範囲であった。20uLの基質を使用して、100または200uLの増殖培地中の真菌細胞または動物細胞を処理し、37℃で4時間インキュベーションしてから、50uLの3%のSDSの添加によって反応を停止して、製造者の指示(Promega、文書#G8080)に従って、CellTiter-Blue(CTB)細胞生存率アッセイを遂行した。エステラーゼCTB産物の赤色蛍光(励起485/発光590)を、Biotek Synergy HTマイクロタイタープレートリーダーにおいて測定した。6つのウェルからのデータを各々のデータポイントについて平均化し、標準誤差を計算した(図8A、8C)。発芽(図8E~8F)及び菌糸の長さ(図8B、8D)アッセイについてのデータを、10×及び/または20×で撮った複数の写真画像から手動で収集した。細胞を4%のホルムアルデヒド及びPBS中で固定した後に、EGFP発現A.fumigatus A1163細胞の生存率の緑色蛍光アッセイを、励起495/発光520でマイクロタイタープレートリーダーで遂行した(図9)。
結果
アンホテリシンBをロードしたsデクチン-1コートリポソームの調製
PEG化リポソームを、リポソーム脂質のモルに対して11モルパーセントのAmBで遠隔でロードして対照のAmBロードリポソーム(AmB-LL)を作製し、それは、構造及びAmB濃度において、市販のAmBisome(Gilead AmBisome)に類似する。sデクチン-1(DEC、図1、図2)及びウシ血清アルブミン(BSA)を、PEG化脂質担体(DSPE-PEG)により修飾した。1モルパーセントのDSPE-PEG-DECをAmB-LLの中へ取り込んでsデクチン-1コートDEC-AmB-LLを作製し(図3)、0.33モルパーセントのDSPE-PEG-BSAをAmB-LLの中へ取り込んでBSA-Amb-LLを作製した。sデクチン-1(MW22kDa)及びBSA(MW65kDa)のこのモル比は、リポソームの両方のセットをコートする同等なug量のタンパク質をもたらす。これらのタンパク質をコートするリポソームが同じAmB-LLから作製されたので、すべて3つのリポソーム調製物は、脂質のモルに対して11モルパーセントのAmBを含有する。2モルパーセントのDHPE-ローダミンをすべて3つのクラスのリポソームの中へロードして、赤色蛍光AmB-LL、BSA-AmB-LL、及びDEC-AmB-LLを作製した。
sデクチン-1コートリポソームDEC-AmB-LLは、真菌細胞へ強く結合する
A.fumigatus発芽体で遂行したアッセイにおいて、ローダミン赤色蛍光DEC-AmB-LLは、図4中で示されるように膨潤した分生子及び発芽管へ強く結合した。sデクチン-1標的化リポソームは、多くの場合、特定の領域へ多数で結合するかまたは凝集した。100nmのリポソームは小さすぎるので光学顕微鏡法によって解像することができないが、個別のリポソームは、やや均一なサイズの小さな赤色蛍光ドットとして目視可能である(橙色矢印、図4A)。各々のリポソームが1000を上回るローダミン分子を含有するので(図3)、それらは各々、単一リポソームとして目視されるのに十分な強さで蛍光を発する。本質的にすべての発芽体はDEC-AmB-LLに結合する(図4C及び4D)。発芽していない分生子への結合は検出されなかった(図示せず)。AmBisome様AmB-LL(図4B)及びウシ血清アルブミンコートリポソームBSA-AmB-LL(図4E及び4F)は、分生子または発芽管へ検出可能に結合しなかった。DEC-AmB-LLによる最大標識は15~30分間以内に達成され、プレートを4℃でPBS中で暗所で保存した場合に、細胞へ結合したDEC-AmB-LLの強い赤色蛍光シグナルは数週間維持された。
DEC-AmB-LLは、図5中で示されるように、多くの成熟細胞からの膨潤した分生子及び菌糸へも結合した。この場合もやはり、sデクチン-1-標的化リポソームは多くの場合塊で結合したが、いくつかのかなり均一なサイズの個別の小さな赤色ドットは、目視可能であり、それらは個別の蛍光リポソームであるように見える(橙色矢印、図5A)。発芽管の標識とは異なり、DEC-AmB-LLは、様々なsデクチン-1調製物の結合についての初期の報告中でのように、成熟した菌糸のサブセットのみへ結合した(図5C及び5D)。AmB-LLは成熟した菌糸へ検出可能に結合せず(図5E及び5F)、また、BSA-AmB-LLも結合しなかった(図示せず)。最終的に、DEC-AmB-LLは、Candida albicansの菌糸及びCryptococcus neoformans H99細胞も標識した(図6)。簡潔に言えば、デクチンをコートしたアンホテリシンBロードリポソームは、真菌細胞へ効率的に結合したが、非コートAmBisome様リポソーム及びBSAコートリポソームは結合しなかった。
固定及び生の真菌細胞へのDEC-AmB-LL及び対照LLの結合を、未結合のリポソームを洗浄した後に、個別の蛍光リポソーム及び蛍光リポソームの塊(A.fumigatus菌糸の密集した視野へ結合したもの)の数のカウントによって定量した。図7A~Fは、DEC-AmB-LLが、対照リポソーム、BSA-AmB-LL、またはAmB-LLよりも100倍超の高頻度で固定及び生の菌糸へ結合したことを示す。図7G~Iは、sデクチン-1コートDEC-AmB-LLの結合が、可溶性β-グルカン(ラミナリン)の添加によって50倍超阻害されるが、スクロースによっては阻害されないことを示し、真菌細胞への結合がβ-グルカンに特異的であることを証明する。
DEC-AmB-LLによる真菌の殺傷及び増殖阻害
様々な真菌細胞増殖及び生存率アッセイを、A.fumigatusの様々な株について、2~3uMのAmBの推定ED50及び0.5~1uMのAmBの推定MICの付近のAmB濃度を送達するリポソームによりA.fumigatusを処理した後に、遂行した。大部分のこれらの実験において、4,500の分生子を発芽させ、薬物ロードリポソームと一緒に96ウェルマイクロタイタープレート中で36~56時間インキュベーションした。図8は、標的化DEC-AmB-LL(デクチン-1をコートしたAmBロードリポソーム)が、BSA-AmB-LLまたは非コートAmB-LLよりも、A.fumigatus細胞をはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖を阻害したことを示す。CellTiter Blue(CTB)試薬によるアッセイは、3uMのAmBを送達するDEC-AmB-LLによる細胞の処理が、AmBisome様AmB-LLまたはBSAコートリポソームBSA-AmB-LL(同じ量の薬物を保有する)よりも、一桁多く有効にA.fumigatusを殺傷したことを示した(図8A)。CTB試薬は、細胞の完全性及び生存率についての代用として、全細胞質エステラーゼ活性をアッセイする。リポソーム活性をスコアリングする第2の方法として、菌糸の長さを調査した。菌糸の長さアッセイは、3uMのAmBを送達するDEC-AmB-LLが、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、菌糸成長の阻害ではるかに有効だったことを示す、意外にも類似する結果をもたらした(図8B)。完全な生物学的反復実験において、異なるAmB遠隔ローディング方法、独立したsデクチン-1及びBSA、ならびにローダミンローディング、ならびに異なるリポソーム希釈バッファーを使用して、3uMのAmBを送達する場合に、類似するが、わずかに劇的でない結果が得られた(図8C及び8D)。CTB試薬及び菌糸の長さのアッセイは、DEC-AmB-LLが、AmB-LLよりも、A.fumigatusの殺傷または増殖の阻害で、ほぼ一桁多く有効であったことを示した。
様々なリポソーム調製物の存在下において発芽した分生子のパーセントを測定する、リポソームAmB活性の追加のアッセイを用いた(図8E及び8F)。わずか0.09uM及び0.187uMのAmBを送達するDEC-AmB-LLは、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatus分生子の発芽を数倍有効に阻害した。
リポソーム活性の第4のアッセイを使用して、EGFPを発現するA.fumigatusのAEK012株によって生じられる内在性蛍光の緑色シグナル(図9)を調査した。緑色蛍光のレベルをアッセイする場合に、この場合もやはり、2uMまたは0.67uMのいずれかのAmBを送達するDEC-AmB-LLは、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、真菌細胞増殖の阻害でより有効であった。要約すると、様々なアッセイは、標的化DEC-AmB-LLは、非コートAmB-LLまたはBSAコートBSA-AmB-LLよりも、A.fumigatus細胞をはるかに効率的に殺傷したかまたは増殖もしくは発芽を阻害したことを実証した。
図8G中で示される分生子のパーセント発芽をアッセイする用量-応答曲線は、3つの型のリポソームのパフォーマンスにおける幅広い隔たりを例証する。DEC-AmB-LLは他の2つの型のリポソームより優れ、活性は濃度に比例し、それらは、広範囲の濃度にわたってAmB-LLより優れている。恐らくBSA-AmB-LLが、AmB-LLが結合することを可能にする真菌原形質膜へのリポソーム膜のランダムアクセスをブロックするので、BSA-AmB-LLは常に最も性能が悪い。これらのアッセイのタイミングは、これらの曲線の正確な形状に影響し、早期に遂行されたアッセイは低濃度で差をより良好に分離し、より長いインキュベーションは、より高度に細胞増殖を阻害するため、最も高い濃度のAmBで差を分離する。このことは、DEC-AmB-LLが対照リポソームよりも優れている濃度の全体の範囲にわたって、リポソーム調製物の中での最適な差をアッセイすることを困難にした。しかし全体的には、3つのクラスのリポソームの関係性は常に同じままである。
DEC-AmB-LLの動物細胞結合及び毒性の低減
ヒト胚腎臓HEK293細胞生存率についてのCell Titer Blueアッセイは、デオキシコール酸塩ミセル懸濁物中のAmB-LL及びAmBが、DEC-AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりもHEK293細胞に対してより毒性であったことを示した(図10)。タンパク質によるリポソームのコーティングは、恐らく動物細胞の原形質膜によるそれらの取り込みを減速する。細胞を15または30uモルのAmBを送達する様々な調製物により2時間処理し、AmBを含有する過剰材料を洗浄し、37℃で一晩増殖させ、次いでアッセイした。
診断
500の標的化分子(例えばフレキシブルリンカーを経由してVenus緑色蛍光タンパク質のN末端半分へ融合されたsデクチン-1モノマー(例えばDEC1-VN))によりコートされ、同様に500の標的化分子(例えばフレキシブルリンカーを経由してVenusのC末端半分へ融合されたsデクチン-1モノマー(DEC1-VC))によりコートされたリポソームは、低い濃度の真菌β-グルカンを、急速に認識し、結合して、sデクチン-1ダイマーを形成し、Venusをアセンブルし、強い緑色二分子蛍光補完(BiFC)シグナルを生じるだろう。これらの例示的なBiFCレポーターコンストラクトのDNA及びタンパク質配列についての配列番号:13、14 15及び16(図1M、1N、1O、及び1P)を参照されたい。追加の配列のデクチン-2 BiFC融合物についての配列番号:17、18、19、20(図1Q、1R、1S、1T、及び図27D中の図解)も参照されたい。本明細書において提供されるコンストラクトのうちの任意のものにおいて、標的化配列のN末端またはC末端断片を使用することができる。例えば、デクチン-1、デクチン-2、またはデクチン-3のN末端またはC末端断片である。いくつかの例において、各々のリポソーム上の何百または何千のsデクチン-1モノマーの存在は、検出の迅速性及び感度を保証する。このアッセイは、デクチンが、細胞上または溶液中のグルカンまたはマンナンへ、ダイマーとしてのみ緊密に不可逆的に結合するという事実に依存する。
任意選択で、これらの真菌標的化リポソームが不溶性マトリックスへ付着されている場合に、標準的な蛍光装置類を使用して、大量の対照バッファー及び血清中のさらに低濃度の真菌細胞表面分子(例えばβ-グルカン)をインビトロで検出することができる。不溶性マトリックスへの結合は、感度の良い検出のために、大量のサンプル材料へ曝露すると同時に蛍光シグナルをより小さな体積に濃縮して保つ。血清に加えて、固定化されたリポソームは、尿、肺洗浄液、または可溶化した組織抽出物中の真菌及び可溶性真菌細胞壁物質をアッセイすることができた。
いくつかの例において、標的化リポソームを使用して真菌マンナンを検出することができる。これは、例えば蛍光タンパク質のN末端半分へ融合された約500のsデクチン-2モノマー(例えばVenus DEC2-VN)によりリポソームをコートし、相補的な蛍光タンパク質のC末端半分へ融合された約500のsデクチン-2またはデクチン-3モノマー(Venus、DEC2-VC、DEC3-VC)により同じリポソームをコートすることによって達成することができる。デクチン-2のホモダイマーは、真菌壁マンナンへ強く結合するが、モノマーは有意に結合しない。デクチン-2とデクチン-3との間のヘテロ二量体は、それらの個々のホモダイマーよりも、マンナンを強く結合することができた。
この系は、アッセイが、(1)血清をリポソームマトリックスと組み合わせて60分間以内に完了すること、(2)1ステップで完了すること、(3)非常に低い濃度の多糖類を高感度で検出すること、(4)低価格であること、(5)最少の操作者の訓練及び専門知識が要求されること、及び/または(6)ほぼすべての真菌病原体を検出することを可能にするだろう。これらのリポソームは、血液、血清、尿、肺滲出液、肺、眼、喉、膣、皮膚、ならびに手指の爪及び足指の爪中の侵襲性真菌の1ステップアッセイを可能にするに違いない。図11は、真菌のβ-グルカン及びマンナン多糖類の1ステップの検出についての自由浮遊のまたは固定化されたデクチンコートリポソームの1つの可能なモデルを図示する。1ステップの検出によって、標的細胞壁構成成分へのリポソームの結合及びシグナル生成が、生化学的に連結され、すなわち検出が、追加のプロセッシングステップまたは試薬についての必要性無しに起こることが意味される。
タンパク質が容易に凝集し、水性バッファー中で不溶性且つ不活性になるので、マウスまたはヒトのsデクチン-1の生化学的産生は複雑であった。本明細書において示されるように、sデクチンの溶解性の問題は、様々なアプローチ(非常に短い荷電したペプチドタグの使用、タンパク質の抽出、精製、及び化学修飾の間の6MのGuHClの含有、タンパク質可溶化剤(1Mのアルギニン)を含有するバッファー中での復元、リポソームローディング、及び貯蔵の遂行、ならびにスルフヒドリル還元剤の含有が挙げられる)を組み合わせることによって克服された。
以前の報告は、マウスsデクチン-1が、A.fumigatusの膨潤した分生子及び発芽管へ効率的に結合するが、たとえあったとしても成熟した菌糸へ非能率的に結合し、発芽していない分生子へ全く結合しないことを示した(Steele et al.The beta-glucan receptor dectin-1 recognizes specific morphologies of Aspergillus fumigatus.PLoS Pathog 1:e42(2005))。菌糸への結合の欠如は、成熟した静止細胞の表面上のβ-グルカンレベルが非常に低減したこと、または恐らく成熟細胞壁中でβ-グルカンがあまり接近可能ではないことに起因し得る。ここで、sデクチン-1コート蛍光DEC-AmB-LLは、膨潤した分生子、発芽管、及び菌糸のサブセットへ効率的に結合し、リポソームの表面に提示された本明細書において記載される修飾sデクチン-1が、β-グルカンについての正常な親和性を保持することが示唆された。これらの結合データは、sデクチン-1の化学的修飾形態(例えばDSPE-PEG-デクチン-1)が、真菌細胞結合特異性を保存することができることを初めて示した。さらに、蛍光DEC-AmB-LL結合は急速であり、何週間も細胞へ安定的に結合されたままであった。精製sデクチン-1は、C.albicansの丸い酵母細胞、及び菌糸中では親細胞と成熟した芽との間で領域へ結合し、菌糸へ結合しないことが報告されている。A.fumigatus菌糸の結合に比較して、C.albicansへのDEC-AmB-LLの結合は非能率的であったが、C.albicansの菌糸に沿った複数の部位でのDEC-AmB-LLの妥当な結合が示された(図6)。1000超のsデクチン-1分子によりコートしたリポソームのより高い結合力が、ペンタマーのIgM抗体の結合力に匹敵する、急速な結合、及び結合されたリポソームの非常に遅い放出を保証する可能性がある。各々のリポソーム上の何千のローダミン分子の存在は、明確な蛍光シグナルを検出する機会も増加させることができる。多数の実験において、BSAブロッカーを含む異なる結合バッファー及び様々なインキュベーション期間を使用して、非コートAmB-LLまたはBSA-AmB-LLの真菌細胞への有意な親和性は、検出されなかった。しかしながら、BSAブロッカーがインキュベーションで含まれなかった予備実験において、BSA-AmB-LLは、A.fumigatusの膨潤した分生子へ弱く結合した。
