KR20210005240A - 면역 관문 차단과 함께 키메라 항원 수용체를 발현하도록 가공된 천연 킬러 세포 - Google Patents

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엘리자베스 샤폴
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Abstract

본원에서는 키메라 항원 수용체를 발현하고 CISH를 발현하지 않는 NK 세포를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 추가로, CAR NK 세포를 투여함에 의해 질환을 치료하기 위한 방법이 제공된다.

Description

면역 관문 차단과 함께 키메라 항원 수용체를 발현하도록 가공된 천연 킬러 세포
[0001] 본 출원은 2018년 5월 3일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/666,665호, 및 2018년 5월 4일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/666,965호의 우선권을 주장하며, 상기 출원은 그 내용 전체가 본원에 참조로 인용된다.
서열 목록의 도입
[0002] 2 KB (마이크로소프트 윈도우에서 측정된 바와 같이)이고 2019년 5월 3일자로 작성된 "UTFC1366WO. txt"란 명칭의 파일에 함유된 서열 목록은 전자 제출에 의해 이와 함께 파일링되었고 본원에 참조로 인용된다.
1. 분야
[0003] 본 발명은 일반적으로 면역학 및 의학 분야에 관한 것이다. 보다 특히, 본 출원은 면역 관문 유전자 발현의 중단과 함께 키메라 항원 수용체를 발현하도록 가공된 천연 킬러 (NK) 세포에 관한 것이다.
2. 관련 기술에 대한 설명
[0004] 최근 해에 키메라 항원 수용체가 형질도입된 자가 T 세포를 사용한 입양 세포성 치료요법은 암의 치료를 위해 매우 강력한 접근법인 것으로 입증되었고 식품안정청 (FDA)은 B 세포 백혈병 및 림프종에 대해 승인하였다. 그러나, 과제는 남아있고 이는 종양 세포에 대한 세포독성이 전신 독성과 연계되지 않도록 하는 것, 표적 항원 음성 악화에 대한 해결책을 모색하는 것 및 이식편-대-숙주 질환 (GVHD)과 같은 동종이계 T 세포 제품의 과제를 처리하면서 자가 생성물을 생성하는 실행 장애물을 피하기 위해 범용의 기성 세포 치료요법 제품을 개발하는 것을 포함한다(문헌참조: Hartmann et al., 2017).
[0005] 천연 킬러 (NK) 세포는 이들이 종양 세포에 대해 효과적인 세포독성을 매개하고 T 세포 같지 않게 동종이계 세팅에서 GVHD를 유발하는 잠재력이 없기 때문에 매력적인 경쟁자이다. 따라서, NK 세포는 즉각적인 임상 사용을 위한 기성 세포 치료요법 제품으로서 시판될 수 있다 (문헌참조: Daher et al., 2018). 제대혈 (CB)은 광범위한 임상적 확장 가능성에 대한 잠재력을 갖는 동종이계 NK 세포의 즉시 이용 가능한 공급원이다. CAR 형질도입된 NK 세포의 강력한 활성은 상이한 종양 모델에서 전임상 세팅에서 입증되었고, 동종이계 CAR-형질도입된 NK 세포의 임상 시험은 현재 진행중이다(문헌참조: Mehta et al., 2018). PD-1과 같은 면역 관문 분자는 CAR-T 세포의 기능을 증진시키기 위해 표적화되지만, 어떠한 면역 관문 분자도 지금까지 CAR-NK 세포에서 표적화되지 않았다(문헌참조: Gay et al., 2017).
[0006] 기능성 NK 세포는 여러 공급원으로부터 유래할 수 있다. 자가 NK 세포는 재현가능하게 시험관내 생성될 수 있지만 CAR 가공에 의해 극복될 수 없는, 자가 종양에 대해 제한된 활성을 갖는다. 제대혈 (CB)은 명백한 이점을 갖는 동종이계 NK 세포의 즉시 사용가능한 공급원이다. CB는 기성 냉동 제품으로 사용할 수 있고, 이는 생체외 냉동 CB 유닛으로부터 많은 수의 높은 기능의 NK 세포를 생성하는 방법에 의해 강화된 이점이다. 대규모 글로벌 CB 은행 재고에 저장된 냉동 CB 유닛으로부터 CAR-형질 도입된 NK 세포의 생성은 스크리닝 및 백혈구 채취가 필요한 개별 성인 공여자와 복제 할 수 없는 광범위한 확장성을 보장합니다. 그러나, NK 세포의 주요 단점은 사이토킨 지지체의 부재하에 입양 전달 후 이들의 지속성이 없다는 것이다. 따라서, 이들의 지속성을 증진시키기 위해 사이토킨을 발현하도록 CAR-NK 세포의 가공은 이들의 임상 활성을 위해 중요하다. 상기와 같이 수행함에 의해, CAR-NK 세포는 이들의 기능을 제한할 수 있는 관문 분자를 상향조절할 수 있다. 따라서, 이들의 효능 및 임상 활성을 증진시키기 위해 CAR 가공된 NK 세포에서 관문 분자를 제거할 필요가 있다.
요약
[0007] 제1 구현예에서, 본원의 개시내용은 (1) 키메라 항원 수용체 (CAR) 및/또는 T 세포 수용체 (TCR) 및 (2) 사람 IL-15 (hIL-15)을 발현하고 필수적으로 CISH를 발현하지 않도록 가공된 단리된 천연 킬러 (NK) 세포를 제공한다. 일부 양상에서, NK 세포는 CAR을 발현하도록 가공된다. 특정 양상에서, NK 세포는 TCR을 발현하도록 가공된다. 특정 양상에서, NK 세포는 CAR 및 TCR 또는 3 또는 4개 항원 수용체를 발현하도록 가공된다. 일부 양상에서, NK 세포는 GMP-순응성이다. 특정 양상에서, NK 세포는 동종이계 또는 자가이다.
[0008] 일부 양상에서, NK 세포는 제대혈, 말초혈, 골수, CD34+ 세포 또는 iPSC로부터 유래한다. 특정 양상에서, NK 세포는 제대혈로부터 유래한다. 특정 양상에서, 제대혈은 이전에 동결시켰다.
[0009] 특정 양상에서, CAR 및/또는 TCR은 CD19, CD319/CS1, ROR1, CD20, CD5, CD7, CD22, CD70, CD30, BCMA, CD25, NKG2D 리간드, MICA/MICB, 암배아 항원, 알파페토단백질, CA-125, MUC-1, 상피 종양 항원, 흑색종-관련 항원, 돌연변이된 p53, 돌연변이된 ras, HER2/Neu, ERBB2, 폴레이트 결합 단백질, HIV-1 외피 당단백질 gp120, HIV-1 외피 당단백질 gp41, GD2, CD123, CD33, CD30, CD56, c-Met, 메소텔린, GD3, HERV-K, IL-11R알파, 카파 쇄, 람다 쇄, CSPG4, ERBB2, WT-1, EGFRvIII, TRAIL/DR4, 및/또는 VEGFR2에 대해 항원 특이성을 갖는다.
[0010] 추가의 양상에서, NK 세포는 제2 또는 제3 사이토킨을 추가로 발현한다. 특정 양상에서, 사이토킨은 IL-15, IL-21 또는 IL-12이다.
[0011] 또 다른 구현예에서, NK 세포의 출발 집단을 수득하는 단계; 인공 제공 세포 (APC)의 존재하에 상기 NK 세포의 출발 집단을 배양하는 단계; CAR 및/또는 TCR 발현 벡터를 상기 NK 세포에 도입하는 단계; 상기 NK 세포를 APC의 존재하에 확장시킴으로써 확장된 NK 세포를 수득하는 단계; 및 상기 확장된 NK 세포에서 CISH의 발현을 중단시키는 단계를 포함하는 구현예의 NK 세포를 생성하기 위한 방법이 제공된다.
[0012] 일부 양상에서, 발현을 중단시키는 단계는 CRISPR-매개된 유전자 사일런싱을 사용함을 포함한다. 특정 양상에서, CRISPR-매개된 유전자 사일런싱은 상기 CAR NK 세포를 sgRNA 및 Cas9와 접촉시키는 단계를 포함한다. 특정 양상에서, sgRNA는 CISH의 엑손 4를 표적화한다. 특정 양상에서, sgRNA는 서열 AGGCCACATAGTGCTGCACA (서열번호 1)을 갖는 crRNA1 및 서열 TGTACAGCAGTGGCTGGTGG (서열번호 2)를 갖는 crRNA2를 포함한다.
[0013] 일부 양상에서, NK 세포의 출발 집단은 피콜-파크 (ficoll-paque) 밀도 구배를 사용하여 단핵성 세포를 단리함에 의해 수득한다. 특정 양상에서, APC는 감마-조사된 APC이다. 일부 양상에서, APC는 범용 APC (uAPC)이다. 특정 양상에서, APC는 41BB 및 IL-21을 발현하도록 가공된다. 일부 양상에서, uAPC는 (1) CD48 및/또는 CS1 (CD319), (2) 막-결합된 인터류킨-21 (mbIL-21), 및 (3) 41BB 리간드(41BBL)를 발현하도록 가공된다. 특정 양상에서, NK 세포와 APC는 1:1 내지 1:10 비율, 예를 들어, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 또는 1:10 비율로 존재한다. 특정 양상에서, NK 세포와 APC는 1:2 비율로 존재한다.
[0014] 특정 양상에서, APC를 갖는 배양물 중에 NK 세포는 IL-2의 존재하에 추가로 확장시킨다. 특정 양상에서, IL-2는 100 내지 300 U/mL, 예를 들어, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 또는 300 U/mL의 농도로 존재한다. 일부 양상에서, IL-2는 200 U/mL의 농도로 존재한다.
[0015] 일부 양상에서, 도입은 형질도입을 포함한다. 특정 양상에서, CAR 및/또는 TCR 발현 작제물은 렌티바이러스 벡터 또는 레트로바이러스 벡터이다.
[0016] 특정 양상에서, CAR 및/또는 TCR은 CD19, CD319/CS1, ROR1, CD20, CD5, CD7, CD22, CD70, CD30, BCMA, CD25, NKG2D 리간드, MICA/MICB, 암배아 항원, 알파페토단백질, CA-125, MUC-1, 상피 종양 항원, 흑색종-관련 항원, 돌연변이된 p53, 돌연변이된 ras, HER2/Neu, ERBB2, 폴레이트 결합 단백질, HIV-1 외피 당단백질 gp120, HIV-1 외피 당단백질 gp41, GD2, CD123, CD23, CD30, CD56, c-Met, 메소텔린, GD3, HERV-K, IL-11R알파, 카파 쇄, 람다 쇄, CSPG4, ERBB2, WT-1, EGFRvIII, TRAIL/DR4, 및/또는 VEGFR2에 대해 항원 특이성을 갖는다.
[0017] 일부 양상에서, CAR 및/또는 TCR 발현 작제물은 추가로 사이토킨, 예를 들어, 2 또는 3개 사이토킨을 발현한다. 일부 양상에서, 사이토킨은 IL-15, IL-21, 또는 IL-12이다.
[0018] 일부 양상에서, NK 세포는 CISH 발현을 갖는 NK 세포와 비교하여 라파마이신 (mTOR) 신호전달의 활성화된 포유동물 표적을 갖는다. 특정 양상에서, NK 세포는 CISH 발현을 갖는 NK 세포와 비교하여 증가된 JAK/STAT 신호전달을 갖는다.
[0019] 추가의 양상에서, 상기 방법은 확장된 NK 세포의 집단을 냉동보존시키는 단계를 추가로 포함한다.
[0020] 본원에서는 추가로 구현예의 NK 세포 집단 또는 구현예의 방법에 의해 생성되는 NK 세포 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물이 제공된다. 또 다른 구현예에서, 대상체에서 질환 또는 장애의 치료에 사용하기 위한 구현예의 유효량의 NK 세포 또는 구현예의 방법에 의해 생성된 NK 세포를 포함하는 조성물이 제공된다.
[0021] 또 다른 구현예에서, 대상체에서 면역-관련 장애의 치료를 위한 구현예의 유효량의 NK 세포 또는 구현예의 방법에 의해 생성된 NK 세포를 포함하는 조성물의 용도가 제공된다.
[0022] 추가의 구현예는 유효량의 NK 세포 또는 구현예의 방법에 의해 생산된 NK 세포를 대상체에게 투여함을 포함하는 대상체에서 면역-관련 장애를 치료하는 방법을 제공한다.
[0023] 상기 구현예의 일부 양상에서, 면역-관련 장애는 암, 자가면역 장애, 이식편 대 숙주 질환, 동종이식 거부 또는 염증성 병태이다. 특정 양상에서, 면역-관련 장애는 염증성 병태이고 면역 세포는 필수적으로 글루코코르티코이드 수용체를 발현하지 않는다. 특정 양상에서, 대상체는 스테로이드 치료요법을 받았거나 스테로이드 치료요법을 투여받는 중이다. 일부 양상에서, NK 세포는 자가이거나 동종이계이다. 특정 양상에서, 면역 관련 장애는 암이다. 일부 양상에서, 상기 암은 고형암이거나 혈액 악성 종양이다.
[0024] 상기 구현예의 추가의 양상에서, 상기 방법은 추가로 적어도 제2 치료학적 제제를 투여함을 포함한다. 일부 양상에서, 적어도 제2 치료학적 제제는 화학치료요법, 면역치료요법, 수술, 방사선치료요법 또는 생물치료요법을 포함한다. 일부 양상에서, NK 세포 및/또는 적어도 제2 치료학적 제제는 정맥내로, 복막내로, 기관내, 종양내, 근육내, 내시경으로, 병변내, 경피적으로, 피하내, 국부적으로, 또는 직접 주사 또는 관류에 의해 투여된다.
[0025] 일부 양상에서, 필수적으로 CISH를 발현하지 않는 NK 세포는 CISH를 발현하는 NK 세포와 비교하여 증진된 기능을 갖는다. 특정 양상에서, 상기 증진된 기능은 IFN-γ 및 TNF-α에 대한 세포내 염색, CD107a 탈과립화, 및 51Cr 방출 검정에 의한 종양 사멸에 의해 측정된다. 일부 양상에서, 증진된 기능은 그랜자임-b, 퍼포린, TRAIL, CD3z, 에오메스(Eomes), T-bet, DAP12, DNAM, CD25 및/또는 Ki67의 증가된 발현에 의해 측정된다.
[0026] 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 하기의 상세한 설명을 보면 명백해 질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시양태를 제시하는 구체적인 실시예는, 상기 상세한 설명으로부터 본 발명의 개념과 범위 내에서 다양한 변화 및 변형을 줄 수 있음이 당업계의 숙련자에게는 명백하기 때문에, 단지 예시로서만 제공되는 것임을 알아야 한다.
[0027] 하기의 도면은 본 명세서의 일부를 형성하고 본 발명의 특정 양상을 추가로 입증하기 위해 포함된다. 본 발명은 본원에 제공된 특정 구현예의 상세한 설명과 함께 이들 도면 중 하나 이상을 참조로 보다 잘 이해될 수 있다.
[0028] 도 1a-1b: CIS는 NK CAR19/IL-15에서 상향조절되고 시간 의존성 방식으로 감소된 기능과 상호관련된다. (도 1a) CISH mRNA에 대한 qPCR은 0일째 (기준선 휴지기 NK 세포) 및 CAR 형질도입 후 7일째 및 14일째 수행하였다. 18S는 하우스키핑 유전자로서 사용하였다. CISH mRNA는 NKCAR19/IL-15 확장 후 시간 의존성 방식으로 상향조절된다. (도 1b) 크로뮴 방출 검정을 수행하여 CAR 형질도입 후 7일째 및 14일째에 세포독성 또는 NK CAR19/IL-15를 평가하였다. 결과는 CISH의 상향조절과 상호관련하여 시간 경과에 따라 감소된 세포독성을 보여준다.
[0029] 도 2a-2c: CISH 엑손 4를 표적화하기 위한 CRISPR-Cas를 사용한 효율적인 CISH KO. CRISPR-Cas9를 사용하여, NK 확장 후 14일째에 2 gRNA를 사용하여 CISH 엑손 4를 표적화하였다. 녹아웃 효율은 KO 후 3일째 CISH 유전자에 대한 PCR (도 2a), 7일째 CIS 단백질에 대한 웨스턴 블롯 (도 2b) 및 7일째 유동 세포측정 (도 2c)에 의해 평가하였다.
[0030] 도 3a-3d: CISH KO 및 CAR19/IL-15 형질도입은 상승작용적으로 기능 및 새포독성을 개선시킨다. CAR 형질도입 후 14일째(도 3a, b)에 기능성 연구를 수행하였고, WT 대응물과 비교하여 CISH KO NT 및 CISH KO CAR19/IL-15에서 증가된 사이토킨 생성 및 탈과립화를 보여준다. (도 3c, d) CISH KO 그룹에서 개선된 세포독성을 보여주는 크로뮴 방출 검정.
[0031] 도 4a-4d: NT NK 세포에서 CISH KO, 및 NKCAR19/IL-15는 Raji 림프종 세포와의 면역 시냅스 형성을 증진시킨다. CAR 형질도입 후 14일째에, 공초점 현미경을 수행하여 CISH KO NT 및 CAR19/IL-15의 Raji 세포 대 cas9 대조군에 대한 면역 시냅스 형성을 비교하였고 (도 4a), 상기 시냅스에서 F-액틴 및 CAR 축적은 증가하였고 (도 4b) MTOC에서 시냅스까지의 거리는 짧아졌고 (도 4c) F-액틴과 CAR의 동시 위치화는 면역 시냅스에서 CD19, F-액틴 및 CAR 동시 위치화에서의 증가를 위한 면역 시냅스 (도 4d) 경향에서 증가한다.
[0032] 도 5a-5b: CISH KO CAR19/IL-15 NK 세포는 Raji 림프종 마우스 모델에서 종양 대조군 및 생존율을 개선시킨다. 0일째, 마우스에 그룹 1에서 단독으로 또는 상이한 NKCAR19/IL-15 제제 (107 세포/마우스 WT, Cas9 대조군 또는 CISH KO)와 조합된 Raji 세포 (20K/마우스)를 주사하였다. (도 5a) BLI는 CISH KO 세포를 수용한 그룹에서 개선된 종양 제어를 보여주었다. (도 5b) CISH KO 세포를 수용한 그룹에서 증가된 생존율을 보여주는 생존율 곡선.
[0033] 도 6: 희생과 동시에, 유동 세포측정 분석은 가공된 혈액, 비장, 간, BM에 대해 수행하여 Raji 및 NK CAR의 존재를 평가하였다. CISH KO CAR19/IL-15 세포를 투여받은 마우스에서는 Raji 림프종에 대한 어떠한 증거가 없었고 CAR 발현 NK 세포의 명백한 집단은 PB 및 기관에서 검출되었다.
[0034] 도 7a-7e: CISH 엑손 4를 표적화하기 위해 CRISPR-Cas9를 사용한 효율적인 CISH KO. (도 7a) NT 및 iC9/CAR19/IL-15 형질도입된 NK 세포 둘다에서 14일 및 21일째에 CISH 전사에서의 시간 의존성 증가를 보여주는 RTqPCR 결과. (도 7b) 2개의 상이한 가이드 RNA (gRNA) (서열번호 1-2) 표적화 엑손 4를 사용한 CRISPR 매개된 CISH KO의 도식적 제공. (도 7c) >90% 인델(indel)과 함께 CISH KO 효율을 보여주는, RNP 전기천공 후 2일째에 수행된 PCR 결과. (도 7d) 퍼센트 단백질 상실을 보여주는 RNP 전기천공 후 7일째에 수행된 웨스턴 블롯을 참조 유전자로서 사용하였다. (도 7e) NHEJ의 CRISPR 매개된 이벤트에 상응하는, 이들 각각의 cas9 모사체 대조군과 비교하여 NT CISH KO 및 CAR CISH KO 샘플에서 다중 피크를 보여주는 생거 서열분석 결과. 화살표는 유전자 편집이 개시되는 염기쌍 위치를 지적한다.
[0035] 도 8a-8f: CISH KO는 NT 및 iC9/CAR19/IL-15 형질도입된 NK 세포에서 기능 및 세포독성을 개선시킨다. Raji 림프종에 대한 상이한 NK 세포 조건(NT, NT CISH KO, iC9/CAR19/IL-15, iC9/CAR19/Il-15 CISH Ko)의 활성을 비교하는 기능성 연구. (도 8a) IFNγ, TNFα 및 CD107a 발현의 대표적인 FACS 플롯. (도 8b) NK 세포에서 IFNγ, TNFα 및 CD107a 퍼센트 발현의 막대 챠트, 화살표막대는 SD를 나타낸다 (n=6). (도 8c) 상이한 E:T 비율 (5:1, 2:1, 1:1, 0.5:1) (n=3)에서 크로뮴 방출 검정. (도 8d) NK 세포와 Raji 림프종 세포 사이의 면역 시냅스 형성을 보여주는 공초점 현미경(n=3). (도 8e) MTOC에서 시냅스까지의 거리의 플롯. (도 8f) iC9/CAR19/IL-15와 iC9/CAR19/Il-15 CISH KO를 비교하는, 상이한 E:T 비율 1:1, 1:2 및 1:4에서 12시간 초과 동안 Raji 림프종의 퍼센트 사멸을 보여주는 인큐사이트(Incucyte) 실험.
[0036] 도 9a-9h: CISH KO iC9/CAR19/Il-15 NK 세포의 표현형 및 분자 시그네이쳐 (도 9a) CISH KO 샘플에서 보다 낮거나 보다 높은 발현을 보여주는 Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL-15 (n=2)와 비교되는 CISH KO iC9/CAR19/IL-15에서 마커의 발현의 메디안을 나타내는 매쓰 세포측정 데이터의 비교 히트맵. (도 9b) Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL-15와 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/IL-15에서 증가된 발현을 보여주는 선택된 마커의 대표적인 Visne 플롯. 삽입물 tsne-1 대 tsne2. (도 9c) iC9/CAR19/IL15 NK 세포 CTRL 대 CISH KO (n=2)에서 차등적으로 발현되는 유전자를 보여주는 히트맵. (도 9d) Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL15 NK 세포와 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/IL15 NK 세포에서 NFKB 및 IFNγ 반응을 통한 TNFα 신호전달에서의 농축을 보여주는 유전자 세트 농축 분석 플롯. (도 9e) Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포와 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/IL15 NK 세포에 상향조절되는 유전자의 일부를 보여주는 볼카노(Volcano) 플롯(n=2). (도 9f) Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL15 NK 세포와 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/IL15 NK 세포에서 IL-2/STAT5 신호전달, STAT3/IL-6 신호전달 및 염증 반응에서 농축을 보여주는 유전자 세트 농축 분석 플롯. (도 9g) 30분 동안 Raji 림프종 세포와 동시 배양 후 Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL15 NK 세포와 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/IL15 NK 세포에서 p-STAT5, p-STAT3 및 p-PLCg1의 증진된 상향조절을 보여주는 대표적인 히스토그램. (도 9h) Cas9 대조군 대 CISHKO iC9/CAR19/IL15 NK 세포에서 p-STAT5, p-STAT3 및 p-PLCg1의 MFI를 보여주는 막대 챠트.
[0037] 도 10a-10l: CISH KO는 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포의 대사를 재프로그래밍한다. (도 10a) MTORC1, 해당과정, 저산소 상태 유전자 세트에서 농축을 보여주는 GSEA 분석. (도 10b) 상이한 농축된 대사 경로와 연관된 유전자의 차등적 발현을 보여주는 히트맵. (도 10c) 농축된 대사 경로 (노드)와 연관된 상향조절된 유전자 (원형)를 보여주는 네트워크 분석: IL-2/STAT5 신호전달 (갈색), mTORC1, 해당과정 및 저산소 상태, 경로와 특정 유전자 간의 엣지를 나타낸다. (도 10d) CIS 결실이 MTORC1, HIF-1a 및 해당과정의 상향조절을 통해에 의해 어떻게 iC9/CAR19/IL-15의 대사 경로를 조절하는지의 추정을 나타내는 도식적 다이아그램. CISH KO는 Raji 종양 세포에 응답하여 NK 세포의 대사 적응을 조절한다. (도 10e-10f) 2시간 동안 Raji와의 동시 배양 후 NT, NTKO, CAR, CARKO에 대한 ECAR의 결과를 보여주는 해마 검정. (도 10g) 상이한 NK 세포 조건이 4시간 동안 Raji와 동시 배양되는 웰로부터 수거된 상등액 상에서 수행된 글루코스 비색 시험의 결과. (도 10h) 적색의 노드에 의해 나타낸 해당과정 효소의 상향조절을 보여주는 IPA를 통해 생성된 해당과정 경로. (도 10i) CAR 및 CAR CISH KO에서 포스포-S6의 평균 형광 강도 (MFI). (도 10j) NT, NTKO, CAR, CARKO에 대한 OCR 결과를 보여주는 해마 검정. (도 10k-10l) 리소좀, 미토콘드리아 및 핵을 평가하고 통계학적으로 NTcas9와 NTKO, CAR cas9와 CAR KO 간의 이들의 수 및 용적을 비교하는 공초점 현미경 결과.
[0038] 도 11a-11i: CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포는 낮은 주입 용량에서도 Raji 림프종 모델에서 종양 대조군 및 생존율을 개선시킨다. (도 11a)) 생체내 실험의 타임라인을 나타내는 도식적 다이아그램. 단독의 Raji (n=5) 대 Raji + NT (n=5) 대 Raji +NT cas9 CTRL (n=5) 대 Raji + NT CISH KO (n=5)를 투여받은 마우스 그룹을 비교하는 (도 11b) 생발광 이미지화 (BLI) 결과 및 (FIG. 11c) 생존율 곡선. (도 11d) 상이한 일자에 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포 Cas9 대조군 대 CISH KO를 비교하는 마우스의 말초 혈액에 존재하는 CD45+ 세포 중에서 NK 세포 퍼센트. (도 11e) BLI 이미지화 결과 (도 11f) 평균 방사 휘도 (도 11g) 생존율 곡선 및 (도 11h)) 마우스의 하기 그룹을 비교하는 체중 곡선: 단독의 Raji (n=5) 대 Raji+ iC9/CAR19/IL-15 3x10e6 cas9 대조군 (n=5) 대 iC9/CAR19/IL-15 3x10e6 CISH KO (n=5) 대 iC9/CAR19/IL-15 10x10e6 cas9 대조군 (n=5) 대 iC9/CAR19/IL-15 10x10e6 CISH KO (n=3). h, 단독의 Raji 대 CAR19/IL-15 CTRL (10x10e6) 대 CAR19/IL-15 CISH KO (10x10e6) 그룹을 비교하는 상부 패널에서 H&E 염색 및 하부 패널에서 CD20 면역조직화학적 염색을 보여주는 간 (좌측 패널) 및 골수 (우측 패널)로부터의 대표적인 병리학 사진. (도 11i) 상이한 그룹 중에서 시간 경과에 따른 마우스 체중의 플롯
[0039] 도 12a-12d: GUIDE-Seq에 의한 Cas9 오프-표적 부위의 동정 및 rhAmpSeq™ 기술을 사용한 잠재적 Cas9 오프-표적 절단 부위의 정량. (도 12a)) CISH 유전자좌를 표적화하는 2개의 가이드에 대한 GUIDE-Seq에 의해 동정된 오프-표적 부위의 서열. 가이드 서열은 하기에 나타낸 오프-표적 부위와 함께 상부에 열거한다. 온-표적 부위는 검정 정사각형으로 나타낸다. 가이드와의 불일치를 나타내고 회색으로 나타낸 삽입으로 강조된다. GUIDE-Seq 서열분석 판독의 수는 각각의 부위의 우측에 나타낸다. Alt-R tracrRNA와 복합체화된 10 μM Alt-R crRNA XT는 핵감염에 의해 Cas9 뉴클레아제를 항시성으로 발현하는 HEK293 세포로 전달한다. (도 12b)) 파이 챠트는 온-표적 및 오프-표적인 전체 고유한 CRISPR-Cas9 특이적 판독 계수의 분획 퍼센트를 나타낸다. GUIDE-Seq에 의해 동정된 온- 및 오프-표적 부위에서 총 편집은 NGS에 대한 복합화된 표적화 농축 접근법인 rhAmpSeq를 사용하여 측정하였다. 2개의 CISH 표적화 가이드 각각에 대해, 앰플리콘은 온 표적 GUIDE-Seq 판독의 >1%의 판독으로 각각의 Cas9 절단 부위 주변에 디자인하였다. WT Cas9 또는 Alt-R HiFi Cas9 중 하나와 형성된 RNP 복합체는 전기천공을 통해 확장된 NK 세포에 전달하였다. (도 12c)) 단일 RNP 복합체가 전달된 경우 CISH 가이드 1 (패널 1, 11-플렉스) 및 CISH 가이드 2 (패널 2, 70-플렉스)에 대해 각각 표적화된 유전자좌에서 INDEL 형성. (도 12d) CISH 가이드 1과 CISH 가이드 2가 동시 전달되는 경우 각각의 표적화된 유전자좌에서 INDEL 형성. 온-표적 유전자좌는 별표로 나타낸다
[0040] 도 13a-13c: iC9/CAR19/IL-15 형질도입 및 CISH KO 효율은 시간 경과에 따라 안정하다. (도 13a) 형질도입된 세포 및 대조군 세포에서 CD56의 유동 세포측정 분석. (도 13b) 형질도입된 세포의 세포 생존율. (도 13c)) 형질도입 동안에 다양한 일자의 웨스턴 블롯.
[0041] 도 14a-14d: CISH KO NT NK 세포의 표현형 및 분자 시그네이져. (도 14a-14b)) 유전자 시그네이쳐의 히트맵. (도 14c-14d) CISH KO NT NK 세포의 분석.
[0042] 도 15: 단일 용량의 CAR19/IL-15는 Raji 림프종 마우스 모델에서 생존을 연장하지만 치유를 유도하지 않는다.
[0043] 도 16a-16c: CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포는 여전히 이량화체(dimerizer)를 사용하여 제거될 수 있다. (도 16a-16b) CISH KO NT NK 세포의 유동 세포측정 분석. (도 16c) 혈액, 간, 비장 또는 골수에서 퍼센트 CAR+ NK 세포.