Aspergillus属、Candida属、及びCryptococcus属の種は、それぞれ半子嚢菌類ならびに真正子嚢菌類、及び帽菌類の3つの進化的に異なる群の真菌に属し、それは共通の祖先から何億年前に別れている。DEC-AmB-LLは3種のすべてへ特異的に結合し、多くの病原性真菌の外側細胞壁中で見出されるβ-グルカンは、sデクチン-1標的化リポソームへ接近可能になることが示唆される。しかしながら、デクチン-1は、Aspergillus属に比較して、Candida属へ比較的弱く結合するが、デクチン-2はより強く結合する。このことから、真菌病原体の着実な汎真菌検出には、グルカン及びマンナンの両方を検出するアッセイが要求され得ることが示唆される。
本明細書において示されるように、別個の細胞アッセイ方法を使用する様々な生物学的及び実験的な反復実験において、DEC-AmB-LLは、同じレベルのAmBを送達するAmBisome様AmB-LLよりも、A.fumigatus細胞を効率的に殺傷または阻害した。本実験のすべてにおいて、DEC-AmB-LLは、3uMの推定されたED50の付近またはそれ未満で試験した幅広い多様なAmB濃度にわたって、対照リポソームよりも、数倍~一桁多い殺真菌性であった。AmB-LLを超えるDEC-AmB-LLの有意に強い活性は、0.094uMのAmB程の低いAmB濃度(AmBのMICより十分に下)ででさえ、検出された。これらの研究は、DEC-AmB-LLがA.fumigatusの殺傷及び増殖の阻害についてのAmBのED50及びMICを有意に減少させることを示す。
非コートリポソームの脂質膜は、動物細胞(それは真菌細胞とは異なり細胞壁によって保護されない)の脂質膜へ受動的に結合する。しかしながら、リポソームのタンパク質コーティング、及びマウスまたはヒトの血清アルブミンによるコーティングは、特に、動物モデルからのリポソームのクリアランスを低減し、したがってリポソーム半減期を増加させる。恐らく、タンパク質コーティングは、原形質膜によるリポソーム膜の直接的相互作用を遅らせて、薬物の受動的送達を低減する。sデクチン-1によるリポソームのタンパク質コーティングは、動物細胞の原形質膜とリポソーム膜の直接的相互作用を低減し、したがって、リポソームの動物細胞との相互作用及び動物細胞への融合を低減する。AmB-LLに比べて、DEC-AmB-LLのヒト腎臓細胞への毒性の低減を示す、本明細書において記載される結果は、この見解と一致する。
要約すると、sデクチン-1は、PEG化脂質担体へ任意選択でコンジュゲートされ、モノマーとしてリポソームの中へ挿入された場合に、機能性複合体を形成し、多様な真菌種の細胞壁中でβ-グルカンを効率的に結合することが可能である。0.094~3uMのAmB濃度を送達するDEC-AmB-LLについての複数の増殖阻害及び生存率アッセイは、sデクチン-1標的化リポソームが、本明細書のAmB-LLによってモデル化されるような非標的化AmBisomeについて報告されるものより十分下で、リポソームAmBのED50を低下させたことを示唆する。さらに、DEC-AmB-LLは、AmBisome様リポソームよりも、動物細胞についてより低い親和性を有し、当該動物細胞へより低い毒性であった。これらの結果をまとめると、抗真菌療法の標的化のために汎真菌担体としてsデクチン-1コートリポソームを使用することは妥当である。
実施例2
デクチン-2
細胞培養
ADH1プロモーターの制御下でGFPを発現するC.albicans CAI4、A.fumigatus A1163、及び野生型C.neoformans H99-αを、液体の、Vogelの最少培地(VMM)+1%のグルコース(85)+0.5%のBSA、または赤色指標色素不含RPMI 1640培地(ThermoFisher SKU-11835-030)+0.5%のBSA、またはYPD(1%の酵母抽出物、2%のペプトン、2%のデキストロース)中で、振盪しながら、または24ウェルもしくは96ウェルのポリスチレンマイクロタイタープレート上で、またはガラス顕微鏡チャンバースライド上で、増殖させ、37℃で3~36時間インキュベーションした。プレートをA.fumigatusについてポリ-L-リジンにより前コートし、ガラスの顕微鏡用スライドをすべての3つの種について前コートした。すべての真菌細胞の増殖をBSL2実験室中で実行した。細胞が、結合の顕微鏡分析のために蛍光リポソームにより処理される前に、真菌細胞をPBSにより3回洗浄し、PBS中の4%のホルムアルデヒド中で60分間固定し、3回洗浄し、PBS中で4℃で保存した。
ヒト結腸直腸腺癌細胞株HT-29(ATCC HTB-38)及びヒト胎児腎臓細胞株HEK-293(ATCC CRL-1573)を、5%のCOを補足した空気で37℃インキュベーター中で、赤色指標色素を欠如するRPMI培地+10%のウシ胎仔血清で96ウェルマイクロタイタープレート中で増殖させた。一晩の抗真菌処理後のそれらの生存率及び代謝活性を、培地の中へ1:10希釈したCTB試薬を使用し、37℃で60~90分間インキュベーションして、1処理あたり8ウェルでアッセイした。
sデクチン-2の産生及び化学修飾
デクチン-2のカルボキシ末端端部は、マンナン認識ドメイン(sデクチン-2)を含有する。GenScriptによって合成し、pET-45Bの中へクローン化した、MmsDectin-2lyshisのコドン最適化E.coli発現コンストラクトの配列を、図13中で示す。577塩基対の長さのDNA配列は、ベクターに規定されたN末端(His)親和性タグ、追加のフレキシブルGlySerスペーサー、架橋のためのリジン残基を備えた配列LysGlyLys、別のフレキシブルスペーサー、続いてC末端の166アミノ酸の長さのマウスsデクチン-2ドメインを含有する、わずかに修飾した189アミノ酸の長さのsデクチン-2タンパク質をコードする。修飾sデクチン-2タンパク質(DEC2)をE.coli中で発現させ、マウスsデクチン-1について上で記載したように精製し、続いてセファクリルS-100 HR(GE Healthcare、#17061210)でゲル排除クロマトグラフィーの余剰ステップを行った。タンパク質を、図14中のクマシーブルーにより染色したSDS PAGEゲル上に示す。新鮮に添加した5mMの2-メルカプトエタノールを含むこの同じGuHClバッファー中の5μg/uLのsデクチン-2のサンプルを、1MのpH10のトリエタノールアミンによりpH8.3へ調整し、4モル過剰量のDSPE-PEG-3400-NHS(1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DSPE)コンジュゲートポリエチレングリコール(PEG)、Nanosoft polymersから、1544-3400)の反応性スクシンイミジルエステルNHS部分と23℃で1時間反応させて、DEC2-PEG-DSPEを作製した(補足図S1)。復元及び保存のバッファーRN#5(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン、pH8.0、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMの2-メルカプトエタノール)中のBio-Gel P-6アクリルアミド樹脂(Bio-Rad #150-0740)を介するサイズ排除クロマトグラフィーで、取り込まれていないDSPE-PEG及びGuHClを除去した(51)。BSA-PEG-DSPEを、同じプロトコールによってBSA(ウシ血清アルブミン、Sigma、A-8022)から調製したが、DSPE-PEG標識の間はGuHCl及びBio-Gel P6クロマトグラフィーの間はL-アルギニンを欠如するバッファーであった。同じ手順を使用して同じGuHClバッファー中でDEC2-PEG-DSPEを作製することによって、ローダミン標識sデクチン-2(DEC2-Rhod)を調製したが、標識は、4モル過剰のsデクチン-2に対してローダミン-NHS試薬(Thermo Fisher #46406)により遂行した。加水分解された未結合のローダミン試薬及び不要な塩を、RN#5バッファー中のBio-Gel P2樹脂上のサイズ排除クロマトグラフィーを使用して、DEC2-Rhodから除去した。DEC2-PEG-DSPEでのように、RN#5は、より穏やかな生物学的バッファーの中へ希釈した場合に、DEC2-Rhodを、活性のある炭水化物結合形態へと容易に復元する状態に保つ。
AmB、sデクチン-2、BSA、及びローダミンのリポソームの中への遠隔ローディング
FormuMax Sci.Inc.からの滅菌PEG化リポソーム(DSPC:CHOL:mPEG2000-DSPE、FormuMax #F10203A)でスタートして、100%のリポソーム脂質に対して11モルパーセントのAmB(AmB、Sigma A4888)を含むリポソームの小さなバッチを調製して、上記のようにAmB-LLを作製した(表1を参照)。
Figure 0007534796000001
Figure 0007534796000002
RN#5バッファー及びPBS中のそれぞれDEC2-PEG-DSPEコンジュゲート及びBSA-PEG-DSPEコンジュゲートを、60℃で30分間のインキュベーションによって、AmB-LLのリン脂質二重層膜の中へそれらの脂質DSPE部分を経由して組み込んで、DEC2-AmB-LL及びBSA-AmB-LLを作製した(上で記載されるプロトコールに類似する)。これらの同じ60の℃インキュベーションの間に、2モルパーセントの赤色蛍光タグ(リサミンローダミンB-DHPE(Invitrogen、#L1392))も、sデクチン-2コートリポソーム及びBSAコートリポソームならびにAmB-LLの中へ取り込んだ。DEC2-AmB-LLの二重サンプルに、Bio-Gel A 0.5M樹脂(Bio-Rad、#151-0140)上でのゲル排除クロマトグラフィーを行った。蛍光リポソームは、樹脂から効率的に排除された。sデクチン-2(2.2OD A280/mg/mL)またはローダミンが、ゲル中に含まれる低分子量画分で検出されなかったので、両方がリポソームの中へ効率的にロードされると結論した。新鮮な2mMのBMEを、結合アッセイまたは殺傷アッセイにおける各々の使用の前に、DEC2-AmB-LLへ添加した。RN#5中で4℃で保存したDEC2-AmB-LLは、少なくとも12か月間完全な真菌細胞結合特異性及び殺傷活性を保持するように思われた。
真菌細胞へ結合したリポソーム及びDEC2-Rhodの顕微鏡法
ホルマリン固定真菌細胞を、リポソーム希釈バッファーLDB2(20mMのHEPES、10mMのトリエトアノラミン(triethoanolamine)、150mMのNaCl、10mMのCaCl、1mMのβ-メルカプトエタノール(BME)、5%のBSA、pH8.0)中で、BMEを新鮮に添加して、23℃でリポソームと共にインキュベーションした。細胞と共にインキュベーションする前に、デクチン-2タンパク質濃度が0.5μg/100μLであるように、リポソームストックを1:200で希釈した。15分間、1時間、またはそれより長いインキュベーション後に、未結合のリポソームを、4回のLDB2の交換により洗浄した。ローダミン赤色蛍光リポソーム、緑色蛍光細胞、及び微分干渉(DIC)照射細胞のマージした画像を、顕微鏡用スライド上で増殖させた細胞について、Leica DM6000B自動化顕微鏡で63×の油浸下で撮った。細胞と共にインキュベーションする前に、sデクチン-2タンパク質濃度が同様に0.5μg/100μLであるように、DEC2-Rhodストックも1:200で希釈した。マイクロタイタープレート上の細胞の明視野画像、DIC画像、ならびに赤色蛍光画像(励起560/発光645)及び緑色(励起500/発光535)蛍光画像を、Olympus PEN E-PL7デジタルカメラを使用して、Olympus IX70倒立顕微鏡で20×で撮り、明視野レイヤー及び/または蛍光カラーのレイヤーをPhotoshopでマージした。20×拡大のリポソーム結合の領域を、リポソームによって照射された赤色蛍光領域を単に捕捉するためにImage>Adjust>Threshold>Applyを使用し、各々の画像についての領域データをファイル中に置くためにAnalyze>Measureを使用して、Image J(imagej.nih.gov/ij)の中へ未修飾の赤色蛍光TIF画像の8ビットグレースケールのコピーを取得することによって定量した。概して6~10の写真画像を分析し、大部分の領域推定値について平均した。しかしながら、染色強度が写真視野C.neoformans細胞の中で広く変動したので、90の画像を各々の処理について分析した。明視野画像、DIC画像、及び蛍光画像も、マイクロソープ(microsope)チャンバースライド中で増殖させた細胞について、Leica DM6000B自動化顕微鏡で、20×で、または63×の油浸下で、撮った。
グルクロノキシロマンナン(GXM)特異的なモノクローナル抗体18B7をSigma-Aldrich(MABF2069)から得て、1:200希釈(0.5ug/100μL)で使用し、これも1:200で希釈したヤギ抗マウス二次抗体Alexa488(Life Technologies、A11001)により可視化し、GFPフィルター(励起500/発光535)により撮影した。
リポソーム処理に続く増殖阻害アッセイ及び生存率アッセイ
リポソームストックを615~800μMのAmBで保存し、典型的には最初にリポソーム希釈バッファー(LDB2)の中へ30~600倍希釈し、次いで増殖培地の中へ1:11で希釈して、2μM~0.1μMまでの範囲の示された最終的な殺真菌物質の濃度を達成した。対照細胞に同等量のLDB2を与えた。本発明者がA.fumigatusについて最近記載したように、3~4時間CTB試薬によりインキュベーションし、Bio-Tek Synergy HTの蛍光マイクロタイタープレートリーダー中で96ウェルプレートを分析して、C.albicans及びA.fumigatusのCellTiter-Blue(CTB)細胞生存率アッセイ及び代謝活性アッセイを遂行した。対照ウェルからの蛍光バックグラウンドを実験ウェルから差し引いた。8ウェルからのデータを各々のデータポイントについて平均化した。これらのアッセイは多くのバックグラウンドを有しており、細胞をVMM中でアッセイしたならば感度は低くなった。このプロトコールまたはC.neoformansについて出版された別のCTBプロトコールを使用して、この種で匹敵する細胞生存率アッセイを遂行する場合に、CTB試薬からの任意の蛍光シグナルを検出することはできなかった。C.neoformans及びC.albicansの細胞生存率の代替測定として、YPD中で1mLの細胞を増殖させ、増殖の示された時間についての薬物ロードリポソームを添加し、細胞を希釈し、YPD上でプレーティングし、コロニー形成単位(CFU)をカウントすることによって、アッセイを遂行した。殺真菌物質ロードリポソームによる処理後のYPD中で増殖する細胞の中の死んだC.neoformans細胞の画分を、50μg/mLでヨウ化プロピディウムを培地へ添加し、37℃で60分間インキュベーションすることによってアッセイした。培地を除去し、蛍光顕微鏡のためにPBSにより置き換え、赤色蛍光タンパク質チャンネル(励起560/発光595)を使用し、染色細胞及び非染色細胞の全数に対する染色された死細胞のパーセントをスコアリングした。DEC1-AmB-LLによる実験において、すべてのリポソームを、LDB2の代わりにLDB1(PBS+5%のBSA+1mMのBME)(51)により希釈した。
デクチン-2は、ヒト及びマウスのC型レクチン(LECtin)受容体遺伝子CLEC6Aによってコードされる。デクチン-2は、マンノタンパク質中のα-マンナンならびにN結合型マンナン及びO結合型マンナンに結合する(42~46)。デクチン-2はいくつかのリンパ球の原形質膜中で発現され、そのマンナン結合ドメイン(sデクチン-2)はこれらの細胞の外側上に及びそのシグナリングドメインは細胞質中である。デクチン-2は、活動性真菌感染の宿主にシグナリングする先天性免疫受容体として機能する。
実施例1において説明されるように、デクチン-1をコートしたアンホテリシンB(AmB)ロードリポソームは、内部細胞壁中のβ-グルカンへ標的化され、Aspergillus fumigatusの複数の細胞タイプへ及びC.neoformans酵母細胞へ効率的に結合した。デクチン-1をコートしたAmBロードリポソーム(DEC1-AmB-LL)は、A.fumigatus細胞を効率的に阻害し殺傷する。しかしながら、デクチン-1リポソームは、恐らくβ-グルカンをマスクする厚いマンナン多糖類及びマンノタンパク質の外側層の存在に起因して、C.albicansへ弱く結合する。ここで、AmBロードリポソームを、マウスデクチン-2のマンナンに結合するドメイン(sデクチン-2)によりコートした。sデクチン-2をコートしたAmBロードリポソームは、非標的化薬物ロードリポソームに比べて、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusへ効率的に結合し、細胞の増殖及び生存率を劇的に低減させた。
結果
殺真菌物質をロードしたsデクチン-2コート蛍光リポソームの調製。