[0044] 도 17: 고용량의 CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포를 투여받은 마우스에서 Raji 림프종에 대한 증거가 없다
[0045] 단백질의 사이토킨 신호전달 (SOCS) 패밀리의 서프레서는 암에 대한 NK 세포의 사이토킨 신호 전달, 기능적 활성 및 면역력을 약화시킴에 의해 NK 세포 생물학에서 중요한 역할을 수행한다. 이의 구성원 중 하나인, CISH 유전자에 의해 암호화된 사이토킨-유도성 SH2-함유 단백질 (CIS)은 NK 세포에서 중요한 세포내 관문 분자로서 동정되었고 IL-15를 포함하는 사이토킨에 의해 유도된다. 따라서, 본원 발명자들은 CAR19/IL-15 형질도입된 CB-NK 세포에서 CIS의 발현 및 CISH 결실의 결과를 평가함에 의해, 가공된 NK 세포가 비변형된 NK 세포에서 사이토킨 신호전달을 생리학적으로 하향조절하는 동일한 역 조절 회로에 적용되는지의 여부를 결정하는 것을 모색하였다.
[0046] 본 연구는 어느 하나의 접근법과 비교하여 우수한 종양 제어를 유도하는 CAR 가공과 CISH 녹아웃 (KO)을 조합하는 신규 접근법을 입증하였다. CISH KO는 JAK/STAT 신호전달을 증가시킴에 의해 iC9/CAR19/IL-15-형질도입된 CB-NK 세포의 활성을 증진시켰다. 더욱이, CISH 표적화가 CAR-NK 세포의 대사를 조절하고 라파마이신의 포유동물 표적 (mTOR) 신호 전달 경로를 활성화시키고 이들의 대사에서 해당과정 전환을 유도함에 의해 이들의 ‘적응성’을 증진시키는 것으로 나타났다. 이것은 면역 관문 분자의 유전자 편집이 CAR.NK 세포의 대사 경로를 조절함에 의해 상기 세포의 활성 및 적응성을 증진시킨다는 것을 처음으로 입증한 것이다.
[0047] 구체적으로 본 연구는 mRNA qPCR에 의한 결정시 확장 7일 후 CISH가 CAR19/IL-15 형질도입된 CB-NK 세포에서 유도됨을 보여주었다(도 1). CAR.19/IL-15 형질도입된 NK 세포에서 CISH 결실의 기능적 결과를 조사하기 위해, iC9/CAR.CD19/IL-15 작제물을 사용한 CISH 및 레트로바이러스 형질도입을 사일런싱하기 위해 조합된 Cas9 리보뉴클레오단백질 (Cas9 RNP)-매개된 유전자 편집을 위한 프로토콜을 개발하였다. iC9/CAR.19/IL-15 작제물을 사용한 CB-NK 세포의 형질도입 7일 후, 형질도입된 NK 세포는 단독의 Cas9 (Cas9 대조군) 또는 CISH 엑손 4를 표적화하는 화학적으로 합성된 crRNA:tracrRNA 듀플렉스가 미리 부하된 Cas9으로 핵감염시켰다. 이어서 세포는 추가로 7일 동안 클론 9.mbIL21 및 IL-2 (100 iU/ml)와 함께 배양하여 확장을 증진시켰다. 유전자 편집 효율은 PCR (2일)로 정량하고 단백질 발현 수준에서의 감소는 CAR-NK 세포에서 유동 세포측정 (7일)에 의해 결정하였다. CISH 녹아웃은 IFN-γ 및 TNF-α에 대한 세포내 염색, CD107a 탈과립화 및 51Cr 방출 검정에 의한 종양 사멸에 의한 평가시, 특히 보다 낮은 이펙터-표즉 비율에서 Raji 종양 세포에 대한 iC9/CAR19/IL-15 형질도입된 CB-NK 세포의 기능을 상당히 증진시켰다. 전망있는 시험관내 데이터를 고려하여, 가공된 CB 유래된 CAR-NK 세포는 Raji 림프종의 뮤린 마우스 모델에서 생체내 시험하였다. 마우스는 300만 또는 1000만 NK 세포를 단지 1회 주사하여 처리하였고 이는 iC9/CAR19/IL-15 형질도입된 CB-NK에서 CISH KO가 생체내 이들의 지속성을 증진시키고 용량 수준 둘다에서 마우스의 생존율을 개선시키지만 보다 인상적인 장기 생존율은 1000만 용량 수준을 사용하여 나타났다.
[0048] 따라서, 특정 구현예에서, 본원의 개시내용은 CAR을 발현하도록 NK 세포를 가공함에 의해, 예를 들어, 레트로바이러스 형질도입에 의해, 그리고 CISH의 발현을 중단시킴에 의해, 예를 들어, CISH의 CRISPR-Cas9-매개된 녹다운을 사용함에 의해 NK 세포를 생성하는 방법을 제공한다. CAR 작제물은 IL-15와 같은 사이토킨을 발현할 수 있다.
[0049] 본원에 제공된 NK 세포를 사용하여 효능을 증진시킴에 의해 입양 CAR 세포성 치료요법을 개선시킴에 따라서 보다 낮은 수의 CAR NK 세포가 주입되어 독성이 감소될 수 있게 한다. 따라서, 추가의 구현예는 혈액 악성 종양, 고형암, 감염성 질환 또는 이식편 대 숙주 질환을 포함하지만 이에 제한되지 않는 면역 질환을 갖는 암 환자를 치료하기 위해 CAR NK 세포와 함께 입양 세포 치료요법을 투여하는 방법을 제공한다.
I. 정의
[0050] 본원에서, 특정 성분과 관련하여 "필수적으로 없는"이라는 용어는 해당 특정 성분을 의도적으로 조성물 내로 제형화하여 전혀 넣지 않았고/않았거나 해당 특정 성분이 오염물로서만 존재하거나 미량으로만 존재하는 것을 의미하기 위해 사용된다. 따라서, 조성물의 의도치 않은 임의의 오염으로 야기된 특정 성분의 총량은 0.05% 미만, 바람직하게는 0.01%이다. 표준 분석 방법으로 특정 성분의 양이 검출될 수 없는 조성물이 가장 바람직하다.
[0051] 본원 명세서에서, 단수형 관사("a" 또는 "an")는 하나 이상을 의미할 수 있다. 본원 청구항에서, 단수형 관사 ("a" 또는 "an")는 "포함하는" 이라는 단어와 함께 사용되는 경우 하나 또는 하나 이상을 의미할 수 있다.
[0052] 청구항에서 "또는" 이라는 용어의 사용은, 그것이 명시적으로 대안만을 언급하지 않는 한 또는 명세서가 대안 및 "및/또는"만을 언급하는 정의를 뒷받침하고 있더라도 그 대안이 상호 배타적이지 않는 한 "및/또는"을 의미하는 것으로 사용된다. 본원에서 "또 다른" 이라는 말은 적어도 두번째 또는 그 이상을 의미할 수 있다. 용어 “약”, “실질적으로” 및 “대략적으로”는 일반적으로 기재된 값의 + 또는 - 5%를 의미한다.
[0053] "면역 장애", "면역-관련 장애" 또는 "면역-매개된 장애"는 면역 반응이 질환의 발병 또는 진행에서 주요 역할을 수행하는 장애를 언급한다. 면역 매개된 장애는 자가면역 장애, 동종이식 거부, 이식편 대 숙주 질환 및 염증성 및 알레르기성 병태를 포함한다.
[0054] "면역 반응"은 면역계 세포, 예를 들어, 자극에 대한 B 세포, 또는 T 세포, 또는 선천성 면역 세포의 반응이다. 하나의 구현예에서, 반응은 특정 항원에 특이적이다("항원-특이적 반응").
[0055] "자가면역 질환"은 면역계가 결과적으로 조직에 대한 손상과 함께, 정상 숙주의 일부인 항원 (즉, 자가항원)에 대한 면역 반응 (예를 들어, B 세포 또는 T 세포 반응)을 생성하는 질환을 언급한다. 자가항원은 숙주 세포로부터 유래될 수 있거나, 정상적으로 점막 표면에 군집하는 미생물 (공생 유기체로서 공지된)과 같은 공생 유기체로부터 유래할 수 있다.
[0056] 질환 또는 병태의 “치료하는" 또는 치료는 질환의 징후 또는 증상을 완화시키는 노력에서 하나 이상의 약물을 환자에게 투여함을 포함할 수 있는 프로토콜을 실행함을 언급한다. 바람직할 수 있는 치료 효과는 질환 진행율의 감소, 질환 상태의 개선 또는 완화, 차도 또는 개선된 예후를 포함한다. 완화는 이들의 출현 후 뿐만 아니라 질환 또는 병태의 징후 또는 증상 출현 전에 일어날 수 있다. 따라서, "치료하는" 또는 "치료"는 질환 또는 목적하지 않을 수 있는 병태를 “예방하는” 또는 이의 “예방”을 포함할 수 있다. 추가로, "치료하는" 또는 "치료"는 징후 또는 증상의 완전한 완화를 요구하지 않고, 치유를 요구하지 않으며 구체적으로 환자에 대해 단지 미진한 효과를 갖는 프로토콜을 포함한다.
[0057] 본원 전반에 걸쳐 사용된 바와 같은 용어 "치료학적 이득" 또는 "치료학적 유효량"은 상기 병태의 의학적 치료와 관련하여 대상체의 웰빙을 촉진시키거나 증진시키는 어떠한 것을 언급한다. 이것은 질환의 징후 또는 증상의 빈도 또는 중증도에서의 감소를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 암의 치료는 예를 들어, 종양 크기에서의 감소, 종양 공격성에서의 감소, 암 성장율에서의 감소 또는 전이의 예방을 포함할 수 있다. 암의 치료는 또한 암을 갖는 대상체의 생존을 지연시키는 것을 언급할 수 있다.
[0058] "대상체" 및 "환자"는 사람 또는 비-사람, 예를 들어, 영장류, 포유동물 및 척추동물을 언급한다. 특정 구현예에서, 대상체는 사람이다.
[0059] 용어 "약제학적 또는 약제학적으로 허용되는"은 동물, 예를 들어, 적절하게 사람에게 투여되는 경우 역반응, 알레르기 반응 또는 다른 원치않는 반응을 생성하지 않는 분자 실체 및 조성물을 언급한다. 항체 또는 추가의 활성 성분을 포함하는 약제학적 조성물의 제조는 본원 개시내용의 측면에서 당업자에게 공지되어 있다. 더욱이, 동물 (예를 들어, 사람) 투여에 대해, 제조는 생물학적 표준의 FDA 사무국에 의해 요구되는 바와 같이 멸균성, 발열성, 일반적인 안정성 및 순도 표준을 충족해야만 하는 것으로 이해된다.
[0060] 본원에 사용된 바와 같은, "약제학적으로 허용되는 담체"는 당업자에게 공지된 바와 같이, 임의의 및 모든 수성 용매(예를 들어, 물, 알콜/수용액, 식염수 용액, 비경구 비히클, 예를 들어, 염화나트륨, 링거 덱스트로스 등), 비-수성 용매(예를 들어, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 식물성 오일, 및 주사가능한 유기 에스테르, 예를 들어, 에틸올레에이트), 분산 매질, 코팅, 계면활성제, 항산화제, 보존제(예를 들어, 항세균 또는 항진균 제제, 항-산화물, 킬레이팅 제제 및 불활성 가스), 등장성 제제, 흡수 지연제, 염, 약물, 약물 안정화제, 겔, 결합제, 부형제, 붕해제, 윤활제, 감미제, 향제, 염료, 유체 및 영양물 보충제, 상기 유사 물질 및 이의 조합물을 포함한다. 약제학적 조성물 중 다양한 성분들의 pH 및 정확한 농도는 널리 공지된 파라미터에 따라 조정된다.
[0061] 용어 “일배체형 분류 또는 조직 분류"는 예를 들어, 어느 ΗLA 유전자좌 (또는 유전자좌 (loci))가 특정 대상체의 림프구 상에서 발현되는지를 결정함에 의해 대상체의 일배체형 또는 조직 유형을 동정하기 위해 사용되는 방법을 언급한다. ΗLA 유전자는 염색체 6의 짧은 아암 상에 영역인 주요 조직적합성 복합체 (MΗC)에 위치하고 세포-세포 상호작용, 면역 반응, 기관 이식, 암의 발병 및 질환에 대한 민감성에 관여한다. 이식에서 중요한 6개 유전학적 유전자좌가 있고 이들은 HLA-A, HLA-B, HLA-C, 및 HLA-DR, HLA-DP 및 HLA-DQ로 지정된다. 각각의 유전자좌에서, 임의의 여러 상이한 대립유전자가 있을 수 있다.
[0062] 일배체형 분류를 위해 광범위하게 사용되는 방법은 MHC 항원을 암호화하는 유전자의 공지된 분절과 대상체의 DNA를 비교하기 위해 폴리머라제 연쇄 반응 (PCR)을 사용한다. 유전자의 이들 영역의 가변성은 대상체의 조직 유형 또는 일배체형을 결정한다. 혈청학적 방법은 또한 세포의 표면 상에 형태학적으로 한정된 항원을 검출하기 위해 사용된다. HLA-A, -B, 및 -C 결정인자는 공지된 혈청학적 기술에 의해 측정될 수 있다. 간략하게, 대상체 기원의 림프구 (새로운 말초 혈액으로부터 단리된)는 모든 공지된 HLA 항원을 인지하는 항혈청으로 항온처리한다. 세포는 다양한 종류의 항혈청을 함유하는 미세한 웰을 갖는 트레이에서 확산시킨다. 세포는 30분 동안 항온처리하고 이어서 추가로 60분 보충 항온처리한다. 림프구가 이들의 표면 상에 항혈청 중 항체에 의해 인지되는 항원을 갖는 경우, 림프구는 용해된다. 염료는 세포막의 투과성 및 세포사에서의 변화를 보여주기 위해 첨가될 수 있다. 용해에 의해 파괴된 세포의 패턴은 조직학적 부적합 정도를 지적한다. 예를 들어, HLA-A3에 대해 시험된 사람으로부터의 림프구가 HLA-A3에 대한 항혈청을 함유하는 웰에서 파괴되는 경우, 상기 시험은 상기 항원 그룹에 대해 양성이다.
[0063] 용어 “항원 제공세포 (APC)”는 면역계의 특이적 이펙터 세포에 의해 인지될 수 있는 펩타이드-MHC 복합체의 형태 내 하나 이상의 항원을 제공함으로써 제공된 항원 또는 항원들에 대해 효과적인 세포 면역 반응을 유도할 수 있는 세포 부류를 언급한다. 용어 “APC”는 대식세포, B 세포, 내피 세포, 활성화된 T 세포, 및 수지상세포와 같은 온전한 전체 세포; 또는
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2-마이크로글로불린에 복합체화된 정제된 MHC 부류 I 분자와 같이, 항원을 제공할 수 있는 천연적으로 존재하거나 합성인 다른 분자일 수 있다.
II. NK 세포
[0064] 특정 구현예에서, NK 세포는 사람 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC), 비자극된 백혈구성분채집 생성물 (PBSC), 사람 배아 줄기 세포 (hESC), 유도된 만능 줄기 세포 (iPSC), 골수, 또는 당업계에 널리 공지된 방법에 의한 제대혈로부터 유래한다. 구체적으로, NK 세포는 제대혈 (CB), 말초혈 (PB), 골수 또는 줄기 세포로부터 단리할 수 있다. 특정 구현예에서, 면역 세포는 풀링된 Cβ로부터 단리된다. Cβ는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10개 이상의 유닛으로부터 풀링될 수 있다. 면역 세포는 자가 또는 동종이계일 수 있다. 단리된 NK 세포는 세포 치료요법이 투여된 대상체에 대해 일치되는 일배체형일 수 있다. NK 세포는 CD3 발현 부재와 함께 사람에서 CD16, CD56, 및 CD8와 같은 특이적 표면 마커에 의해 검출될 수 있다.
[0065] 특정 양상에서, NK 세포의 출발 집단은 피콜 밀도 구배 원심분리를 사용하여 단핵 세포를 단리함에 의해 수득된다. 세포 배양물은 CD3, CD14, 및/또는 CD19를 발현하는 임의의 세포가 고갈될 수 있고 CD56+/CD3- 세포 또는 NK 세포의 퍼센트를 결정하도록 특징분석될 수 있다.
[0066] 세포는 UAPC와 같은 현재 APC의 존재하에 확장시킨다. 확장은 약 2 내지 30일, 예를 들어, 3 내지 20일, 특히 12 내지 16일, 예를 들어, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 또는 19일, 구체적으로 약 14일 동안일 수 있다. NK 세포 및 APCS는 약 3:1-1:3, 예를 들어 2:1, 1:1, 1:2, 구체적으로 약 1:2의 비율로 존재할 수 있다. 확장 배양물은 추가로 사이토킨을 추가로 포함하여 IL-2, IL-21, 및/또는 Il-18과 같은 확장을 촉진시킬 수 있다. 사이토킨은 약 10-500 U/mL, 예를 들어, 100-300 U/mL, 특히 약 200 U/mL의 농도로 존재할 수 있다. 사이토킨은 예를 들어, 2 내지 3일 마다 확장 배양물에 보충될 수 있다. APC는 예를 들어, CAR 형질도입 후 적어도 2회 배양물에 첨가될 수 있다.
[0067] 확장 후, 면역 세포는 즉시 주입될 수 있거나 예를 들어, 냉동보존에 의해 저장될 수 있다. 특정 양상에서, 세포는 약 1, 2, 3, 4, 5일 내 벌크 집단으로서 수일, 수주 또는 수개월 동안 생체외 증식시킬 수 있다.
[0068] 확장된 NK 세포는 I형 사이토킨, 예를 들어, 인터페론-γ, 종양 괴사 인자-α 및 과립구-대식세포 콜로니-자극 인자 (GM-CSF)를 분비할 수 있고, 이들은 선천성 및 후천성 면역 세포 둘다 및 다른 사이토킨 및 케모킨을 활성화시킨다. 이들 사이토킨의 측정을 사용하여 NK 세포의 활성화 상태를 결정할 수 있다. 추가로, NK 세포 활성화의 결정을 위한 당업계에 공지된 다른 방법은 본 개시내용의 NK 세포의 특징 분석을 위해 사용될 수 있다.
A. CISH
[0069] 사이토킨-유도성 SH2-함유 단백질 (CIS)은 CISH 유전자에 의해 암호화된다. 이것은 SOCS 패밀리의 구성원이고 NK 세포에서 세포내 관문 분자이다. CISH는 IL-15에 응답하여 신속하게 유도되고 CISH의 고갈은 NK 세포가 Il-15에 과민성이 되도록 한다. CISH 녹아웃 NK 세포는 증진된 증식, 증가된 IFNγ 생성 및 증진된 세포독성 활성을 갖는다. CIS의 제거는 NK 세포 활성에 대한 제동을 해제한다.
[0070] 본 개시내용의 NK 세포는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해, 예를 들어, DNA-결합 표적화된 뉴클레아제, 예를 들어, 아연 핑거 뉴클레아제(ZFN) 및 전사 활성화인자 유사 이펙터 뉴클레아제 (TALEN), 및 RNA-가이드된 뉴클레아제, 예를 들어, CRlSPR-연합된 뉴클레아제 (Cas)를 포함하고, 유전자 또는 이의 일부의 서열에 표적화되도록 디자인된 서열 특이적 또는 표적화된 뉴클레아제에 의해 CISH를 파괴시킬 수 있다. 특정 양상에서, CISH 발현은 CRISPR-매개된 중단에 의해 파괴된다.
B. IL-15
[0071] 인터류킨-15 (lL-15)는 조직 제한적이고 병리학적 조건하에서만 혈청내 또는 전신적으로 임의의 수준으로 관찰된다. IL-15는 입양 치료요법을 위해 바람직할 수 있는 여러 속성들을 소유한다. IL-15는 천연 킬러 세포의 발육 및 세포 증식을 유도하고, 종양-잔류 세포의 기능적 억제를 완화시킴을 통해 확립된 종양의 소거를 촉진시키고 AICD를 억제하는 항상성 사이토킨이다.
[0072] 하나의 구현예에서, 본원의 개시내용은 CAR 및/또는 TCR 면역 세포를 IL-15로 동시 변형시키는 것에 관한 것이다. IL-15에 추가로, 다른 사이토킨이 고려된다. 이들은 사이토킨, 케모킨, 및 사람 적용을 위해 사용되는 세포의 활성화 및 증식에 기여하는 다른 분자를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. IL-15를 발현하는 NK 또는 T 세포는 주입 후 이들의 생존율에 중요한, 계속되는 지원 사이토킨 신호전달할 수 있다.
[0073] 특정 구현예에서, K562 aAPC는 발육되고, 지속적 CAR-매개된 증식을 할 수 있는 시험관내 면역 세포 (예를 들어, NK 세포)를 선택하기 위해, CD28, IL-15, 및 CD3ζ와 같은 동시 자극 분자와 함께 목적하는 항원(예를 들어, CD19)을 발현한다. 상기 강력한 기술은 사람 적용을 위해 적합한 임상적으로 관련된 수(1010 이하)의 CAR+ NK 세포의 제조를 가능하게 한다. 요구되는 바와 같이, 추가의 자극 사이클은 보다 큰 수의 유전학적으로 변형된 NK 세포를 생성하기 위해 수행될 수 있다. 전형적으로, 증식된 NK 세포의 적어도 90%는 CAR을 발현하고 주입을 위해 냉동보존될 수 있다. 추가로, 상기 접근법을 이용하여 형질도입된 CAR의 특이성을 aAPC 상에서 CAR에 의해 인지되는 종양-관련 항원(TAA)의 발현과 쌍을 이루도록 하여 다양한 종양 유형에 대한 NK 세포를 생성할 수 있다.
[0074] 유전학적 변형 후, 세포는 즉시 주입되거나 저장될 수 있다. 특정 양상에서, 유전학적 변형 후, 상기 세포는 세포로의 유전자 전달 후 약 1, 2, 3, 4, 5일 이상 이내에 벌크 집단으로서 수일. 수주 또는 수개월 동안 생체외 증식시킬 수 있다. 추가의 양상에서, 형질감염체를 클로닝하고 단일 통합되거나 에피좀으로 유지되는 발현 카세트 또는 플라스미드 및 키메라 수용체의 발현을 입증하는 클론을 생체외 확장시킨다. 확장을 위해 선택된 클론은 CD19 발현 표적 세포를 특이적으로 인지하고 용해시키는 능력을 입증한다. 재조합 면역 세포는 IL-2 또는 통상의 감마-쇄에 결합하는 다른 사이토킨 (예를 들어, IL-7, IL-12, IL-15, IL-21 등)으로 자극에 의해 확장될 수 있다. 재조합 면역 세포는 인공 항원 제공 세포를 사용한 자극에 의해 확장될 수 있다. 추가의 양상에서, 일반적으로 변형된 세포는 냉동보존시킬 수 있다.
A. 유전학적으로 가공된 항원 수용체
[0075] 본원 개시내용의 NK 세포는 가공된 TCR 및/또는 CAR과 같은 항원 수용체를 발현하도록 유전학적으로 가공될 수 있다. 예를 들어, NK 세포는 암 항원에 대한 항원 특이성을 갖는 TCR을 발현하도록 변형된다. 예를 들어, 상이한 항원에 대한 다중 CAR 및/또는 TCR은 NK 세포에 첨가될 수 있다.
[0076] 변형을 위한 적합한 방법은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 상기 문헌(Sambrook and Ausubel)을 참조한다. 예를 들어, 세포는 문헌(참조: Heemskerk et al., 2008 and Johnson et al., 2009)에 기재된 형질도입 기술을 사용하여, 암 항원에 대해 항원 특이성을 갖는 TCR을 발현하도록 형질도입될 수 있다.
[0077] 전장 TCR α 및 β (또는 γ 및 δ) 쇄를 암호화하는 RNA의 전기천공은 레트로바이러스적으로 형질도입되고 내인성 TCR 쇄의 쌍 형성에 의해 유발된 자가반응성을 갖는 장기간의 문제점을 극복하기 위한 대안으로서 사용될 수 있다. 상기 대안적 쌍형성이 일시적 형질감염 전략에서 일어나지만,능히 생성된 자가반응성 T 세포는 일부 시간 후 자가반응성을 상실하는데 그 이유는 형질도입된 TCR α 및 β 쇄가 단지 일시적으로 발현되기 때문이다. 도입된 TCR α 및 β 쇄 발현이 감소되는 경우, 단지 정상의 자가 T 세포를 잔류시킨다. 이것은 전장 TCR 쇄가 도입된 TCR 쇄를 결코 상실하지 않아 환자에서 일정한 해당 자가반응성을 유발하는 안정한 레트로바이러스 형질도입에 의해 도입되는 경우가 아니다.
[0078] 일부 구현예에서, 상기 세포는 하나 이상의 항원 수용체를 암호화하는 유전학적 가공을 통해 도입된 하나 이상의 핵산, 및 상기 핵산의 유전학적으로 가공된 생성물을 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산은 즉, 통상적으로 가공된 세포 및/또는 상기 세포가 유래되는 유기체에서 발견되지 않는, 또 다른 유기체 또는 세포로부터 수득된 것과 같이 세포로부터 수득된 세포 또는 샘플 중에 존재하지 않는 이종성이다. 일부 구현예에서, 핵산은 천연적으로 존재하지 않는, 예를 들어, 천연에서 발견되지 않는 핵산(예를 들어, 키메라)이다.
[0079] 일부 구현예에서, CAR은 항원에 특이적으로 결합하는 세포외 항원-인지 도메인을 함유한다. 일부 구현예에서, 상기 항원은 세포 표면 상에서 발현되는 단백질이다. 일부 구현예에서, CAR은 TCR-유사 CAR이고 상기 항원은 가공된 펩타이드 항원, 예를 들어, TCR과 같이 주요 조직적합성 복합체 (MHC) 분자와 관련하여 세포 표면 상에서 인지되는 세포내 단백질의 펩타이드 항원이다.
[0080] CAR 및 재조합 TCR을 포함하는 예시적 항원 수용체, 및 수용체를 가공하고 세포에 도입하기 위한 방법은 예를 들어, 문헌(참조: 국제 특허 출원 공개 공보 WO200014257, WO2013126726, WO2012/129514, WO2014031687, WO2013/166321, WO2013/071154, WO2013/123061, 미국 특허 출원 공개 공보 US2002131960, US2013287748, US20130149337, 미국 특허 제6,451,995호, 제7,446,190호, 제8,252,592호, 제8,339,645호, 제8,398,282호, 제7,446,179호, 제6,410,319호, 제7,070,995호, 제7,265,209호, 제7,354,762호, 제7,446,191호, 제8,324,353호, 및 제8,479,118호, 및 유럽 특허 출원 EP2537416)에 기재된 것들, 및/또는 문헌(참조: Sadelain et al., 2013; Davila et al. 2013; Turtle et al., 2012; Wu et al., 2012)에 기재된 것들을 포함한다. 일부 양상에서, 유전학적으로 가공된 항원 수용체는 미국 특허 제7,446,190호에 기재된 바와 같은 CAR, 및 국제 특허 출원 공개 공보 WO/2014055668 Al에 기재된 것들을 포함한다.
2. 키메라 항원 수용체
[0081] 일부 구현예에서, CAR은 다음을 포함한다: a) 세포내 신호전달 도메인, b) 막관통 도메인, 및 c) 항원 결합 영역을 포함하는 세포외 도메인.
[0082] 일부 구현예에서, 가공된 항원 수용체는 활성화 또는 자극 CAR, 동시 자극 CAR (문헌참조: WO2014/055668), 및/또는 억제 CAR (iCAR, 문헌(Fedorov et al., 2013)을 참조한다)을 포함하는 CAR을 포함한다. CAR은 일반적으로 일부 양상에서 링커 및/또는 막관통 도메인(들)을 통해 하나 이상의 세포내 신호전달 성분에 연결된 세포외 항원 (또는 리간드) 결합 도메인을 포함한다. 상기 분자는 전형적으로 통상의 항원 수용체를 통한 신호, 동시 자극 수용체와 조합된 상기 수용체를 통한 신호 및/또는 단독의 동시 자극 수용체를 통한 신호를 모방하거나 근접한다.
[0083] 본원의 개시내용의 특정 구현예는 세포내 신호전달 도메인, 막관통 도메인 및 하나 이상의 신호전달 모티프를 포함하는 세포외 도메인을 포함하는, 면역원성을 감소시키기 위해 사람화된 CAR (hCAR)을 포함하는 항원-특이적 CAR 폴리펩타이드를 암호화하는 핵산을 포함하는, 핵산의 용도에 관한 것이다. 특정 구현예에서, CAR은 하나 이상의 항원 간의 공유된 공간을 포함하는 에피토프를 인지할 수 있다. 특정 구현예에서, 결합 영역은 모노클로날 항체의 상보성 결정 영역, 모노클로날 항체의 가변 영역 및/또는 이의 항원 결합 단편을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 특이성은 수용체에 결합하는 펩타이드 (예를 들어, 사이토킨)로부터 유래한다.
[0084] 사람 CAR 핵산은 사람 환자에 대한 세포성 면역치료요법을 증진시키기 위해 사용되는 사람 유전자들일 수 있는 것으로 고려된다. 특이적 구현예에서, 본 발명은 전장 CAR cDNA 또는 암호화 영역을 포함한다. 항원 결합 영역 또는 도메인은 본원에 참조로 인용되는 미국 특허 제7,109,304호에 기재된 것들과 같은 특정 사람 모노클로날 항체로부터 유래된 단일쇄 가변 단편 (scFv)의 VH 및 VL 쇄의 단편을 포함할 수 있다. 상기 단편은 또한 사람 항원-특이적 항체의 임의의 수의 상이한 항원 결합 도메인일 수 있다. 보다 구체적인 구현예에서, 상기 단편은 사람 세포에서 발현을 위한 사람 코돈 용법을 위해 최적호된 서열에 의해 암호화된 항원-특이적 scFv이다.