本明細書において構築した、殺真菌物質をロードしたsデクチン-2コートリポソームのモデルを、図15中で示す。リポソーム構築方法及びリポソーム組成は、上で記載したsデクチン-1コートリポソームのものに非常に類似していた。リポソーム脂質のモルに対して、11モルパーセントのアンホテリシンB(AmB)を、PEG化リポソームの膜の中へ遠隔でロードして、AmBロードリポソームAmB-LLを作製した。参考までに、広く使用される市販のAmBロード非標的化リポソーム製品AmBisome(登録商標)は、リポソーム脂質のモルに対して、10.6モルパーセントのAmBを含有する(表1)。マウスsデクチン-2配列を、アミノ末端に小さなリジンタグを含有するようにデザインした(図13)。それをE.coli中で発現させ(図14)、精製したsデクチン-2タンパク質をこのリジンタグを経由してNHS-PEG-DSPEへコンジュゲートし、DEC2-PEG-DSPEを作製した。次いでDEC2-PEG-DSPEを、リポソーム脂質のモルに対して1モルパーセントのタンパク質分子(1リポソームあたり1,500分子sデクチン-2)で、DSPE脂質部分を経由してAmB-LLの中へ取り込んで、DEC2-AmB-LLを作製した。同様に、そしてタンパク質コートリポソーム対照として、0.33モルパーセントのウシ血清アルブミンを脂質担体を経由してAmB-LLの中へ取り込んで、BSA-AmB-LLを作製した。これは、リポソームのこれらの2つのセットの表面上に同等なμg量の22kDaのsデクチン-2及び66kDaのBSAタンパク質をもたらした。非コートAmB-LL(市販の製品AmBisome(登録商標)に非常によく類似する)も、リポソーム対照として供した。2モルパーセントのDHPE-ローダミンも、すべての3つのリポソーム調製物のリポソーム膜の中へ取り込んだ。したがって、リポソームのすべて3つのセットは、同じ11モルパーセントのAmB及び2モルパーセントのローダミンを含有した。DEC2-AmB-LLの組成を、BSA-AmB-LL、AmB-LL、AmBisome(登録商標)、及びAmB/ミセルのものと表1中で比較する。
sデクチン-2コートリポソーム(DEC2-AmB-LL)は対照リポソームよりも多様な真菌種へより強く結合した
sデクチン-2コート赤色蛍光DEC2-AmB-LLは、C.albicans酵母細胞、偽菌糸、及び菌糸へ強く結合した(図16)。sデクチン-2コートリポソームの大部分は、これらの細胞に付随する細胞外多糖類マトリックスへ大きなクラスターで結合した。さらに、DEC2-AmB-LLは、これらの細胞を取り囲む細胞外マトリックスの大きなサブセットへ結合した(Ex+)一方で、マトリックスのうちのいくつかの領域はsデクチン-2コートリポソームを明確に結合しなかった(Ex-)(図16E)。100nmのリポソームは小さすぎるので光学顕微鏡法によって解像することができないが、1リポソームあたり推定3,000のローダミン分子(図15)は、個別のリポソームからの蛍光シグナルの目視を可能にする。C.albicans細胞壁へ直接結合する個別のDEC2-AmB-LL(白色矢印、図15A)またはリポソームクラスターは、めったに観察されなかった。これとは対照的に、個別のsデクチン-1コートリポソームは、A fumigatus細胞の細胞壁へ高頻度で結合した。
DEC2-AmB-LLは、C.neoformans酵母細胞へ強く結合した(図17)。モノクローナル抗体18B7は、C.neoformansの莢膜及び菌体外多糖中で見出されるグルクロノキシロマンナン(GXM)について特異的である。抗体18B7は、明視野画像(Ex+、図17A)において目視可能な細胞莢膜のすべてではなく大部分、及び菌体外多糖のすべてではなく大部分を染色した(図17B)。大部分の18B7に強く共染色されたDEC2-AmB-LLは、菌体外多糖マトリックス中のGXM領域を染色したが、莢膜の187B標識GXMを染色しなかった(図17C、17D)。さらに、18B7またはDEC2-AmB-LLのどちらでも染色されなかった、細胞外マトリックスのうちのいくつかの領域があった(Ex-/-、図17A)。
DEC2-AmB-LLも、A.fumigatusの発芽した分生子及び菌糸によって産生された菌体外多糖マトリックスへ大きなクラスターで結合した(図17E、17F、17G)。この場合もやはり、結合が細胞壁それ自体に付随していることは、たとえあるとしてもほとんどない。同様に、菌体外多糖マトリックスが染色されないかまたは弱く染色される領域があるように思われる(Ex-、図17E及び17F)。
DEC2-AmB-LLが、調査したすべての3つの真菌種の細胞壁の緊密に架橋された多糖類内のマンナンへ弱く結合したかまたは全く結合しなかったので、リポソームが100ナノメートルの直径サイズであるのでそれらの接近を制限するか、またはsデクチン-2がリポソーム膜中で提示された場合に何らかの形で完全な活性が制限されると判断された。溶液中のDEC2-AmB-LLの回転直径は、sデクチン-2タンパク質及び付随する水分子によるそれらのコーティングに起因して、それらの物理的サイズの推定値よりもさらに大きいだろう。sデクチン-2それ自体は22KDaの原子量を有し、したがって溶液中の回転直径は約4ナノメートルと推定され得る。ローダミンカップルsデクチン-2(DEC2-Rhod)を調製した。ローダミンの原子量(0.48kD)及び1つまたは2つのローダミンをカップルする分子は、DEC2-Rhodについてのサイズ推定値にほとんど影響しないだろう。赤色蛍光DEC2-Rhodは、A.fumigatus菌糸細胞を取り囲む大部分の菌体外多糖マトリックスへ強く結合した(図18、プレートA及びB)。結合のパターン及び結合の強度は、DEC2-AmB-LLのものとは識別不可能であった(図18、プレートC及びD)。
対照の非コートAmB-LL及びBSAコートBSA-AmB-LLに比較して、真菌細胞へ結合するDEC2-AmB-LLの効率を定量した。蛍光リポソームシグナルの領域を、真菌細胞でほぼコンフルエントのリポソーム染色培養を撮った複数の赤色蛍光写真画像から測定した(図19)。DEC2-AmB-LLは、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、C.albicansの偽菌糸及び菌糸、C.neoformans酵母細胞、ならびにA.fumigatusの菌糸へ50倍~150倍効率的に結合した(図19A、19D、19G)。これらの測定を行うために定量した蛍光リポソームの写真画像の例を、各々の棒グラフに隣接して提示する(図19B、19C、19E、19F、19H、19I)。
C.albicans偽菌糸及び菌糸へ結合する蛍光リポソームの領域のこの同じ定量的アッセイを使用して、DEC2-AmB-LLの結合の特異性、安定性、及び速度(図20)を特徴づけた。DEC2-AmB-LL標識は、結合アッセイの間に、可溶化した酵母マンナンの含有によって75%阻害されたが、可溶性β-グルカンラミナリン、またはグルコース-フルクトース含有二糖スクロースの同じ濃度によっては阻害されなかった(図20A、20B、20C)。この結果は、sデクチン-2の出版された炭水化物特異性に一致して、細胞外マトリックスへ結合するsデクチン-2標的化リポソームは、マンナン特異的であったことを確認した。C.albicans細胞へ結合するDEC2-AmB-LLの安定性を、図19A中で調査されたDEC2-AmB-LL染色調製物を撮ること、及び4℃のリン酸緩衝生理食塩水中で暗所でそれらを保存することによって調査した。2か月後に、これらの細胞を再撮影し、リポソーム染色を定量した。細胞へのDEC2-AmB-LL結合の蛍光強度は、強いままであり、AmB-LLの非特異的結合よりも50倍強いと評価された(図20D、20E、20F)。この結果は、DEC2-AmB-LLそれ自体が比較的安定的であり、細胞へのそれらの結合も比較的安定的であることを示唆する。DEC2-AmB-LL結合の速度を、C.albicans偽菌糸細胞及び菌糸細胞の密集した視野を10秒~90分間の範囲の期間でリポソームへ曝露してから、未結合のリポソームを洗浄することによって推定した(図20G、20H)。DEC2-AmB-LL標識の領域は急速に増加し最初の15分間指数関数的に(図20G)、次いで減速したが、90分間後に完了したように見えなかった(図20H)。
要約すると、デクチン-2をコートしたAmBロードリポソーム(DEC2-AmB-LL)は、インビトロで増殖させたC.albicansの細胞外マトリックス中に存在する真菌マンナンへ特異的に安定的に急速に結合した一方で、対照リポソームの非特異的結合はほとんど観察されなかった。微量のDEC2-AmB-LLのみの細胞壁への結合があった。DEC2-AmB-LLは、C.neoformans及びA.のfumigatusの細胞を取り囲む細胞外マトリックスの部分へ効率的に結合した。
DEC2-AmB-LLによる増殖阻害及び殺傷
様々な真菌細胞増殖及び生存率のアッセイを、この殺真菌物質についての最小阻止濃度(MIC)の付近のAmB濃度を送達する、sデクチン-2コートリポソーム及び対照リポソームにより、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの活発に増殖する培養を処理した後に遂行した(図21)。AmBについてのアッセイ条件及び送達方法に依存して、これらの種についての推定されたAmBのMICは0.06~1.3μMの範囲である。
4,000のC.albicans酵母細胞を96ウェルマイクロタイタープレートの個別のウェルの中へ接種し、それらを偽菌糸及び早期菌糸のステージまで6時間増殖させ、細胞を薬物ロードリポソームにより処理した。30分間のインキュベーション後に、リポソームを洗浄し、細胞を追加の16時間増殖させた。図21Aは、1μMのAmB~0.125μMのAmBまでを送達する標的化DEC2-AmB-LLが、同じ濃度のAmBの送達する非コートAmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、C.albicans細胞を90倍~3倍より効率的に殺傷または阻害することを示す。これらの実験において、細胞が30分間しかリポソーム薬物へ曝露されなかったことを考えると、この差は注目すべきものである。これらのデータをCellTiter-Blue試薬を使用して得て、細胞の完全性及び生存率についての代用として細胞質レダクターゼ活性を査定した。死細胞または代謝的に不活性な細胞は、レサズリン基質を蛍光レゾルフィン産物へ還元しない。C.albicans細胞を、リポソームにより継続的に16時間の期間全体、またはより高い薬物濃度により処理することは、すべての3つの薬物ロードリポソームサンプルについてあまりにも多くの細胞死をもたらし、異なるリポソーム調製物の中の差を明らかに分離することができなかった。DEC2-AmB-LLの6か月経過した調製物は、新鮮に還元される限り、それらの完全な抗真菌活性を保持した。リポソーム処理後の生存細胞数もアッセイした。液体培養の栄養豊富な培地中で増殖するC.albicans酵母細胞を、2μMのAmBを送達するリポソームによりインキュベーションした。リポソームを30分後に洗浄した。追加の6時間の増殖後に、培養物を希釈し、栄養豊富な培地の寒天プレート上でコロニー形成単位(CFU)についてアッセイした。CFUに基づいて、DEC2-AmB-LLは、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、液体中のC.albicans酵母細胞の阻害または殺傷に3倍有効であった(図13A)。
液体中で増殖するC.neoformans酵母細胞を、0.4μMのAmBを送達するリポソームにより4時間、ならびに0.4、0.2、及び0.1μMのAmBを送達するリポソームにより一晩処理した(図21B)。各々の処理の終了時に、細胞を希釈し、コロニー形成単位(CFU)を栄養豊富な培地の寒天プレート上でアッセイした。DEC2-AmB-LLは、0.2μMのAmBである一晩の最適な処理により、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも、C.neoformansの殺傷により2.5倍~11倍有効であった。代替のアッセイとして、マイクロタイタープレート上で増殖するC.neoformans酵母細胞を、1μMのAmBを送達するリポソームにより5時間処理した。細胞を、ヨウ化プロピディウムによりそれらをインキュベーションすることによって細胞死について直ちにアッセイした。ヨウ化プロピディウムは死細胞に侵入するが、生細胞には侵入せず、それが二本鎖DNA、または二本鎖RNAの短い領域の中へインターカレートする場合に、赤色蛍光を発する。ヨウ化プロピディウムアッセイは、これらの処理条件下で、DEC2-AmB-LLが非コートAmB-LLよりもC.neoformans細胞の殺傷に5倍効率的であったことを示した(図13B、13C、13D)。
A.fumigatusを、AmBisome(登録商標)について推定されたMIC(0.5μM)の付近及びそれ未満のAmB濃度を送達するリポソームにより処理した。発芽管が分生子のうちの95%から最初に出現し始めた場合に、分生子は発芽し、非常に早期の発芽体ステージまで増殖した。次いで細胞を、AmB含有リポソームまたはリポソーム希釈バッファーにより2時間処理し、未結合のリポソームを増殖培地により洗浄した。細胞を追加の19時間増殖させ、CellTiter Blue試薬により生存率及び代謝活性についてアッセイした。0.5μM及び0.25μMのAmBを送達するDEC2-AmB-LLは、AmB-LLよりも、A.fumigatusをそれぞれ20倍及び36倍効率的に殺傷または増殖を阻害した(図21C)。このアッセイの間に、希釈バッファー対照処理A.fumigatus細胞は過剰増殖し、マイクロタイターウェル中で厚い菌糸のマットを生成することが指摘される。したがって、これらの対照細胞からの代謝活性及びCellTiter Blueシグナルは低かった。
デクチン-1標的化AmBロードリポソームも、A.fumigatusの膨潤した分生子、発芽体、及び菌糸細胞へ効率的に結合し、これらの細胞を阻害及び殺傷するが、それらはα-マンナンではなくβ-グルカンに結合する。この以前の研究において、細胞は、全体のアッセイの間にリポソームにより継続的にインキュベーションされ、洗浄されなかった。2つのデクチンの薬物標的化効率のより直接的な比較のために、DEC1-AmB-LLを、最初にリポソームをLDB1の中へ希釈し、細胞を16時間増殖させたという点を除いて、DEC2-AmB-LLのために本明細書において使用された同じアッセイデザイン(2時間後にリポソームを洗浄する)を使用して調査した。0.5μM及び0.25μMのAmBを送達するDEC1-AmB-LLは、AmB-LLよりも、A.fumigatusをそれぞれ28倍及び5倍効率的に殺傷または増殖を阻害した(図21D)。このアッセイ条件を使用する、デクチン-1及びデクチン-2による標的化AmBロードリポソームからの結果は非常に類似する。
DEC2-AmB-LLの動物細胞への毒性
ヒトHEK 293及びヒトHT-29細胞の急速に増殖する培養物を、各々15μMのAmBを送達する様々なリポソーム及びデオキシコール酸塩ミセル懸濁物により一晩処理した。代謝活性及び生存率のCellTiter-Blueアッセイに基づいて、DEC2-AmB-LLは、AmB-LLまたはBSA-AmB-LLよりも10%~20%多く毒性であり、AmBデオキシコール酸塩(AmB/DOC)ミセルよりも2~5倍毒性が低かった(図14)。これらの細胞を、より低いAmB濃度(例えば3μMのAmB)を受け取るように処理した場合に、AmB/DOCミセルのみが測定可能な毒性を示した。蛍光顕微鏡法によって調査した場合に、3つのリポソーム調製物のどれも、これらの細胞株のいずれかに任意の特定の親和性を有するようには思われなかった。
要約すると、デクチン-2のN末端ドメイン(sデクチン-2)を脂質担体へカップルし、このコンジュゲートをリポソームの中へ挿入し、その結果、各々のモノマーのC末端炭水化物認識ドメイン(CRD)はリポソーム膜から外向きで面していた。3つの多様なヒト真菌病原体の細胞外マトリックスへの効率的な結合が、これらのDEC2-AmB-LLについて観察されたことを考慮すると、sデクチン-2モノマーは、効率的なマンナン結合のために必要な機能性ダイマーを形成するために、立体配座的に自由である必要があり、C型レクチン受容体は、多くの場合それらの基質のうちのいくつかを弱く結合する。マンナン関連多糖類へのsデクチン-2結合について出版された推定の50%有効濃度(EC50)は、マンノースについてのおよそ20mMから、マンナン-α-1-2-マンナンについての2mM、マンノグリカンについての150μMまでの範囲である。2mM~2.2ピコモルまでの範囲の様々なβ-グルカン結合についてのEC50を有するデクチン-2に最も近いパラログ(デクチン-1)に比較して、これは実際は弱い結合である。各々のリポソーム上におよそ1,500のsデクチン-2モノマーを有することによって生成されるより大きな結合力は、DEC2-AmB-LLの真菌細胞への結合について観察された急速で強く安定的な結合をもたらした可能性がある。