[0085] 정렬은 다량체성, 예를 들어, 디아바디 또는 다량체일 수 있다. 다량체는 경쇄 및 중쇄의 가변부의 가교 결합쌍에 의해 디아바디로 형성될 가능성이 높다. 작제물의 힌지 부분은 전체적으로 결실되고, 제1 시스테인이 유지되고, 세린 보다는 프롤린 치환, 제1 시스테인까지 절단된 다수의 대안물을 가질 수 있다. Fc 부분은 결실될 수 있다. 안정하고/하거나 이량체화하는 임의의 단백질은 상기 목적에 작용할 수 있다. Fc 도메인, 예를 들어, 사람 면역글로불린으로부터의 CH2 또는 CH3 도메인 중 단지 하나를 사용할 수 있다. 또한, 이량체화를 개선시키기 위해 변형된 사람 면역글로불린의 힌지, CH2 및 CH3 영역을 사용할 수 있다. 또한 단지 면역글로불린의 힌지 부분을 사용할 수 있다. 또한 CD8알파의 일부를 사용할 수 있다.
[0086] 일부 구현예에서, CAR 핵산은 막관통 도메인 및 변형된 CD28 세포내 신호전달 도메인과 같은, 다른 동시자극 수용체를 암호화하는 서열을 포함한다. 다른 동시자극 수용체는 하나 이상의 CD28, CD27, OX-40 (CD134), DAP10, DAP12 및 4-1BB (CD137)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. CD3ξ에 의해 개시된 원발성 신호에 추가로, 사람 CAR에 삽입된 사람 동시 자극 수용체에 의해 제공된 추가의 신호는 NK 세포의 완전한 활성화를 위해 중요하고 입양 면역요법의 생체내 지속성 및 치료학적 성공의 개선을 도와줄 수 있다.
[0087] 일부 구현예에서, 입양 치료요법에 의해 표적화될 특정 세포 유형에서 발현되는 항원, 예를 들어, 암 마커 및/또는 약화된 반응을 유도하기 위해 의도된 항원, 예를 들어, 정상 또는 비-환부 세포 유형 상에 발현되는 항원과 같은 특정 항원 (또는 마커 또는 리간드)에 대한 특이성을 갖는 CAR이 작제된다. 따라서, CAR은 전형적으로 세포외 부분에서, 하나 이상의 항원 결합 분자, 예를 들어, 하나 이상의 항원 결합 단편, 도메인, 또는 이의 일부, 또는 하나 이상의 항체 가변 도메인, 및/또는 항체 분자를 포함한다. 일부 구현예에서, CAR은 모노클로날 항체 (mAb)의 가변 중쇄 (VH) 및 가변 경쇄 (VL)로부터 유래된 단일쇄 항체 단편 (scFv)와 같은 항에 분자의 항원 결합 부분 또는 부분들을 포함한다.
[0088] 키메라 항원 수용체의 특정 구현예에서, 수용체의 항원 특이적 부분(이는 항원 결합 영역을 포함하는 세포외 도메인으로서 언급될 수 있다)은 종양 관련 항원 또는 병원체-특이적 항원 결합 도메인을 포함한다. 항원은 패턴-인지 수용체, 예를 들어, 덱틴(Dectin)-1에 의해 인지되는 탄수화물 항원을 포함한다. 종양 관련 항원은 이것이 종양 세포의 세포 표면 상에서 발현되는 한 임의의 종류일 수 있다. 종양 관련 항원의 예시적 구현예는 CD19, CD20, CD5, CD7, CD22, CD70, CD30, BCMA, CD25, NKG2D 리간드, MICA/MICB, 암배아 항원, 알파페토단백질, CA-125, MUC-1, CD56, EGFR, c-Met, AKT, Her2, Her3, 상피 종양 항원, 흑색종 관련 항원, 돌연변이된 p53, 돌연변이된 ras 등을 포함한다. 특정 구현예에서, CAR은 사이토킨과 동시 발현하여 저량의 종양 관련 항원이 있는 경우 지속성을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, CAR은 IL-15과 동시 발현될 수 있다.
[0089] 키메라 수용체를 암호화하는 개방 판독 프레임의 서열은 게놈 DNA 공급원, cDNA 공급원으로부터 수득될 수 있거나 합성되거나 (예를 들어, PCR을 통해) 이의 조합일 수 있다. 게놈 DNA의 크기 및 인트론의 수에 의존하여, 인트론이 mRNA를 안정화시키는것으로 밝혀짐에 따라 cDNA 또는 이의 조합을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 추가로, mRNA를 안정화시키기 위해 내인성 또는 외인성 비-암호화 영역을 사용하는 것이 유리할 수 있다.
[0090] 키메라 작제물은 누출된 DNA로서 또는 적합한 벡터에서 면역 세포로 도입될 수 있는 것으로 고려된다. 세포를, 누출된 DNA를 사용하는 전기천공에 의해 안정하게 형질감염시키는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,410,319호를 참조한다. 누출된 DNA는 일반적으로 발현을 위한 적당한 배향에서 플라스미드 발현 벡터 내 함유된, 키메라 수용체를 암호화하는 DNA를 언급한다.
[0091] 대안적으로, 바이러스 벡터(예를 들어, 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 아데노-관련 바이러스 벡터 또는 렌티바이러스 벡터)를 사용하여 키메라 작제물을 마우스 세포에 도입할 수 있다. 본원의 개시내용의 방법에 따라 사용하기 위해 적합한 벡터는 면역 세포에서 비-복제성이다. 바이러스를 기반으로 하는 다수의 벡터가 공지되어 있고, 여기서, 세포에 유지되는 바이러스의 카피수는 세포의 생존율을 유지하기에 충분히 낮고, 예를 들어, HIV, SV40, EBV, HSV, 또는 BPV를 기반으로 하는 벡터가 있다.
[0092] 일부 양상에서, 항원-특이적 결합, 또는 인지 성분은 하나 이상의 막관통 및 세포내 신호전달 도메인에 연결된다. 일부 구현예에서, CAR은 CAR의 세포외 도메인에 융합된 막관통 도메인을 포함한다. 하나의 구현예에서, 천연적으로 CAR 내 도메인 중 하나와 연합된 막관통 도메인이 사용된다. 일부 경우에, 막관통 도메인은 수용체 복합체의 다른 구성원과의 상호작용을 최소화하기 위해 동일하거나 상이한 표면 막 단백질의 막관통 도메인으로 도메인의 결합을 회피하도록 아미노산 치환에 의해 선택되거나 변형된다.
[0093] 일부 구현예에서, 막관통 도메인은 천연으로부터 또는 합성 공급원으로부터 유래한다. 공급원이 천연인 경우, 일부 양상에서 도메인은 임의의 막 결합된 또는 막관통 단백질로부터 유래한다. 막관통 영역은 T-세포 수용체, CD28, CD3 제타, CD3 엡실론, CD3 감마, CD3 델타, CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, CD 16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, CD 134, CD137, CD154, ICOS/CD278, GITR/CD357, NKG2D, 및 DAP 분자의 알파, 베타, 또는 제타 쇄로부터 유래된 것들(즉, 이의 적어도 막관통 영역(들)을 포함하는)을 포함한다. 대안적으로, 일부 구현예에서 막관통 도메인은 합성이다. 일부 양상에서, 합성 막관통 도메인은 주로 소수성 잔기들, 예를 들어, 류신 및 발린을 포함한다. 일부 양상에서, 페닐알라닌, 트립토판 및 발린의 트리플렛은 합성 막관통 도메인의 각각의 말단에서 발견된다.
[0094] 특정 구현예에서, NK 세포와 같은 면역 세포를 유전학적으로 변형시키기 위해 본원에 기재된 플랫폼 기술은 (i) 전기천공 장치 (예를 들어, 뉴클레오펙터)를 사용한 비-바이러스 유전자 전달, (ii) 엔도도메인(예를 들어, CD28/CD3-ζ, CD137/CD3-ζ, 또는 다른 조합)을 통해 신호를 전달하는 CAR, (iii) 항원-인지 도메인을 세포 표면으로 연결하는 다양한 길이의 세포외 도메인을 갖는 CAR 및 일부 경우에, (iv) CAR+ 면역 세포를 강하게 및 수적으로 확장시킬 수 있도록 K562로부터 유래된 인공 항원 제공 세포 (aAPC)를 포함한다(문헌참조: Singh et al., 2008; Singh et al., 2011).
3. T 세포 수용체 (TCR)
[0095] 일부 구현예에서, 유전학적으로 가공된 항원 수용체는 재조합 TCR 및/또는 천연적으로 존재하는 T 세포로부터 클로닝된 TCR을 포함한다. “T 세포 수용체" 또는 "TCR"은 가변 a 및 β 쇄 (또한 각각 TCRα 및 TCRβ로서 공지된) 또는 가변 γ 및 δ 쇄 (또한 각각 TCRγ 및 TCRδ로서 공지된)를 함유하고 MHC 수용체에 결합된 항원 펩타이드에 특이적으로 결합할 수 있는 분자를 언급한다. 일부 구현예에서, TCR은 αβ 형태이다.
[0096] 전형적으로, αβ 및 γδ 형태로 존재하는 TCR은 일반적으로 구조적으로 유사하지만 이들을 발현하는 T 세포는 고유의 해부하적 위치 또는 기능을 가질 수 있다. TCR은 세포의 표면 상에서 또는 가용성 형태로 발견될 수 있다. 일반적으로, TCR은 T 세포 (또는 T 림프구)의 표면상에서 발견되고, 여기서, 이것은 일반적으로 주요 조직적합성 복합체 (MHC) 분자에 결합된 항원을 인지하는데 관여한다. 일부 구현예에서, TCR은 또한 불변 도메인, 막관통 도메인 및/또는 짧은 세포질 꼬리를 함유할 수 있다(문헌참조: 예를 들어, Janeway et al, 1997). 예를 들어, 일부 양상에서, TCR의 각각의 쇄는 하나의 N-말단 면역글로불린 가변 도메인, 하나의 면역글로불린 불변 도메인, 막관통 영역 및 C-말단에 짧은 세포질 꼬리를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, TCR은 신호 전달을 매개하는데 관여하는 CD3 복합체의 영구적 단백질과 연관된다. 달리 기재되지 않는 경우, 용어 "TCR"은 이의 기능성 TCR 단편을 포괄하는 것으로 이해되어야만 한다. 상기 용어는 또한 αβ 형태 또는 γδ 형태의 TCR을 포함하는, 온전하거나 전장의 TCR를 포괄한다.
[0097] 따라서, 본원의 목적을 위해, TCR에 대한 언급은 임의의 TCR 또는 MHC 분자, 즉, MHC-펩타이드 복합체에 결합된 특이적 항원 펩타이드에 결합하는 TCR의 항원-결합 부분과 같은 기능성 단편을 포함한다. 상호교환적으로 사용될 수 있는 "항원 결합 부분" 또는 "항원 결합 단편" 은 TCR의 구조적 도메인의 일부를 함유하지만 완전한 TCR이 결합하는 항원(예를 들어, MHC-펩타이드 복합체)에 결합하는 분자를 언급한다. 일부 경우에, 항원 결합 부분은 TCR의 가변 도메인, 예를 들어, 특정 MHC-펩타이드 복합체에 결합하는 것에 대한 결합 부위를 형성하기에 충분한 TCR의 가변 a 쇄 및 가변 β 쇄와 같은 TCR의 가변 도메인을 함유하고, 예를 들어, 여기서, 각각의 쇄는 3개의 상보성 결정 영역을 함유한다.
[0098] 일부 구현예에서, TCR 쇄의 가변 도메인은 연합하여 TCR 분자의 결합 부위를 형성함에 의해 항원 인지를 부여하고 펩타이드 특이성을 결정하는, 면역글로불린과 유사한 루프 또는 상보성 결정 영역 (CDR)을 형성한다. 전형적으로, 면역글로불린과 같이, CDR은 프레임워크 영역 (FR)에 의해 분리된다(문헌참조: 예를 들어, Jores et al., 1990; Chothia et al., 1988; Lefranc et al., 2003). 일부 구현예에서, CDR3은 가공된 항원을 인지하기 위해 관여하는 주요 CDR이지만, 알파 쇄의 CDR1은 또한 항원성 펩타이드의 N-말단부와 상호작용하는 것으로 나타난 반면 베타 쇄의 CDR1은 펩타이드의 C-말단부와 상호작용한다. CDR2는 MHC 분자를 인지하는 것으로 사료된다. 일부 구현예에서, β-쇄의 가변 영역은 추가로 초가변 (HV4) 영역을 함유할 수 있다.
[0099] 일부 구현예에서, TCR 쇄는 불변 도메인을 함유한다. 예를 들어, 면역글로불린과 같이, TCR 쇄(예를 들어, α-쇄, β-쇄)의 세포외 부분은 N-말단에서 2개의 면역글로불린 도메인, 가변 도메인 (예를 들어, Va 또는 Vp; 전형적으로 캐뱃 넘버링을 기준으로 아미노산 1 내지 116: Kabat et al., "Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Dept. Health and Human Services, Public Health Service National Institutes of Health, 1991, 5th ed.), 및 세포막에 인접한 하나의 불변 도메인(예를 들어, α-쇄 불변 도메인 또는 Ca, 전형적으로 캐뱃을 기준으로 아미노산 117 내지 259, β-쇄 불변 도메인 또는 Cp, 전형적으로 캐뱃을 기준으로 아미노산 117 내지 295)를 함유할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 2개의 쇄에 의해 형성되는 TCR의 세포외 부분은 2개의 막-근접 불변 도메인, 및 CDR을 함유하는 2개의 막-원위 가변 도메인을 함유한다. TCR 도메인의 불변 도메인은 짧은 연결 서열을 함유하고, 여기서, 시스테인 잔기는 디설파이드 결합을 형성하고 이는 2개의 쇄 사이를 연결한다. 일부 구현예에서, TCR은 α 및 β 쇄 각각에서 추가의 시스테인 잔기를 가져 TCR은 불변 도메인에서 2개의 디설파이드 결합을 함유한다.
[00100] 일부 구현예에서, TCR 쇄는 막관통 도메인을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 막관통 도메인은 양으로 하전되어 있다. 일부 경우에서, TCR 쇄는 세포질 꼬리를 함유한다. 일부 경우에, 상기 구조는 TCR이 CD3과 같은 다른 분자와 연합할 수 있게 한다. 예를 들어, 막관통 영역을 갖는 불변 도메인을 함유하는 TCR은 세포막에 단백질을 고정시키고 CD3 신호전달 장치 또는 복합체의 영구 서브유닛과 연합할 수 있다.
[00101] 일반적으로, CD3은 포유동물에서 3개의 고유 쇄(γ, δ, 및 ε) 및 ζ-쇄를 가질 수 있는 다중-단백질 복합체이다 . 예를 들어, 포유동물에서, 복합체는 CD3γ 쇄, CD3δ 쇄, 2개의 CD3ε 쇄 및 CD3ζ 쇄의 동종이량체를 함유할 수 있다. CD3γ, CD3δ, 및 CD3ε 쇄는 단일 면역글로불린 도메인을 함유하는 면역글로불린 슈퍼패밀리의 고도의 관련 세포 표면 단백질이다. CD3γ, CD3δ, 및 CD3ε 쇄의 막관통 영역은 음으로 하전되어 있고, 이는 이들 쇄가 양으로 하전된 T 세포 수용체 쇄와 연합하도록 하는 특징이다. CD3γ, CD3δ, 및 CD3ε 쇄의 세포내 꼬리 각각은 면역수용체 티로신-기반 활성화 모티프 또는 ITAM으로서 공지된 단일의 보존된 모티프를 함유하는 반면 각각의 CD3ζ 쇄는 3개를 갖는다. 일반적으로, ITAM은 TCR 복합체의 신호전달 능력에 관여한다. 이들 악세서리 분자는 음으로 하전된 막관통 영역을 갖고 TCR로부터 세포로 신호를 전파하는 역할을 수행한다. CD3- 및 ζ-쇄는 TCR과 함께 T 세포 수용체 복합체로서 공지된 것을 형성한다.
[00102] 일부 구현예에서, TCR은 2개의 쇄 α 및 β (또는 임의로 γ 및 δ)의 이종이량체일 수 있거나 이것은 단일쇄 TCR 작제물일 수 있다. 일부 구현예에서, TCR은 예를 들어, 디설파이드 결합 또는 다설파이드 결합들에 의해 연결된 2개의 별개의 쇄 (α 및 β 쇄 또는 γ 및 δ 쇄)를 함유하는 이종이량체이다. 일부 구현예에서, 표적 항원 (예를 들어, 암 항원)에 대한 TCR을 동정하고 세포에 도입한다. 일부 구현예에서, TCR을 암호화하는 핵산은 예를 들어, 공용의 TCR DNA 서열의 폴리머라제 연쇄 반응 (PCR) 증폭 (PCR)에 의해 다양한 공급원으로부터 수득될 수 있다. 일부 구현예에서, TCR은 생물학적 공급원으로부터, 예를 들어, T 세포 (예를 들어, 세포독성 T 세포), T 세포 하이브리도마 또는 다른 공용의 공급원과 같은 세포로부터 수득된다. 일부 구현예에서, T 세포는 생체내 단리된 세포로부터 수득될 수 있다. 일부 구현예에서, 고친화성 T 세포 클론은 환자로부터 단리될 수 있고 TCR이 단리된다. 일부 구현예에서, T 세포는 배양된 T 세포 하이브리도마 또는 클론일 수 있다. 일부 구현예에서, 표적 항원에 대한 TCR 클론은 사람 면역계 유전자 (예를 들어, 사람 백혈구 항원 시스템 또는 HLA)로 가공된 유전자전이 마우스에서 생성되었다. 예를 들어, 문헌(tumor antigens (Parkhurst et al., 2009; Cohen et al., 2005))을 참조한다. 일부 구현예에서 파아지 디스플레이를 사용하여 표적 항원에 대한 TCR을 단리한다(문헌참조: 예를 들어, Varela-Rohena et al., 2008, 및 Li, 2005). 일부 구현예에서, TCR 또는 이의 항원-결합 부분은 합성적으로 TCR의 서열 지식으로부터 합성적으로 생성될 수 있다.
B. 항원-제공 세포
[00103] 대식세포, B 림프구 및 수지상 세포를 포함하는 항원-제공 세포는 이들의 특정 MHC 분자의 발현으로 구분된다. APC는 이들의 외부 세포막 상에 MHC 분자와 함께 항원을 내재화하고 상기 항원의 일부를 재발현한다. 상기 MHC는 다중 유전자좌와 함께 대형 유전학적 복합체이다. MHC 유전자좌는 부류 I 및 부류 II MHC로서 언급되는 2개 주요 부류의 MHC 막 분자를 암호화한다. T 헬퍼 림프구는 일반적으로 MHC 부류 II 분자와 연합된 항원을 인지하고, T 세포독성 림프구는 MHC 부류 I 분자와 연합된 항원을 인지한다. 사람에서, MHC는 HLA 복합체로서 언급되고 마우스에서 H-2 복합체로서 언급된다.
[00104] 일부 경우에, aAPC는 구현예의 치료학적 조성물 및 세포 치료요법 생성물을 제조하는데 유용하다. 항원 제공 시스템의 제조 및 용도에 관한 일반 지침에 대해, 예를 들어, 문헌(미국 특허 제6,225,042호, 제6,355,479호, 제6,362,001호 및 제6,790,662호; 미극 특허 출원 공개 공보 제2009/0017000호 및 제2009/0004142호; 및 국제 공개 공보 제WO2007/103009호)을 참조한다.
[00105] aAPC 시스템은 적어도 하나의 외인성 원조 분자를 포함할 수 있다. 분자를 원조하는 임의의 적합한 수 및 조합이 사용될 수 있다. 원조 분자는 동시-자극 분자 및 접착 분자와 같은 원조 분자로부터 선택될 수 있다. 예시적인 동시-자극 분자는 CD86, CD64 (FcγRI), 41BB 라간드, 및 IL-21을 포함한다. 접착 분자는 탄수화물-결합 당단백질, 예를 들어, 셀렉틴, 막관통 결합 당단백질, 예를 들어, 인테그린, 칼슘-의존성 단백질, 예를 들어, 캐드헤린, 및 단일-통과 막관통 면역글로불린 (ig) 슈퍼패밀리 단백질, 예를 들어, 세포 대 세포 또는 세포 대 매트릭스 접촉을 촉진시키는 세포간 접착 분자 (ICAM)를 포함할 수 있다. 예시적 접착 분자는 LFA-3 및 ICAM, 예를 들어 ICAM-1을 포함한다. 동시-자극 분자 및 접착 분자를 포함하는, 예시적인 원조 분자의 선택, 클로닝, 제조 및 발현을 위해 유용한 기술, 방법 및 시약은 예를 들어, 미국 특허 제6,225,042호, 제6,355,479호, 및 제6,362,001호에 예시되어 있다.
C. 항원
[00106] 유전학적으로 가공된 항원 수용체에 의해 표적화된 항원들 중에는 입양 세포 치료요법을 통해 표적화될 질환, 병태 또는 세포 유형과 관련하여 발현되는 것들이다. 질환 및 병태 중에는 혈액암, 면역계의 암, 예를 들어, 림프종, 백혈병 및/또는 골수종, 예를 들어, B, T, 및 골수 백혈병, 림프종 및 다발성 골수종을 포함하는, 암 및 종양을 포함하는 증식성, 신생물성 및 악성 질환 및 장애들이 있다. 일부 구현예에서, 상기 항원은 정상 또는 비-표적화된 세포 또는 조직과 비교하여 질환 또는 병태의 세포, 예를 들어, 종양 또는 병원성 세포 상에서 선택적으로 발현되거나 과발현된다. 다른 구현예에서, 항원은 정상 세포 상에서 발현되고/되거나 가공된 세포 상에서 발현된다.
[00107] 임의의 적합한 항원은 본원의 방법에 사용될 수 있다. 예시적인 항원은 감염성 제제로부터의 항원 분자, 자동-/자가-항원, 종양-/암-연합된 항원, 및 종양 신생항원을 포함하지만 이에 제한되지 않는다(문헌참조: Linnemann et al., 2015). 특정 양상에서, 항원은 NY-ESO, EGFRvIII, Muc-1, Her2, CA-125, WT-1, Mage-A3, Mage-A4, Mage-A10, TRAIL/DR4, 및 CEA를 포함한다. 특정 양상에서, 2개 이상의 항원 수용체에 대한 항원은 CD19, EBNA, WT1, CD123, NY-ESO, EGFRvIII, MUC1, HER2, CA-125, WT1, Mage-A3, Mage-A4, Mage-A10, TRAIL/DR4, 및/또는 CEA를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이들 항원에 대한 서열은 예를 들어, CD19 (승인 번호 NG_007275.1), EBNA (승인 번호 NG_002392.2), WT1 (승인 번호 NG_009272.1), CD123 (승인 번호 NC_000023.11), NY-ESO (승인 번호 NC_000023.11), EGFRvIII (승인 번호 NG_007726.3), MUC1 (승인 번호 NG_029383.1), HER2 (승인 번호 NG_007503.1), CA-125 (승인 번호 NG_055257.1), WT1 (승인 번호 NG_009272.1), Mage-A3 (승인 번호 NG_013244.1), Mage-A4 (승인 번호 NG_013245.1), Mage-A10 (승인 번호 NC_000023.11), TRAIL/DR4 (승인 번호 NC_000003.12), 및/또는 CEA (승인 번호 NC_000019.10)로서 당업계에 공지되어 있다.
[00108] 종양-관련 항원은 전립선, 유방, 결장직장, 폐, 췌장, 신장, 악성중피종, 난소 또는 흑색종 암으로부터 유래할 수 있다. 예시적인 종양 관련 항원 또는 종양 세포 유래된 항원은 MAGE 1, 3, 및 MAGE 4 (또는 다른 MAGE 항원, 예를 들어, 국제 특허 공개 공보 WO99/40188에 기재된 것들); PRAME; BAGE; RAGE, Lage (또한 NY-ESO-1으로서 공지된); SAGE; 및 HAGE 또는 GAGE를 포함한다. 종양 항원의 이들 비제한적인 예는 흑색종, 폐 암종, 육종 및 방광암종과 같은 광범위한 종양 유형에서 발현된다. 예를 들어, 미국 특허 제6,544,518호를 참조한다. 전립선 암 종양-관련 항원은 예를 들어, 전립선 특이적 막 항원(PSMA), 전립선-특이적 항원 (PSA), 전립선 산 포스페이트, NKX3.1, 및 전립선의 6개 막관통 상피 항원(STEAP)을 포함한다.
[00109] 다른 종양 관련 항원은 Plu-1, HASH-1, HasH-2, Cripto 및 Criptin을 포함한다. 추가로, 종양 항원은 많은 암의 치료에 유용한, 짧은 10개 아미노산 길이의 펩타이드인 전장 고나도트로핀 호르몬 방출 호르몬 (GnRH)과 같은 자가 펩타이드 호르몬일 수 있다.
[00110] 종양 항원은 종양-관련 항원 발현, 예를 들어, HER-2/neu 발현을 특징으로 하는 암으로부터 유래된 종양 항원을 포함한다. 관심 대상의 종양 관련 항원은 멜라닌세포-흑색종 계통 항원 MART-1/Melan-A, gp100, gp75, mda-7, 티로시나제 및 티로시나제 관련 단백질과 같은 계통 특이적 종양 항원을 포함한다. 예시적인 종양-관련 항원은 p53, Ras, c-Myc, 세포질 세린/트레오닌 키나제 (예를 들어, A-Raf, B-Raf, 및 C-Raf, 사이클린-의존성 키나제), MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A6, MAGE-A10, MAGE-A12, MART-1, BAGE, DAM-6, -10, GAGE-1, -2, -8, GAGE-3, -4, -5, -6, -7B, NA88-A, MART-1, MC1R, Gp100, PSA, PSM, 티로시나제, TRP-1, TRP-2, ART-4, CAMEL, CEA, Cyp-B, hTERT, hTRT, iCE, MUC1, MUC2, 포스포이노시티드 3-키나제(PI3K), TRK 수용체, PRAME, P15, RU1, RU2, SART-1, SART-3, 발름스 종양 항원(Wilms' tumor antigen) (WT1), AFP, -카테닌/m, 카스파제-8/m, CEA, CDK-4/m, ELF2M, GnT-V, G250, HSP70-2M, HST-2, KIAA0205, MUM-1, MUM-2, MUM-3, 미오신/m, RAGE, SART-2, TRP-2/INT2, 707-AP, 어넥신 II, CDC27/m, TPI/mbcr-abl, BCR-ABL, 인터페론 조절 인자 4 (IRF4), ETV6/AML, LDLR/FUT, Pml/RAR, 종양 관련 칼슘 신호 전달인자 1 (TACSTD1) TACSTD2, 수용체 티로신 키나제(예를 들어, 상피 성장 인자 수용체 (EGFR) (특히, EGFRvIII), 혈소판 유래된 성장 인자 수용체 (PDGFR), 혈관 내피 성장 인자 수용체 (VEGFR)), 세포질 티로신 키나제(예를 들어, src-패밀리, syk-ZAP70 패밀리), 인테그린-연결된 키나제(ILK), 신호 전달인자 및 전사 STAT3, STATS, 및 STATE의 신호 전달인자 및 활성화인자(예를 들어, HIF-1 및 HIF-2), 핵 인자 -카파 B (NF-B), 노치 수용체(예를 들어, 노치1-4), c-Met, 라파마이신의 포유동물 표적(mTOR), WNT, 세포외 신호 조절된 키나제 (ERK), 및 이들의 조절 서브유닛, PMSA, PR-3, MDM2, 메소텔린, 신장 세포 암종-5T4, SM22-알파, 카보닉 언하이드라제 I (CAI) 및 IX (CAIX) (또한 G250로서 공지된), STEAD, TEL/AML1, GD2, 프로테이나제 3, hTERT, 육종 전좌 중지점(breakpoint), EphA2, ML-IAP, EpCAM, ERG (TMPRSS2 ETS 융합 유전자), NA17, PAX3, ALK, 안드로겐 수용체, 사이클린 B1, 폴리시일산, MYCN, RhoC, GD3, 푸코실 GM1, 메소텔리안, PSCA, sLe, PLAC1, GM3, BORIS, Tn, GLoboH, NY-BR-1, RGsS, SART3, STn, PAX5, OY-TES1, 정자 단백질 17, LCK, HMWMAA, AKAP-4, SSX2, XAGE 1, B7H3, 레구마인, TIE2, Page4, MAD-CT-1, FAP, MAD-CT-2, fos 관련 항원 1, CBX2, CLDN6, SPANX, TPTE, ACTL8, ANKRD30A, CDKN2A, MAD2L1, CTAG1B, SUNC1, LRRN1 및 유전자형 중 임의의 하나 이상으로부터 유래되거나 이들을 포함하는 종양 항원을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
[00111] 항원은 종양 세포로부터 돌연변이된 유전자로부터 또는 정상 세포와 비교하여 종양 세포에서 상이한 수준으로 전사되는 유전자로부터 유래된 에피토프 영역 또는 에피토프 펩타이드, 예를 들어, 텔로머라제 효소, 수르비빈, 메소텔린, 돌연변이된 ras, bcr/abl 재배열, Her2/neu, 돌연변이된 또는 야생형 p53, 시토크롬 P450 1B1, 및 비정상적으로 발현된 인트론 서열, 예를 들어, N-아세틸글루코사미닐트랜스퍼라제-V; 흑색종 및 B-세포 림프종에서 특유의 유전자형을 생성하는 면역글로불린 유전자의 클론 재정렬; 발암바이러스 공정으로부터 유래된 에피토프 영역 또는 에피토프 펩타이드를 포함하는 종양 항원, 예를 들어, 사람 파필로마 바이러스 단백질 E6 및 E7; 엡슈타인 바르 바이러스 단백질 LMP2; 종양-선택적 발현을 갖는 비돌연변이된 발암태아 단백질, 예를 들어, 암배아 항원 및 알파-페토단백질을 포함할 수 있다.
[00112] 다른 구현예에서, 항원은 병원성 미생물로부터 또는 기회주의적 병원성 미생물 (또한 본원에서 감염성 질환 미생물로서 호칭되는), 예를 들어, 바이러스, 진균류, 기생충 및 세균으로부터 수득되거나 유래된다. 특정 구현예에서, 상기 미생물로부터 유래된 항원은 전장 단백질을 포함한다.