すべての3つの種の細胞外マトリックスへのDEC2-AmB-LLの効率的な結合についてのこのデータは、それらの菌体外多糖のマンナンに富む含有量と一致する。しかしながら、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusマトリックスのうちのいくつかの領域は、sデクチン-2コートリポソームにより染色されなかったか、または弱く染色され、マトリックス中でマンナンの分布が不均一であることまたはこれらの領域中でマンナンがリポソームsデクチン-2への曝露からマスクされることのいずれかを示唆する。菌体外多糖マンナンへのDEC2-AmB-LLの結合は、はるかに小さなサイズのDEC2-Rhodの結合よりも制限されないことが示され、サイズ制限は主要な限定ではないであろうことを示唆する。
DEC2-AmB-LLが、これらの真菌種のうちの任意のものの細胞壁へ微量レベルよりも多く結合したという説得力のある証拠はなかった。細胞壁マンナン含有量は増殖培地及び化学分析の方法に基づいて広く変動するが、C.neoformansの推定された細胞壁マンナン多糖類含有量は22%であり、C.albicansでは40%であり、A.umigatusでは15~41%である。ローダミン標識sデクチン-2(DEC2-Rhod)は、DEC2-AmB-LLと類似する強度及びパターンでA.fumigatusの菌体外多糖マトリックスへ結合したが、DEC2-Rhodは細胞壁を染色しなかった。したがってこの場合もやはり、はるかに大きなDEC2-AmB-LLについてのサイズ障壁は、細胞壁結合の欠如について説明するようには思われない。したがって、これらの研究結果は、細胞壁マンナンがsデクチン2媒介性リポソーム結合から化学的にマスクされ得ることを示唆する。この結果は、sデクチン-1結合及びDEC1-AmB-LL結合からのC.albicans細胞壁のβ-グルカンのマスキングに類似する。
C.albicansは、単細胞の卵形の酵母ならびに多細胞の楕円体の偽菌糸形態及び細長い菌糸形態の中で可逆的にスイッチする。すべての3つのステージは、細胞外マトリックスの産生及び宿主組織への接着が可能である。すべての3つのマトリックスはDEC2-AmB-LLに結合し、このことは、殺真菌物質をロードしたデクチン2コートリポソーム療法がC.albicansの病原性を低減する可能性を有することを示唆した。
DEC2-AmB-LLは、AmBの同じ濃度を送達するプレーンな非コートAmB-LLまたはBSAコートBSA-AmB-LLよりも、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusをはるかに効率的に阻害または殺傷した。CTB試薬に基づく代謝活性アッセイ、CFUに基づく細胞増殖アッセイ、及び死細胞のヨウ化プロピディウム染色の組み合わせから、細胞の阻害及び殺傷の両方が起こることが確認された。30分間ほど~数時間のDEC2-AmB-LLによるインキュベーションは、結果的に有意な殺傷をもたらした。AmBについて報告されたMIC値(AmBisome(登録商標)に同等な非コートAmB-LLが細胞の阻害または生存にほとんどまたはまったく影響を有しない濃度)の付近またはそれ未満のAmB濃度を送達する場合に、DEC2-AmB-LLは、真菌細胞の阻害または殺傷に3倍~90倍効率的であった。DEC2-AmB-LLは、すべての3つの種にAmB-LLよりも50~150倍良く結合し、試験したいくつかの条件下で、AmB-LLよりも11~94倍効率的にそれらを阻害及び殺傷した。
AmBまたは他のリポソームパッケージング治療殺真菌物質についてのMICの有意な低減は、殺真菌物質用量及び薬物の投与の頻度の低減をもたらし、それは今度は宿主毒性を低減するに違いない。15μMのAmB(それは本明細書において真菌細胞を殺傷するのに使用されよりも、15~150倍高いAmB濃度であった)を送達する場合に、DEC2-AmB-LLは動物細胞へ特に毒性ではなかったということが本明細書において示される。
カンジダ症、アスペルギルス症、及びクリプトコッカス症のマウスモデルにおけるsデクチン-2標的化抗真菌物質の将来の試験の間のsデクチン-2の免疫原性の問題を回避するために、これらの研究を、マウスsデクチン-2タンパク質配列により遂行した。ヒトsデクチン-2タンパク質配列はマウスタンパク質に72%同一であり、わずか2アミノ酸短いだけである。したがって、臨床試験における使用のために、殺真菌物質ロード治療リポソームを標的化するようにヒトタンパク質を操作することは可能である。
要約すると、新たな抗真菌療法についての切実な必要性がある。DEC2-AmB-LLは、C.albicans、C.neoformans、及びA.fumigatusの多様な細胞ステージによって産生される細胞外マトリックスへ効率的に結合した。3つの種すべての増殖阻害及び殺傷についてのAmBのMICの付近のまたはそれ未満のAmB濃度を送達するDEC2-AmB-LLは、リポソームにパッケージングされた薬物のsデクチン-2の標的化が、非標的化リポソームAmBよりも、殺真菌効果を一桁またはそれ以上で改善したことを示した。真菌細胞へ標的化された薬物をロードしたリポソームが広範囲の適用による汎抗真菌療法として有意な可能性を有することを提案することは妥当である。
実施例3
デクチン-2コート抗真菌リポソームは、肺アスペルギルス症のマウスモデルにおける真菌量を抑制する
真菌細胞培養
A.fumigatus CEA10(CBS 144.89、ATCC MYA1163)のヒト臨床分離株は、アスペルギルス症のマウスモデルにおいて以前に使用されている(Desobeaux and Cray,“Rodent Models of Invasive Aspergillosis due to Aspergillus fumigatus:Still a Long Path toward Standardization,”Front Microbiol.8,841(2017)を参照)。CEA10を、Vogelの最少培地(VMM)+1%のグルコース+各々100ug/mLのカナマイシン及びアンピシリンを含有する1.5%の寒天プレート上で、37℃で6日間増殖させるによって、分生子を調製した。ガラスビーズ及びリン酸緩衝生理食塩水+0.05%のTween 20によりプレートを穏やかに振盪することによって、分生子を収穫した。分生子を滅菌した40ミクロンのナイロンメッシュフィルター(Fisher Sci.#22363547、Hampton、NH)を介して濾過し、1×gで一晩沈降させて分生子を濃縮し、分生子の細胞密度を血球計数器で決定した。発芽率は100%近くであることが示された。
抗代謝物質及びステロイドの調製
35mg/mLのシクロホスファミド(Cayman #13849)ストックを生理食塩水pH 7.4中で調製し、175mg/kgマウス体重で送達した。酢酸コルチゾン(Cayman Chemical Co.、#23798、Ann Arbor、MI)の懸濁物を脱イオン水中で22.4mg/mLで調製し、112mg/kgで送達した。40mg/mLのトリアムシノロン(Millipore Sigma # T6376、Burlington、MA)のストックをDMSO中で調製し、4℃で保存した。このストックをPBS中で1:4v/vに希釈して、40mg/kgの腹腔内投与の直前に水性懸濁物を調製した。
肺アスペルギルス症の免疫抑制媒介性マウスモデル
7週齢の非近交系メスCD1(CD-1 IGS)Swissマウスを、Charles River Labsから得た(各々25g~30g)。CD1マウスは実験的アスペルギルス症の大多数の研究において使用されている56。ステロイドモデル(図22A):-1日目(D-1)及びD3に40mg/kgマウス体重のトリアムシノロン63の腹腔内投与によって、マウスを免疫抑制した(図22)。白血球減少モデル(図22B):D-3での175mg/kgのシクロホスファミドの単一IP注射及び次いでD-1での40mg/kgのトリアムシノロンの単一皮下注射を使用して、マウスを免疫抑制した。これらのマウスが真菌量をアッセイするために4日目で安楽死させられることになっていたので、マウスに後続する免疫抑制物質の注射を与えなかった。
免疫抑制したマウスを、D1での50μLの分生子サンプルの咽頭吸引によって感染させた(図22)。症状の進行は、グルーミングの欠如及び逆立った毛並みにより最初に開始し、次いで軽度の嗜眠であった。一旦マウスが重度の嗜眠を示したならば、及び/または体重の25%を失ったならば、臨床的に死亡したと宣言され、麻酔に続いて頸椎脱臼によって安楽死させた。真菌量実験のために、すべての動物をD4で安楽死させた。すべてのマウスのプロトコールは、米国連邦政府及びUniversity of Georgia’s Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC)によって概説される、非ヒト動物の倫理的取り扱いについてのガイドラインを満たした。
手動で調製したマウス肺の切片中の真菌キチンをカルコフロールホワイトRC(Blankophor BBH SV-2560 Bayer,Corp.)により染色した。25mMのストックを、218μLのDMSO中で5mgを溶解し、4℃で暗所で保存することによって調製した。25uMのカルコフロールホワイトの最終的な濃度へPBS+5%のDMSOの中へ1:1,000でストックを希釈することによって調製した溶液中で、組織を染色した。
コロニー形成単位(CFU)及びリアルタイム定量的PCR(qPCR)によって推定した真菌量。
D4まで生存する動物から切除した肺を秤量し、何百ものおよそ1mmの直径片へとミンスし、ミンスした問題のサブセットを使用して正確に全体の肺をサンプリングできるように、片を混合した。CFU:25mgの肺組織を200μLのPBS中でホモジナイズし、各々100μg/mLのカナマイシン及びアンピシリンを含有するYPD(酵母ポテトデキストロース)寒天プレート上で滅菌されたガラスビーズを振盪することによって広げた。37℃で16時間のインキュベーション後に、真菌のマイクロコロニーをカウントし、いくつかを4×拡大でEVOS画像化系で撮影した(図25B、25C)。図25A及び図26A中で報告したCFUの数を、各々の顕微鏡視野に比べた全体のプレートの領域及び各々の肺の重量について修正した。qPCR:QiagenのDNeay(登録商標)Blood & Tissue Kit(#69504、Hilden、Germany)を使用して、25mgの各々の肺からの並列のサンプルから、DNAを抽出した。製造者の指示に従って、組織を180uLのバッファーATL及び20uLのプロテイナーゼKと混合した。この時点で、ガラスビーズを添加し、室温で10分間中程度のスピードでサンプルをビーズビーター(RETSCH MM300 Laboratory Mill)で振盪することによって、真菌細胞壁を破壊するように、プロトコールを修飾した。ホモジネートは透明の液体であり、肺細胞及び真菌細胞の両方は完全にATLのバッファー中で可溶化されたことを示唆するが、若干の浮遊脂質を含有していた。この材料をQiagen Shredder Spin Column(カタログ番号79654)を介して濾過して、浮遊脂質を除去した。この時点で、推奨される56℃で10分間のインキュベーションにより開始するDNA調製のための製造者プロトコールへ戻した。典型的には10ugのDNAを25mgの肺組織から得た。定量的リアルタイムPCR(qPCR)を使用して、以前に記載されたアプローチ65に類似して、100ngの肺DNAのサンプル中のA.fumigatus rRNA反復配列の量を推定した。複数の新たなプライマーペアを、A.fumigatusのrDNA遺伝子中の遺伝子間スペーサー(IGS)のためにデザインした。低サイクル閾値(Ct)及び単一の解離ピークを与える最適なプライマーペアは、以下の配列(Af18SrRNA2Sフォワードプライマー、5’- GGATCGGGCGGTGTTTCTATGA及びAf18SrRNA2Aリバースプライマー5’- TTCTTTAAGTTTCAGCCTTGCGACCAT)を有していた。非感染肺組織を調査した場合に、このプライマーペアは、PCRの45のサイクル後でさえ検出可能な産物を生じなかった。すべてのCt値を、dCt方法を使用して、対照感染肺サンプルについて決定した低Ct値へ正規化することによって、真菌rDNA IGSの相対量(RQ)を決定した(Livak et al.“Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T))Method,”Methods 25,402-408(2001)を参照)。
結果
本明細書において記載されるように、C型レクチン受容体のデクチン-1及びデクチン-2を使用して、グルカン及びマンナン(大部分の真菌病原体の細胞壁及び菌体外多糖マトリックス中で見出される多糖類)へそれぞれ、薬物ロードリポソームを標的化する、抗真菌薬のための新たな送達系が開発された。いくつかの実例において、デクチン-2コートAmBリポソームは、非標的化AmBisome(登録商標)様リポソーム薬物に比較して、A.fumigatusの90%阻害及び殺傷のためのリポソームAmBのインビトロ有効用量を約10~90倍低減させた。本明細書において、免疫抑制媒介性マウス肺アスペルギルス症のステロイドモデル及び白血球減少モデルの両方を用いて、この新たなクラスの治療剤のインビボの有効性を研究した。これらの実験を、AmBisome(登録商標)によって送達されるAmBについての最小阻止濃度(文献中で報告された0.2mg AmB/kgマウス体重)の付近で遂行した。本明細書における両方のモデルについて、デクチン-2標的化AmBロードリポソームが、同じ低AmB濃度を送達する非標的化AmBisome(登録商標)様リポソーム(AmB-LL)に比べて、肺中の真菌量を1~2桁以上低減したことが示された。抗真菌薬の有効用量を劇的に低減させることによって、標的化汎抗真菌リポソームは、それらが侵襲性感染または局在性感染であるかにかかわらず、多様な真菌性疾患をより安全に治療する新たな臨床パラダイムを生成する力を有する。
本明細書において記載されるように、2つのC型レクチン受容体(デクチン-1(DEC1)及びデクチン-2(DEC2))の炭水化物認識ドメインを使用して、真菌のβ-グルカン及びα-マンナンへ抗真菌薬ロードリポソームを標的化した。デクチン標的化リポソームは、Aspergillus fumigatus、Candida albicans、及びCryptococcus neoformansの細胞壁及び菌体外多糖マトリックスへ特異的に結合する。非標的化リポソームは特異的に結合せず、抗真菌物質を真菌細胞へ受動的に送達することしかできない。本明細書において示されるように、DEC1及びDEC2をコートしたアンホテリシンB(AmB)ロードリポソーム(DEC1-AmB-LL及びDEC2-AmB-LL)は、発生中のA.fumigatusのすべてのステージ(非膨潤及び膨潤した胞子、発芽体及び菌糸を包含する)へ効率的に結合する。それらは、AmBisome(登録商標)様リポソーム(AmB-LL)よりも、A.fumigatusを約10倍~約90倍効率的に阻害及び/または殺傷し、薬物のインビトロ有効用量を一桁低減させる。この真菌細胞を標的化する技術がアスペルギルス症のマウスモデルにおいてインビボで有効かどうかを、本明細書において研究した。図23中の図解(右側)は、デクチンをコートする抗真菌薬ロードリポソームが、真菌細胞及びそれらの菌体外多糖マトリックスへ結合すること、及びしたがって薬物を真菌細胞の近辺へ特異的に標的化することを図示する。このことはまた、哺乳動物細胞の表面から遠ざけて抗真菌物質を濃縮する。これとは対照的に、非標的化薬物は、抗真菌物質をすべての細胞へ受動的に送達する(図23、左側)。
A.fumigatusは、アスペルギルス症(4つの最も生命を脅かす真菌性疾患のうちの1つ)の主要な原因病原体である。世界的に、アスペルギルス症の急性症例はおよそ300,000名と推定される。2017年単独でも、米国におけるアスペルギルス症の治療費は患者あたり58,000~105,000米ドルの範囲であり、Aspergillus感染からの米国の年間医療費は合計15億ドルであった。アスペルギルス症は、すべての真菌感染を治療する費用のうちの17%を占める。A.fumigatusはありふれた土壌生物であるが、家庭及び職場で見出される。大部分の人々は感染せずに、毎日何千もの胞子を吸入する。生命を脅かす侵襲性真菌感染(アスペルギルス症等)を発症する最も高いリスクがある患者は、概して弱体化した免疫系を有する、及び/または様々な肺疾患を有し、真菌感染が確立する機会が増加する。免疫不全の患者の中で、アスペルギルス症は、カンジダ症の次に2番目に頻度の高い真菌感染である。さらに、免疫抑制物質を服用するがん患者、幹細胞及び臓器の移植患者の増加に起因して、免疫不全個体(様々な日和見真菌感染にかかりやすい)の数は増加している。