[00113] 이의 항원이 본원에 기재된 방법에 사용하기 위해 고려되는 예시적인 병원성 유기체는 사람 면역결핍 바이러스 (HIV), 헤르페스 심플렉스 바이러스(HSV), 호흡기 신시티알 바이러스(respiratory syncytial virus) (RSV), 사이토메갈로바이러스(CMV), 엡슈타인-바르 바이러스(Epstein-Barr virus) (EBV), 인플루엔자 A, B, 및 C, 수포성 구내염 바이러스 (VSV), 수포성 구내염 바이러스 (VSV), 폴리오마바이러스(예를 들어, BK 바이러스 및 JC 바이러스), 아데노바이러스, 메티실린-내성 스타필로코코스 아우레우스(Staphylococcus aureus (MRSA))을 포함하는 스타필로코커스 종(Staphylococcus species), 및 스트렙토코커스 뉴모니아 (Streptococcus pneumoniae)를 포함하는 스트렙토코커스 종 (Streptococcus species)을 포함한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이들 및 본원에 기재된 바와 같은 항원으로서 사용하기 위한 다른 병원성 병원체로부터 유래된 단백질 및 상기 단백질을 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 공보 및 GENBANK®, SWISS-PROT®, 및 TREMBL®와 같은 공용 데이터베이스로부터 동정될 수 있다.
[00114] 사람 면역결핍 바이러스 (HIV)로부터 유래된 항원은 임의의 HIV 비리온 구조적 단백질(예를 들어, gp120, gp41, p17, p24), 프로테아제, 역전사효소, 또는 tat, rev, nef, vif, vpr 및 vpu에 의해 암호화된 HIV 단백질을 포함한다.
[00115] 헤르페스 심플렉스 바이러스 (예를 들어, HSV 1 및 HSV2)로부터 유래된 항원은 HSV 후기 유전자로부터 발현된 단백질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 유전자의 후기 그룹은 우세하게 비리온 입자를 형성하는 단백질을 암호화한다. 상기 단백질은 바이러스 캡시드를 형성하는 (UL): UL6, UL18, UL35, UL38 및 주요 캡시드 단백질 UL19, UL45, 및 UL27로부터의 5개의 단백질을 포함하고, 이들 각각은 본원에 기재된 바와 같은 항원으로서 사용될 수 있다. 본원에 항원으로서 사용하기 위해 고려되는 다른 예시적인 HSV 단백질은 ICP27 (H1, H2), 당단백질 B (gB) 및 당단백질 D (gD) 단백질을 포함한다. HSV 게놈은 적어도 74개 유전자를 포함하고 이들 유전자 각각은 잠재적으로 항원으로서 사용될 수 있는 단백질을 암호화한다.
[00116] 사이토메갈로바이러스 (CMV)로부터 유래된 항원은 CMV 구조적 단백질, 바이러스 복제의 이메디에이트 어얼리 및 어얼리 단계 동안에 발현되는 바이러스 항원, 당단백질 I 및 III, 캡시드 단백질, 코트 단백질, 보다 낮은 매트릭스 단백질 pp65 (ppUL83), p52 (ppUL44), IE1 및 1E2 (UL123 및 UL122), UL128-UL150로부터의 유전자 클러스터로부터의 단백질 생성물 (Rykman, et al., 2006), 외피 당단백질 B (gB), gH, gN, 및 pp150을 포함한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본원에 기재된 항원으로서 사용하기 위한 CMV 단백질은 GENBANK®, SWISS-PROT®, 및 TREMBL® (문헌참조: 예를 들어, Bennekov et al., 2004; Loewendorf et al., 2010; Marschall et al., 2009)와 같은 공용 데이터베이스에서 동정될 수 있다.
[00117] 특정 구현예에서 사용하기 위해 고려되는 엡슈타인-반 바이러스(Epstein-Ban virus (EBV))로부터 유래된 항원은 EBV 용해 단백질 gp350 및 gp110, 엡슈타인-반 핵 항원 (EBNA)-1, EBNA-2, EBNA-3A, EBNA-3B, EBNA-3C, EBNA-리더 단백질(EBNA-LP) 및 잠재적 막 단백질 (LMP)-1, LMP-2A 및 LMP-2B를 포함하는 잠재적 사이클 감염 동안에 생성되는 EBV 단백질을 포함한다(문헌참조: 예를 들어, Lockey et al., 2008).
[00118] 본원에 사용하기 위해 고려되는 호흡기 신시티알 바이러스 (RSV)로부터 유래된 항원은 RSV 게놈에 의해 암호화된 임의의 11개 단백질 또는 이의 항원성 단편을 포함한다: NS 1, NS2, N (뉴클레오캡시드 단백질), M (매트릭스 단백질) SH, G 및 F (바이러스 코트 단백질), M2 (제2 매트릭스 단백질), M2-1 (연장 인자), M2-2 (전사 조절), RNA 폴리머라제 및 인단백질 P.
[00119] 사용하기 위해 고려되는 수포성 구내염 바이러스 (VSV)로부터 유래된 항원은 VSV 게놈에 의해 암호화된 5개 주요 단백질, 및 이의 항원성 단편 중 임의의 하나를 포함한다: 대형 단백질 (L), 당단백질 (G), 뉴클레오단백질 (N), 인단백질 (P), 및 매트릭스 단백질 (M) (문헌참조: 예를 들어, Rieder et al., 1999).
[00120] 특정 구현예에서 사용하기 위해 고려되는 인플루엔자 바이러스로부터 유래된 항원은 헤마글루티닌 (HA), 뉴라미니다제 (NA), 뉴클레오단백질 (NP), 매트릭스 단백질 M1 및 M2, NS1, NS2 (NEP), PA, PB1, PB1-F2, 및 PB2를 포함한다.
[00121] 예시적 바이러스 항원은 또한 아데노바이러스 폴리펩타이드, 알파바이러스 폴리펩타이드, 칼리시바이러스 폴리펩타이드(예를 들어, 칼리시바이러스 캡시드 항원), 코로나바이러스 폴리펩타이드, 디스템페르 바이러스 폴리펩타이드, 에볼라 바이러스 폴리펩타이드, 엔테로바이러스 폴리펩타이드, 플라비바이러스 폴리펩타이드, 간염 바이러스 (AE) 폴리펩타이드 (B형 간염 코어 또는 표면 항원, C형 간염 바이러스 E1 또는 E2 당단백질, 코어, 또는 비-구조적 단백질), 헤르페스바이러스 폴리펩타이드 (헤르페스 심플렉스 바이러스 또는 바리셀라 조스터 바이러스 단백질을 포함하는), 감염성 복막염 바이러스 폴리펩타이드, 백혈병 바이러스 폴리펩타이드, 마르부르크 바이러스 폴리펩타이드, 오르토믹소바이러스 폴리펩타이드, 파필로마 바이러스 폴리펩타이드, 파라인플루엔자 바이러스 폴리펩타이드(예를 들어, 헤마글루티닌 및 뉴라미니다제 폴리펩타이드), 파라믹소바이러스 폴리펩타이드, 파르보바이러스 폴리펩타이드, 페스티바이러스 폴리펩타이드, 피코나 바이러스 폴리펩타이드(예를 들어, 폴리오바이러스 캡시드 폴리펩타이드), 폭스 바이러스 폴리펩타이드(예를 들어, 백시니아 바이러스 폴리펩타이드), 랍비 바이러스 폴리펩타이드(예를 들어, 랍비 바이러스 당단백질 G), 레오바이러스 폴리펩타이드, 레트로바이러스 폴리펩타이드, 및 로타바이러스 폴리펩타이드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
[00122] 특정 구현예에서, 상기 항원은 세균성 항원일 수 있다. 특정 구현예에서, 관심 대상의 세균 항원은 분비된 폴리펩타이드일 수 있다. 다른 특정 구현예에서, 세균 항원은 세균의 외부 세포 표면 상에 노출된 폴리펩타이드 부분 또는 부분들을 갖는 항원을 포함한다.
[00123] 사용하기 위해 고려되는 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)(MRSA)를 포함하는 스타필로코커스 종으로부터 유래된 항원은 독성 조절제, 예를 들어, Agr 시스템, Sar 및 Sae, Arl 시스템, Sar 동족체 (Rot, MgrA, SarS, SarR, SarT, SarU, SarV, SarX, SarZ 및 TcaR), Srr 시스템 및 TRAP를 포함한다. 항원으로서 작용할 수 있는 다른 스타필로코커스 단백질은 Clp 단백질, HtrA, MsrR, 아코니타제, CcpA, SvrA, Msa, CfvA 및 CfvB를 포함한다(문헌참조: 예를 들어, Staphylococcus: Molecular Genetics, 2008 Caister Academic Press, Ed. Jodi Lindsay). 스타필로코커스 아우레우스의 2개의 종 (N315 및 Mu50)에 대한 게놈은 서열분석되었고 예를 들어, PATRIC (PATRIC: The VBI PathoSystems Resource Integration Center, Snyder et al., 2007)에서 공용화되어 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 항원으로서 사용하기 위한 스타필로코커스(Staphylococcus) 단백질은 또한 GenBank®, Swiss-Prot®, 및 TrEMBL®와 같이 다른 공용의 데이터베이스에서 동정될 수 있다.
[00124] 본원에 기재된 특정 구현예에서 사용하기 위해 고려되는 스트렙토코커스 뉴모니아(Streptococcus pneumoniae)로 부터 유래된 항원은 뉴모라이신, PspA, 콜린-결합 단백질 A (CbpA), NanA, NanB, SpnHL, PavA, LytA, Pht, 및 필린 단백질(RrgA; RrgB; RrgC)을 포함한다. 스트렙토코커스 뉴모니아의 항원 단백질은 또한 당업계에 공지되어 있고 일부 구현예에서 항원으로서 사용될 수 있다(문헌참조: 예를 들어, Zysk et al., 2000). 스트렙토코커스 뉴모니아의 독성 균주의 완전한 게놈 서열은 서열분석되었고, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본원에 사용하기 위한 에스. 뉴모니아 단백질은 또한 GENBANK®, SWISS-PROT®, 및 TREMBL®와 같은 다른 공용의 데이터베이스에서 동정될 수 있다. 본원의 개시내용에 따른 항원에 대한 특정 관심 대상의 단백질은 뉴모코씨의 표면에 노출될 것으로 예측된 독성 인자 및 단백질을 포함한다(문헌참조: 예를 들어, Frolet et al., 2010).
[00125] 항원으로서 사용될 수 있는 세균 항원의 예는 액티노마이세스(Actinomyces) 폴리펩타이드, 바실러스(Bacillus) 폴리펩타이드, 박테로이데스(Bacteroides) 폴리펩타이드, 보르데텔라 (Bordetella) 폴리펩타이드, 바르토넬라(Bartonella) 폴리펩타이드, 보렐리아(Borrelia) 폴리펩타이드 (예를 들어, 비. 부르그도르페리(B. Burgdorferi )OspA)), 브루셀라(Brucella) 폴리펩타이드, 캠필로박터(Campylobacter) 폴리펩타이드, 카프노사이토파가(Capnocytophaga) 폴리펩타이드, 클라미디아(Chlamydia) 폴리펩타이드, 코리네박테리움(Corynebacterium) 폴리펩타이드, 콕시엘라(Coxiella) 폴리펩타이드, 더마토필러스(Dermatophilus) 폴리펩타이드, 엔테로코커스(Enterococcus) 폴리펩타이드, 에흐를리키아(Ehrlichia) 폴리펩타이드, 에스케리키아(Escherichia) 폴리펩타이드, 프란시셀라(Francisella) 폴리펩타이드, 푸소박테리움(Fusobacterium) 폴리펩타이드, 해모바르토넬라(Haemobartonella) 폴리펩타이드, 해모필러스(Haemophilus) 폴리펩타이드 (예를 들어, 에이취. 인플루엔자(H. Influenzae)) b형 외부 막 단백질), 헬리코박터(Helicobacter) 폴리펩타이드, 크렙시엘라(Klebsiella) 폴리펩타이드, L-형태 세균 폴리펩타이드, 렙토스피라(Leptospira) 폴리펩타이드, 리스테리아(Listeria) 폴리펩타이드, 마이코박테리아(Mycobacteria) 폴리펩타이드, 마이코플라스마(Mycoplasma) 폴리펩타이드, 나이세리아(Neisseria) 폴리펩타이드, 네오리케치아(Neorickettsia) 폴리펩타이드, 노카디아(Nocardia) 폴리펩타이드, 파스퇴렐라(Pasteurella) 폴리펩타이드, 펩토코커스(Peptococcus) 폴리펩타이드, 펩토스트렙토코커스(Peptostreptococcus) 폴리펩타이드, 뉴모코커스(Pneumococcus) 폴리펩타이드 (즉, 에스. 뉴모니아(S. Pneumoniae)) 폴리펩타이드) (본원의 기재사항을 참조한다), 프로테우스(Proteus) 폴리펩타이드, 슈도모나스(Pseudomonas) 폴리펩타이드, 리케치아(Rickettsia) 폴리펩타이드, 로칼리마에아(Rochalimaea) 폴리펩타이드, 살모넬라(Salmonella) 폴리펩타이드, 쉬겔라(Shigella) 폴리펩타이드, 스타필로코커스(Staphylococcus) 폴리펩타이드, 그룹 A 스트렙토코커스(streptococcus) 폴리펩타이드 (예를 들어, 에스. 피오게네스(S. Pyogenes) M 단백질), 그룹 B 스트렙토코커스(streptococcus)(에스. 아갈락티아(S. agalactiae)) 폴리펩타이드, 트레포네마(Treponema) 폴리펩타이드, 및 예르시니아(Yersinia) 폴리펩타이드(예를 들어, 와이 페스티스(Y pestis) F1 및 V 항원)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
[00126] 진균류 항원의 예는 압시디아(Absidia) 폴리펩타이드, 아크레모니움(Acremonium) 폴리펩타이드, 알테르나리아(Alternaria) 폴리펩타이드, 아스퍼질러스(Aspergillus) 폴리펩타이드, 바시디오볼루스(Basidiobolus) 폴리펩타이드, 바이폴라리스(Bipolaris) 폴리펩타이드, 블라스토마이세스(Blastomyces) 폴리펩타이드, 캔디다(Candida) 폴리펩타이드, 코씨디오이데스(Coccidioides) 폴리펩타이드, 코니디오볼루스(Conidiobolus) 폴리펩타이드, 크립토코커스(Cryptococcus) 폴리펩타이드, 쿠르발라리아(Curvalaria) 폴리펩타이드, 에피더모피톤(Epidermophyton) 폴리펩타이드, 엑소피알라(Exophiala) 폴리펩타이드, 게오트리쿰(Geotrichum) 폴리펩타이드, 히스토플라스마(Histoplasma) 폴리펩타이드, 마두렐라(Madurella) 폴리펩타이드, 말라세지아(Malassezia) 폴리펩타이드, 마이크로스포룸(Microsporum) 폴리펩타이드, 모닐리엘라(Moniliella) 폴리펩타이드, 모르티에렐라(Mortierella) 폴리펩타이드, 뮤코르(Mucor) 폴리펩타이드, 파에실로마이세스(Paecilomyces) 폴리펩타이드, 페니실리움(Penicillium) 폴리펩타이드, 피알레모니움(Phialemonium) 폴리펩타이드, 피알로포라(Phialophora) 폴리펩타이드, 프로토테카(Prototheca) 폴리펩타이드, 슈달레스케리아(Pseudallescheria) 폴리펩타이드, 슈도마이크로도키움(Pseudomicrodochium) 폴리펩타이드, 피티움(Pythium) 폴리펩타이드, 리노스포리디움(Rhinosporidium) 폴리펩타이드, 리조푸스(Rhizopus) 폴리펩타이드, 스콜레코바시디움(Scolecobasidium) 폴리펩타이드, 스포로트릭스(Sporothrix) 폴리펩타이드, 스템필리움(Stemphylium) 폴리펩타이드, 트리코피톤(Trichophyton) 폴리펩타이드, 트리코스포론(Trichosporon) 폴리펩타이드, 및 크실로피파(Xylohypha) 폴리펩타이드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
[00127] 원생동물 기생충 항원의 예는 바베시아(Babesia) 폴리펩타이드, 발란티디움(Balantidium) 폴리펩타이드, 베스노이티아(Besnoitia) 폴리펩타이드, 크립토스포리디움(Cryptosporidium) 폴리펩타이드, 에이메리아(Eimeria) 폴리펩타이드, 엔세팔리토준(Encephalitozoon) 폴리펩타이드, 엔타모에바(Entamoeba) 폴리펩타이드, 기아르디아(Giardia) 폴리펩타이드, 하몬디아(Hammondia) 폴리펩타이드, 헤파토준(Hepatozoon) 폴리펩타이드, 이소스포라(Isospora) 폴리펩타이드, 라이슈마니아(Leishmania) 폴리펩타이드, 마이크로스포리디아(Microsporidia) 폴리펩타이드, 네오스포라(Neospora) 폴리펩타이드, 노세마(Nosema) 폴리펩타이드, 펜타트리코모나스(Pentatrichomonas) 폴리펩타이드, 플라스모디움(Plasmodium) 폴리펩타이드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 유충 기생충 항원의 예는 아칸토케일로네마(Acanthocheilonema) 폴리펩타이드, 아엘루로스트론길러스(Aelurostrongylus) 폴리펩타이드, 안실로스토마(Ancylostoma) 폴리펩타이드, 안기오스트론길러스 (Angiostrongylus) 폴리펩타이드, 아스카리스(Ascaris) 폴리펩타이드, 브루기아(Brugia) 폴리펩타이드, 부노스토뭄(Bunostomum) 폴리펩타이드, 카필라리아(Capillaria) 폴리펩타이드, 카베르티아(Chabertia) 폴리펩타이드, 쿠페리아(Cooperia) 폴리펩타이드, 크레노소마(Crenosoma) 폴리펩타이드, 딕티오카울루스(Dictyocaulus) 폴리펩타이드, 디옥토피메(ioctophyme) 폴리펩타이드, 디페탈로네마(ipetalonema) 폴리펩타이드, 디필로보트리움(Diphyllobothrium) 폴리펩타이드, 디플리디움(iplydium) 폴리펩타이드, 디로필라리아(irofilaria) 폴리펩타이드, 드라쿤쿨러스(racunculus) 폴리펩타이드, 엔테로비우스(Enterobius) 폴리펩타이드, 필라로디에스(Filaroides) 폴리펩타이드, 해몬쿠스(Haemonchus) 폴리펩타이드, 라고킬라스카리스(Lagochilascaris) 폴리펩타이드, 로아(Loa) 폴리펩타이드, 만소넬라(Mansonella) 폴리펩타이드, 무엘레리우스(Muellerius) 폴리펩타이드, 나노피에투스(Nanophyetus) 폴리펩타이드, 네카토르(Necator) 폴리펩타이드, 네마토디루스(Nematodirus) 폴리펩타이드, 오에소파고스토뭄(Oesophagostomum) 폴리펩타이드, 온코세르카(Onchocerca) 폴리펩타이드, 오피스토르키스(Opisthorchis) 폴리펩타이드, 오스테르타기아(Ostertagia) 폴리펩타이드, 파라필라리아(Parafilaria) 폴리펩타이드, 파라고니무스(Paragonimus) 폴리펩타이드, 파라스카리스(Parascaris) 폴리펩타이드, 피살로프테라(Physaloptera) 폴리펩타이드, 프로토스트론길루스(Protostrongylus) 폴리펩타이드, 세타리아(Setaria) 폴리펩타이드, 스피로세르카(Spirocerca) 폴리펩타이드, 스피로메트라(Spirometra) 폴리펩타이드, 스테파노필라리아(Stephanofilaria) 폴리펩타이드, 스트론길로이데스(Strongyloides) 폴리펩타이드, 스트론길러스(Strongylus) 폴리펩타이드, 텔라지아(Thelazia) 폴리펩타이드, 톡사스카리스(Toxascaris) 폴리펩타이드, 톡소카라(Toxocara) 폴리펩타이드, 트리키넬라(Trichinella) 폴리펩타이드, 트리코스트론길러스(Trichostrongylus) 폴리펩타이드, 트리쿠리스(Trichuris) 폴리펩타이드, 운시나리아(Uncinaria) 폴리펩타이드, 및 우체레리아(Wuchereria) 폴리펩타이드(예를 들어, 피. 팔시파룸(P. Falciparum)) 포자소체(circumsporozoite) (PfCSP)), 포자소체 표면 단백질(sporozoite surface protein) 2 (PfSSP2), 간 상태 항원 1의 카복실 말단 (PfLSA1 c-term), 및 배출된 단백질 1 (PfExp-1), 뉴모시스티스(Pneumocystis) 폴리펩타이드, 사코시스티스(Sarcocystis) 폴리펩타이드, 쉬스토소마 (Schistosoma) 폴리펩타이드, 테일레리아(Theileria) 폴리펩타이드, 톡소플라스마(Toxoplasma) 폴리펩타이드 및 트리파노소마 (Trypanosoma) 폴리펩타이드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
[00128] 체외기생충 항원의 예는 벼룩; 강성 진드기 및 연성 진드기를 포함하는 진드기; 파리, 예를 들어, 미드게스(midges), 모기, 응애, 진딧물, 말파리, 뿔파리, 사슴 파리(deer flies), 체체 파리(tsetse flies), 안정한 파리(stable flies), 승저증 원인 파리 및 깔따구과(biting gnats); 개미; 거미, 이(lice); 진드기(mites); 및 진정한 벌레(true bugs), 예를 들어, 베드 벌레(bed bugs) 및 키싱 벌레(kissing bugs)로부터의 폴리펩타이드 (항원 및 알레르겐을 포함하는)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
D. 자살 유전자
[00129] 본원의 개시내용의 CAR은 하나 이상의 자살 유전자를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 “자살 유전자”는 프로드럭의 투여시, 유전자 생성물을 숙주 세포를 사멸시키는 화합물로 전이시키는 유전자로서 정의된다. 사용될 수 있는 자살 유전자/프로드럭 조합의 예는 헤르페스 심플렉스 바이러스(Herpes Simplex Virus)-티미딘 키나제(HSV-tk) 및 간시클로비르( ganciclovir), 아시클로비르(acyclovir), 또는 FIAU; 옥시도리덕타제 및 사이클로헥시미드; 사이토신 데아미나제 및 5-플루오로시토신; 티미딘 키나제 티미딜레이트 키나제 (Tdk::Tmk) 및 AZT; 및 데옥시시티딘 키나제 및 시토신 아라비노시드이다.
[00130] 소위 자살 유전자로 불리우는 이. 콜리 퓨린 뉴클레오사이드 포스포릴라제는 프로드럭 6-메틸퓨린 데옥시리보사이드를 독성의 퓨린 6-메틸퓨린으로 전환시킨다. 프로드럭 치료요법과 함께 사용되는 자살 유전자의 다른 예는 이. 콜리 시토신 데아미나제 유전자 및 HSV 티미딘 키나제 유전자이다.
[00131] 예시적인 자살 유전자는 CD20, CD52, EGFRv3, 또는 유도성 카스파제 9를 포함한다. 하나의 구현예에서, 절단된 버젼의 EGFR 변이체 III (EGFRv3)은 세툭시맙에 의해 제거될 수 있는 자살 항원으로서 사용될 수 있다. 본원의 개시내용에서 사용될 수 있는 당업계에 공지된 추가의 자살 유전자들은 퓨린 뉴클레오사이드 포스포릴라제 (PNP), 시토크롬 p450 효소 (CYP), 카복시펩티다제 (CP), 카복실에스테라제 (CE), 니트로디럭타제 (NTR), 구아닌 리보실트랜스퍼라제 (XGRTP), 글리코시다제 효소, 메티오닌-α,γ-리아제 (MET), 및 티미딘 포스포릴라제 (TP)를 포함한다.
E. 전달 방법
[00132] 당업자는 본원 개시내용의 항원 수용체의 발현을 위한 표준 재조합 기술을 통해 벡터를 작제하기 위한 장비를 잘 갖추고 있다(문헌참조: 예를 들어, Sambrook et al., 2001 and Ausubel et al., 1996, 이 둘다는 본원에 참조로 인용된다). 벡터는 플라스미드, 코스미드, 바이러스 (박테리오파아지, 동물 바이러스, 및 식물 바이러스), 및 인공 염색체(예를 들어, YAC), 예를 들어, 레트로바이러스 벡터(예를 들어, 몰로니 뮤린 백혈병 바이러스 벡터 (MoMLV), MSCV, SFFV, MPSV, SNV 등으로부터 유래된), 렌티바이러스 벡터(예를 들어, HIV-1, HIV-2, SIV, BIV, FIV 등으로부터 유래된), 복제 컴피턴트, 이의 복제 결핍 및 거트부재 (gutless) 형태를 포함하는 아데노바이러스(Ad) 벡터, 아데노-관련 바이러스(AAV) 벡터, 시미안 바이러스 40 (SV-40) 벡터, 소 파필로마 바이러스 벡터, 엡슈타인-바르 바이러스 벡터, 헤르페스 바이러스 벡터, 백시니아 바이러스 벡터, 하베이 뮤린 육종 바이러스 벡터, 뮤린 유방 종양 바이러스 벡터, 라우스 육종 바이러스 벡터, 파르보바이러스 벡터, 폴리오 바이러스 벡터, 수포성 구내염 바이러스 벡터, 마라바 바이러스 벡터 및 그룹 B 아데노바이러스 에나데노투시레브 벡터를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
a. 바이러스 벡터
[00133] 항원 수용체를 암호화하는 바이러스 벡터는 본원 개시내용의 특정 양상에서 제공될 수 있다. 재조합 바이러스 벡터를 생성하는데 있어서, 비-피루 유전자는 전형적으로 이종성 (또는 비-고유) 단백질에 대한 유전자 또는 암호화 서열로 대체된다. 바이러스 벡터는 일종의 발현 작제물이고 이는 핵산 및 능히 단백질을 세포로 도입하기 위해 바이러스 서열을 사용한다. 특정 바이러스가 세포를 감염시키거나 수용체-매개된 세포내이입을 통해 세포에 진입하고 숙주 세포 게놈에 통합하고 안정하게 및 효율적으로 바이러스 유전자를 발현시키는 능력은 이들이 외래 핵산의 세포 (예를 들어, 포유동물 세포)로의 전달을 위해 매력적인 후보물이 되게 한다. 본원 발명의 특정 양상의 핵산을 전달하기 위해 사용될 수 있는 바이러스 벡터의 비제한적인 예는 하기에 기재되어 있다.
[00134] 렌티바이러스는 통상의 레트로바이러스 유전자 gag, pol, 및 env외에 , 조절 또는 구조적 기능을 갖는 다른 유전자들을 함유하는 복합 레트로바이러스이다. 렌티바이러스 벡터는 당업계에 널리 공지되어 있다(문헌참조: 예를 들어, 미국 특허 제6,013,516호 및 제5,994,136호).
[00135] 재조합 렌티바이러스 벡터는 비-분열 세포를 감염시킬 수 있고 생체내 및 생체외 유전자 전달 및 핵산 서열의 발현 둘다를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 비-분열 세포-여기서, 적합한 숙주 세포는 팩키징 기능, 즉, gag, pol 및 env, 및 rev 및 tat를 함유하는 2개 이상의 벡터로 형질감염된다―를 감염시킬 수 있는 재조합 렌티바이러스는 본원에 참조로 인용된 미국 특허 제5,994,136호에 기재되어 있다.
b. 조절 요소들
[00136] 본원의 개시내용에 유용한 벡터에 포함된 발현 카세트는 특히 (5'-에서-3' 방향으로) 단백질 암호화 서열에 작동적으로 연결된 진핵 전사 프로모터, 삽입 서열을 포함하는 스플라이스 신호, 및 전사 종결/폴리아데닐화 서열을 함유한다. 진핵 세포에서 단백질 암호화 유전자의 전사를 제어하는 프로모터 및 인핸서는 다중 유전학적 요소들로 구성된다. 세포 기구는 각각의 요소에 의해 전달되는 조절 정보를 수집하고 통합할 수 있어 상이한 유전자들이 전사 조절의 별개의 흔한 복합 패턴으로 전개되도록 한다. 본원 개시내용과 관련하여 사용되는 프로모터는 항시성, 유도성 및 조직-특이적 프로모터를 포함한다.
(i) 프로모터/인핸서
[00137] 본원에 제공된 발현 작제물은 항원 수용체의 발현을 구동시키기 위해 프로모터를 포함한다. 프로모터는 일반적으로 RNA 합성을 위한 개시 부위를 위치시키는 기능을 하는 서열을 포함한다. 이의 최상의 공지된 예는 TATA 박스이지만, 예를 들어, 포유동물 종결 데옥시뉴클레오티딜 트랜스퍼라제 유전자에 대한 프로모터 및 SV40 레이트 유전자에 대한 프로모터와 같이 TATA 박스가 부재인 일부 프로모터에서, 개시 부위 자체 위에 위치한 구분된 요소는 개시 위치를 고정시키는 것을 도와준다. 추가의 프로모터 요소들은 전사 개시의 빈도를 조절한다. 전형적으로, 이들은 개시 부위의 30-30110　bp 업스트림 영역에 위치하지만, 다수의 프로모터는 또한 개시 부위의 다운스트림에 기능성 요소들을 함유하는 것으로 나타났다. 암호화 서열을 프로모터“의 제어하에” 있도록 하기 위해, 하나는 선택된 프로모터의 “다운스트림”(즉, 3')에 전사 판독 프레임의 전사 개시 부위의 5' 말단에 위치한다. “업스트림” 프로모터는 DNA의 전사를 자극하고 암호화된 RNA의 발현을 촉진시킨다.
[00138] 프로모터 요소들 사이의 공간은 흔히 가요성이어서 프로모터 기능은 요소들이 서로 상대적으로 역위되거나 이동되는 경우 보존된다. tk 프로모터에서, 프로모터 요소들 간의 공간은 활성이 감소하기 시작하기 전에 50bp 이격으로 증가될 수 있다. 프로모터에 의존하여, 이것은 개별 요소들이 전사를 활성화시키기 위해 협력적으로 또는 독립적으로 기능할 수 있음을 나타낸다. 프로모터는 핵산 서열의 전사 활성화에 관여하는 시스-작용 조절 서열을 언급하는 “인핸서”와 연계하여 사용되거나 사용되지 않을 수 있다.