アスペルギルス症による患者は、抗真菌物質(アンホテリシンB(AmB)、カスポファンギン、及び様々なアゾール系薬物等)により治療される。ほぼすべての抗真菌剤は疎水性であり、それらの低い水溶解度は、薬物送達についての問題を提示する。脂質二重膜の中へインターカレートされたAmBを備えたリポソーム薬物製剤(AmBisome(登録商標)等)または同等物(AmB-LL等)は、様々な器官へより効率的に透過し、真菌細胞壁を透過し、高用量のAmBで、界面活性剤で可溶化したAmB(例えばAmB-DOC)よりも、腎毒性の低減及び点滴毒性の低下を示す。AmBisome(登録商標)及びそれらの同等物のAmB-LLは、バイオフィルム中に存在するA.fumigatusの殺傷にしばしば使用される。デクチンがバイオフィルムを構成することを支援する菌体外多糖マトリックスへ結合するので、デクチン標的化技術は、バイオフィルム中の抗真菌活性を改善することができた。しかしながら、すべての抗真菌剤は、リポソーム中にパッケージングされるかどうかにかかわらず、十分な殺真菌効果の欠如、薬物耐性真菌種の増加、ならびに細胞及び器官への宿主毒性に起因する深刻な限定を有する。例えば、リポソームAmBは、腎臓毒性を引き起こす(例えば、Allen U.“Antifungal agents for the treatment of systemic fungal infections in children”Paediatrics & Child Health 15,603-608(2010);及びDupont B.“Overview of the lipid formulations of amphotericin B”J Antimicrob Chemother 49 Suppl 1,31-36(2002)を参照)。アンホテリシンBを記載するのに、その副作用から「アンホテリブル(Amphoterrible)」というあだ名が、臨床医によってしばしば使用される。薬物療法を行ったとしても、アスペルギルス症患者の1年生存についての症例死亡率は、患者の基礎疾患に依存して、概して10%~90%の範囲にすぎない。患者の約10%については、侵襲性アスペルギルス症が脳アスペルギルス症(脳の感染)へ進行し、それは99%の死亡率である。
本明細書において記載されるデクチンベースの技術の使用のための目標のうちの1つは、免疫抑制媒介性アスペルギルス症のマウスモデルにおいてインビボで、A.fumigatusの阻害及び殺傷のためのデクチン-2コートリポソーム薬物の有効性の増加を実証することである(Desoubeaux et al.,“Animal Models of Aspergillosis”Comp Med 68,109-123(2018))。非標的化AmBisome(登録商標)様AmB-LLよって送達されるAmBについての最小阻止濃度の付近で行うと、DEC2-AmB-LLは、同じAmB濃度を送達するAmB-LLに比べて、劇的に肺中の真菌量を低減させたことが見出された。
異なる出版物は、免疫抑制されたCD1非近交系Swissマウスにおいて致死性アスペルギルス症感染を誘導するには、A.fumigatus株CEA10の1×10~1×10の分生子の範囲の鼻腔内の接種物のサイズが必要であることを示唆する(Desoubeaux et al.;及びHerbst et al.“A new and clinically relevant murine model of solid-organ transplant aspergillosis”Dis Model Mech 6,643-651(2013)を参照)。マウス肺へ送達した場合に、CEA10は、より一般的には使用されるA.fumigatusのAf293株よりも、より速く発芽し、より高い病原性を示すように思われる。AmBisome(登録商標)またはAmBisome(登録商標)様AmB-LLとして送達されたAmBについて報告された最小阻止濃度(MIC)は、インビボのモデルにおいて0.06~1.0mg/kgマウス体重の広い範囲であり、A.fumigatusの株に依存して広く変動するように思われる。AmB-LLについて低用量のAmBで行うことによって、インビボの非標的化リポソームに比べて、インビボの真菌細胞へ標的化されたデクチンコートリポソームについての最大のパフォーマンスの改善を実証しようとした。A.fumigatusの培養における増殖及び生存率のAmB-LL処理についてのインビトロのMICの付近で行うと、デクチン標的化リポソームのインビトロのパフォーマンスが1桁または2桁改善したことが以前に実証された。本明細書において記載される実験は、AmBisome(登録商標)様AmB-LLによって送達される0.2mg AmB/kgが、感染した対照マウスと比べた肺中のA.fumigatusレベルのわずかな低下を測定するのに十分であることを示唆した。
健康なマウスは、健康なヒトの様にAspergillus属の種による感染に天然に耐性がある。したがって、急性アスペルギルス症を発症させるにはマウスを免疫抑制しなければならない。免疫抑制の2つの異なるマウスモデル(ステロイドモデル及び白血球減少モデルは、抑制される免疫細胞機能の質及び使用される免疫抑制の重症度の両方において異なる。肺アスペルギルス症のマウスモデルにおけるデクチン-2コート抗真リポソームの有効性を調査するための2つのプロトコール及び時系列を、図22中で示す。簡潔には、ステロイドモデルにおいて、CD1マウスを合成ステロイドのトリアムシノロンまたはコルチゾンにより免疫抑制し(図22A)、その一方で、白血球減少モデルにおいて(図22B)、マウスを抗代謝物質シクロホスファミド及びステロイドの両方により免疫抑制した。免疫抑制媒介性アスペルギルス症のステロイドモデル及び白血球減少モデルにおいて、免疫抑制したマウスに、0日目(D0)にそれぞれ2×10及び100,000のA.fumigatus分生子(株CEA10)を咽頭に接種した。D2(感染後2日目)までに、直径およそ1mmまたはそれ以上の少なくとも1つの大きい感染中心が、検査したマウス肺のほぼすべての肺葉中で観察された。これらの感染中心は短い菌糸のクラスターから構成された(図24)。真菌接種後のD1に(図22)、感染させたマウスを、3つの群の中へランダムに分離した。1つの処理群に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達するデクチン-2コートDEC2-AmB-LLを投与し、第2のリポソーム処理群に、同様に0.2mg AmB/kgを送達する非標的化AmB-LLを投与し、対照のモック処理群に、リポソーム希釈バッファーのみを投与した。すべての分生子及びリポソームを、肺疾患のモデルについて以前に記載されるように咽頭送達方法を介してマウスへ投与した(De Vooght et al.“Oropharyngeal aspiration:an alternative route for challenging in a mouse model of chemical-induced asthma,”Toxicology 259,84-89(2009)を参照)。
真菌量は、非標的化AmB-LLに比べて、DEC2-AmB-LL処理により劇的に減少した。
肺中の真菌量に対する抗真菌リポソーム処理の効果を調査した。第一に、免疫抑制媒介性アスペルギルス症のステロイドモデル(図22A)を用いた。CD1 Swissマウスを、D-1及びD3にトリアムシノロンにより免疫抑制した。D0に、当該マウスを2×10のA.fumigatus分生子により感染させた。マウスを、D1に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、DEC2-AmB-LLリポソームもしくはAmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームまたはリポソームを希釈するのに使用した対照バッファーにより処理した。D1~D4の間に、各々の処理群中の動物の何匹かは死亡したが、各々の処理群から少なくとも3匹の動物がD4まで生存した。D4に、各々の群からランダムに選択した生存する3匹の動物を安楽死させ、肺を収穫し、秤量した。肺の真菌量を、2つの方法によって調査した(図25)。ホモジナイズした肺組織を栄養豊富な増殖培地にプレーティングし、16時間後に、図25A中で示されるように、1つの肺あたりのコロニー形成単位(CFU)の平均数を推定した。DEC2-AmB-LLにより処理したマウスは、AmB-LL処理マウスよりも12.5倍低い数、及びリポソーム希釈バッファーにより処理された対照マウスよりも20.5倍低い数のコロニーを形成できる生きた真菌細胞を示した。これらのデータを生成するのに使用した真菌細胞マイクロコロニーの視野の例示的な画像を、AmB-LL処理マウスについて図25B及びDEC2-AmB-LL処理マウスについて図25C中で示す。DEC2-AmB-LLによって生成される真菌量の減少の独立した推定値を得るために、定量的ポリメラーゼ連鎖反応qPCRを使用して、3つの処理群の各々中で同じ3匹のマウスからホモジナイズした肺組織の並列のサンプルに対するA.fumigatusのリボソームrDNA遺伝子コピーの相対量(図25D)を測定した。rDNAの相対量の推定値に基づいて、DEC2-AmB-LLによる処理は、1つの肺あたりの真菌量を、AmBisome(登録商標)様AmB-LLにより処理したマウスのレベルよりも22倍低く及び対照マウスのレベルよりも40倍低く低減した。両方の真菌量実験中で送達されるAmBの濃度(0.2mg/kg)は、アスペルギルス症のマウスモデルにおけるA.fumigatus真菌量に対するAmBisome(登録商標)について報告されたMICの範囲中である。対照動物に比べて真菌量のおよそ40%の低下がAmB-LLについて観察され、濃度が非標的化薬物についてのMICの上限であることが示唆される。
第二に、免疫抑制媒介性アスペルギルス症の白血球減少マウスモデルを用いた。このモデルはマウスをアスペルギルス症へさらにかかりやすくし、急性感染を確立するためにより低用量の分生子を要求する(図22B)。CD1 Swissマウスを、D-3にシクロホスファミド及びD-1にトリアムシノロンにより免疫抑制した。D0に、当該マウスを5×10のA.fumigatus分生子により感染させた。マウスを、D1に、0.2mg AmB/kgマウス体重を送達する、標的化DEC2-AmB-LLリポソームもしくは非標的化AmBisome(登録商標)様AmB-LLリポソームまたはリポソームを希釈するのに使用した対照バッファーにより処理した。4日目(D4)に、すべての3つの処理群中のすべて動物は、1匹を除いて、依然として生存していた。1匹の対照バッファー処理動物は4日目の朝に死亡し、残存する対照動物及び1匹のAmB-LL処理マウスはグルーミングの低減を示した。AmB-LL処理群及びDEC2-AmB-LL処理群中の残存するすべての動物は、比較的健康であると思われた。各々の処理群から生存する3匹の動物をランダムに選択し、安楽死させ、それらの肺を収穫し、真菌量を直前に記載される2つの方法によって推定した(図26)。DEC2-AmB-LLにより処理したマウスは、AmB-LL処理マウスに比べて、1つの肺あたりのコロニー形成単位(CFU)の100倍低い平均数を示した(図26A)。明らかに、真菌細胞への抗真菌リポソームの標的化は、リポソーム中にパッケージングされたAmBの有効性を劇的に改善した。AmB-LL処理マウスのCFUの平均数はより低かったが、対照バッファー処理動物とは統計的に区別不可能であった。AmB-LL処理群における高い真菌量は、グルーミングの低減を示した1匹のマウスが非常に高い真菌力価を有していたという事実によって歪曲される。これとは対照的に、DEC2-AmB-LL処理マウスの1匹には検出可能な真菌コロニーがなく、その処理群について非常に低い平均CFUに寄与する。真菌量の独立した推定値として、同じマウスからホモジナイズした肺組織の並列のサンプルから調製したDNAに対するA.fumigatusのrDNA遺伝子コピーの相対量(図26B)も調査した。DEC2-AmB-LLによる処理は、1つの肺あたりの真菌量を、AmBisome(登録商標)様AmB-LLにより処理されたマウスのレベルよりも600倍低く低減した。明らかに、真菌細胞へのリポソームAmBの標的化にデクチン-2を使用することは、肺中の真菌量の低減のための薬物パフォーマンスを劇的に改善する。
本明細書において記載されるように、リポソームを抗体で標的化することへの代替物は、真菌細胞及びそれらの菌体外多糖マトリックス中のマンナンへリポソーム薬物を標的化する汎真菌送達系においてデクチン-2のC型レクチン炭水化物認識ドメインを用いることによって、開発された(図23)。2つの主要な理由のために、抗体が、リポソームを真菌病原体へ標的化するためのアプローチとして、デクチンコートリポソームほど有効ではない可能性があるという懸念があった。第一に、高親和性モノクローナル抗体はあまりにも特異性が高く、グルカン、マンナン、キシログルカン架橋、及びマンノタンパク質の特定のサブセットのみと反応し、したがって真菌種の小さなサブセットどころか同じ種の真菌細胞のサブセットしか標的化しないという可能性がある。多様な侵襲性真菌病原体に対するデクチン標的化リポソームの汎抗真菌活性は、それらを大規模で費用のかかる臨床開発にふさわしいものとするはずである。第二に、モノクローナル抗体の同じモル濃度を産生する費用の数パーセントで、E.coli中でデクチン-1及びデクチン-2の機能的な炭水化物認識ドメイン(DEC1及びDEC2)を産生するより楽な方法が開発された。この場合もやはり、低い試薬費用は、急性侵襲性真菌疾患及び表在性真菌感染を治療する改善された抗真菌剤の臨床開発を促進するはずである。
本明細書において提示されたデータは、DEC2-AmB-LLがAmBの同じ低用量を送達する非標的化AmBisome(登録商標)様AmB-LLに比べて、抗真菌活性を劇的に促進したことを実証する。免疫抑制媒介性マウスアスペルギルス症の2つの異なるモデルを使用して、DEC2-AmB-LLは、AmBisome(登録商標)同等物(AmB-LL)に比べて、肺中の真菌量を1~2桁低減した。DEC2-AMB-LLによる処理が、本明細書において記載されるマウスモデルにおけるマウス生存率の改善を提供するであろうことが予想される。真菌量の劇的な低減から、患者の長期生存の改善が推測されるだろう。
同等に重要なことは、わずか0.2mg AmB/kgマウス体重(アスペルギルス症のマウスモデルにおいてインビボのA.fumigatusに対するリポソームAmBについて報告されたMICの下限の付近の濃度)を送達する、DEC2-AmB-LLを使用して、劇的な効果が示されたという事実である。本明細書において記載される研究において、両方のモデルを使用して、0.2mg AmB/kgを送達するAmB-LLは、真菌量に対して中等度の影響があったか、または影響がなかった。アスペルギルス症の肺モデルにおけるAmBisome(登録商標)またはAmB-LLの有効性を調査する研究では、概して肺中の真菌量に対して最大の抗真菌効果を生じ、マウス生存率を有意に改善するには、5~20mg AmB/kgの濃度が要求された。さらに、複数回用量のAmB-LLを感染後の数日にわたって送達することが、真菌量の有意な低減及びマウス生存を保証するために多くの場合必要であった。しかし本明細書において、標的化DEC2-AmB-LLによって送達された低用量のAmBは、真菌量の劇的な低減を生じたことが実証され、それは、最近の文献中のマウスモデルにおけるAmBisome(登録商標)によって生じた真菌量の低減についての大部分の報告よりも劇的である。AmBの有効用量を有意に低下させること及び対照アスペルギルス症に必要とされる用量数を低減させることによって、デクチン-2標的化リポソームAmB薬物(DEC2-AmB-LL等)は、ヒト器官毒性をもたらさない濃度で、Aspergillus属の種の感染を有効に制御するだろう。
さらに、わずか0.2mg AmB/kgを送達し、真菌量を何桁も低減するデクチン-2標的化リポソームを使用して、本明細書において報告されたデータから、抗真菌ロードリポソームを真菌細胞へ直接標的化することが、隣接する肺の細胞及び組織を標的化するよりもはるかに有効である可能性があることが示唆される。抗真菌薬ロードリポソームの真菌細胞への接近は、それらの細胞へ送達された薬物の局所濃度を増加させる可能性が高い。本明細書において提供されるインビトロデータは、デクチン-2がA.fumigatusの菌体外多糖マトリックス中のα-マンナンを主として標的化し、細胞壁のマンナン含有物を標的化しないことを示唆する。デクチン-2が、マウスモデルにおいてインビボのA.fumigatus菌体外多糖マトリックスを主として標的化することはまだ確認していない。
アスペルギルス症に最もかかりやすい様々な患者集団が苦しむ異なる型の免疫抑制を模倣する、若干の異なるアスペルギルス症マウスモデルがある。本明細書において、免疫抑制のステロイドモデル及び白血球減少モデルの両方を使用して、真菌感染を媒介した(図22)。ステロイドモデルにおいて、マウスを合成グルココルチコイドトリアムシノロンにより前処理し、当該前処理は、いくつかのT細胞及びB細胞の活性の抑制によって適応的免疫応答を損ない、肺組織の中へのA.fumigatus菌糸の分裂増殖の増加を可能にするものである。ステロイド免疫抑制マウスモデルは、固形臓器移植を受ける免疫抑制患者、及び特にアスペルギルス症にかかりやすい患者である幹細胞移植を受ける患者の免疫不全状態を有効に模倣する(Desoubeaux et al.を参照)。しかしながら、このモデルの短所は、影響を受けた組織及び特に肺へ好中球の過剰な動員があり、劇的な炎症応答をもたらすということである。免疫系が部分的にのみ無効になるので、比較的大きな真菌接種物のサイズ(少なくとも2×10の分生子)が、マウスの100%が急性アスペルギルス症を発症することを保証するのに必要であった。500,000~10の分生子の範囲のより小さな接種物のサイズにより処理された大部分のマウスは、抗真菌物質処理無しに生存し、その一方で、5×10により処理されたほぼすべてのマウスはすべてD3までに死亡した。ステロイドモデルにおける早ければD1及びD2での何匹かの接種したマウスの喪失から、リポソーム処理が有効になる前に、マウスが炎症及び感染で死亡する可能性があることが示唆された。それにもかかわらず、真菌細胞へ標的化されたDEC2-AmB-LLは、低用量のAmBを送達する非標的化AmB-LLに比べて肺中の真菌量を低減した。
実験の次のセットにおいて、白血球減少マウスモデル(図22B)を、シクロホスファミド及びトリアムシノロンにより前処理したマウスにおいて用いた。シクロホスファミドはDNA合成阻害物質及び抗代謝物質であり、B細胞及びメモリーT細胞を包含する様々な白血球集団において、アポトーシス及び急速な低減を誘導する。これはステロイド(トリアムシノロン)の免疫抑制効果へ追加される。このモデルは、大部分の先天性応答及び免疫応答を消失させ、ステロイドモデルよりも、真菌細胞の分裂増殖の制限がはるかに少ない。重症の白血球減少症は、造血幹細胞移植レシピエントの免疫抑制状態を模倣する。これらのマウスが重症の白血球減少症を有するので、真菌接種物のより小さなサイズを使用することができ、それは初期の疾患進行を減速する。感染の初期の進行を遅らせることで、AmB-LLまたはDEC2-AmB-LLのいずれかによる処理が真菌量を低減する時間の猶予を可能にし、将来の実験においてマウスの生存を改善するだろうことが期待された。
両方のモデルは、真菌細胞へ標的化されたリポソームが、低用量のAmBを送達する非標的化リポソームに比べて、肺中の真菌量を低減したという統計的に説得力のある証拠を生じた。図26中で示されるように、AmBの低用量での肺中の真菌量のかかる劇的な低減から、マウスの生存率の改善及び動物への毒性の低減が確実に推測されるだろう。
本明細書において示されるように、DEC2-AmB-LLは、インビトロで増殖させたA.fumigatus、C.albicans、及びC.neoformansの菌体外多糖マトリックス中のマンナンへ効率的に結合し、すべての3つの真菌種を殺傷する有効性を改善した。上で記載される実験から、デクチン-2標的化リポソーム媒介性抗真菌薬送達が、免疫抑制媒介性アスペルギルス症の2つの別個のマウスモデルにおいて、インビボのA.fumigatusを阻害及び殺傷する有効性を劇的に改善したことが示された。複数の真菌病原体に対して有効な活性を示すインビトロのデータ、及びA.fumigatusでの本明細書において提示されるインビボのマウスのデータを考慮して、抗真菌薬のデクチン-2標的化は、他の多くの侵襲性真菌疾患(カンジダ症及びクリプトコッカス症が挙げられる)、及び恐らく皮膚糸状菌症(Trichophyton rubrumによって引き起こされる水虫感染及び爪の爪真菌症等)に対する汎抗真菌適用を有するだろう。
実施例4
診断
細胞培養
A.fumigatus株CEA10(ATCC MYA1163)を、ポリL-リジンにより前コートした24ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート上で、Vogelの最少培地(VMM)+1%のグルコース77または赤色指標色素無しのRPMI 1640培地+1%のグルコース(ThermoFisher SKU-11835-030、Waltham、MA)中で37℃で12~16時間増殖させた。細胞をPBS(150mMのNaCl、10mMのリン酸塩、pH7.4)により洗浄し、4%のホルムアルデヒドにより45分間固定し、PBSにより3×洗浄してから、DEC2-BiFC試薬リポソームによりインキュベーションした。
Venus融合タンパク質
コドン最適化E.coli発現コンストラクトDEC2-VyN及びDEC2-VCの配列を、もたらされるタンパク質配列及びいくつかの予測されるタンパク質特性と一緒に、図27中で示す。15アミノ酸の長さのGlySerリッチフレキシブルスペーサーで、Venus断片からDEC2配列を分離した。2アミノ酸ほどの短いスペーサーが、pET-BiFC等のBiFCコンストラクト中で一般に使用される。約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15アミノ酸またはより長いスペーサーが、これらのコンストラクト中で使用され得ることが理解される。この例において、比較的長いスペーサーを使用して、融合タンパク質の相補的なVyN部分及びVC部分が、リポソーム上に接近して置かれる間に、自然発生的に会合することを妨げた。両方の遺伝子配列を、GenScriptによって合成し、pET-45B発現ベクターの中へサブクローン化した。修飾したタンパク質を、37℃で6時間のIPTG誘導に続いてE.coliのBL21株中で発現させた。マウスsデクチン-1について以前に記載されるように、両方を細胞から抽出し、ニッケル親和性カラム上で精製し、変性バッファー#1(pH=8.0、6MのGuHCl(Fisher BioReagents BP178)、0.1MのNa2HPO4/NaH2PO4、10mMトリエタノールアミン、100mMのNaCl、5mMの2-メルカプトエタノール、0.1%のトリトン-X100)中で保存した。
DEC2-BiFC試薬の構築
新鮮に添加した5mMの2-メルカプトエタノールを含むこの同じGuHClバッファー中の5μg/μLの2つのタンパク質のサンプルを、1MのpH10のトリエタノールアミンによりpH8.3へ調整し、4モル過剰量のDSPE-PEG-3400-NHS(1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DSPE)コンジュゲートポリエチレングリコール(PEG)、Nanosoft polymersから、1544-3400)の反応性スクシンイミジルエステルNHS部分と23℃で1時間反応させた。PEG-DSPE部分のPEG部分は、これらの疎水性タンパク質をわずかにより可溶性にし、DSPEはリポソーム膜の中へ挿入を可能にする脂質である。復元及び保存のバッファーRN#5(0.1MのNaH2PO4、10mMのトリエタノールアミン、pH8.0、1MのL-アルギニン、100mMのNaCl、5mMのEDTA、5mMの2-メルカプトエタノール)中のBio-Gel P-6アクリルアミド樹脂(Bio-Rad #150-0740)を介するサイズ排除クロマトグラフィーで、取り込まれていないDSPE-PEG及びGuHClを除去した69。2つの修飾したタンパク質を、活性アッセイまたはリポソームの中への取り込みにおける使用までRN#5中でおよそ5μg/μLで保存した。SDS-PAGEを使用して、GuHClが透析によって除去された後のタンパク質純度のレベルを調査した。
リポソームの中へのDEC2-VyN及びDEC2-VCの遠隔ローディング
FormuMax Sci.Inc.からの滅菌PEG化リポソーム(DSPC:CHOL:mPEG2000-DSPE、FormuMax #F10203A)でスタートして、リポソームの小さなバッチを、100%のリポソーム脂質に対して、各々0.5モルパーセントの、DSPE-PEGにより修飾したDEC2-VyN及びDEC2-VC(依然としてRN#5バッファー中である)を添加して、PBS中での60℃で30分間のインキュベーションによって調製して、DEC2-BiFC試薬を作製した(表2)。表2は、全量のリポソーム脂質を100モルパーセントで表わし、DEC2-VyN及びDEC2-VCのモルとして、本明細書において検討したDEC2-BiFC試薬リポソームの化学組成を示し、最近記載されたアンホテリシンBロードDEC2-AmB-LLに比較した。DEC2-BiFC試薬リポソームを、蛍光アッセイでの使用の前に、リポソーム希釈バッファー#2(LDB2、20mMのHEPES、10mMのトリエトアノラミン(Triethoanolamine)、150mMのNaCl、10mMのCaCl、1mMのβ-メルカプトエタノール(BME)、5%のBSA、pH8.0)の中へ希釈した。
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可溶性多糖類及び細胞へのDEC2-BiFC試薬の結合
無細胞アッセイ。Saccharomyces cerevisiaeからの可溶性マンナン(Sigma、カタログ番号084K3789)、Laminaria digitateからのラミナリン(Sigma-Aldrich、カタログ番号L-9634)、スクロース(Sigma)、及びLactobacillus属の種から精製して、40,000の分子量にサイズ分画したデキストランT40(Pharmacosmos、カタログ番号551000409007)の多糖類ストックを、PBS中で10mg/mLに調製した。次いでこれらを、DEC2-BiFC試薬リポソームを含有するLDB2バッファーの中へ1:10で希釈してから、室温でインキュベーションした。
細胞ベースのアッセイ。ホルマリン固定真菌細胞を、リポソーム希釈バッファーLDB2(20mMのHEPES、10mMのトリエトアノラミン(triethoanolamine)、150mMのNaCl、10mMのCaCl、1mMのβ-メルカプトエタノール(BME)、5%のBSA、pH8.0)中で、BMEを新鮮に添加して、23℃でリポソームと共にインキュベーションした。細胞と共にインキュベーションする前に、DEC2タンパク質構成要素の濃度w/vがそれぞれ2μg/100μL、1.0μg/100μL、または0.5のμg/100μLの間であるように、DEC2-BiFCリポソームをLDB2バッファーの中へ希釈した。インキュベーションを23℃または4℃で遂行した。Venusの緑色蛍光DEC2-BiFC試薬リポソームにより染色された真菌コロニーの画像を、GFPフィルターを使用して、Olympus IX70倒立顕微鏡で20×で撮り、並列の画像を明視野で撮った。明視野画像から緑色チャンネルデータ及び青色のチャンネルデータを差し引き、緑色蛍光チャンネルからの緑色チャンネルデータを追加して戻すことによって、マージ画像をAdobe Photoshopで作成した。
結果
デクチン-2はリンパ球の膜中でモノマーとして漂うが、真菌細胞壁、菌体外多糖マトリックス、バイオフィルム、ならびに組織及び血液の中へ放出された多糖類断片中のα-マンナンに結合するために、細胞外C型レクチン受容体ドメインのダイマーを形成しなくてはならない。ダイマー化は、真菌感染の免疫系にシグナルを伝える。二分子蛍光補完(BiFC)に基づいた無細胞の汎真菌検出系を操作するために、ダイマー化のデクチン-2の特性を用いた。デクチン-2(DEC2)の炭水化物認識ドメインを、緑色蛍光タンパク質VENUSの2つの相補的な断片(VyN及びVC)へ融合させた。DEC2-VyN。DEC2-Venus融合タンパク質を脂質担体DSPE-PEGにより修飾し、リポソーム膜中でモノマーとして一緒に浮遊させて、DEC2-BiFC試薬を作製した。DEC2-BiFC試薬はAspergillus fumigatusに結合すると、真菌細胞特異的な緑色蛍光シグナルを生じた。細胞特異的でない蛍光シグナルは、生じなかった。試薬が可溶性多糖類へ結合すると、マンナン特異的なシグナルを生じた。今後の取り組みは、Candida albicans及びCryptococcus neoformansへの結合に際して生成されるシグナルを探索することであろう。DEC2-BiFC技術には、生命を脅かす侵襲性真菌感染についての、単純で迅速な1ステップ診断薬としての可能性がある。
侵襲性真菌感染は、真菌に関連しない疾患としてしばしば誤診される。抗真菌薬療法の遅延は、患者の死亡リスクを有意に増加させる。以下に、非真菌疾患として、アスペルギルス症、カンジダ症及びクリプトコッカス症の誤診の例がある。アスペルギルス症及び結核(TB)の多くの症状が同じであり、最初の誤診、及び抗真菌薬による治療の代わりのTBを治療する抗菌薬の投与を導く。同様に、侵襲性カンジダ症は、細菌感染として多くの場合誤診され、これらの患者は広域スペクトラム抗菌薬により治療される。さらに、抗菌薬による患者の治療は、Candida属の種による過剰増殖を促進し、侵襲性カンジダ症の急性症例になる患者の機会を増加させる。クリプトコッカス性髄膜炎は、脳腫瘍としてしばしば誤診され、したがって患者は抗真菌薬により直ちに治療されない。真菌感染を同定し、それらから類似する総体症状(symptomology)の有る非真菌疾患を識別する、信頼できて迅速で感度の良い汎真菌診断薬が本明細書において提供される。
真菌感染を診断する現行の方法の信頼性、迅速性、及び感度に関する深刻なはっきりとした問題がある。カンジダ症の診断のための最も一般的な技法はインビトロの培養であり、それは1mLあたりわずか1細胞を検出することができる。しかし、感染直後にCandida albicans酵母細胞が宿主組織中で隠れて真菌細胞ベースの血清検出を回避することができるので、細胞培養技法及びPCRでさえ、当該疾患の患者のうちの50%でカンジダ症を検出しない。Aspergillus属及びCandida属の種が、真菌特異的な多糖類を血清、喀痰、気管支肺胞洗浄液、及び尿の中へ放出するので、真菌多糖類のアッセイ、特にマンナン及びガラクトマンナン及びβ-グルカンの免疫アッセイが考案された。しかしながら、急性アスペルギルス症についての現行のマンナン及びガラクトマンナンアッセイ(例えばPlatelia Aspergillus、Bio-Rad)及びβ-グルカン汎真菌アッセイ(例えばFungitel、Beacon Diagnostics)は、主として多ステップの免疫学的ELISAサンドイッチアッセイである。これらの市販のアッセイは厳密には信頼できず、感染を検出できないか、または患者の有意な割合で偽陽性を示すかのいずれかである。さらに、これらのアッセイはポイントオブケアの設備に容易に適合せず、さらに診断を遅延させる。クリプトコッカス性髄膜炎は、Cryptococcus属の抗原の抗体ベースのELISA及びラテラルフローアッセイならびにPCRアッセイを真菌DNAのために使用して診断されるが、患者の脳脊髄液のサンプルへ適用した場合に、これらのアッセイは類似する限定を有する。繰り返すが、早期検出は、侵襲性真菌疾患の多くの患者の生命を救うだろう。明らかに、より信頼でき単純で迅速な1ステップのポイントオブケアの真菌診断薬が、侵襲性真菌疾患の患者の管理ミスを低減するためにぜひとも必要である。
デクチン-2(CLEC6A遺伝子)は、マウス及びヒトのいくつかのクラスのリンパ球の表面上で発現される膜貫通受容体を含有するC型レクチン(LECtin)ドメインである。デクチン-2は、真菌のαマンナンならびにマンノタンパク質へ結合するとダイマーまたはマルチマーを形成して、真菌感染の先天性免疫系及び適応性免疫系にシグナルを伝える。しかしながら、高分子量の多型性真菌多糖類と細胞膜受容体の相互作用について、親和定数を決定することは困難である。様々な出版物から採用されたモデルのマンナンについてのsデクチン-2-タンパク質融合物の親和性の推定値から、当該融合物はマンナン含有多糖類について中等度の親和性のみしか有していないことが示唆される。しかしなお、Clec4n-/-ヌルマウスへの野生型の応答の比較は、マンナンポリマーの1ng/mLの濃度にデクチン-2シグナリングが最大に応答することを実証し、このことは、親和定数(Kd)がサブナノモル範囲中であることを示唆する。
本明細書において示されるように、sデクチン-2(DEC2)コートリポソームは、Aspergillus fumigatus、Candida albicans、及びCryptococcus neoformansの菌体外多糖マトリックスへ、非常に急速に効率的に、そして比較的不可逆的に結合する。したがって、DEC2による新たな汎真菌診断薬の開発が進められた。Candida属、Cryptococcus属、及びAspergillus属の種は、それぞれSaccharomycetes綱(子嚢菌門)、Tremellomycetes綱(担子菌門)、及びEurotiomycetes綱(子嚢菌門)の3つの進化的に異なるクラスの真菌に属する。それらは、真菌界の進化の比較的初期の8億~13億年前に、共通の祖先から別れたことが推定される。DEC2コートリポソームがすべての3つの細胞外マトリックスへ特異的に結合したので、このことから、大部分の病原性真菌の細胞外マトリックス中で見出されるマンナンが、DEC2ベースの診断薬によって認識される構造で、十分に保存されるだろうということが示唆される。
本明細書において、マンナン含有多糖類への結合に際してダイマーを形成するというDEC2の特性を、二分子蛍光補完(Bimolecular Fluorescence Complementation)(BiFC)によって蛍光シグナルを生じるために使用した。蛍光タンパク質VENUSの相補的な断片へ融合したDEC2を調製し、同じリポソーム中で一緒に組み合わせた。もたらされたDEC2-BiFC試薬リポソームは、A.fumigatus細胞へ結合した場合に、明瞭な蛍光シグナルを生じた。この技術は、多様な病原性真菌、それらの菌体外多糖マトリックス、バイオフィルム、及び放出された多糖類についての単純で迅速な1ステップのポイントオブケアのアッセイを産生することができた。