[00139] 프로모터는 암호화 분절 및/또는 엑손의 업스트림에 위치한 5' 비-암호화 서열을 단리시킴에 의해 수득될 수 있는 바와 같이 핵산 서열과 천연적으로 연합된 것일 수 있다. 상기 프로모터는 “내인성”으로서 언급될 수 있다. 유사하게, 인핸서는 상기 서열의 다운스트림 또는 업스트림에 위치한, 핵산 서열과 천연적으로 연합된 것일 수 있다. 대안적으로, 특정 이점은 정상적으로 이의 천연 환경에서 핵산 서열과 연합되지 않은 프로모터 프로모터를 언급하는, 재조합 또는 이종성 프로모터의 제어하에 암호화 핵산 분절을 위치시킴에 의해 획득될 수 있다. 재조합 또는 이종성 인핸서는 또한 이의 천연 환경에서 핵산 서열과 정상적으로 연합되지 않은 인핸서를 언급한다. 상기 프로모터 또는 인핸서는 다른 유전자의 프로모터 또는 인핸서, 및 임의의 다른 바이러스, 원핵 세포 또는 진핵 세포로부터 단리된 프로모터 또는 인핸서, 및 “천연적으로 존재”하지 않는, 즉, 발현을 변화시키는 상이한 전사 조절 영역, 및/또는 돌연변이의 상이한 요소들을 함유하는 프로모터 또는 인핸서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 재조합 DNA 작제물에서 대부분 통상적으로 사용되는 프로모터는 β-락타마제 (페니실리나제), 락토스 및 트립토판 (trp-) 프로모터 시스템을 포함한다. 합성적으로 프로모터 및 인핸서의 핵산 서열을 생성하는 것에 추가로, 서열은 본원에 기재된 조성물과 연계하여 PCR™을 포함하는 재조합 클로닝 및/또는 핵산 증폭 기술을 사용하여 생성될 수 있다. 추가로, 미토콘드리아, 엽록체 등과 같은 비-핵 기관 내 서열의 전사 및/또는 발현을 지시하는 제어 서열이 또한 사용될 수 있는 것으로 고려된다.
[00140] 천연적으로, 기관(organelle), 세포 유형, 기관(organ), 또는 발현을 위해 선택된 유기체 내에서 DNA 분절의 발현을 효과적으로 지시하는 프로모터 및/또는 인핸서를 사용하는 것이 중요하다. 분자 생물학적 분야의 당업자는 일반적으로 단백질 발현을 위한 프로모터, 인핸서 및 세포 유형 조합의 사용을 알고 있다(문헌참조: 예를 들어, Sambrook et　al. 1989, 본원에 참조로 인용됨). 사용되는 프로모터는 항시성, 조직-특이적, 유도성일 수 있고/있거나 도입된 DNA 분절의 고수준의 발현을 지시하기 위해 적당한 조건하에서 유용할 수 있고, 예를 들어, 재조합 단백질 및/또는 펩타이드의 대규모 생성에 유리하다. 프로모터는 이종성 또는 내인성일 수 있다.
[00141] 추가로 임의의 프로모터/인핸서 조합(예를 들어, epd.isb-sib.ch/의 월드 와이드 웹을 통해, 진핵 세포 프로모터 데이터 베이스 EPDB 당)은 또한 발현을 구동시키기 위해 사용될 수 있다. T3, T7 또는 SP6 세포질 발현 시스템의 사용은 또 다른 가능한 구현예이다. 진핵 세포는 적당한 세균 폴리머라제가 전달 복합체의 일부로서 또는 추가의 유전학적 발현 작제물의 일부로서 제공된 경우 특정 세균 프로모터로부터의 세포질 전사를 지지할 수 있다.
[00142] 프로모터의 비제한적인 예는 어얼리 또는 레이트 바이러스 프로모터, 예를 들어, SV40 어얼리 또는 레이트 프로모터, 사이토메갈로바이러스 (CMV) 이메디에이트 어얼리 프로모터, 라우스 육종 바이러스 (RSV) 어얼리 프로모터; 진핵 세포 프로모터, 예를 들어, 베타 액틴 프로모터, GADPH 프로모터, 메탈로티오네인 프로모터; 및 연결된(concatenated) 반응 요소 프로모터들, 예를 들어, 사이클릭 AMP 반응 요소 프로모터들 (cre), 혈청 반응 요소 프로모터 (sre), 포르볼 (phorbol) 에스테르 프로모터 (TPA) 및 최소 TATA 박스 부근의 반응 요소 프로모터들 (tre)를 포함한다. 또한 사람 성장 호르몬 프로모터 서열(예를 들어, Genbank에 기재된 사람 성장 호르몬 최소 프로모터, 승인 번호 X05244, 뉴클레오타이드 283-341) 또는 마우스 유방 종양 프로모터(ATCC, Cat. No. ATCC 45007로부터 가용한)를 사용할 수 있다. 특정 구현예에서, 프로모터는 CMV IE, 덱틴-1, 덱틴-2, 사람 CD11c, F4/80, SM22, RSV, SV40, Ad MLP, 베타-액틴, MHC 부류 I 또는 MHC 부류 II 프로모터이지만 치료학적 유전자의 발현을 구동시키기 위해 유용한 임의의 다른 프로모터는 본원 개시내용의 수행에 적용될 수 있다.
[00143] 특정 양상에서, 본 개시내용의 방법은 또한 인핸서 서열, 즉, 프로모터의 활성을 증가시키고 시스로 작용하고 이들의 배향과 무관하에 심지어 보다 상대적으로 긴 거리 (표적 프로모터로부터 수킬로베이스까지 이격되어 있는)에서 작용할 잠재력을 갖는 핵산 서열에 관한 것이다. 그러나, 인핸서 기능은 이들이 또한 소정의 프로모터에 근접하여 기능할 수 있으므로 필수적으로 상기 긴 거리에 제한되지 않는다.
(ii) 개시 신호 및 연계된 발현
[00144] 특정 개시 신호는 또한 암호화 서열의 효율적인 해독을 위해 본원의 개시내용에 제공된 발현 작제물에 사용될 수 있다. 이들 신호는 ATG 개시 코돈 또는 인접 서열을 포함한다. 외인성 해독 제어 신호는 ATG 개시 코돈을 포함하고 제공될 필요가 있을 수 있다. 당업자는 이를 용이하게 결정할 수 있고 필요한 신호를 제공할 수 있다. 개시 코돈은 전체 삽입체의 해독을 보장하기 위해 목적하는 암호화 서열의 판독 프레임과 “인 프레임”으로 있어야 한다는 것은 널리 공지되어 있다. 외인성 해독 제어 신호 및 개시 코돈은 천연이거나 합성일 수 있다. 발현 효율은 적당한 전사 인핸서 요소들의 내포에 의해 증진될 수 있다.
[00145] 특정 구현예에서, 내부 리보솜 진입 부위 (IRES) 요소들을 사용하여 다중유전자, 또는 폴리시스트론, 메시지를 생성한다. IRES 요소들은 5' 메틸화된 캡 의존성 해독의 리보솜 스캐닝 모델을 우회할 수 있고 내부 부위에서 해독을 개시할 수 있다. 피코나바이러스 패밀리의 2개의 구성원 (소아마비 및 뇌척수심근염)으로부터의 IRES 요소들은 개시되어 있고, 또한 포유동물 메시지로부터의 IRES가 기재되어 있다. IRES 요소들은 이종성 개방 판독 프레임에 연결될 수 있다. 다중 개방 판독 프레임은 함께 전사될 수 있고 각각은 IRES에 의해 분리되어 있고 폴리시스트론 메시지를 생성한다. IRES 요소에 의해, 각각의 개방 판독 프레임은 효율적인 해독을 위해 리보솜에 접근할 수 있다. 다중 유전자는 단일 메시지를 전사하기 위해 단일 프로모터/인핸서를 사용하여 효율적으로 발현될 수 있다.
[00146] 추가로, 특정 2A 서열 요소들을 사용하여 본원의 개시내용에 제공된 작제물 내 유전자들의 연결되거나 동시 발현을 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 절단 서열을 사용하여 단일 시스트론을 형성하기 위해 개방 판독 프레임들을 연결시킴에 의해 유전자들을 동시 발현시킬 수 있다. 예시적 절단 서열은 F2A (구제역 질환 바이러스 2A) 또는 “2A-유사” 서열(예를 들어, 토세아 아시그나 바이러스 2A; T2A)이다.
(iii) 복제 오리진
숙주 세포 내 벡터를 증가시키기 위해, 하나 이상의 복제 오리진 부위 (흔히 “ori”로 칭함), 예를 들어, 상기된 바와 같이 EBV의 oriP 또는 프로그래밍에서 유사하거나 상승된 기능을 갖고, 유전학적으로 가공된 oriP에 상응하는 핵산 서열을 함유할 수 있다. 대안적으로, 상기된 바와 같이 다른 염색체외 복제 바이러스의 복제 오리진 또는 자발적으로 복제하는 서열 (ARS)가 사용될 수 있다.
c. 선택 및 스크리닝 가능한 마커
[00147] 일부 구현예에서, 본원 개시내용의 작제물을 함유하는 세포는 발현 벡터 내 마커를 포함시킴에 의해 시험관내 또는 생체내에서 동정될 수 있다. 상기 마커는 발현 벡터를 함유하는 세포의 용이한 동정을 가능하게 하는 세포에 동정가능한 변화를 부여한다. 일반적으로, 선택 마커는 선택을 가능하게 하는 성질을 부여하는 마커이다. 양성 선택 마커는 마커의 존재가 이의 선택을 가능하게 하는 마커이고 음성 선택 마커는 이의 존재가 이의 선택을 차단시키는 마커이다. 양성 선택 마커의 예는 약물 내성 마커이다.
[00148] 일반적으로, 약물 선택 마커의 내포는 형질전환체의 클로닝 및 동정을 원조하고, 예를 들어, 네오마이신, 푸로마이신, 하이그로마이신, DHFR, GPT, 제오신 및 히스티디놀에 대한 내성을 부여하는 유전자는 유용한 선택 마커이다. 조건의 수행을 기반으로 하는 형질전환체의 구별을 가능하게 하는 표현형을 부여하는 마커에 추가로, 스크리닝가능한 마커, 예를 들어, 이의 기반이 비색 분석인 GFP를 포함하는 다른 유형의 마커가 또한 고려된다. 대안적으로, 헤르페스 심플렉스 티미딘 키나제 (tk) 또는 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라제(CAT)와 같은 음성 선택 마커로서 스크리닝가능한 효소가 사용될 수 있다. 당업자는 또한 능히 FACS 분석과 연계된 면역학적 마커를 사용하는 방법을 알고 있다. 사용되는 마커는 이것이 유전자 생성물을 암호화하는 핵산과 동시에 발현될 수 있는 한 중요한 것으로 사료되지 않는다. 선택 및 스크리닝 가능한 마커의 추가의 예는 당업자에게 널리 공지되어 있다.
d. 다른 핵산 전달 방법
[00149] 항원 수용체를 암호화하는 핵산의 바이러스 전달에 추가로, 하기에는 소정의 숙주 세포로의 추가의 재조합 유전자 전달 방법이 있고 따라서 본원 개시내용에서 고려된다.
[00150] 현재 개시내용의 면역 세포로의 DNA 또는 RNA와 같은 핵산의 도입은 본원에 기재된 바와 같이 또는 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이 세포의 형질전환을 위한 핵산 전달을 위해 임의의 적합한 방법을 사용할 수 있다. 상기 방법은 예를 들어, 생체외 형질감염, 미세 주사를 포함하는 주사에 의해; 전기천공에 의해; 인산칼슘 침전에 의해; DEAE-덱스트란에 이어서 폴리에틸렌 글리콜을 사용함에 의해; 직접적인 소닉 로딩에 의해; 리포좀 매개된 형질감염 및 수용체-매개된 형질감염에 의해; 미립자가속 충격에 의해; 탄화규소 섬유와 함께 교반에 의해; 아그로박테리움(Agrobacterium)-매개된 형질전환에 의해; 건조/억제-매개된 DNA 취득 및 상기 방법의 임의의 조합에 의해서와 같이 DNA의 직접적인 전달을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이들과 같은 기술의 적용을 통해, 기관(들), 세포(들), 조직 (들) 또는 유기체(들)은 안정하게 또는 일시적으로 형질전환될 수 있다.
F. 유전자 발현의 변형
[00151] 일부 구현예에서, 본원 개시내용의 면역 세포는 CISH의 변경된 발현을 갖도록 변형된다. 추가의 구현예에서, 상기 세포는 글루코코르티코이드 수용체 및/또는 TGFβ 수용체(예를 들어, TGFβ-RII)의 파괴된 발현을 갖도록 추가로 변형될 수 있다. 하나의 구현예에서, 면역 세포는 내인성 TGFβ를 고갈시키기 위해 사이토킨 싱크로서 기능할 수 있는 우성의 음성 TGFβ 수용체 II (TGFβRIIDN)를 발현하도록 변형될 수 있다.
[00152] 일부 구현예에서, 변경된 유전자 발현은 유전자 내 파괴, 예를 들어, 녹 아웃, 삽입, 미스센스 또는 프레임 전환 돌연변이, 예를 들어, 양대립유전자 프레임 전환 돌연변이, 유전자 전부 또는 일부, 예를 들어, 하나 이상의 엑손 또는 이의 일부의 결실 및/또는 녹-인을 수행함에 의해 수행된다. 예를 들어, 변화된 유전자 발현은 DNA-결합 표적화된 뉴클레아제, 예를 들어, 아연 핑거 뉴클레아제(ZFN) 및 전사 활성화인자 유사 이펙터 뉴클레아제 (TALEN), 및 RNA-가이드된 뉴클레아제, 예를 들어, CRlSPR-연합된 뉴클레아제 (Cas)를 포함하고, 유전자 또는 이의 일부의 서열에 표적화되도록 디자인된 서열 특이적 또는 표적화된 뉴클레아제에 의해 수행될 수 있다.
[00153] 일부 구현예에서, 유전자의 발현, 활성 및/또는 기능의 변경은 유전자를 파괴함에 의해 수행된다. 일부 양상에서, 유전자는 이의 발현이 유전자 변형의 부재 또는 변형을 수행하기 위해 도입된 성분들의 부재하의 발현과 비교하여 적어도 또는 약 20, 30, 또는 40%, 일반적으로 적어도 또는 약 50, 60, 70, 80, 90, 또는 95%까지 감소되도록 변형된다.
[00154] 일부 구현예에서, 상기 변경은 유전자의 발현이 후기 시점에 회복되도록 일시적이거나 가역적이다. 다른 구현예에서, 상기 변경은 가역적이거나 일시적이지 않고, 예를 들어, 영구적이다.
[00155] 일부 구현예에서, 유전자 변경은 전형적으로 표적화된 방식으로 유전자 내 하나 이상의 이중 가닥 파열 및/또는 하나 이상의 단일 가닥 파열의 도입에 의해 수행된다. 일부 구현예에서, 이중 가닥 또는 단일 가닥 파열은 뉴클레아제, 예를 들어, 엔도뉴클레아제, 예를 들어, 유전자-표적화된 뉴클레아제에 의해 수행된다. 일부 양상에서, 상기 파열은 유전자의 암호화 영역 내, 예를 들어, 엑손내 유도된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 유도는 암호화 영역의 N-말단 부위 부근에서, 예를 들어, 제1 엑손내, 제2 엑손 내 또는 후속 엑손내에서 일어난다.
[00156] 일부 양상에서, 이중 가닥 또는 단일 가닥 파열은 예를 들어, 비-상동성 말단-접합 (NHEJ) 또는 상동성-지시된 복구(HDR)에 의해 세포성 복구 공정을 통해 복구를 진행한다. 일부 양상에서, 상기 복구 공정은 오류가 발생하기 용이하고, 유전자의 완전한 녹아웃을 유도할 수 있는, 프레임 전환 돌연변이, 예를 들어, 양대립유전자 프레임 전환 돌연변이와 같은 유전자의 파괴를 유도한다. 예를 들어, 일부 양상에서, 상기 파괴는 결실, 돌연변이 및/또는 삽입을 유도함을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 파괴는 조기 정지 코돈의 존재를 유도한다. 일부 양상에서, 삽입, 결실, 전좌, 프레임 전환 돌연변이 및/또는 미성숙한 중지 코돈의 존재는 유전자의 발현, 활성 및/또는 기능의 파괴를 유도한다.
[00157] 일부 구현예에서, 유전자 변경은 예를 들어, RNA 간섭 (RNAi), 짧은 간섭 RNA (siRNA), 짧은 헤어핀 (shRNA)에 의한 안티센스 기술을 사용하여 성취되고/되거나 리보자임을 사용하여 유전자의 발현을 선택적으로 서프레싱하거나 리프레싱한다. siRNA 기술은 유전자로부터 전사되는 mRNA의 뉴클레오타이드 서열과 상동성인 서열 및 상기 뉴클레오타이드 서열과 상보적인 서열을 갖는 이중 가닥 RNA 분자를 사용하는 RNAi이다. siRNA는 일반적으로 유전자로부터 전사되는 mRNA의 하나의 영역과 상동성/상보성이거나 상이한 영역과 상동성/상보성인 다수의 RNA 분자를 포함하는 siRNA일 수 있다. 일부 양상에서, siRNA는 폴리시스트론성 작제물에 포함된다.
1. ZFP 및 ZFN
[00158] 일부 구현예에서, DNA-표적화 분자는 엔도뉴클레아제와 같은 이펙터 단백질에 융합된 하나 이상의 아연 핑거 단백질 (ZFP) 또는 전사 활성화인자-유사 단백질 (TAL)과 같은 DNA-결합 단백질을 포함한다. 예는 ZFN, TALE, 및 TALEN을 포함한다.
[00159] 일부 구현예에서, DNA-표적화 분자는 하나 이상의 아연-핑거 단백질 (ZFP) 또는 서열-특이적 방식으로 DNA에 결합하는 이의 도메인을 포함한다. ZFP 또는 이의 도메인은 이의 구조가 아연 이온의 배위 결합을 통해 안정화되는 결합 도메인 내 아미노산 서열 영역인, 하나 이상의 아연 핑거를 통해 서열-특이적 방식으로 DNA에 결합하는 대형 단백질 내 단백질 또는 도메인이다. 용어 아연 핑거 DNA 결합 단백질은 흔히 아연 핑거 단백질 또는 ZFP로서 축약된다. ZFP 중에는 개별 핑거의 어셈블리에 의해 생성되는 전형적으로 9 내지 18개 뉴클레오타이드 길이의 특이적 DNA 서열을 표적화하는 인공 ZFP 도메인이 있다.
[00160] ZFP는 단일 핑거 도메인이 대략 30개 아미노산 길이이고 단일 베터 턴의 2개 시스테인과 함께 아연을 통해 배위 결합된 2개의 영구 히스티딘 잔기를 함유하고 2, 3, 4, 5 또는 6개 핑거를 갖는 알파 나선을 함유하는 것들을 포함한다. 일반적으로, ZFP의 서열-특이성은 아연 핑거 인지 나선 상에 4개의 나선 위치 (-1, 2, 3 및 6)에서 아미노산을 치환함에 의해 변경될 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, ZFP 또는 ZFP-함유 분자는 비-천연적으로 존재하는 것이고, 예를 들어, 선택된 표적 부위에 결합하도록 가공된다.
[00161] 일부 구현예에서, DNA-표적화 분자는 아연-핑거 뉴클레아제 (ZFN)를 형성하기 위해 DNA 절단 도메인에 융합된 아연-핑거 DNA 결합 도메인이거나 이를 포함한다. 일부 구현예에서, 융합 단백질은 적어도 하나의 유형 liS 제한 효소로부터 절단 도메인 (또는 절단 절반-도메인) 및 가공될 수 있거나 가공될 수 없는 하나 이상의 아연 핑거 결합 도메인을 포함한다. 일부 구현예에서, 절단 도메인은 유형 liS 제한 엔도뉴클레아제 Fok I로부터 유래한다. Fok I는 일반적으로 하나의 가닥 상에 이의 인지 부위로부터의 9개 뉴클레오타이드 및 다른 가닥 상에 이의 인지 부위로부터 13개 뉴클레오타이드에서 DNA의 이중 가닥 절단을 촉매한다.
[00162] 많은 유전자-특이적 가공된 아연 핑거는 시판되고 있다. 예를 들어, 제조원(Sangamo Biosciences (Richmond, CA, USA))은 제조원(Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA))과 협력하에 아연-핑거 작제를 위한 플랫폼 (CompoZr)을 개발하여 연구자가 아연-핑거 작제 및 확증을 함께 우회하고 수천개의 단백질에 대해 특이적으로 표적화된 아연 핑거를 제공하도록 한다(문헌참조: Gaj et al., Trends in Biotechnology, 2013, 31(7), 397-405). 일부 구현예에서, 시판되는 아연 핑거를 사용하거나 맞춤식으로 디자인된다. (문헌참조: 예를 들어, 제조원(Sigma-Aldrich)의 카탈로그 번호 CSTZFND, CSTZFN, CTil-lKT, 및 PZD0020).
2. TAL, TALE 및 TALEN
[00163] 일부 구현예에서, DNA-표적화 분자는 천연적으로 존재하거나 전사 활성화인자-유사 단백질 이펙터 (TALE) 단백질에서와 같이 가공된 (비-천연적으로 존재하는) 전사 활성화인자 유사 단백질 (TAL) DNA 결합 도메인을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 공개 공보 제2011/0301073호를 참조하고 이의 전문이 본원에 참조로 인용된다.
[00164] TALE DNA 결합 도메인 또는 TALE는 하나 이상의 TALE 반복체 도메인/유닛을 포함하는 폴리펩타이드이다. 반복체 도메인은 TALE의 이의 동족 표적 DNA 서열로의 결합에 관여한다. 단일 "반복체 유닛" (또한 “반복체”로서 언급됨)은 전형적으로 33 내지 35개 아미노산 길이이고 천연적으로 존재하는 TALE 단백질 내 다른 TALE 반복체 서열과 적어도 일부 서열 상동성을 나타낸다. 각각의 TALE 반복체 유닛은 전형적으로 반복체의 위치 12 및/또는 13에서 반복체 가변 이잔기(RVD)를 구성하는 1 또는 2개 DNA-결합 잔기를 포함한다. 이들 TALE의 DNA 인지를 위한 천연 (정준 (canonical)) 코드는 위치 12 및 13에서 HD 서열이 시토신 (C)로의 결합을 유도하도록 결정되었다. NG의 T로의 결합, NI의 A로의 결합, NN의 G 또는 A로의 결합 및 NO의 T 및 비-정준 (비전형적) RVD로의 결합은 또한 공지되어 있다. 일부 구현예에서, TALE는 표적 DNA 서열에 대한 특이성과 함께 TAL 어레이의 디자인에 의해 임의의 유전자에 표적화될 수 있다. 표적 서열은 일반적으로 티미딘으로 시작한다.
[00165] 일부 구현예에서, 상기 분자는 DNA 결합 엔도뉴클레아제, 예를 들어, TALE 뉴클레아제(TALEN)이다. 일부 양상에서, TALEN은 TALE로부터 유래된 DNA-결합 도메인 및 핵산 표적 서열을 절단하기 위한 뉴클레아제 촉매 도메인을 포함하는 융합 단백질이다.
[00166] 일부 구현예에서, TALEN은 유전자 내 표적 서열을 인지하고 절단한다. 일부 양상에서, DNA의 절단은 이중 가닥 파열을 유도한다. 일부 양상에서, 상기 파열은 상동성 재조합 또는 비-상동성 말단 연결 (NHEJ)의 속도를 자극한다. 일반적으로, NHEJ는 불완전 복구 공정이고 이는 흔히 절단 부위에서 DNA 서열에 대한 변화를 유도한다. 일부 양상에서, 복구 기전은 직접적인 재-결찰을 통해 또는 소위 미세상동성-매개된 말단 연결을 통해 2개의 DNA 말단에 잔류하는 것의 재연결을 포함한다. 일부 구현예에서, NHEJ를 통한 복구는 작은 삽입 또는 결실을 유도하고 이를 사용하여 유전자를 파괴하고 이로써 리프레싱할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 변형은 적어도 하나의 뉴클레오타이드의 치환, 결실 또는 첨가일 수 있다. 일부 양상에서, 절단-유도된 돌연변이유발 이벤트, 즉, NHEJ 이벤트에 연속한 돌연변이유발 이벤트가 일어난 세포는 당업계에 널리 공지된 방법에 의해 동정되고/되거나 선택될 수 있다.
[00167] 일부 구현예에서, TALE 반복체는 유전자를 특이적으로 표적화하도록 어셈블리된다. (문헌참조: Gaj et al., 2013). 18,740 사람 단백질-암호화 유전자를 표적화하는 TALEN의 라이브러리를 작제하였다(문헌참조: Kim et al., 2013). 맞춤 디자인된 TALE 어레이는 제조원(Cellectis Bioresearch (Paris, France), Transposagen Biopharmaceuticals (Lexington, KY, USA), 및 Life Technologies (Grand Island, NY, USA))을 통해 시판되고 있다. 구체적으로, CD38을 표적화하는 TALEN은 시판되고 있다(참조: Gencopoeia, 카탈로그 번호 HTN222870-l, HTN222870-2, 및 HTN222870-3). 예시적인 분자는 예를 들어, 미국 특허 공개 공보 제2014/0120622호, 및 제2013/0315884호에 기재되어 있다.
[00168] 일부 구현예에서, TALEN은 하나 이상의 플라스미드 벡터에 의해 암호화된 트랜스 유전자로서 도입된다. 일부 양상에서, 플라스미드 벡터는 상기 벡터를 수용한 세포의 동정 및/또는 선택을 위해 제공되는 선택 마커를 함유할 수 있다.
3. RGEN (CRISPR/Cas 시스템)
[00169] 일부 구현예에서, 변경은 RNA-가이드된 엔도뉴클레아제 (RGEN)을 통한 변경과 같은, 하나 이상의 DNA-결합 핵산을 사용하여 수행된다. 예를 들어, 상기 변경은 클러스터링된 규칙적으로 이격된 짧은 팔린드롬 반복체 (CRISPR) 및 CRISPR-연합 (Cas) 단백질을 사용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, "CRISPR 시스템"은 총체적으로 Cas 유전자를 암호화하는 서열, tracr (트랜스-활성화 CRISPR) 서열(예를 들어, tracrRNA 또는 활성 부분 tracrRNA), tracr-쌍(mate) 서열 (내인성 CRISPR 시스템과 관련하여 “직접적인 반복체” 및 tracrRNA-가공된 부분 직접적인 반복체), 가이드 서열(또한, 내인성 CRISPR 시스템과 관련하여 “스페이서”로서 언급되는)), 및/또는 CRISPR 유전자좌로부터 다른 서열 및 전사체를 포함하는, CRISPR-연합 (“Cas”) 유전자의 발현에 관여하거나 이의 활성을 지시하는 전사체 및 다른 요소들을 언급한다.
[00170] CRISPR/Cas 뉴클레아제 또는 CRISPR/Cas 뉴클레아제 시스템은 뉴클레아제 기능 (예를 들어, 2개의 뉴클레아제 도메인)과 함께 DNA 및 Cas 단백질 (예를 들어, Cas9)에 서열 특이적으로 결합하는 비-암호화 RNA 분자(가이드) RNA를 포함할 수 있다. CRISPR 시스템의 하나 이상의 요소들은 예를 들어, 내인성 CRISPR 시스템을 포함하는 특정 유기체, 예를 들어, 스트렙토코커스 피오게네스(Streptococcus pyogenes)로부터 유래된 I형, II형, 또는 III형 CRISPR 시스템으로부터 유래할 수 있다.
[00171] 일부 양상에서, Cas 뉴클레아제 및 gRNA (표적 서열 및 고정된 tracrRNA에 특이적인 crRNA의 융합을 포함하는)는 세포에 도입한다. 일반적으로, gRNA의 5’ 말단에서 표적 부위는 Cas 뉴클레아제를 상보성 염기 쌍형성을 사용하여 표적 부위, 예를 들어, 유전자에 표적화시킨다. 표적 부위는 전형적으로 NGG 또는 NAG와 같은, 프로토스페이서 인접 모티프 (PAM) 서열의 바로 5’ 위치를 기준으로 선택될 수 있다. 이와 관련하여, gRNA는 가이드 RNA의 처음 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 14, 12, 11, 또는 10개의 뉴클레오타이드를 표적 DNA 서열에 상응하도록 변형시킴에 의해 목적하는 서열에 표적화된다. 일반적으로, CRISPR 시스템은 표적 서열의 부위에서 CRISPR 복합체의 형성을 촉진시키는 요소들에 의해 특징화된다. 전형적으로, "표적 서열"은 일반적으로 가이드 서열이 상보성을 갖도록 디자인된 서열을 언급하고, 여기서, 표적 서열과 가이드 서열 간의 하이브리드화는 CRISPR 복합체의 형성을 촉진시킨다. 완전한 상보성은 필수적으로 요구되지 않고, 단, 하이브리드화를 유발하고 CRISPR 복합체의 형성을 촉진시키기에 충분한 상보성이 있다.
[00172] CRISPR 시스템은 표적 부위에서 이중 가닥 파열 (DSB)에 이어서 본원에 논의된 바와 같은 붕괴 또는 변경을 유도할 수 있다. 다른 구현예에서, “닉카제”로 간주되는 Cas9 변이체를 사용하여 표적 부위에서 단일 가닥을 닉킹(nick)한다. 쌍 형성 닉카제를 사용하여, 예를 들어, 각각 닉의 동시 도입시, 5’ 오버행이 도입되도록 하는 한쌍의 상이한 gRNA 표적화 서열에 의해 지시되는 특이성을 개선시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 촉매적 불활성 Cas9는 전사 리프레서 또는 활성화인자와 같은 이종성 이펙터 도메인에 융합되어 유전자 발현에 영향을 미친다.
[00173] 표적 서열은 DNA 또는 RNA 폴리뉴클레오타이드와 같은 임의의 폴리뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 표적 서열은 세포의 핵 또는 세포질에, 예를 들어, 세포의 기관 내 위치할 수 있다. 일반적으로, 표적 서열을 포함하는 표적화된 유전자좌로의 재조합을 위해 사용될 수 있는 서열 또는 주형은 "편집 주형" 또는 "편집 폴리뉴클레오타이드" 또는 "편집 서열"로서 언급된다. 일부 양상에서, 외인성 주형 폴리뉴클레오타이드는 편집 주형으로서 언급될 수 있다. 일부 양상에서, 재조합은 상동성 재조합이다.
[00174] 전형적으로, 내인성 CRISPR 시스템과 관련하여, CRISPR 복합체 (표적 서열에 하이브리드화되고 하나 이상의 Cas 단백질과 복합체화된 가이드 서열을 포함하는)의 형성은 표적 서열에서 또는 이의 부근에서 (예를 들어, 이로부터 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 50개 이상의 염기쌍 내) 하나의 가닥 또는 가닥 둘다의 절단을 유도한다. 야생형 tracr 서열 전부 또는 일부 (예를 들어, 야생형 tracr 서열의 약 또는 약 20, 26, 32, 45, 48, 54, 63, 67, 85, 또는 그 이상의 뉴클레오타이드)를 포함할 수 있거나 이들로 이루어질 수 있는 tracr 서열은 또한 예를 들어, tracr 서열의 적어도 일부를 가이드 서열에 작동적으로 연결된 tracr 쌍 서열의 전부 또는 일부에 하이브리드화함에 의해 CRISPR 복합체의 일부를 형성할 수 있다. tracr 서열은 하이브리드화하고 CRISPR 복합체의 형성에 관여하는 tracr 쌍 서열에 충분한 상보성, 예를 들어, 최적으로 정렬되는 경우 tracr 쌍 서열의 길이를 따라 적어도 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%또는 99%의 서열 상보성을 갖는다.
[00175] CRISPR 시스템의 하나 이상의 요소들의 발현을 구동시키는 하나 이상의 벡터는 세포에 도입되어 CRISPR 시스템의 요소들의 발현이 하나 이상의 표적 부위에서 CRISRR 복합체의 형성을 지시할 수 있다. 성분들은 또한 단백질 및/또는 RNA로서 세포에 전달될 수 있다. 예를 들어, Cas 효소, tracr-쌍 서열에 연결된 가이드 서열 및 tracr 서열은 각각 별도의 벡터 상에 별도의 조절 요소들에 작동적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 동일하거나 상이한 조절 요소들로부터 발현되는 2개 이상의 요소들은 제1 벡터에 포함되지 않은 CRISPR 시스템의 임의의 성분들을 제공하는 하나 이상의 추가의 벡터와 함께 단일 벡터에 조합될 수 있다. 벡터는 제한 엔도뉴클레아제 인지 서열 (또한 “클로닝 부위”로서 언급되는)과 같은 하나 이상의 삽입 부위를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 삽입 부위는 하나 이상의 벡터의 하나 이상의 서열 요소들의 업스트림 및/또는 다운스트림에 위치한다. 다수의 상이한 가이드 서열이 사용되는 경우, 단일 발현 작제물은 세포 내 다수의 상이한 상응하는 표적 서열에 CRISPR 활성을 표적화하기 위해 사용될 수 있다.
[00176] 벡터는 Cas 단백질과 같은 CRISPR 효소를 암호화하는 효소-암호화 서열에 작동적으로 연결된 조절 요소를 포함할 수 있다. Cas 단백질의 비제한적인 예는 Cas1, Cas1B, Cas2, Cas3, Cas4, Cas5, Cas6, Cas7, Cas8, Cas9 (또한 Csn1 및 Csx12로서 공지된), Cas10, Csy1, Csy2, Csy3, Cse1, Cse2, Csc1, Csc2, Csa5, Csn2, Csm2, Csm3, Csm4, Csm5, Csm6, Cmr1, Cmr3, Cmr4, Cmr5, Cmr6, Csb1, Csb2, Csb3, Csx17, Csx14, Csx10, Csx16, CsaX, Csx3, Csx1, Csx15, Csfl, Csf2, Csf3, Csf4, 이의 상동체 또는 이의 변형된 버젼을 포함한다. 이들 효소는 공지되어 있고; 예를 들어, 에스. 피오게네스 Cas9 단백질의 아미노산 서열은 승인 번호 Q99ZW2하에 SwissProt 데이터베이스에서 발견될 수 있다.
[00177] CRISPR 효소는 Cas9 (예를 들어, 에스. 피오게네스로부터 또는 에스. 뉴모니아로부터)일 수 있다. CRISPR 효소는 예를 들어, 표적 서열 내 및/또는 표적 서열의 상보체 내와 같은, 표적 서열의 위치에서 가닥 하나 또는 가닥 둘다의 절단을 지시할 수 있다. 상기 벡터는 상응하는 야생형 효소와 관련하여 돌연변이된 CRISPR 효소를 암호화하여 상기 돌연변이된 CRISPR 효소는 표적 서열을 함유하는 표적 폴리뉴클레오타이드의 가닥 하나 또는 가닥 둘다를 절단하는 능력이 부재일 수 있다. 예를 들어, 에스. 피오게네스로부터의 Cas9의 RuvC I 촉매 도메인에서 아스파르테이트 대 알라닌 치환 (D10A)은 가닥 둘다를 절단하는 뉴클레아제로부터 닉카제 (단일 가닥을 절단하는)로 Cas9를 전환시킨다. 일부 구현예에서, Cas9 닉카제는 가이드 서열(들), 예를 들어, 각각 DNA 표적의 센스 및 안티센스 가닥을 표적화하는 2개의 가이드 서열과 조합하여 사용될 수 있다. 상기 조합은 가닥 둘다를 닉킹하도록 하고 NHEJ 또는 HDR을 유도하기 위해 사용된다.
[00178] 일부 구현예에서, CRISPR 효소를 암호화하는 효소 암호화 서열은 특정 세포에서, 예를 들어, 진핵 세포에서의 발현을 위해 코돈 최적화되어 있다. 진핵 세포는 특정 유기체, 예를 들어, 사람, 마우스, 래트, 토끼, 개 또는 비-사람 영장류를 포함하지만 이에 제한되지 않는 포유동물의 세포이거나 이들로부터 유래된 세포일 수 있다. 일반적으로, 코돈 최적화는 고유 서열의 적어도 하나의 코돈을 고유 아미노산 서열을 유지하면서 숙주 세포의 유전자에서 보다 흔하게 또는 가능 흔하게 사용되는 코돈으로 대체함에 의해 관심 대상의 숙주 세포에서 증진된 발현을 위해 핵산 서열을 변형시키는 공정을 언급한다. 다양한 종은 특정 아미노산의 특정 코돈에 대해 특정 편향을 나타낸다. 코돈 편향(유기체 간의 코돈 용법에서의 차이)은 흔히 전령 RNA (mRNA)의 해독 효율과 상호관련되고, 이는 이어서 무엇 보다 해독될 코돈의 성질 및 특정 운반 RNA (tRNA) 분자의 가용성에 의존하는 것으로 사료된다. 세포에서 선택된 tRNA의 우세는 일반적으로 펩타이드 합성에서 가장 흔하게 사용되는 코돈을 반영한다. 따라서, 유전자들은 코돈 최적화를 기준으로 소정의 유기체에서 최적의 유전자 발현을 위해 조정될 수 있다.
[00179] 일반적으로, 가이드 서열은 표적 서열과 하이브리드화하고 CRISPR 복합체의 표적 서열로의 서열-특이적 결합을 지시하기에 충분히 표적 폴리뉴클레오타이드 서열과 상보성을 갖는 임의의 폴리뉴클레오타이드 서열이다. 일부 구현예에서, 가이드 서열과 이의 상응하는 표적 서열 간의 상보성 정도는 적합한 정렬 알고리듬을 사용하여 최적으로 정렬되는 경우 약 또는 약 50%, 60%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97.5%, 99%이상이다.
[00180] NR3CS (글루코코르티코이드 수용체)에 대한 예시적 gRNA 서열은 Ex3 NR3C1 sGl 5-TGC TGT TGA GGA GCT GGA-3 (서열번호 1) 및 Ex3 NR3C1 sG2 5-AGC ACA CCA GGC AGA GTT-3 (서열번호 2)을 포함한다. TGF-베타 수용체 2에 대한 예시적 gRNA 서열은 EX3 TGFBR2 sG1 5-CGG CTG AGG AGC GGA AGA-3 (서열번호 3) 및 EX3 TGFBR2 sG2 5-TGG-AGG-TGA-GCA-ATC-CCC-3 (서열번호 4)을 포함한다. T7 프로모터, 표적 서열 및 중첩 서열은 서열 TTAATACGACTCACTATAGG (서열번호 5) + 표적 서열 + gttttagagctagaaatagc (서열번호 6)를 가질 수 있다.
[00181] 최적의 정렬은 서열을 정렬시키기위한 임의의 적합한 알고리듬을 사용하여 결정될 수 있고 상기 알고리즘의 비제한적인 예는 스미스-워터맨 (Smith-Waterman) 알고리즘, 니들맨-운쉬(Needleman-Wunsch) 알고리즘, 버로우-휠러 트랜스폼 (Burrows-Wheeler Transform)을 기반으로 하는 알고리즘 (예를 들어, 버로우 휠러 얼라이너(Burrows Wheeler Aligner), 클러스탈 더블유 (Clustal W), 클러스탈 엑스(Clustal X), BLAT, 노보얼라인(Novoalign) (Novocraft Technologies, ELAND (Illumina, San Diego, Calif.), SOAP (soap.genomics.org.cn에서 가용한), 및 Maq (maq.sourceforge.net에서 가용한)를 포함한다.
[00182] CRISPR 효소는 하나 이상의 이종성 단백질 도메인을 포함하는 융합 단백질의 일부일 수 있다. CRISPR 효소 융합 단백질은 임의의 추가의 단백질 서열 및 임의로 임의의 2개의 도메인 사이의 링커 서열을 포함할 수 있다. CRISPR 효소에 융합될 수 있는 단백질 도메인의 예는 제한 없이, 에피토프 태그, 리포터 유전자 서열, 및 하기의 활성 중 하나 이상을 갖는 단백질 도메인을 포함한다: 메틸라제 활성, 데메틸라제 활성, 전사 활성화 활성, 전사 억제 활성, 전사 방출 인자 활성, 히스톤 변형 활성, RNA 절단 활성 및 핵산 결합 활성. 에피토프 태그의 비제한적인 예는 히스티딘 (His) 태그, V5 태그, FLAG 태그, 인플루엔자 헤마글루티닌 (HA) 태그, Myc 태그, VSV-G 태그, 및 티오레독신 (Trx) 태그를 포함한다. 리포터 유전자의 예는 글루타티온-5-트랜스퍼라제 (GST), 서양고추냉이 퍼옥시다제 (HRP), 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라제 (CAT) 베타 갈락토시다제, 베타-글루쿠로니다제, 루시퍼라제, 녹색 형광성 단백질 (GFP), HcRed, DsRed, 시안(cyan) 형광성 단백질 (CFP), 황색 형광성 단백질 (YFP), 및 청색 형광 단백질 (BFP)를 포함하는 자가형광 단백질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. CRISPR 효소는 말토스 결합 단백질 (MBP), S-태그, Lex A DNA 결합 도메인 (DBD) 융합체, GAL4A DNA 결합 도메인 융합체 및 헤르페스 심플렉스 바이러스 (HSV) BP16 단백질 융합체를 포함하지만 이에 제한되지 않는, DNA 분자에 결합하거나 다른 세포 분자에 결합하는 단백질 또는 단백질의 단편을 암호화하는 유전자 서열에 융합될 수 있다. CRISPR 효소를 포함하는 융합 단백질의 일부를 형성할 수 있는 추가의 도메인은 본원에 참조로 인용된 US 20110059502에 기재되어 있다.
III. 치료 방법
[00183] 일부 구현예에서, 본원의 개시내용은 본원 개시내용의 유효량의 NK 세포를 투여함을 포함하는 면역치료요법을 위한 방법을 제공한다. 하나의 구현예에서, 의학적 질환 또는 장애는 면역 반응을 유발하는 NK 세포 집단의 전달에 의해 치료된다. 본원 개시내용의 특정 구현예에서, 암 또는 감염은 면역 반응을 유발하는 NK 세포 집단의 전달에 의해 치료된다. 본원에 제공된 것은 유효량의 항원 특이적 세포 치료요법을 개체에게 투여함을 포함하는 개체 내 암을 치료하거나 이의 진행을 지연시키기 위한 방법이다. 본 발명의 방법은 면역 장애, 고형암, 혈액암 및 바이러스 감염의 치료를 위해 적용될 수 있다.
[00184] 본 발명의 치료 방법이 유용한 종양은 임의의 악성 세포 유형, 예를 들어, 고형 종양 또는 혈액학적 종양에서 발견되는 것들을 포함한다. 예시적인 고형 종양은 췌장, 결장, 맹장, 위, 뇌, 머리, 목, 난소, 신장, 후두, 육종, 폐, 방광, 흑색종, 전립선 및 유방으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기관의 종양을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예시적인 혈액학적 종양은 골수의 종양, T 또는 B 세포 악성 종양, 백혈병, 림프종, 모세포종, 골수종 등을 포함한다. 본원에 제공된 방법을 사용하여 치료될 수 있는 암의 추가의 예는 폐암(소세포 폐암, 비-소세포 폐암, 폐의 선암종 및 폐의 편평 암종을 포함하는), 복막, 위장 또는 위암(위장암 및 위장 기질 암을 포함하는), 췌장암, 자궁암, 난소암, 간암, 방광암, 유방암, 결장암, 결장직장암, 자궁내막 또는 자궁 암종, 침샘 암종, 콩팥 또는 신장암, 전립선암, 음경암, 갑상선암, 다양한 유형의 두경부암 및 흑색종을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
[00185] 상기 암은 구체적으로 하기의 조직학적 유형을 가질 수 있지만 이들에 제한되지 않는다: 악성 신생물; 암종; 미분화된 암종; 거대 및 스핀들 세포 암종; 소세포 암종; 유두 암종; 편평 세포 암종; 림프구상피 암종; 기저 세포 암종; 섬모기질 암종; 이행 세포 암종; 유두 이행 암종; 선암종; 악성 가스트린종; 담관 암종; 간세포 암종; 조합된 간세포 암종 및 담관암종; 섬유주 선암종; 선낭 암종; 선종폴립 내 선암종; 가족성 폴립증 콜리 선암종; 고형 암종; 악성 카시노이드 종양; 세기관지-폐포 선암종; 유두 선암종; 색소형성 암종; 호산성 암종; 호산소성 선암종(oxyphilic adenocarcinoma); 호염기성 암종; 투명 세포 선암종; 과립 세포 암종; 여포성 선암종; 유두 및 여포성 선암종; 비캡슐화 경화 암종; 부신피질 암종; 자궁내막 암종; 피부 부속 암종 (skin appendage carcinoma); 아포크린 선암종(apocrine adenocarcinoma); 피지 선암종; 귀지 선암종(ceruminous adenocarcinoma); 점막상피 암종; 낭선암종; 유두 낭선암종; 유두 장액성 낭선암종(papillary serous cystadenocarcinoma); 점소양 낭선암종; 점소양 선암종; 시그넷 환 세포 암종(signet ring cell carcinoma); 침윤 도관 암종(infiltrating duct carcinoma); 수질 암종; 소엽 암종; 염증성 암종; 유방 파게트 질환(paget's disease, mammary); 소포 세포 암종; 선편평세포 암종; 선암종 w/편평 상피화생; 악성 흉선종thymoma; 악성 난소 기질 종양(ovarian stromal tumor, malignant); 악성 포막종(thecoma, malignant); 악성 과립막 세포 종양(granulosa cell tumor, malignant); 악성 암성모세포종; 세르톨리 세포 암종(sertoli cell carcinoma); 악성 라이디히 세포 종양(leydig cell tumor, malignant); 악성 지질 세포 종양; 악성 부신결정종(paraganglioma, malignant); 악성 유선외 부신결정종(extra-mammary paraganglioma, malignant); 크롬친화세포종(pheochromocytoma); 사구체혈관육종(glomangiosarcoma); 악성 흑색종; 무색소성 흑색종; 표재 확장성 흑색종; 흑색점 악성 흑색종(lentigo malignant melanoma); 선단 흑자성 흑색종(acral lentiginous melanomas); 결절성 흑색종; 거대 색소성모반에서 악성 흑색종; 상피모양 세포 흑색종; 악성 청색모반(blue nevus, malignant); 육종; 섬유육종; 악성 섬유 조직구종; 점액육종(myxosarcoma); 지방육종; 평활근육종(leiomyosarcoma); 횡문근육종; 배아 횡문근육종; 폐포 횡문근육종; 기질 육종; 악성 혼합 종양; 뮬러관 혼합 종양; 신아세포종(nephroblastoma); 간아세포종(hepatoblastoma); 암육종; 악성 중간엽종; 악성 브레너 종양 (brenner tumor, malignant); 악성 엽상 종양(phyllodes tumor, malignant); 활액 육종; 악성 중피종(mesothelioma, malignant); 미분화배세포종(dysgerminoma); 배아 암종(embryonal carcinoma); 악성 기형종(teratoma, malignant); 악성 난소갑상선종(struma ovarii, malignant); 융모암종; 악성 중신종(mesonephroma, malignant); 혈관육종; 악성 혈관내피종; 카포시 육종; 악성 혈관주위세포종(hemangiopericytoma, malignant); 림프관 육종; 골육종; 피질주위 골육종(juxtacortical osteosarcoma); 연골육종; 악성 연골모세포종; 간엽성 연골육종(mesenchymal chondrosarcoma); 골의 거대 세포 종양; 어윙 육종(ewing's sarcoma); 악성 치원성 종양(odontogenic tumor, malignant); 에나멜아세포 치원서육종(ameloblastic odontosarcoma); 악성 에나멜아세포종(ameloblastoma, malignant); 사기질모세포섬유육종; 악성 송과체부종양; 척색종; 악성 신경교종; 뇌실막세포종(ependymoma); 성상세포종; 원형질 성상세포종; 원섬유 성상세포종; 성상모세포종; 교모세포종; 핍지교종; 핍지교모세포종(oligodendroblastoma); 원시 신경외배엽종양; 소뇌 육종; 신경절아세포종(ganglioneuroblastoma); 신경모세포종; 망막모세포종; 후각 신경성 종양; 악성 뇌수막종(meningioma, malignant); 신경섬유육종(neurofibrosarcoma); 악성 신경초종(neurilemmoma, malignant); 악성 과립 세포 종양; 악성 림프종; 호지킨 질환; 호지킨(hodgkin's); 파라육아종(paragranuloma); 소림프구 악성 림프종(malignant lymphoma, small lymphocytic); 대형 세포 확산 악성 림프종(malignant lymphoma, large cell, diffuse); 여포성 악성 림프종(malignant lymphoma, follicular); 균상식육종(mycosis fungoides); 다른 특정 비-호지킨 림프종; B-세포 림프종; 저급/여포성 비-호지킨 림프종(NHL); 소림프구(SL) NHL; 중간 등급/여포 NHL; 중간 등급 확산 NHL; 고등급 면역아구성 NHL; 고등급 림프아구성 NHL; 고등급 소 비-절단된 세포 NHL; 벌크 질환 NHL; 맨틀 세포 림프종; AIDS-관련 림프종; 발덴스트롬 마크로글로불린혈증(Waldenstrom's macroglobulinemia); 악성 조직구증; 다발성 골수종; 비만 세포 육종; 면역증식성 소장 질환; 백혈병; 림프구 백혈병; 혈장 세포 백혈병; 적백혈병)(erythroleukemia); 림프구육종 세포 백혈병; 골수백혈병; 호염기성 백혈병; 호산성 백혈병; 단핵구 백혈병; 비만 세포 백혈병; 거핵아구 백혈병; 골수 육종; 모발 세포 백혈병; 만성 림프구 백혈병 (CLL); 급성 림프아구성 백혈병 (ALL); 급성 골수 백혈병 (AML); 및 만성 골수아구성 백혈병.
[00186] 특정 구현예는 백혈병의 치료 방법에 관한 것이다. 백혈병은 혈액암 또는 골수 암이고 혈액 세포, 일반적으로 백혈구 세포 (백혈구)의 비정상적 증식 (증식에 의한 생성)을 특징으로 한다. 이것은 혈액학적 신생물로 불리우는, 광범위한 그룹의 질환의 일부이다. 백혈병은 광범위한 질환을 포괄하는 광범위한 용어이다. 백혈병은 임상적으로 및 병리학적으로 이의 급성 및 만성 형태로 나누어진다.
[00187] 본원 개시내용의 특정 구현예에서, 면역 세포는 이를 필요로 하는 개체, 예를 들어, 암 또는 감염을 갖는 개체에게 전달된다. 상기 세포는 이어서 각각의 암 또는 병원성 세포를 공격하는 개체의 면역계를 증진시킨다. 일부 경우에, 상기 개체에는 하나 이상의 용량의 면역 세포가 제공된다. 개체에게 2 이상의 용량의 면역 세포가 제공되는 경우에, 투여 사이의 지속 기간은 개체내 증식을 위한 시간을 허용하기 위해 충분해야만 하고 특정 구현예에서, 투여 사이의 지속 기간은 l, 2, 3, 4, 5, 6, 7일 이상이다.
[00188] 본원 개시내용의 특정 구현예는 면역-매개된 장애를 치료하거나 예방하기 위한 방법을 제공한다. 하나의 구현예에서, 대상체는 자가면역 질환을 갖는다. 자가면역 질환의 비제한적인 예는 다음을 포함한다: 원형 탈모증, 강직성 척추염, 항인지질 증후군(antiphospholipid syndrome), 자가면역 애디슨 질환, 부신의 자가면역 질환, 자가면역 용혈성 빈혈, 자가면역 간염, 자가면역 난소염 및 고환염, 자가면역 혈소판감소증, 베체트 질환(Behcet's disease), 수포성 유사천포창, 심근증, 셀리악 스페이트-피부염(celiac spate-dermatitis), 만성 피로 면역 기능부전 증후군(CFIDS), 만성 ㅇ며증 탈수초 다발신경병증, 처그-스트라우스 증후군(Churg-Strauss syndrome), 반흔성 유천포창(cicatrical pemphigoid), CREST 증구훈, 한냉응집질환(cold agglutinin disease), 크론 질환, 원판성 루프스(discoid lupus), 한랭 글로불린혈증(essential mixed cryoglobulinemia), 섬유근통-섬유근염(fibromyalgia-fibromyositis), 사구체신염(glomerulonephritis), 그레이브스 질환(Graves' disease), 길리안-바레(Guillain-Barre), 하시모토 갑상선염(Hashimoto's thyroiditis), 특발성 폐 섬유증, 특발성 혈소판 감소성 자반증(ITP), IgA 신경병증, 소아 관절염, 편평태선, 홍반성 루푸스(lupus erthematosus), 메니어 질환(Meniere's disease), 혼성 연결 조직 질환, 다발성 경화증, 1형 또는 면역-매개된 진성 당뇨병, 중증 근무력증, 신증후군(예를 들어, 최소 변화 질환, 병소 사구체경화증, 또는 막성 신장병증), 심상성천포창(pemphigus vulgaris), 악성 빈혈(pernicious anemia), 결절성 다발동맥염, 다발연골염, 다선성 증후군(polyglandular syndromes), 류마티스성 다발근통, 다발근염 및 피부근염, 1차 무감마글로불린혈증, 1차 담즙성 경변증, 건선, 건선성 관절염, 레이노드 현상(Raynaud's phenomenon), 라이터 증후군(Reiter's syndrome), 류마티스성 관절염, 사르코이드증, 경피증(scleroderma), 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome), 강직 인간 증후군, 전신 홍반성 낭창, 홍반 루프스, 궤양성 대장염, 포도막염, 맥관염 (예를 들, 결절성 다발관절염( polyarteritis nodosa), 타카야수 관절염(takayasu arteritis), 측두 동맥염(temporal arteritis)/거대 세포 관절염(giant cell arteritis), 또는 피부염 포진 혈관염), 백반증, 및 베게너 육아종증. 본원에 기재된 방법을 사용하여 치료될 수 있는 자가면역 질환의 일부 예는 다발성 경화증, 류마티스성 관절염, 전신 홍반성 낭창, I형 진성 당뇨병, 크론 질환; 궤양성 대장염, 중증 근무력증, 사구체신염, 강직성 척추염, 혈관염 또는 건선을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 대상체는 또한 천식과 같은 알레르기 질환을 가질 수 있다.
[00189] 여전히 또 다른 구현예에서, 대상체는 이식된 기관 또는 줄기 세포의 수용자이고 면역 세포를 사용하여 거부를 예방하고/하거나 치료한다. 특정 구현예에서, 대상체는 이식편 대 숙주 질환을 갖거나 발병할 위험에 처해 있다. GVHD는 관련된 또는 관련되지 않은 공여자로부터 기원하는 줄기 세포를 사용하거나 함유하는 임의의 이식체의 가능한 합병증이다. 급성 및 만성의 2가지 종류의 GVHD가 있다. 급성 GVHD는 이식 후 처음 3개월 이내에 나타난다. 급성 GVHD의 징후에는 손과 발에 붉은 피부 발진이 나타나 피부가 벗겨 지거나 물집이 생겨 퍼지고 더 심해질 수 있다. 급성 GVHD는 또한 위 및 장에 영향을 줄 수 있고 이 경우에 경련, 메스꺼움 및 설사가 나타난다. 피부와 눈의 황변 (황달)은 급성 GVHD가 간에 영향을 미쳤음을 나타낸다. 만성 GVHD는 중증도에 따라 순위가 매겨진다: 1 단계/등급은 약하고; 4 단계/등급은 중증이다. 만성 GVHD는 이식 후 3개월 이후에 나타난다. 만성 GVHD의 증상은 급성 GVHD의 증상과 유사하지만, 추가로 만성 GVHD는 눈의 점액선, 입의 타액선 및 위 내벽과 내장을 윤활하는 샘에도 영향을 줄 수 있다. 본원에 기재된 임의의 면역 세포의 집단이 사용될 수 있다. 이식된 기관의 예는 고체 기관 이식체, 예를 들어, 신장, 간, 피부, 췌장, 폐 및/또는 심장, 또는 세포 이식체, 예를 들어, 섬(islet), 간세포, 근아세포, 골수, 또는 조혈 또는 다른 줄기 세포를 포함한다. 이식체는 복합 이식체, 예를 들어, 얼굴 조직일 수 있다. 면역 세포는 이식 전에 이식과 동시에 또는 이식 후에 투여될 수 있다. 일부 구현예에서, 면역 세포는 이식 전, 예를 들어, 이식 전 적어도 1시간, 적어도 12 시간, 적어도 1일, 적어도 2일, 적어도 3일, 적어도 4일, 적어도 5일, 적어도 6일, 적어도 1주, 적어도 2주, 적어도 3주, 적어도 4주, 또는 적어도 1개월째에 투여된다. 하나의 특정 비제한적인 예에서, 치료학적 유효량의 면역 세포의 투여는 이식 전 3 내지 5일째에 일어난다.
[00190] 일부 구현예에서, 대상체에게 면역 세포 치료요법 전에 비골수절제성 림프구고갈 화학치료요법이 투여될 수 있다. 비골수절제성 림프구고갈 화학치료요법은 임의의 적합한 경로에 의해 투여될 수 있는, 임의의 적합한 상기 치료요법일 수 있다. 비골수절제성 림프구고갈 화학치료요법은 예를 들어, 특히 암이 전이성일 수 있는 흑색종인 경우 사이클로포스파미드 및 플루다라빈의 투여를 포함할 수 있다. 사이클로포스파미드 및 플루다라빈의 예시적 경로는 정맥내이다. 또한, 사이클로포스파미드 및 플루다라빈의 임의의 적합한 용량이 투여될 수 있다. 특정 양상에서, 약 60 mg/kg의 사이클로포스파미드가 2일 동안 투여되고 이후 약 25 mg/m2의 플루다라빈은 5일동안 투여된다.
[00191] 특정 구현예에서, 면역 세포의 성장 및 활성화를 촉진시키는 성장 인자는 면역 세포와 동시에 또는 면역 세포에 후속적으로 대상체에게 투여된다. 면역 세포 성장 인자는 면역 세포의 성장 및 활성화를 촉진시키는 임의의 적합한 성장 인자일 수 있다. 적합한 면역 세포 성장 인자의 예는 인터류킨 (IL)-2, IL-7, IL-15, 및 Il-12를 포함하고, 이는 단독으로 또는 다양한 조합으로, 예를 들어, IL-2와 IL-7, IL-2와 IL-15, IL-7과 IL-15, IL-2, IL-7와 IL-15, IL-12와 IL-7, IL-12와 IL-15, 또는 IL-12와 IL-2로 사용될 수 있다.
[00192] 치료학적 유효량의 면역 세포는 비경구 투여, 예를 들어, 정맥내, 복막내, 근육내, 흉골하 또는 관절내 주사 또는 주입을 포함하는 다수의 경로에 의해 투여될 수 있다.
[00193] 입양 세포 치료요법에 사용하기 위한 면역 세포의 치료학적 유효량은 치료받는 대상체에서 목적하는 효과를 성취하는 양이다. 예를 들어, 이것은 진행을 억제하거나 자가면역 또는 동종면역 질환의 퇴행을 유발하기 위해 필요하거나 자가면역 질환, 예를 들어, 통증 및 염증에 의해 유발된 증상을 경감시킬 수 있는 면역 세포의 양일 수 있다. 염증, 예를 들어, 통증, 부종 및 승온과 같은 염증과 연관된 증상을 경감시키기 위해 필요한 양일 수 있다. 이것은 또한 이식된 기관의 거부를 감소시키거나 방지하는데 필요한 양일 수 있다.