DEC2を使用するリポソームベースの1ステップの検出系のモデルを、図28中で図解する。これは、DEC2が真菌マンナン及びBiFCへ結合すると、DEC2がダイマー化することに基づく。2つの別個のsデクチン-2タンパク質を産生した。第1のものは、緑色蛍光タンパク質VenusのN末端部分VyN(Venus残基1~155、突然変異T154M)へ融合して、DEC2-VyNを作製した(図28A、28B)。VyN Venus突然変異断片は、C末端Venus断片との自然発生的な会合が低減される、C末端断片との会合に際して強いシグナルを生じる、及び他の蛍光タンパク質のN末端断片または非修飾VN断片に比べて短所がほとんど無いという利点を有する。産生された第2のタンパク質は、sデクチン-2をVenusのC末端部分VC(Venus残基155~238)へ融合して、DEC2-VCを作製した(図28A、28B)。このVC断片は、BiFC適用において以前に成功しているVyNとパートナーになった。2つのコードDNA及び2つのBiFC融合タンパク質(DEC2-VyN及びDEC2-VC)の正確な配列を、図27中で示す。両方のコード配列をE.coli中で発現させ、タンパク質を塩酸グアニジン変性バッファーの中へ抽出し、本明細書において記載される方法を使用して、親和性クロマトグラフィーによって精製した。まだ変性している間に、相補的なペアの融合タンパク質を各々、遊離リジン残基を経由して、アミン反応性の両疎媒性脂質試薬DSPE-PEG-NHSへカップリングした。次いでDSPE-PEG修飾タンパク質を、カップルしたDSPE部分を経由して、同じ100ナノメートルの直径のリポソームの膜の中へ、等モル比で挿入して、DEC2-BiFC試薬リポソームを作製した(図28A)。各々の100nmのリポソームの中へ挿入されるDEC2融合タンパク質の数は、リポソーム脂質分子の数に対して、1モルパーセントのDEC2または1,500のDEC2分子へ限定された。換言すれば、各々のリポソーム中におよそ750のDEC2-VyN及び750のDEC2-VCタンパク質分子がある。本明細書における目標は、2つのVenus断片の自然発生的な会合(それはマンナン結合無しの蛍光の高いバックグラウンドシグナルを生成し得る)を回避するのに十分なほどに低いタンパク質の濃度を使用するが、試薬が真菌マンナンに遭遇した場合に、有効な結合、ダイマー化、及び強いシグナルを増進するのに十分なほどに高いDEC2の濃度を使用することであった。DEC2-VyNモノマー及びDEC2-VCモノマー(リポソーム膜中で一緒に浮遊する)が、真菌細胞マンナンに結合すると、ダイマーまたはマルチマーをほとんど排他的に形成するであろうことが提案された。DEC2ダイマー化が、Venus蛍光タンパク質-VyN及び-VCの相補的部分のアセンブリを増進して、BiFCシグナルを生じるであろうことも提案された。
無細胞のマイクロタイタープレートアッセイを予備形成してDEC2-BiFC試薬リポソームが多糖類α-マンナンについて特異的な蛍光シグナルを生じたことを実証した。1μg/100μLのDEC2タンパク質を培地へ送達するDEC2-BiFC試薬リポソームを、α-マンナンを含有する可溶性酵母マンナン、ラミナリン(可溶性β-グルカン)、スクロース(グルコース及びフルクトースの二糖)、及びデキストラン(α-グルカン)によりインキュベーションした。シグナルを、GFPチャンネルで蛍光マイクロタイタープレートリーダーで観察した。図29は、統計的に有意に高いレベルのVenus緑色蛍光が、他の多糖類によるものに比べて、マンナンを含有するウェル中で観察されたことを示す(p=<0.01)。これらの結果は、デクチン-2について予想されるように、シグナルがマンナンに比較的特異的であるという見解を支持する。最大シグナルは2時間後に観察され、より長いインキュベーションにより減少した。
細胞ベースの顕微鏡によるアッセイを予備形成して、DEC2-BiFC試薬リポソームが真菌細胞特異的蛍光シグナルを生じたことを実証した。A.fumigatus分生子をポリL-リジンコートマイクロタイタープレート上で発芽させ、直径300~500ミクロンの小さなコロニーを形成する初期の菌糸ステージまで一晩に増殖させた。細胞をホルマリン中で固定し、リポソーム希釈バッファーの中で洗浄した。細胞を、2μg/100μL、1μg/100μL、及び0.5μg/100μLの全DEC2タンパク質濃度をインキュベーション培地へ送達する、DEC2-BiFC試薬によりインキュベーションした。
BiFCシグナルは、倒立蛍光顕微鏡のGFPチャンネル(励起515/発光528)で容易に観察された。図30は、DEC2-BiFC試薬(1μg DEC2タンパク質/100μL)がA.fumigatusコロニーへ結合した場合に形成された蛍光シグナルを示す。BiFC蛍光シグナルは真菌細胞と会合した時のみ観察され、したがって特異的真菌細胞である(図30B、D、F、H)。調査した100を上回る真菌細胞のコロニーの全部は、試薬に結合した。シグナルは、各々の真菌コロニーの中央で最も強かった。各々のコロニーの中央が最も厚い細胞層及び最も古い細胞を有し、リジンコートプレートの表面への接着を援助する接着性マンナンに富む菌体外多糖を産生するのに最も時間がかかっていることに注目されたい。本発明者は、DEC2が、A.fumigatusによって産生された菌体外多糖の結合に特に優れていること、及び菌体外多糖の沈着が、DEC2-BiFC試薬への結合を促進するであろうことを以前に示した。大部分の長さにわたって染色される長い菌糸がある。最大シグナルは、2~3日間のインキュベーション後に観察された。蛍光シグナルを示さず、恐らく試薬に結合しなかった菌糸体の例があった(白色矢印、図30B)。同様に強い真菌細胞特異的なシグナルも2μg DEC2/100μLを送達するリポソームを使用して検出され、0.5μg DEC2/100μLでわずかに弱いシグナルが検出された。蛍光は、細胞の間(図30B、D、F、H)、または真菌細胞を欠如する対照ウェル中で観察されなかった。バッファーによりインキュベーションされた対照細胞は、緑色蛍光シグナルを示さなかった(図30I及びJ)。
BiFCコンストラクト中の蛍光タンパク質の選択としてのVenus
Venusは、2つの理由でBiFC汎真菌診断薬を構築するための最適な蛍光タンパク質として選択された。第一に、Venusが選ばれたのは、最もよく研究された黄色、緑色、及びセルリアンブルーの蛍光タンパク質のいくつかうちで、パートナータンパク質によって一緒になることを強制されたのではない場合に、Venusの2つの断片(C末端断片VC及び変異N末端断片VyN)では、最も低い自然発生的な会合速度が報告されていたからである。自然発生的な会合は、所望される標的への融合タンパク質の結合に依存しない蛍光シグナルを生じ、BiFC技術の開始以来の問題であった。低い自然発生的な会合速度は、偽陽性(すなわち真菌細胞マンナンの非存在下における蛍光シグナル)を生じない診断試薬の開発に必須であると判断された。第二に、Venusは最も明るい蛍光タンパク質の1つで、非常に明るい黄色蛍光タンパク質(YFP)ファミリー中のタンパク質に由来する。量子収率(吸収した光子あたりの放出した光子)は、0.5~0.6の範囲中である(例えば理論上100%収率のうちの50~60%)70。これは、蛍光細胞化学のために一般的に使用される最も蛍光性の低分子量の蛍光分子のうちの1つであるローダミンの量子収率の0.7に類似する。
BiFC試薬リポソーム
DEC2-VyN及びDEC2-VCの両方を含有するDEC2-BiFC試薬リポソームは、複数の理由のために、溶液中で遊離した2つの可溶性タンパク質DEC2-VyN及びDEC2-VCを使用する代わりに、デザインされた。第一に、DEC2モノマーは比較的不溶性であり、6Mの塩酸グアニジンバッファー中で保存することによって、溶解状態で維持される。第二に、DSPE-PEG-部分の添加は、DEC2モノマーを安定化し、部分的に可溶化し穏やかに変性させる1Mのアルギニン含有バッファー中で一定期間保存することを可能にする。この修飾はリポソームの中への修飾したタンパク質の挿入のために必須である。しかしながら、2つのタンパク質のこの修飾形態は、リポソーム不含有の診断試薬として使用され得る可能性がある。第三に、リポソームを使用して、操作するのがより容易である安定的な試薬中でDEC2モノマーの局所濃度を制御した。本明細書における目標は、この場合もやはり、高いDEC2濃度であるが、それが連結されるVenus断片の自然発生的な会合及び有意な測定可能な蛍光バックグラウンドを導くほど高い濃度ではないものを達成することであった。これらの初期の実験において、例えば、1,500のDEC2モノマー(すなわち750のDEC2-VyNモノマー+750のDEC2-VCモノマー)が有効であったということが見出された。リポソームを4℃で2か月間保存した後でさえ、自然発生的なシグナル形成は観察されなかった。モノマーの濃度を増加または減少させることができることが理解される。第四に、そして恐らく最も重要なことには、試薬リポソームの結合力の特性が蛍光シグナルの強度を指数関数的に増加させるはずである。結合力のための能力は、ペンタマーのIgM抗体について観察されるような、各々のリポソーム上に複数のマンナン結合部位を有することによって生成される。一旦1つのDEC2-VyN及びDEC2-VCのペアがマンナンに富む真菌多糖類中のマンナンに結合したならば、結合がリポソーム上の隣接するDEC2分子に広がるにつれて、シグナルは、マンナンに富む多糖類中の隣接するマンナン部分への結合を増幅させるはずである。一旦シグナルが発生し始めたならば、結合力はシグナルも安定させるはずである。可溶性BiFC診断薬試薬は、これらの利点を提供することができない。本明細書において提示されたデータは、DEC2-BiFC試薬リポソームにより遂行された。結果は明らかに肯定的であり、試薬によって生成される蛍光性のシグナルが真菌細胞特異的であることに疑いの余地はほとんどない。
他の例において、より短いスペーサーを使用して、より迅速なシグナル形成のためにVyN断片及びVC断片をより効率的に一緒にすることを強制できる。本明細書において記載される系を使用して、真菌サンプルとDEC2-BiFC試薬を組み合わせて、約30分、40分、または60分間以内に最大のシグナルを得ることができる。
α-マンナンへのデクチン-2炭水化物認識ドメインの緊密な結合は、白血球の表面上でインビボのダイマー形成を伴う。細胞外炭水化物認識ドメインDEC2によってダイマーを形成するというこの特性は、インビトロで作動する真菌細胞特異的な診断薬の開発に成功裡に用いられた。DEC2を蛍光タンパク質VENUSの2つの相補的断片へ融合して、DEC2-BiFC試薬リポソームを作製した。単純にA.fumigatus細胞とDEC2-BiFC試薬リポソームをインキュベーションすることによって、明瞭な真菌細胞特異的な緑色蛍光性のシグナルが生じた。したがって、本技術は、侵襲性真菌疾患の患者の管理ミスを低減する、単純な1ステップのポイントオブケアの真菌診断薬、及び恐らく表在性真菌疾患の診断薬として使用され得る。
さらに、多様な標的真菌多糖類に結合すると、マルチマーを形成する多数のC型レクチン結合タンパク質があり、これを用いて本診断技術を発展させることができる可能性がある(例えばHardison et al.“C-type lectin receptors orchestrate antifungal immunity,”Nat Immunol.13,817-822(2012)を参照)。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、前記標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、前記抗真菌剤が前記リポソーム中にカプセル化される、前記リポソーム。
(項目2)
前記真菌細胞上の前記標的抗原が、真菌細胞壁抗原、または前記真菌細胞に付随する菌体外多糖マトリックス中の抗原である、項目1に記載のリポソーム。
(項目3)
前記標的化分子が、C型レクチン受容体、抗体、真菌細胞壁結合タンパク質、菌体外多糖結合タンパク質、キチン結合タンパク質、またはその断片である、項目1または2に記載のリポソーム。
(項目4)
前記C型レクチン受容体が、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3、またはその断片からなる群から選択される、項目1~3のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目5)
前記C型レクチン受容体またはその断片が、前記真菌細胞上のβ-グルカンまたはマンナンへ結合するポリペプチドを含む、項目4に記載のリポソーム。
(項目6)
前記抗真菌剤が、ポリエン系抗真菌剤、アゾール系抗真菌剤、またはエキノキャンディン系抗真菌剤である、項目1~5のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目7)
前記ポリエン系抗真菌剤が、アンホテリシンB(AmB)である、項目6に記載のリポソーム。
(項目8)
前記標的化分子またはその断片が、脂質またはPEG化脂質へコンジュゲートされる、項目1~7のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目9)
前記抗真菌薬の濃度が、リポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子を含まない前記リポソーム中にカプセル化された前記抗真菌薬の濃度に比較して、低減される、項目1~8のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目10)
前記リポソームが、リポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子を含まない前記リポソームに比較して、動物細胞について減少した親和性を有する、及び/または前記動物細胞へより低い毒性である、項目1~9のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目11)
前記真菌細胞がAspergillus属の細胞である、項目1~10のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目12)
前記真菌細胞がAspergillus fumigatusの細胞である、項目1~11のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目13)
項目1~12のいずれか1項に記載の複数のリポソーム。
(項目14)
標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及びシグナル生成分子を含み、前記標的化分子がリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、前記標的化分子が前記標的真菌細胞抗原に結合する場合に、前記シグナル生成分子がシグナルを生成する、前記リポソーム。
(項目15)
前記シグナル生成分子が前記標的化分子へ連結される、項目14に記載のリポソーム。
(項目16)
前記シグナル生成分子が、前記リポソームの外側表面の中へ取り込まれるかまたは外側表面へ付着される、項目14に記載のリポソーム。
(項目17)
前記シグナル生成分子が、蛍光色素または蛍光ポリペプチドである、項目14~16のいずれか1項に記載のリポソーム。
(項目18)
前記標的化分子が、蛍光タンパク質のC末端断片及び/またはN末端断片へ連結される、項目15に記載のリポソーム。
(項目19)
項目14~18のいずれか1項に記載の複数のリポソーム。
(項目20)
各々の前記複数のリポソームが、蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された標的化分子、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された標的化分子を含む、項目18に記載の複数のリポソーム。
(項目21)
各々のリポソームが、蛍光タンパク質のN末端断片へ連結された少なくとも約500の標的化分子、及び蛍光タンパク質のC末端断片へ連結された少なくとも約500の標的化分子を含む、項目20に記載の複数のもの。
(項目22)
前記標的化分子が、デクチン-1、デクチン-2、またはデクチン-3である、項目14~21のいずれか1項に記載の複数のもの。
(項目23)
前記複数のものが、固体支持体上で固定化される、項目14~22のいずれか1項に記載の複数のもの。
(項目24)
項目13に記載の複数のリポソームを含む、医薬組成物。
(項目25)
有効量の項目13に記載の複数のリポソームを、真菌感染を有するかまたは真菌感染を発症するリスクがある対象へ投与することを含む、前記対象における真菌感染を治療または予防する方法。
(項目26)
項目24に記載の医薬組成物を、真菌感染を有するかまたは真菌感染を発症するリスクがある対象へ投与することを含む、前記対象における真菌感染を治療または予防する方法。
(項目27)
前記真菌感染が、Aspergillus属の感染、Cryptococcus属の感染、Candida属の感染、またはTrichophyton属である、項目25または26に記載の方法。
(項目28)
前記Aspergillus属の感染がAspergillus fumigatusの感染である、項目27に記載の方法。
(項目29)
前記対象が免疫不全である、項目25~28のいずれか1項に記載の方法。
(項目30)
前記対象が、肺炎、喘息、COPD、嚢胞性線維症、結核、肺気腫、またはサーコイドーシスを有する、項目25~29のいずれか1項に記載の方法。
(項目31)
前記リポソームが、局所的、鼻内、全身的、または吸入経由で投与される、項目25~30のいずれか1項に記載の方法。
(項目32)
第2の治療剤または療法が前記対象へ施される、項目25~31のいずれか1項に記載の方法。
(項目33)
前記第2の療法が外科手術である、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記第2の治療剤が第2の抗真菌剤である、項目32に記載の方法。
(項目35)
抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、前記標的化分子が各々のリポソームの外側表面の中へ取り込まれ、前記抗真菌剤が各々のリポソーム中にカプセル化される、複数のリポソームを作製する方法であって、
a)前記抗真菌剤を溶媒中で約60℃で約10分間~約30分間溶解するステップ;
b)懸濁物中の複数のリポソームを、ステップ(a)の前記抗真菌物質/溶媒溶液と、約60℃で約3~約5時間または37℃で約24~120時間混合することによって、各々のリポソームの中へ前記抗真菌剤をカプセル化するステップ;及び
c)前記カプセル化された抗真菌剤を含む前記リポソームを、前記標的化分子と60℃で約45分間~約90分間接触させることによって、各々のリポソームの外側表面の中へ前記標的化分子を取り込むステップ、
を含む、前記方法。
(項目36)
前記標的化分子が脂質へコンジュゲートされる、項目35に記載の方法。
(項目37)
前記脂質がPEG化脂質である、項目36に記載の方法。
(項目38)
前記標的化分子が、C型レクチン受容体、抗体、キチン結合タンパク質、またはその断片である、項目35~37のいずれか1項に記載の方法。
(項目39)
前記C型レクチン受容体またはその断片が、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン3、またはその結合断片からなる群から選択される、項目38に記載の方法。
(項目40)
デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン3、またはその結合断片からなる群から選択される、前記C型レクチン受容体またはその断片が、アルギニンを含む復元バッファー中で維持され、前記リポソームの中への取り込みの前に還元される、項目39に記載の方法。
(項目41)
抗真菌剤及び標的化分子を含む前記リポソームを、アルギニンを含む復元バッファー中で保存することをさらに含む、項目35~40のいずれか1項に記載の方法。
(項目42)
前記抗真菌剤が、ポリエン系抗真菌剤、アゾール系抗真菌剤、またはエキノキャンディン系抗真菌剤である、項目35~41のいずれか1項に記載の方法。
(項目43)
前記ポリエン系抗真菌剤がアンホテリシンBである、項目42に記載の方法。
(項目44)
対象、または対象からのサンプルにおける真菌感染を検出する方法であって、
a)前記対象、または前記対象からのサンプルを、項目14~22のいずれか1項に記載の複数のリポソームと接触させること;
b)シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、
を含む、前記方法。
(項目45)
前記標的化分子が、蛍光タンパク質、抗体もしくはその断片、または酵素へ連結される、項目44に記載の方法。
(項目46)
前記シグナルが直接的または間接的に検出される、項目44または45に記載の方法。
(項目47)
対象、または前記対象からのサンプルにおける真菌感染を検出する方法であって、
a)前記対象、または前記対象からのサンプルを、項目20または21に記載の複数のリポソームと接触させること;
b)前記蛍光タンパク質のN末端断片とC末端断片との間の相互作用によって生成された蛍光シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、
を含む、前記方法。
(項目48)
前記蛍光タンパク質が黄色蛍光タンパク質またはその誘導体である、項目47に記載の方法。
(項目49)
前記サンプルが、固体支持体上で固定化された前記複数のものと接触させられる、項目44~48のいずれか1項に記載の方法。
(項目50)
前記サンプルが、血清、血液、または尿のサンプルである、項目49に記載の方法。
(項目51)
前記蛍光シグナルが二分子蛍光補完(BiFC)シグナルによって検出される、項目47~50のいずれか1項に記載の方法。
(項目52)
標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのN末端部分またはC末端部分を含む、融合ポリペプチド。
(項目53)
前記標的化分子が、C型レクチン受容体、抗体、真菌細胞壁結合タンパク質、キチン結合タンパク質、またはその断片である、項目52に記載の融合ポリペプチド。
(項目54)
前記標的化分子が、デクチン-1もしくはデクチン-2、またはその断片である、項目53に記載の融合ポリペプチド。
(項目55)
前記蛍光タンパク質が黄色蛍光タンパク質またはその誘導体である、項目52~54のいずれか1項に記載の融合ポリペプチド。
(項目56)
対象、または前記対象からのサンプルにおける真菌感染を検出する方法であって、
a)前記対象、または前記対象からのサンプルを、標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのN末端部分を含む、第1の複数の融合ポリペプチド、ならびに標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのC末端部分を含む、第2の複数の融合ポリペプチドと接触させること、
b)前記蛍光タンパク質のN末端断片とC末端断片との間の相互作用によって生成された蛍光シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、
を含む、前記方法。
(項目57)
前記サンプルが、血清、血液、または尿のサンプルである、項目56に記載の方法。
(項目58)
前記蛍光シグナルが二分子蛍光補完(BiFC)シグナルによって検出される、項目56~57のいずれか1項に記載の方法。
(項目59)
前記標的化分子がC型レクチン受容体またはその断片である、項目56~58のいずれか1項に記載の方法。
(項目60)
前記断片が、前記C型レクチン受容体のN末端断片またはC末端断片である、項目59に記載の方法。
(項目61)
前記C型レクチン受容体が、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3、またはその断片である、項目56~60のいずれか1項に記載の方法。
(項目62)
a)デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3、またはその断片からなる群から選択されるC型レクチン受容体;ならびに
b)復元バッファー、
を含む、組成物。
(項目63)
前記復元バッファーが、約0.5MのL-アルギニン~1.5MのL-アルギニンを含む、項目62に記載の組成物。
(項目64)
デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3、またはその断片からなる群から選択される前記C型レクチン受容体が、検出可能な標識を含む、項目62または63に記載の組成物。
(項目65)
前記C型レクチン受容体が、配列番号:2のアミノ酸23~199、配列番号:4のアミノ酸23~189、配列番号:6のアミノ酸23~100、配列番号:8のアミノ酸35~214、配列番号:10のアミノ酸36~203、配列番号:12のアミノ酸35~207、またはその断片を含むポリペプチド配列を含む、項目64に記載の組成物。
(項目66)
前記検出可能な標識が蛍光標識である、項目64または65に記載の組成物。
(項目67)
項目61~66のいずれか1項に記載の組成物を含む、キット。
(項目68)
項目のいずれか1項に記載のリポソームまたは項目1~23のいずれか1項に記載の複数のリポソームを含む、組成物。
(項目69)
項目68に記載の組成物を含む、キット。

Claims (45)

  1. リポソームであって、抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含み、前記標的化分子が前記リポソームの外側表面の中へ取り込まれるC型レクチン受容体であり、前記抗真菌剤が前記リポソーム中にカプセル化される、リポソーム。
  2. 前記真菌細胞上の前記標的抗原が、真菌細胞壁抗原、または前記真菌細胞に付随する菌体外多糖マトリックス中の抗原である、請求項1に記載のリポソーム。
  3. 前記C型レクチン受容体が、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3、またはその断片からなる群から選択される、請求項1または2に記載のリポソーム。
  4. 前記C型レクチン受容体またはその断片が、前記真菌細胞上のβ-グルカンまたはマンナンへ結合するポリペプチドを含む、請求項に記載のリポソーム。
  5. 前記抗真菌剤が、ポリエン系抗真菌剤、アゾール系抗真菌剤、またはエキノキャンディン系抗真菌剤である、請求項1~のいずれか1項に記載のリポソーム。
  6. 前記ポリエン系抗真菌剤が、アンホテリシンB(AmB)である、請求項に記載のリポソーム。
  7. 前記標的化分子またはその断片が、脂質またはPEG化脂質へコンジュゲートされる、請求項1~のいずれか1項に記載のリポソーム。
  8. 前記抗真菌薬の濃度が、リポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子を含まない前記リポソーム中にカプセル化された前記抗真菌薬の濃度に比較して、低減される、請求項1~のいずれか1項に記載のリポソーム。
  9. 前記リポソームが、リポソームの外側表面の中へ取り込まれる標的化分子を含まない前記リポソームに比較して、動物細胞について減少した親和性を有する、及び/または前記動物細胞へより低い毒性である、請求項1~のいずれか1項に記載のリポソーム。
  10. 前記真菌細胞がAspergillus属の細胞である、請求項1~のいずれか1項に記載のリポソーム。
  11. 前記真菌細胞がAspergillus fumigatusの細胞である、請求項1~10のいずれか1項に記載のリポソーム。
  12. 請求項1~11のいずれか1項に記載の複数のリポソーム。
  13. 請求項12に記載の複数のリポソームを含む、医薬組成物。
  14. 請求項12に記載の複数のリポソームを含む組成物であって、真菌感染を有するかまたは真菌感染を発症するリスクがある対象における真菌感染を治療または予防するための組成物。
  15. 真菌感染を有するかまたは真菌感染を発症するリスクがある対象における真菌感染を治療または予防するための、請求項13に記載の医薬組成物。
  16. 前記真菌感染が、Aspergillus属の感染、Cryptococcus属の感染、Candida属の感染、またはTrichophyton属である、請求項14または15に記載の組成物。
  17. 前記Aspergillus属の感染がAspergillus fumigatusの感染である、請求項16に記載の組成物。
  18. 前記対象が免疫不全である、請求項14~17のいずれか1項に記載の組成物。
  19. 前記対象が、肺炎、喘息、COPD、嚢胞性線維症、結核、肺気腫、またはサーコイドーシスを有する、請求項14~18のいずれか1項に記載の組成物。
  20. 前記組成物が、局所的、鼻内、全身的、または吸入経由で投与されることを特徴とする、請求項14~19のいずれか1項に記載の組成物。
  21. 前記組成物が、第2の治療剤または療法と組み合わせて前記対象へ投与されることを特徴とする、請求項14~20のいずれか1項に記載の組成物。
  22. 前記第2の療法が外科手術である、請求項21に記載の組成物。
  23. 前記第2の治療剤が第2の抗真菌剤である、請求項21に記載の組成物。
  24. 抗真菌剤、及び真菌細胞上の標的抗原に結合する標的化分子を含む複数のリポソームを作製する方法であって、前記標的化分子が各々のリポソームの外側表面の中へ取り込まれるC型レクチン受容体であり、前記抗真菌剤が各々のリポソーム中にカプセル化され、前記方法が
    a)前記抗真菌剤を溶媒中で約60℃で約10分間~約30分間溶解するステップ;
    b)懸濁物中の複数のリポソームを、ステップ(a)の前記抗真菌物質/溶媒溶液と、約60℃で約3~約5時間または37℃で約24~120時間混合することによって、各々のリポソームの中へ前記抗真菌剤をカプセル化するステップ;及び
    c)前記カプセル化された抗真菌剤を含む前記リポソームを、前記標的化分子と60℃で約45分間~約90分間接触させることによって、各々のリポソームの外側表面の中へ前記標的化分子を取り込むステップ、
    を含む、方法。
  25. 前記標的化分子が脂質へコンジュゲートされる、請求項24に記載の方法。
  26. 前記脂質がPEG化脂質である、請求項25に記載の方法。
  27. 前記C型レクチン受容体またはその断片が、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン3、またはその結合断片からなる群から選択される、請求項24に記載の方法。
  28. 記C型レクチン受容体が、アルギニンを含む復元バッファー中で維持され、前記リポソームの中への取り込みの前に還元される、請求項27に記載の方法。
  29. 抗真菌剤及び標的化分子を含む前記リポソームを、アルギニンを含む復元バッファー中で保存することをさらに含む、請求項24~28のいずれか1項に記載の方法。
  30. 前記抗真菌剤が、ポリエン系抗真菌剤、アゾール系抗真菌剤、またはエキノキャンディン系抗真菌剤である、請求項24~29のいずれか1項に記載の方法。
  31. 前記ポリエン系抗真菌剤がアンホテリシンBである、請求項30に記載の方法。
  32. 対象、または前記対象からのサンプルにおける真菌感染を検出する方法における使用のための、複数のリポソームを含む組成物であって、前記方法は、
    a)前記対象、または前記対象からのサンプルを、前記組成物と接触させること;
    )蛍光タンパク質のN末端断片とC末端断片との間の相互作用によって生成された蛍光シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、
    を含み、前記複数のリポソームのそれぞれが、前記蛍光タンパク質の前記N末端断片に連結した標的化分子と、前記蛍光タンパク質の前記C末端断片に連結した標的化分子とを含み、前記標的化分子が標的真菌細胞抗原に結合し、前記標的化分子が前記リポソームの外側表面の中へ取り込まれ、前記標的化分子が前記標的真菌細胞抗原に結合する場合に、前記蛍光タンパク質がシグナルを生成する、組成物。
  33. それぞれのリポソームが、前記蛍光タンパク質の前記N末端断片へ連結された少なくとも約500の標的化分子、及び前記蛍光タンパク質の前記C末端断片へ連結された少なくとも約500の標的化分子を含む、請求項32に記載の組成物。
  34. 前記蛍光タンパク質が黄色蛍光タンパク質またはその誘導体である、請求項32または33に記載の組成物。
  35. 前記サンプルが、固体支持体上で固定化された前記複数のものと接触させられる、請求項32~34のいずれか1項に記載の組成物。
  36. 前記サンプルが、血清、血液、または尿のサンプルである、請求項35に記載の組成物。
  37. 前記蛍光シグナルが二分子蛍光補完(BiFC)シグナルによって検出される、請求項32~35のいずれか1項に記載の組成物。
  38. 対象、または前記対象からのサンプルにおける真菌感染を検出する方法における使用のための組成物であって、前記組成物は、標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのN末端部分を含む、第1の複数の融合ポリペプチド、ならびに標的真菌細胞抗原に結合する標的化分子及び蛍光ポリペプチドのC末端部分を含む、第2の複数の融合ポリペプチドを含み、前記方法は、
    a)前記対象、または前記対象からのサンプルを、前記組成物と接触させること、
    b)前記蛍光タンパク質のN末端断片とC末端断片との間の相互作用によって生成された蛍光シグナルを検出し、シグナルが真菌感染の存在を示すこと、
    を含む、前記組成物。
  39. 前記サンプルが、血清、血液、または尿のサンプルである、請求項38に記載の組成物。
  40. 前記蛍光シグナルが二分子蛍光補完(BiFC)シグナルによって検出される、請求項38または39に記載の組成物。
  41. 前記標的化分子がC型レクチン受容体またはその断片である、請求項38~40のいずれか1項に記載の組成物。
  42. 前記断片が、前記C型レクチン受容体のN末端断片またはC末端断片である、請求項41に記載の組成物。
  43. 前記C型レクチン受容体が、デクチン-1、デクチン-2、及びデクチン-3、またはその断片である、請求項41に記載の組成物。
  44. 請求項1~11のいずれか1項に記載のリポソームまたは請求項12に記載の複数のリポソームを含む、組成物。
  45. 請求項44に記載の組成物を含む、キット。
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