[00194] 면역 세포 집단은 상기 질환에 맞는 치료 용법, 예를 들어, 질환 상태를 개선하기 위해 1일 내지 수일에 걸쳐 단일 용량 또는 수회 용량 또는 질환 진행을 억제하고 질환 재발을 예방하기 위해 연장된 기간 동안 주기적 용량으로 투여될 수 있다. 제형 중에 사용될 정확한 용량은 또한 투여 경로, 및 질환 또는 장애의 중증도에 의존하고 임상의의 판단 및 각각의 환자의 상황에 따라 결정되어야만 한다. 면역 세포의 치료학적 유효량은 치료받는 대상체, 환부의 중증도 및 유형 및 투여 방식에 의존한다. 일부 구현예에서, 사람 대상체의 치료에 사용될 수 있는 용량은 적어도 3.8×104, 적어도 3.8×105, 적어도 3.8×106, 적어도 3.8×107, 적어도 3.8×108, 적어도 3.8×109, 또는 적어도 3.8×1010 면역 세포/m2의 범위이다. 특정 구현예에서, 사람 대상체의 치료에 사용되는 용량은 약 3.8×109 내지 약 3.8×1010 면역 세포/m2의 범위이다. 추가의 구현예에서, 면역 세포의 치료학적 유효량은 체중 kg 당 약 5×106 세포 내지 체중 kg 당 약 7.5×108 세포, 예를 들어, 체중 kg 당 약 2×107 세포 내지 약 5×108 세포, 또는 체중 kg 당 약 5×107 세포 내지 약 2×108 세포로 다양할 수 있다. 면역 세포의 정확한 양은 대상체의 연령, 체중, 성별 및 생리학적 병태를 기준으로 당업자에 의해 용이하게 결정된다. 유효량은 시험관내 또는 동물 모델 시험 시스템으로부터 유래된 용량-반응 곡선으로부터 외삽될 수 있다.
[00195] 면역 세포는 면역 매개된 장애의 치료를 위해 하나 이상의 다른 치료학적 제제와 조합하여 투여될 수 있다. 조합 치료요법은 하나 이상의 항-미생물 제제(예를 들어, 항생제, 항-바이러스 제제 및 항-진균제), 항-종양 제제(예를 들어, 플루오로우라실, 메토트렉세이트, 파클리탁셀, 플루다라빈, 에토포시드, 독소루비신, 또는 빈크리스틴), 면역-고갈 제제(예를 들어, 플루다라빈, 에토포시드, 독소루비신, 또는 빈크리스틴), 면역억제제 (예를 들어, 아자티오프린, 또는 글루코코르티코이드, 예를 들어, 덱사메타손 또는 프레드니손), 소염제 (예를 들어, 글루코코르티코이드, 예를 들어, 하이드로코르티손, 덱사메타손 또는 프레드니손, 또는 비-스테로이드성 소염제, 예를 들어, 아세틸살리실산, 이부프로펜 또는 나프록센 나트륨), 사이토킨(예를 들어, 인터류킨-10 또는 형질전환 성장 인자-베타), 호르몬(예를 들어, 에스트로겐), 또는 백신을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 추가로, 칼시뉴린 억제제(예를 들어, 사이클로스포린 및 타크롤리무스); mTOR 억제제 (예를 들어, 라파마이신); 마이코페놀레이트 모페틸, 항체 (예를 들어, CD3, CD4, CD40, CD154, CD45, IVIG, 또는 B 세포를 인지하는); 화학치료학적 제제(예를 들어, 메토트렉세이트, 트레오설판, 부설판); 조사; 또는 케모킨, 인터류킨 또는 이들의 억제제(예를 들어, BAFF, IL-2, 항-IL-2R, IL-4, JAK 키나제 억제제)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 면역억제 또는 관용성 제제가 투여될 수 있다. 상기 추가의 약제학적 제제는 목적하는 효과에 의존하여 면역 세포의 투여 전, 투여 동안에 또는 투여 후 투여될 수 있다. 세포 및 제제는 동일한 경로 또는 상이한 경로에 의해 및 동일 부위에 또는 상이한 부위에 투여될 수 있다.
B. 약제학적 조성물
[00196] 또한 본원에서 면역 세포 (예를 들어, T 세포 및 NK 세포) 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물 및 제형이 제공된다.
[00197] 본원에 기재된 바와 같은 약제학적 조성물 및 제형은 동결건조된 제형 또는 수용액 형태로, 하나 이상의 임의의 약제학적으로 허용되는 담체와 목적하는 정도의 순도를 갖는 활성 성분 (예를 들어, 항체 또는 폴리펩타이드)을 혼합함에 의해 제조할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences 22nd edition, 2012). 약제학적으로 허용되는 담체는 일반적으로 사용되는 용량 및 농도에서 수용자에게 비독성이고 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는다: 완충액, 예를 들어, 포스페이트, 시트레이트, 및 다른 유기산; 아스코르브산 및 메티오닌을 포함하는 항산화제; 보존제(예를 들어, 옥타데실디메틸벤질 암모늄 클로라이드; 헥사메토늄 클로라이드; 벤즈알코늄 클로라이드; 벤즈에토늄 클로라이드; 페놀, 부틸 또는 벤질 알콜; 알킬 파라벤, 예를 들어, 메틸 또는 프로필 파라벤; 카테콜; 레소르시놀; 사이클로헥산올; 3-펜타놀; 및 m-크레졸); 저분자량 (약 10개 잔기 미만) 폴리펩타이드; 단백질, 예를 들어, 혈청 알부민, 겔라틴, 또는 면역글로불린; 친수성 중합체, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈; 아미노산, 예를 들어, 글라이신, 글루타민, 아스파라긴, 히스티딘, 아르기닌, 또는 라이신; 모노사카라이드, 디사카라이드, 및 글루코스, 만노스 또는 덱스트린을 포함하는 다른 탄수화물; 킬레이팅 제제, 예를 들어, EDTA; 슈가, 예를 들어, 슈크로스, 만니톨, 트레할로스 또는 소르비톨; 염-형성 역이온, 예를 들어, 나트륨; 금속 착물 (예를 들어, Zn- 단백질 착물); 및/또는 비-이온 계면활성제, 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG). 본원에서 예시적인 약제학적으로 허용되는 담체는 조직 사이의 약물 분산제, 예를 들어, 가용성 중성 -활성 하이알루로니다제 당단백질 (sHASEGP), 예를 들어, 사람 가용성 PH-20 하이알루로니다제 당단백질, 예를 들어, rHuPH20 (HYLENEX®, Baxter International, Inc.)을 추가로 포함한다. 특정 예시적인 sHASEGP, 및 rHuPH20을 포함하는 사용 방법은 미국 특허 공개 공보 제2005/0260186호 및 제2006/0104968호에 기재되어 있다. 하나의 양상에서, sHASEGP는 콘드로이티나제와 같은 하나 이상의 추가의 글리코스아미노글리카나제와 조합된다.
C. 조합 치료요법
[00198] 특정 구현예에서, 본 구현예의 조성물 및 방법은 적어도 하나의 추가의 치료요법과 조합된 면역 세포 집단을 포함한다. 추가의 치료요법은 방사선 치료요법, 수술 (예를 들어, 종괴절제술 및 유방절제술), 화학치료요법, 유전자 치료요법, DNA 치료요법, 바이러스 치료요법, RNA 치료요법, 면역치료요법, 골수 이식, 나노치료요법, 모노클로날 항체 치료요법, 또는 이전의 치료 조합일 수 있다. 추가의 치료요법은 보조제 또는 신규보조제 치료요법 형태일 수 있다.
[00199] 일부 구현예에서, 추가의 치료요법은 소분자 효소 억제제 또는 항-전이성 제제의 투여이다. 일부 구현예에서, 추가의 치료요법은 부작용 제한 제제 (예를 들어, 항오심 제제 등과 같은 치료의 부작용의 발병 및/또는 중증도를 감소시키는 것으로 의도된 제제)의 투여이다. 일부 구현예에서, 추가의 치료요법은 방사선 치료요법이다. 일부 구현예에서, 추가의 치료요법은 수술이다. 일부 구현예에서, 추가의 치료요법은 방사선 치료요법과 수술의 조합이다. 일부 구현예에서, 상기 추가의 치료요법은 감마 방사선 조사이다. 일부 구현예에서, 추가의 치료요법은 PBK/AKT/mTOR 경로, HSP90 억제제, 튜불린 억제제, 아폽토시스 억제제, 및/또는 화학예방제를 표적화하는 치료요법이다. 추가의 치료요법은 당업계에 공지된 하나 이상의 화학치료학적 제제일 수 있다.
[00200] 면역 세포 치료요법은 면역 관문 치료요법과 같은 추가의 암 치료요법과 관련하여, 치료요법 전, 치료요법 동안에, 치료요법 후 또는 다양한 조합으로 투여될 수 있다. 투여는 동시 내지 수분 내지 수일 내지 수주 범위의 간격일 수 있다. 면역 세포 치료요법이 추가의 치료학적 제제와는 별도로 환자에게 제공되는 구현예에서, 당업자는 일반적으로 각각의 전달 시간 사이에 충분한 시기가 만료되지 않도록 보장하여 2개의 화합물은 여전히 환자에 대한 유리한 조합 효과를 발휘할 수 있다. 상기 경우에, 당업자는 환자에게 항체 치료요법 및 항암 치료요법이 서로 약 12 내지 24 또는 72 h 내에, 보다 특히 서로 약 6-12 h 내에 항체 치료요법 및 항암 치료요법이 제공될 수 있는 것으로 고려된다. 일부 상황에서, 각각의 투여 사이에 수일 (2, 3, 4, 5, 6 또는 7일) 내지 수주 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8주)가 경과하는 경우, 치료를 위한 시기를 유의적으로 연장하는 것이 바람직할 수 있다.
[00201] 다양한 조합이 사용될 수 있다. 하기 예시에 대해, 면역 세포 치료요법은 “A”이고 항암 치료요법은 “B”이다:
A/B/A B/A/B B/B/A A/A/B A/B/B B/A/A A/B/B/B B/A/B/B
B/B/B/A B/B/A/B A/A/B/B A/B/A/B A/B/B/A B/B/A/A
B/A/B/A B/A/A/B A/A/A/B B/A/A/A A/B/A/A A/A/B/A
[00202] 본 구현예의 임의의 화합물 또는 치료요법의 환자로의 투여는 경우에 따라 제제의 독성을 고려하여 상기 화합물의 투여를 위한 일반 프로토콜에 따른다. 따라서, 일부 구현예에서, 조합 치료요법에 기인할 수 있는 독성을 모니터링하는 단계가 있다.
1. 화학치료요법
[00203] 광범위한 화학치료학적 제제는 본 발명의 구현예에 따라 사용될 수 있다. 용어 “화학치료요법”은 암을 치료하기 위한 약물의 사용을 언급한다. “화학치료학적 제제”는 암의 치료에 투여되는 화합물 또는 조성물을 함축하기 위해 사용된다. 이들 제제 또는 약물은 이들이 세포 주기에 영향을 미칠지 및 어느 단계에서 영향을 미칠지와 같은 세포 내 이들의 활성 방식에 의해 분류된다. 대안적으로, 제제는 DNA를 직접 가교결합시키거나 DNA에 삽입되거나 핵산 합성에 영향을 미침에 의해 염색체 및 유사분열 일탈을 유도하는 이의 능력을 기준으로 특징 분석될 수 있다.
[00204] 화학치료학적 제제의 예는 알킬화제, 예를 들어, 티오테파 및 사이클로스포스파미드; 알킬 설포네이트, 예를 들어, 부설판, 임프로설판, 및 피포설판; 아지리딘, 예를 들어, 벤조도파, 카보쿠온, 메투레도파, 및 우레도파; 알트레타민, 트리에틸렌멜라민, 트리에틸렌포스포라미드,트리에틸렌티오포스포라미드 및 트리메틸롤로멜라민을 포함하는 에틸렌이민 및 메틸라멜라민; 아세토게닌(특히 불라타신 및 불라타시논); 캄프토테신(합성 유사체 토포테칸을 포함하는); 브리오스타틴; 칼리스타틴; CC-1065 (이의 아도젤레신, 카젤레신 및 비젤레신 합성 유사체를 포함하는); 크립토피신(특히, 크립토피신 1 및 크립토피신 8); 돌라스타틴; 두오카마이신 (합성 유사체 , KW-2189 및 CB1-TM1을 포함하는); 엘레우트레오빈; 판크라티스타틴; 사코딕티인; 스폰기스타틴; 질소 머스타드, 예를 들어, 클로람부실, 클로르나파진, 콜로포스파미드, 에스트라무스틴, 이포스파미드, 메클로레타민, 메클로레타민 옥사이드 하이드로클로라이드, 멜팔란, 노벰비킨, 페네스테린, 프레드니무스틴, 트로포스파미드, 및 우라실 머스타드; 니트로스우레아, 예를 들어, 카무스틴, 클로로조토신, 포테무스틴, 로무스틴, 니무스틴, 및 라님누스틴; 항생제, 예를 들어, 에네디인 항생제 (예를 들어, 칼리케아미신, 특히 칼리케아미신 감몰 및 칼리케아미신 오메가I1); 디네미신 A를 포함하는 디네미신; 비스포스포네이트, 예를 들어, 클로드로네이트; 에스퍼라미신; 및 네오카지노스타틴 발색단 및 관련 크로모단백질 에네디인 항생제 발색단, 아클라시노마이신, 액티노마이신, 아우트라르니신, 아자세린, 블레오마이신, 칵티노마이신, 카라비신, 카미노마이신, 카지노필린, 크로모마이니스, 닥티노마이신, 다우노루비신, 데토루비신, 6-디아조-5-옥소-L-노르류신, 독소루비신(모르폴리노-독소루비신, 시아노모프폴리노-독소루비신, 2-피롤리노-독소루비신 및 데옥시독소루비신을 포함하는), 에피루비신, 에소루비신, 이다루비신, 마셀로마이신, 미토마이신, 예를 들어, 미토마이신 C, 마이코페놀산, 노갈라르니신, 올리보마이신, 페플로마이신, 포트피로마이신, 푸로마이신, 쿠엘라마이신, 로도루비신, 스트렙토니그린, 스트렙토조신, 튜버시딘, 우베니멕스, 지노스타틴, 및 조루비신; 항대사물, 예를 들어, 메토트렉세이트 및 5-플루오로우라실 (5-FU); 엽산 유사체, 예를 들어, 데노프테린, 프테로프테린, 및 트리메트렉세이트; 퓨린 유사체, 예를 들어, 플루다라빈, 6-머캅토퓨린, 티아미프린, 및 티오구아닌; 피리미딘 유사체, 예를 들어, 안시타빈, 아자시티딘, 6-아자우리딘, 카모푸르, 시타라빈, 디데옥시우리딘, 독시플루리딘, 에노시타빈, 및 플록스우리딘; 안드로겐, 예를 들어, 칼루스테론, 드로모스타놀론 프로피오네이트, 에피티오스타놀, 메피티오스탄, 및 테스톨락톤; 항-부신제(anti-adrenal), 예를 들어, 미토탄 및 트릴로스탄; 엽산 보충제, 예를 들어, 프롤린산; 아세글라톤; 알도포스파미드 글리코시드; 아미노레불린산; 에닐우라실; 암사크린; 베스트라부실; 비산트렌; 에다트락세이트; 데포파민; 데메콜신; 디아지쿠온; 엘포르미틴; 엘리프티늄 아세테이트; 에포틸론; 에토글루시드; 갈륨 니트레이트; 하이드록시우레아; 렌티난; 이오니다이닌; 메이탄시노이드, 예를 들어, 메이탄신 및 안사미토신; 미토구아존; 미톡산트론; 모피단몰; 니트라에린; 펜토스타틴; 페나메트; 피라루비신; 로속산트론; 포도필린산; 2-에틸하이드라지드; 프로카바진; PSK폴리사카라이드 복합체; 라족산; 리족신; 시조피란; 스피로게르마늄; 테누아존산; 트리아지쿠온; 2,2',2”-트리클로로트리에틸아민; 트리코테센(특히, T-2 톡신, 베라쿠린 A, 로리딘 A 및 안구이딘); 우레탄; 빈데신; 다카바진; 만노무스틴; 미토브로니톨; 미토락톨; 피포브로만; 가시토신; 아라비노시드 (“Ara-C”); 사이클로포스파미드; 탁소이드, 예를 들어, 파클리탁셀 및 도세탁셀 겜시타빈; 6-티오구아닌; 머캅토퓨린; 플라티늄 배위 착물, 예를 들어, 시스플라틴, 옥살리플라틴, 및 카보플라틴; 빈블라스틴; 백금; 에토포시드 (VP-16); 이포스파미드; 미톡산트론; 빈크리스틴; 비노렐빈; 노반트론; 테니포시드; 에다트렉세이트; 다우노마이신; 아미노프테린; 젤로다; 이반드로네이트; 이리노테칸 (예를 들어, CPT-11); 토포이소머라제 억제제 RFS 2000; 디플루오로메틸오르니틴 (DMFO); 레티노이드, 예를 들어, 레티노산; 카페시타빈; 카보플라틴, 프로카바진, 플리코마이신, 겜시타비엔, 나벨빈, 파네실-단백질 트랜스퍼라제 억제제, 트랜스플라티늄, 및 약제학적으로 허용되는 염, 산, 또는 상기 임의의 유도체를 포함한다.
2. 방사선 치료요법
[00205] DNA 손상을 유발하고 광범위하게 사용되어온 다른 인자들은 통상적으로 γ-선, X-선, 및/또는 방사성 동위원소의 종양 세포로의 직접적인 전달로서 공지된 것을 포함한다. DNA 손상 인자의 다른 형태가 또한 고려되고, 예를 들어, 마이크로파, 양성자 빔 조사 (미국 특허 제5,760,395호 및 제4,870,287호), 및 UV-조사가 있다. 모든 이들 인자들은 DNA에 대해, DNA의 전구체에 대해, DNA의 복제 및 복구에 대해 및 염색체의 어셈블리 및 유지에 대해 광범위한 손상에 영향을 미칠 가능성이 높다. X-선에 대한 용량 범위는 장기간 (3 내지 4주) 동안 하루 50 내지 200 뢴트겐로부터 2000 내지 6000 뢴트겐의 단일 용량의 범위이다. 방사성 동위원소에 대한 용량 범위는 매우 다양하고 동위원소의 반감기, 방출된 방사선 강도 및 유형, 및 신생물 세포에 의한 흡수에 의존한다.
3. 면역치료요법
[00206] 당업자는 추가의 면역치료요법이 구현예의 방법과 조합하거나 연계하여 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 암 치료와 관련하여, 면역치료제는 일반적으로 암 세포를 표적화하고 파괴하기 위한 면역 이펙터 세포 및 분자에 의존한다. 리툭시맙 (RITUXAN®)은 그러한 예이다. 면역 이펙터는 예를 들어, 종양 세포의 표면 상에 일부 마커에 특이적인 항체일 수 있다. 단독의 항체는 치료요법의 이펙터로서 작용할 수 있거나 이것은 실제로 세포 사멸에 영향을 미치는 다른 세포를 동원할 수 있다. 항체는 또한 약물 또는 독소 (화학치료제, 방사성핵종, 리신 A 쇄, 콜레라 독소, 백일해 독소) 등에 접합될 수 있고 표적화제로서 작용할 수 있다. 대안적으로, 이펙터는 직접적으로 또는 간접적으로 종양 세포 표적과 상호작용하는 표면 분자를 함유하는 림프구일 수 있다. 다양한 이펙터 세포는 세포독성 T 세포 및 NK 세포를 포함한다.
[00207] 항체-약물 접합체는 암 치료제의 개발을 위한 획기적 접근법인 것으로 나타났다. 암은 전세계 사망의 주요 원인 중 하나이다. 항체-약물 접합체 (ADC)는 세포-사멸 약물에 공유적으로 연결된 모노클로날 항체 (Mab)를 포함한다. 상기 접근법은 이들의 항원 표적에 대한 고특이성의 Mab와 상당히 강력한 세포독성 약물을 조합하여 농축된 수준의 항원과 함께 페이로드 (약물)를 종양 세포에 전달하는 “무장된(armed)” Mab를 유도한다. 약물의 표적화된 전달은 또한 정상 조직에서 이의 노출을 최소화하여 감소된 독성 및 개선된 치료학적 지수를 유도한다. 2개의 ADC 약물로서 2011년에 FDA에 의해 승인된 ADCETRIS® (브렌툭시맙 베도틴) 및 2013년에 FDA에 의해 승인된 KADCYLA® (트라스투주맙 엠탄신 또는 T-DM1)은 상기 접근법을 검증하였다. 현재, 암 치료를 위한 임상 시험의 다양한 단계에서 30개 초과의 ADC 약물 후보물이 있다(문헌참조: Leal et al., 2014). 항체 조작 및 링커-페이로드 최적화가 보다 더 발전함에 따라서, 새로운 ADC의 발견 및 발전은 날로 상기 접근법 및 표적화 Mab의 생성에 적합한 새로운 표적의 동정 및 검증에 의존한다. ADC 표적을 위한 2개의 기준은 종양 세포에서 상향조절된/고수준의 발현 및 강력한 내재화이다.
[00208] 면역치료요볍의 하나의 양상에서, 종양 세포는 표적화에 순응할 수 있는, 즉 대다수의 다른 세포 상에 존재하지 않는 일부 마커를 함유해야만 한다. 많은 종양 마커가 존재하고 임의의 이들 마커는 본 발명의 구현예와 관련하여 표적화를 위해 적합할 수 있다. 통상의 종양 마커는 CD20, 암배아 항원, 티로시나제 (p97), gp68, TAG-72, HMFG, 시알릴 루이스 항원(Sialyl Lewis Antigen), MucA, MucB, PLAP, 라미닌 수용체, erb B, 및 p155를 포함한다. 면역치료요법의 대안적 양상은 항암 효과를 면역 자극 효과와 조합하는 것이다. 면역 자극 분자는 또한 다음을 포함한다: 사이토킨, 예를 들어, IL-2, IL-4, IL-12, GM-CSF, 감마-IFN, 케모킨, 예를 들어, MIP-1, MCP-1, IL-8, 및 성장 인자, 예를 들어, FLT3 리간드.
[00209] 현재 연구중에 있거나 사용중에 있는 면역치료요법의 예는 면역 보조제, 예를 들어, 마이코박테리움 보비스(Mycobacterium bovis), 플라스모듐 팔시파룸(Plasmodium falciparum), 디니트로클로로벤젠, 및 방향족 화합물(문헌참조: 미국 특허 제5,801,005호 및 제5,739,169호; Hui and Hashimoto, 1998; Christodoulides et al., 1998); 사이토킨 치료요법, 예를 들어, 인터페론α, β, 및 γ, IL-1, GM-CSF, 및 TNF (문헌참조: Bukowski et al., 1998; Davidson et al., 1998; Hellstrand et al., 1998); 유전자 치료요법, 예를 들어, TNF, IL-1, IL-2, 및 p53 (문헌참조: Qin et al., 1998; Austin-Ward and Villaseca, 1998; 미국 특허 제5,830,880호 및 제5,846,945호); 및 모노클로날 항체, 예를 들어, 항-CD20, 항-강글리오시드 GM2, 및 항-p185 (문헌참조: Hollander, 2012; Hanibuchi et al., 1998; 미국 특허 제5,824,311호)이다. 하나 이상의 항암 치료요법은 본원에 기재된 항체 치료요법과 함께 사용될 수 있는 것으로 고려된다.
[00210] 일부 구현예에서, 면역치료요법은 면역 관문 억제제일 수 있다. 면역 관문은 신호 (동시-자극 분자)를 상향시시키거나 신호를 하향시킨다. 면역 관문 차단에 의해 표적화될 수 있는 억제 면역 관문은 아데노신 A2A 수용체 (A2AR), B7-H3 (또한 CD276로서 공지된), B 및 T 림프구 약화인자 (BTLA), 세포독성 T-림프구-연합 단백질 4 (CTLA-4, 또한 CD152로서 공지된), 인돌아민 2,3-디옥시게나제(IDO), 킬러-세포 면역글로불린 (KIR), 림프구 활성화 유전자-3 (LAG3), 프로그래밍된 사멸 1 (PD-1), T-세포 면역글로불린 도메인 및 뮤신 도메인 3 (TIM-3) 및 T 세포 활성화의 V-도메인 Ig 서프레서(VISTA)를 포함한다. 특히, 면역 관문 억제제는 PD-1 축 및/또는 CTLA-4를 표적화한다.
[00211] 면역 관문 억제제는 소분자, 재조합 형태의 리간드 또는 수용체와 같은 약물일 수 있거나 특히 항체, 예를 들어, 사람 항체이다(문헌참조: 예를 들어, 국제 특허 공개 공보 WO2015016718; Pardoll, Nat Rev Cancer, 12(4): 252-64, 2012; 둘다는 본원에 참조로 인용된다). 면역 관문 단백질 또는 이의 유사체의 공지된 억제제가 사용될 수 있고 특히 키메라화된, 사람화된 또는 사람 형태의 항체가 사용될 수 있다. 당업자가 인지하는 바와 같이, 대안적 및/또는 균등한 명칭이 본원 개시내용에 언급된 특정 항체에 대해 사용될 수 있다. 상기 대안적 및/또는 균등한 명칭은 본원 개시내용과 관련하여 상호교환될 수 있다. 예를 들어, 람브롤리주맙은 대안적 및 균등한 명칭인 MK-3475 및 펨브롤리주맙으로 공지되어 있다.
[00212] 일부 구현예에서, PD-1 결합 길항제는 PD-1의 이의 리간드 결합 파트너로의 결합을 억제하는 분자이다. 특정 양상에서, PD-1 리간드 결합 파트너는 PDL1 및/또는 PDL2이다. 또 다른 구현예에서, PDL1 결합 길항제는 PDL1의 이의 결합 파트너로의 결합을 억제하는 분자이다. 특정 양상에서, PDL1 결합 파트너는 PD-1 및/또는 B7-1이다. 또 다른 구현예에서, PDL2 결합 길항제는 PDL2의 이의 결합 파트너로의 결합을 억제하는 분자이다. 특정 양상에서, PDL2 결합 파트너는 PD-1이다. 길항제는 항체, 이의 항원 결합 단편, 면역어드헤신, 융합 단백질 또는 올리고뉴클레오타이드일 수 있다. 예시적인 항체는 모두 본원에 참조로 인용된 미국 특허 US8735553, US8354509, 및 US8008449에 기재되어 있다. 본원에 제공된 방법에 사용하기 위한 다른 PD-1 축 길항제는 모두 본원에 참조로 인용된 미국 특허 출원 US20140294898, US2014022021, 및 US20110008369에 기재된 바와 같이 당업계에 공지되어 있다.
[00213] 일부 구현예에서, PD-1 결합 길항제는 항-PD-1 항체 (예를 들어, 사람 항체, 사람화된 항체 또는 키메라 항체)이다. 일부 구현예에서, 항-PD-1 항체는 니볼루맙, 펨브롤리주맙, 및 CT-011로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, PD-1 결합 길항제는 면역어드헤신　(예를 들어,　불변 영역 (예를 들어, 면역글로불린 서열의 Fc 영역)에 융합된 PDL1 또는 PDL2의 세포외 또는 PD-1 결합 부분을 포함하는 면역어드헤신)이다. 일부 구현예에서, PD-1 결합 길항제는 AMP-224이다. MDX-1106-04, MDX-1106, ONO-4538, BMS-936558, 및 OPDIVO®로서 공지된 니볼루맙은 WO2006/121168에 기재된 항-PD-1 항체이다. MK-3475, Merck 3475, 람브롤리주맙, KEYTRUDA®, 및 SCH-900475로서 또한 공지된 펨브롤리주맙은 WO2009/114335에 기재된 항-PD-1 항체이다. hBAT 또는 hBAT-1로서 또한 공지된 CT-011은 WO2009/101611에 기재된 항-PD-1 항체이다. B7-DCIg로서 또한 공지된 AMP-224는 WO2010/027827 및 WO2011/066342에 기재된 PDL2-Fc 융합 가용성 수용체이다.
[00214] 본원에 제공된 방법에서 표적화될 수 있는 또 다른 면역 관문은 CD152로서 공지된 세포독성 T-림프구-연합된 단백질 4 (CTLA-4)이다. 사람 CTLA-4의 완전한 cDNA 서열은 Genbank 승인 번호 L15006을 갖는다. CTLA-4는 T 세포의 표면 상에서 발견되고 항원-제공 세포의 표면 상에 CD80 또는 CD86에 결합하는 경우 “오프” 스위치로서 작용한다. CTLA4는 헬퍼 T 세포의 표면상에서 발현되고 억제 신호를 T 세포에 전송하는 면역글로불린 슈퍼패밀리의 구성원이다. CTLA4는 T-세포 동시 자극 단백질 CD28과 유사하고 2개의 분자는 각각 항원-제공 세포 상에서 B7-1 및 B7-2으로 불리우는 CD80 및 CD86에 결합한다. CTLA4는 억제 신호를 T 세포에 전송하는 반면 CD28은 자극 신호를 전송한다. 세포내 CTLA4는 또한 조절 T 세포에서 발견되고 이들의 기능을 위해 중요할 수 있다. T 세포 수용체 및 CD28을 통한 T 세포 활성화는 B7 분자에 대한 억제 수용체인, CTLA-4의 증가된 발현을 유도한다.
[00215] 일부 구현예에서, 면역 관문 억제제는 항-CTLA-4 항체(예를 들어, 사람 항체, 사람화된 항체, 또는 키메라 항체), 이의 항원 결합 단편, 면역어드헤신, 융합 단백질 또는 올리고펩타이드이다.
[00216] 본 발명의 방법에 사용하기 위해 적합한 항-사람-CTLA-4 항체(또는 이로부터 유래된 VH 및/또는 VL 도메인)은 당업계에 널리 공지된 방법을 사용하여 생성될 수 있다. 대안적으로, 당업계에서 인지된 항-CTLA-4 항체가 사용될 수 있다. 예를 들어, US 8,119,129, WO 01/14424, WO 98/42752; WO 00/37504 (또한 트레멜리무맙으로서 공지된 CP675,206; 이전에 티실리무맙), 미국 특허 제6,207,156호; Hurwitz et al. (1998) Proc Natl Acad Sci USA 95(17): 10067-10071; Camacho et al. (2004) J Clin Oncology 22(145): Abstract No. 2505 (항체 CP-675206); 및 Mokyr et al. (1998) Cancer Res 58:5301-5304)에 기재된 항-CTLA-4 항체가 본원에 기재된 방법에 사용될 수 있다. 상기 언급된 공개 공보 각각의 교시는 참조로 인용된다. CTLA-4와 결합하는 것에 대해 임의의 당업계에 인지된 항체와 경쟁하는 항체가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 사람화된 CTLA-4 항체는 국제 특허 출원 WO2001014424, WO2000037504, 및 미국 특허 제8,017,114호에 기재되어 있고; 이 모두는 본원에 참조로 인용된다.
[00217] 예시적인 항-CTLA-4 항체는 이필리무맙(또한 10D1, MDX- 010, MDX- 101, 및 Yervoy®로서 공지된) 또는 이의 항원 결합 단편 및 변이체이다(문헌참조: 예를 들어, WO 01/14424). 다른 구현예에서, 상기 항체는 이필리무맙의 중쇄 및 경쇄 CDR 또는 VR을 포함한다. 따라서, 하나의 구현예에서, 항체는 이필리무맙의 VH 영역의 CDR1, CDR2, 및 CDR3 도메인 및 이필리무맙의 VL 영역의 CDR1, CDR2 및 CDR3 도메인을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 항체는 상기 언급된 항체와 CTLA-4상의 동일한 항체에 결합하는 것에 경쟁하고/하거나 결합한다. 또 다른 구현예에서, 항체는 상기 언급된 항체와 적어도 약 90%의 가변 영역 아미노산 서열 동일성(예를 들어, 이필리무맙과 적어도 약 90%, 95%, 또는 99% 가변 영역 동일성)을 갖는다.
[00218] CTLA-4를 조절하기 위한 다른 분자는 모두 본원에 참조로 인용된 미국 특허 US5844905, US5885796 및 국제 특허 출원 WO1995001994 및 WO1998042752에 기재된 바와 같은 CTLA-4 리간드 및 수용체, 및 본원에 참조로 인용된 미국 특허 US8329867에 기재된 바와 같은 면역어드헤신을 포함한다.
4. 수술
[00219] 암을 갖는 사람의 대략 60%는 동일한 유형의 수술을 진행하고 이는 예방적, 진단학적 또는 단계 결정, 치유적 및 일시적인 수술을 포함한다. 치유적 수술은 암성 조직의 전부 또는 일부가 물리적으로 제거되고, 절제되고/되거나 파괴된 절제술을 포함하고 본 발명의 구현예의 치료, 화학치료요법, 방사성 치료요법, 호르몬 치료요법, 유전자 치료요법 및/또는 대안적 치료요법과 같은 다른 치료요법과 연계하여 사용될 수 있다. 종양 절제술은 종양의 적어도 일부의 물리적 제거를 언급한다. 종양 절제술에 추가로, 수술에 의한 치료는 레이저 수술, 냉동수술, 전기수술, 및 현미경적으로 제어된 수술(모흐 수술(Mohs’ surgery))을 포함한다.
[00220] 암성 세포, 조직 또는 종양의 일부 또는 전부의 절제 시, 공동이 신체에 형성될 수 있다. 치료는 관류, 직접적인 주사 또는 추가의 항암 치료요법을 사용한 영역의 국소 적용에 의해 성취될 수 있다. 상기 치료는 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7일 마다, 또는 1, 2, 3, 4, 및 5주 마다, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12개월 마다 반복될 수 있다. 이들 치료는 또한 다양한 용량일 수 있다.
5. 다른 제제
[00221] 다른 제제는 치료의 치료학적 효능을 개선시키기 위해 본 구현예의 특정 양상과 조합하여 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 이들 추가의 제제는 세포 표면 수용체 및 GAP 접속부의 상향 조절에 영향을 미치는 제제, 세포증식 억제 및 분화제, 세포 접착의 억제제, 과증식성 세포의 아폽토시스 유도제에 대한 민감성을 증가시키는 제제 또는 다른 생물학적 제제를 포함한다. GAP 접속부의 수를 상승시킴에 의한 세포내 신호전달의 증가는 이웃하는 과증식성 세포 집단에 대한 항-과증식성 효과를 증가시킨다. 다른 구현예에서, 세포증식억제 또는 분화제는 치료의 항-과증식성 효능을 개선시키기 위해 본 구현예의 특정 양상과 조합하여 사용될 수 있다. 세포 접착의 억제제는 본 구현예의 효능을 개선시키는 것으로 고려된다. 세포 접착 억제제의 예는 병소 접착 키나제 (FAK) 억제제 및 로바스타틴이다. 과증식성 세포의 아폽토시스에 대한 민감성을 증가시키는 다른 제제, 예를 들어, 항체 c225는 치료 효능을 개선하기 위해 본 구현예의 특정 양상과 조합하여 사용될 수 있는 것으로 추가로 고려된다.
IV. 제품 또는 키트
[00222] 면역 세포를 포함하는 제품 또는 키트가 또한 본원에 제공된다. 제품 또는 키트는 추가로 개체에서 암을 치료하거나 이의 진행을 지연시키거나 암을 갖는 개체의 면역 기능을 증진시키기 위해 면역 세포를 사용하기 위한 지침서를 포함하는 팩키지 삽입물을 추가로 포함할 수 있다. 본원에 기재된 임의의 항원-특이적 면역 세포는 제품 또는 키트에 포함될 수 있다. 적합한 컨테이너는 예를 들어, 병, 바이알, 백 및 시린지를 포함한다. 컨테이너는 다양한 재료, 예를 들어, 유리, 플라스틱 (예를 들어, 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리올레핀), 또는 금속 합금 (예를 들어, 스테인레스강 또는 하스텔로이)으로부터 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 컨테이너는 제형 및 이의 위에 또는 연합된 표지를 보유하고, 상기 컨테이너는 사용 지침을 지적할 수 있다. 제품 또는 키트는 추가로 다른 완충액, 희석제, 충전제, 바늘, 시린지 및 팩키지 삽입물을 사용 지침서와 함께 포함하는, 상업적 및 사용자 견지에서 요구될 수 있는 다른 물질을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제품은 추가로 하나 이상의 또 다른 제제 (예를 들어, 화학치료학적 제제 및 항-신생물제)를 포함한다. 하나 이상의 제제를 위해 적합한 컨테이너는 예를 들어, 병, 바이알, 백 및 시린지를 포함한다.
V. 실시예
[00223] 하기의 실시예를 들어 본 발명의 바람직한 실시양태를 설명한다. 당업계의 숙련자라면, 하기의 실시예에 기술된 기법들이 본 발명을 잘 수행하기 위해 본 발명자들에 의해 발견된 기법들을 대표하는 것이기 때문에, 발명의 수행에 대한 바람직한 양태를 구성하는 것으로 간주될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러나, 당업계의 숙련자라면, 본 명세서의 내용을 고려하여, 개시된 구체적인 실시양태에 있어서 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않으면서 여러가지 변화를 주어도 그와 비슷하거나 유사한 결과를 얻을 수 있다는 사실을 알 수 있을 것이다.
실시예 1 - CISH가 녹아웃된 CAR NK 세포
[00224] NK 세포는 3개의 상이한 제대혈 (CB) 유닛으로부터 음성 선택에 의해 단리하였고 확장시켰다. NK 세포에 CAR 작제물을 형질도입하고 CISH KO는 상이한 시점에서 각각의 CB를 위해 수행하였다. 세포의 4개의 상이한 그룹은 NT, NT CISH KO, CAR19/IL-15, 및 CAR19/IL-15 CISH KO를 포함하는 각각의 CB 유닛에 대해 수득하였다.
[00225] 구체적으로, 1일째에, NK는 음성 선택을 사용하여 단리하고 IL-2 200유닛/ml을 갖는 SCGM에서 1:2 비율 (NK:APC)로 방사선 조사된 APC (이들의 표면상에 41BB 및 IL-21을 발현하는 K562)와 동시 배양하였다. 상기 배지는 새로운 SCGM 및 IL-2 200유닛/ml로 2일 마다 교환하였다.
[00226] 5일째, NK 세포는 순수한 NK 세포를 수득하기 위해 재선택하였고 CAR 형질도입을 수행하였다. 상기 시점에서, 비-형질도입된 세포 (NT) 및 CAR NK 세포 둘다는 존재하였다. CAR 형질도입 효율은 형질도입 후 3일에 측정하였다.
[00227] 7일째, 방사선 조사된 APC를 첨가하여 NK 세포 (NT 및 CAR NK 둘다)를 재확장시켰다. NK 세포는 IL-2 200 U/ml을 갖는 SCGM에서 배양하였다. 배지는 2일 마다 새로운 SCGM 및 IL-2 200 U/ml로 갈아주었다.
[00228] 14일째, CRISPR Cas9는 네온(Neon) 전기천공을 사용하여 CAR NK 세포에서 CISH KO에 대해 사용하였다. 2개의 sgRNA는 CISH 유전자의 엑손 4를 표적화하도록 디자인하였다. 전기천공 전 약 15-30분에, Cas9 단백질 및 sgRNA는 10ug Cas9와 10 ug sgRNA (5000ng의 sgRNA#1 및 5000ng의 sgRNA#2)의 1:1 반응으로 실온에서 항온처리하였다. 상기 항온처리 생성물 (즉, 함께 결합된 sgRNA 및 Cas9)은 1 내지 2백만 세포에 100uL 전기천공 팁으로 전기천공하였다. 전기천공 조건은 T 완충액을 사용한 1600V, 10ms, 3개 펄스이다. 상이한 세포 제제(전기천공된 CAR NK 세포, 대조군 CAR NK 세포 및 NT NK 세포)는 IL-2 20 U/mL을 갖는 SCGM에서 1:2 비율 (NK:APC)로 방사선 조사된 APC와 동시 배양하였다. 배지는 2일 마다 새로운 SCGM 및 IL-2 200 U/ml로 갈아주었다. 15일째, PCR을 수행하여 KO 효율을 검사하였다.
[00229] 최종적으로, 21일째 기능 연구를 수행하였다. 4개 그룹으로부터의 세포는 6시간 동안 2:1 비율로 BFA 및 Raji와 96웰 플레이트에서 동시 배양하였다. 이어서 염색을 수행하여 유동 세포측정에 의해 평가된 사이토킨 생성 (IFNγ, TNFα 및 CD107α)을 비교하였다. 크로뮴 방출 검정은 21일째에 수행하여 각각의 CB에 대한 4개의 상이한 그룹의 세포독성을 비교하였다. 통계학적 분석은 본페로니 (Bonferroni) 시험을 사용한 비교와 함께 투-웨이 (two-way) Anova를 사용하여 수행하였다.
[00230] NK 세포의 유전자 편집은 T 세포의 것 보다 어렵다. T 세포 같지 않게, NK 세포는 시험관내에서 잘 성장하기 위해서는 피더 세포를 필요로 하고 이는 유전자 편집 공정을 보다 복잡하게 한다. NK 세포는 또한 보다 취약하여 역사적으로 유전자 조작 후 불량한 생존율을 갖는 것으로 공지되어 있다. CAR 형질도입 및 CISH KO 후 생존율은 95% 초과였다.
실시예 2 - NK 세포의 생체내 특징 분석
[00231] 생체내 CISH KO를 사용하여 CAR NK 세포를 특징분석하기 위해, 10주령 NSG 널(null) 암컷 마우스를 연구하였다. 마우스에 20x103 Raji-FFLuc 세포를 주사하였다. 이펙터 세포에 대해, Cell#1- Cell#3, 3x106 또는 107 세포/동물을 하기 그룹에 따라 주사하였다.
[00232] 그룹 카테고리: 5마리 마우스/그룹, 7 그룹 및 총 35마리 마우스,
그룹#1: 단지 Raji-FFLuc
그룹#2: Raji-FFLuc + 세포#1 3x106 세포/동물
그룹#3: Raji-FFLuc + 세포#1 107 세포/동물
그룹#4: Raji-FFLuc + 세포#2 3x106 세포/동물
그룹#5: Raji-FFLuc + 세포#2 107 세포/동물
- 세포#1: NKCAR19 cas9+전기천공
- 세포#3: NKCAR19 CISH KO
[00233] 마우스에 단독으로 또는 CAR NK 세포와 조합하여 Raji 세포를 투여하였다. CAR NK 세포는 단지 야생형의 cas9이거나 CISH이 녹아웃되어 있다. CISH 녹아웃 CAR NK 세포를 투여받은 마우스는 증가된 생존율을 갖고 Raji 림프종에 대해 어떠한 증거도 보여주지 않고 어떠한 CRS를 보여주지 않는 것으로 밝혀졌다. CISH 녹아웃 NK 세포는 또한 생체내에서 보다 길게 지속되었고 주입 후 최대 7주까지 검출될 수 있다.
실시예 3 - CIS 관문 결실은 제대혈 유래된 CAR 형질도입된 천연 킬러 세포의 적합성을 조절한다
[00234] CIS 결핍 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포에서 증진된 시험관내 기능: CIS의 발현 수준을 평가하여 iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포가 비변형된 NK 세포에서 사이토킨 신호전달을 생리학적으로 하향조절하는 동일한 역 조절 회로에 적용하는지를 결정하였다. CB-NK 세포는 21일 동안 IL-2의 존재하에 막-결합된 IL21, 4-1BB 리간드 및 CD48 (uAPC)을 발현하도록 가공된 K562 피더 세포주와 함께 배양하였다. NK 세포는 재료 및 방법에 기재된 바와 같은 iC9/CAR19/IL-15를 발현하는 레트로바이러스 벡터로 +4일째에 형질도입하거나 형질도입하지 않았다(NT, 대조군). CIS 발현은 시간 경과에 따라 NT 대조군 및 iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포의 시험관내 확장 동안에 상당히 증가하였다(도 7a). 현저하게, CIS 발현 수준은 능히 CIS 유도에 대한 IL-15의 추가의 효과로 인해 NT CB-NK 세포와 비교하여 iC9/CAR19/IL-15에서 보다 현저하였다(도 7a).
[00235] CISH 결실의 기능적 결과는 이어서 iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포에서 조사하였다. CIS는 NK 세포에서 강력한 면역 관문이기 때문에, 이것은 CISH 유전자의 녹아웃 수행이 T 세포에서 PD-1 차단과 유사한 방식으로 이들의 이펙터 기능을 증진시킬 수 있는 것으로 추정되었다. 상기 방안을 시험하기 위해, 프로토콜은 먼저 CISH를 사일런싱하기 위해 iC9/CAR19/IL15 작제물 및 Cas9 리보핵산단백질 (Cas9 RNP)-매개된 유전자 편집과 조합된 레트로바이러스 형질도입에 대해 먼저 개발하였다. 7일째에, CAR 형질도입된 NK 세포는 Cas9 단독 (Cas9 모의( mock)) 또는 crRNA:tracrRNA 듀플렉스 표적화 CISH 엑손 4 (CISH KO)가 미리 부하된 Cas9로 핵감염시켰다(도 7a-b). 7일째 iC9/CAR19/IL-15 형질도입 효율 및 세포 생존율은 90% 초과였고 시간 경과에 따라 안정하게 유지되었다(도 13). CISH KO 효율은 폴리머라제 연쇄 반응 (PCR) (도 7a) 및 웨스턴 블롯 분석 (도 7b)에 의한 평가시 NT 및 CAR-발현 NK 세포 둘다에서 80% 초과였다. 이들 발견은 또한 생거 서열분석에 의해 확인되었다(도 7c).
[00236] NK 세포의 항종양 활성에 대한 CISH KO의 효과를 결정하기 위해, NT 및 iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포의 반응은 비-표적 gRNA와 커플링된 Cas9 (CTRL) 또는 Raji 림프종 세포 표적에 대한 CISH 유전자 (CISH KO)를 표적화하는 gRNA와 커플링된 Cas9으로 전기천공 후 7일째 시험하였다. CISH KO CAR.NK 세포는 상당히 보다 높은 양의 IFN-γ 및 TNF-α를 생성하였고, 증진된 탈과립(CD107a)을 나타냈고 이들 각각의 NT 또는 NT 또는 iC9/CAR19/IL-15 대조군과 비교하여 Raji에 대해 보다 큰 세포독성을 나타냈다(도 8a-8c). 현저하게, 모든 그룹 중에서, CISH KO iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포는 Raji 표적에 대해 최고의 사이토킨 생성 및 세포독성을 나타냈고, 이는 CAR 형질도입과 CISH 사일런싱의 조합이 증진된 NK 세포 기능을 유도한다는 방안을 지지한다(도 8a-8c).
[00237] CISH KO의 효과는 이어서 NT 또는 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포와 Raji 세포 간의 면역학적 시냅스 (IS) 형성에 대해 조사하였다. 미세소관 구성 센터 (MTOC)의 분극화는 대조군과 비교하여 MTOC에서 IS로의 단축된 거리에 의해 반영된 바와 같이 CISH KO에 의해 증강되었다(도 8e). 이를 종합해보면, 이들 발견은 CISH KO가 증가된 이펙터 기능 및 세포독성과 상호관련된 NK 세포 (NT 및 iC9/CAR19/IL-15)와 종양 세포간의 면역학적 시냅스를 강화시킴을 시사한다.
[00238] CISH KO NT와 iC9/CAR19/IL-15 형질도입된 NK 세포의 표현형 및 분자 시그네이쳐: NK 세포에서 CISH KO가 종양 세포에 대한 이들의 기능을 증가시키는 기전을 이해하기 위해, 비행시간(time-of-flight)에 의한 세포측정 (CyToF) 및 분화, 귀소 및 활성화 마커 뿐만 아니라 억제 및 활성화 수용체에 대한 32개 항체 패널을 사용하여 이들의 표현형 조성을 통찰하였다. iC9/CAR19/IL-15 NK 세포에서 CISH KO는 이들의 대조군 대응물과 비교하여, 그랜자임-b, 퍼포린, TRAIL, CD3z, 전사 인자 및 어댑터 분자, 예를 들어, 에오메스(Eomes), T-bet, DAP12, 및 활성화 공동수용체/증식 마커, 예를 들어 DNAM, CD25 및 Ki67을 포함하는 상당히 보다 높은 발현의 세포독성 마커와 함께 기능적 표현형을 유도하였다(도 9a). 유사하게, NT NK 세포에서 CISH의 결실은 대조군 NT NK 세포와 비교하여 여러 활성화 마커를 상향조절하였다(도 14a). viSNE, t-분포 확률 이웃 임베딩( (tSNE)) 알고리즘을 사용하여 CISH KO 후 이들 활성화된 NK 세포 마커를 추가로 분석하고 대조군과 CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포 간에 상당한 차이가 관찰되었고, 대부분 활성화된 표현형(CD25, Ki67, CD3z, 퍼포린 및 그랜자임-b의 증가된 발현)이 CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포를 지배한다 (도 9b).
[00239] 이어서 RNA 서열분석을 수행하여 CISH KO 후 NK 세포 전사체 프로파일을 보다 심층적으로 이해하였다. 현저하게 상기 결과는 CISH KO와 대조군 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포 간에 두드러진 유전자 발현 프로파일을 밝혔다(도 9c). NT NK 세포에서 CISH KO는 인터페론 자극된 유전자(ISG), 및 OSA-1, OSA-2를 포함하는 STAT-1과 관련된 제한된 수의 유전자를 상향조절하였다(도 14a-14c). 대조적으로, iC9/CAR19/IL-15 NK 세포에서 CISH KO는 JAK/STAT 활성화, 및 MAPK/ERK 경로와 관련된 다수의 유전자를 상향조절하였다(도 9).
[00240] iC9/CAR19/Il-15 NK 세포에서 CISH KO에 의해 유도된 증가된 기능 및 세포독성에 대한 기계론적 기반에 대한 보다 큰 통찰을 위해, 유전자 세트 농축 분석 (GSEA)을 사용하여 표현형에 기여할 수 있는 유전자 또는 생물학적 경로 세트를 동정하였다. 상기 분석은 염증 반응과 관련된 유전자 뿐만 아니라 TNF-α, IFN-γ, IL-2/STAT5 및 IL-6/STAT3 신호전달에서의 농축을 밝혔다(도 9f). 상기 발견은 CISH KO iC9/CAR19/Il-15 CB-NK 세포에서 STAT5, STAT3 및 포스포리파제 C 감마 1 (PLCg1)의 증진된 인산화를 보여줌에 의해 단백질 수준에서 확인되었다(도 9g, h). 종합해 보면, 이들 데이터는 IL-15가 CISH의 활성화를 구동시키고 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포에서 CISH KO가 활성화된 표현형과 상용성인 분자 시그네이쳐를 유도함을 지적한다.
[00241] CISH KO는 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포의 대사를 재프로그래밍한다. 도 10a에 나타낸 바와 같이, RNA seq 데이터 및 GSEA 결과는 또한 CISH KO가 mTORC1, 저산소 상태 및 해당과정 유전자를 농축시킨다는 새로운 관찰을 보여주었다. mTORC1의 활성은 활성화된 NK 세포의 해당과정 재프로그래밍을 위해 필수적이고 이펙터 NK 세포 기능을 위한 전제조건으로서 주장되었다. 따라서, CISH의 결실이 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포의 대사 활성을 조절하는지의 여부를 결정하기 위해 모색되었다. CISH KO는 세포의 대사를 조절하고 산소 및 글루코스 소비를 증가시킴에 의해 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포의 세포독성 활성을 증진시키는 것으로 추정되었다. 상기 추정을 시험하기 위해, 일련의 해마 검정을 수행하여 NK 세포에서 에너지 경로를 측정하였고 Raji 림프종에 응답하여, CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포가 Cas9 대조군 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포와 비교하는 경우 보다 높은 세포외 산성화 비율 (ECAR)에 의해 측정된 바와 같이 보다 큰 해당과정 보존을 가짐을 보여주었다. 이들 기능적 데이터는 추가로 해당과정 효소의 상향조절을 보여주는 독창적 경로 분석 (IPA)에 의해 지지되었다. 추가로, CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포는 3시간 동안 Raji 종양 세포와 동시 배양된 CAR-NK 세포의 상등액에 대해 수행된 글루코스 비색 시험에 입증된 바와 같이 이들의 Cas9 대조군과 비교하여 보다 높은 글루코스 소비를 나타냈다. 이것은 CISH KO가 글루코스를 소비하고 이를 해당과정을 위해 사용하는 이들의 능력을 증진시킴에 의해 CAR-NK 세포의 대사 활성을 증가시켰음을 시사한다. 추가로, CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포는 대조군 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포와 비교하여 해마 검정에 의해 증가된 산소 소비율 (OCR)을 입증하였다. 이것은 CISH KO가 또한 세포의 미토콘드리아 활성을 활성화함으로써 CAR-NK 세포의 대사를 증진시킴을 지적한다. 실제로, 일련의 특수화된 공초점 현미경 연구에서, 미토콘드리아의 수 및 미토콘드리아/핵 용적 비율이 Cas9 대조군과 비교하여 iC9/CAR19/IL-15 CISH KO 세포에서 상당히 보다 높음이 관찰되었다(도 10).
[00242] 이들 데이터를 기준으로, JAK/STAT 활성화를 증가시킴에 의해, CISH KO는 증진된 MTORC1 활성 및 HiF1a 활성의 상향조절을 유도하여 증가된 해당과정 능력 및 NK 세포 적합성이 절정에 달하는 것으로 추정되었다. 실제로, 2시간 동안 Raji 세포와의 동시 배양 후, mTOR1 경로 활성화의 다운스트림 표적인 리보솜 단백질 S6 (S6)의 인산화가 Cas9 대조군과 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/Il-15에서 상당히 높은 것으로 밝혀졌다.
[00243] CIS 관문 파괴 및 iC9/CAR19/IL-15 가공의 조합은 Raji 림프종 마우스 모델에서 종양 제어 및 생존율을 개선시킨다: 공격적 Raji 림프종 NSG 마우스 모델을 사용하여(도 11a), CISH KO CB-NK 세포의 입양 전달이 이들의 생체내 종양 제어를 증강시킬 수 있는지를 조사하였다. 먼저, 마우스는 Cas9으로 전기천공되거나(Cas9 CTRL) CISH KO를 갖는 (그룹 당 5마리 마우스) 대조군 NT CB-NK 세포의 정맥내 주입 (10x106/마우스)을 받았다. 종양 성장은 시간 경과에 따른 종양 생발광 이미지화(BLI)에서의 변화를 사용하여 모니터링하였다. 종양 부담은 시간 경과에 따라 증가하였고 그룹 간에 생존율에 있어서 어떠한 유의적 차이가 없었으며 (도 11b-c) 이는 CAR 형질 도입의 부재에서, CISH KO가 Raji 종양에 대한 NK 세포의 활성을 증진시키지 않음을 시사한다. 이어서 CISH KO의 생체내 효과는 iC9/CAR19/IL-15 NK 세포의 항종양 활성에 대해 조사하였다. CISH KO iC9/CAR19/IL-15 세포는 낮은 E:T 비율에서도 표적 종양 세포를 사멸시키는데 보다 강력하기 때문에, 이들은 또한 보다 낮은 주입 용량에서 종양을 제어하는데 보다 효과적일 것으로 추정되었다. 실제로, 3x106 세포 정도로 적게 주입되는 CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포는 CTRL iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포와 비교하여 Raji 림프종의 생존율 및 제어를 상당히 개선시켰지만, 궁극적으로 마우스는 46일 후에 종양에 굴복한다(도 11e-g). 보다 높은 용량의 10x106 CAR-NK 세포가 주입되는 경우, CISH KO 세포를 투여받은 그룹은 BLI (도 11)에 의한 또는 병리학에 대한 임의의 종양 증거를 보여주지 않았고 CTRL iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포와 비교하여 341일까지 동안 상당히 연장된 생존율을 보여주었다 (도 11e-h, 16). 이것은 CTRL iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포를 투여받은 동물과 비교하여 CISH KO iC9/CAR19/IL-15를 투여받은 마우스에서 개선된 NK 세포 지속성과 연관되었다(도 11d). 주지할 것은, CISH KO가 채중 손실과 같이 마우스에서 증가된 독성의 징후와 연관되지 않았다(도 11I). 종합하여, 이들 데이터는 CISH의 사일런싱이 iC9/CAR19/IL-15 CB-NK 세포가 독성을 증가시키는 것 없이 종양에서 생체내 제어를 발휘하는 능력을 개선시킴을 지적한다.
[00244] 재발성/난치성 B 세포 악성종양에 대한 기성품 CISH KO iC9/CAR19/IL-15 NK 세포의 임상적 해석: 증가된 생체내 독성이 CISH KO CAR.NK 세포로 처리된 마우스에서 나타나지 않지만, IL-15 신호전달의 증진은 잠재적으로 염증성 사이토킨의 증가된 방출을 유도할 수 있다. 따라서, 유도성 카스파제 9 (iC9)은 상기 구성에서 자살 유전자로서 사용되어 CISH KO CAR-형질도입된 NK 세포가 소분자 이량화체 AP 1903의 존재하에 아폽토시스를 진행하도록 유도될 수 있음이 확인되었다. 10nM 정도로 적은 양의 AP1903의 iC9/CAR.19/IL-15 NK 세포 배양물로의 첨가는 4시간 이내에 형질도입된 NK 세포의 아폽토시스를 유도하였고, CISH KO는 이량화체의 작용에 영향을 주지 않았다(도 17a). 자살 유전자는 또한 CISH KO 및 대조군 iC9/CAR.19/IL-15 CB-NK 세포 둘다에서 생체내 CAR 세포를 제거하는데 효과적이었다(도 16b). Raji 종양이 이식된 마우스에 대조군 또는 CISH KO iC9/CAR.19/IL-15 CB-NK 세포를 투여함에 이어서 NK 주입 (n= 그룹 당 5마리의 마우스) 후 7일 및 9일째에 이량화체로 치료하였다. 이어서 동물을 12일째에 희생시켰다. 소분자 이량화체의 투여는 치료받은 마우스의 혈액 및 조직 (간. 비장 및 골수)에서 iC9/CAR.19/IL-15 CB-NK 세포 (대조군 및 CISH KO 둘다)를 현저히 감소시켰다(도 17b-c).
[00245] 오프-표적 CRISPR RNA-가이드된 뉴클레아제 (RGN) 삽입/결실 (INDEL)의 동정은 상기 접근법을 임상에 취할 수 있기 전에 중요하다. 따라서, GuideSeq 및 Rhampseq 기술을 사용하여 실험에 사용되는 특이적 CISH 가이드 RNA의 오프-표적 효과를 평가하였다. Cas9 뉴클레아제를 항시성으로 발현하는 HEK293 세포를 사용한 GuideSeq 실험은 CISH 유전자좌를 표적화하는 crRNA 둘다에 대한 다수의 잠재적 오프-표적 부위를 동정하였고, 심지어 보다 높은 빈도의 오프-표적 이벤트는 crRNA2와 함께 동정되었다(도 12a-b).
[00246] 요약하면, 이것은 제대혈 유래된 NK 세포에서 CAR 형질도입 및 관문 차단을 조합하는 유전학적 가공 전략을 처음 보고하는 것이다. 상기 NK 세포 치료요법 생성물은 기성품이고, 심지어 낮은 용량에서도 CD19+ 종양 세포를 제거하는데 안전하고 강력하다.
실시예 4 - 재료 및 방법
[00247] 세포주 및 배양 배지: Raji (버킷 림프종 세포주)는 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션(American Type Culture Collection (Manassa, VA, USA))으로부터 구입하였다. K562 기반 피더 세포는 레트로바이러스적으로 형질도입하여 4-1BBL, CD48 및 막 결합된 IL-21 9uAPC를 동시 발현하였다. 생체내 실험을 위해 사용되는 반딧불이 루시퍼라제 형질도입된 Raji (Raji-FFLUC) 세포는 친절하게 기안피에트로 도티 박사 (Gianpietro Dotti) (University of North Carolina))에 의해 제공받았다.
[00248] 모든 세포주는 5% 태아 소 혈청 (FBS), 1% 페니실린-스트렙토마이신 및 1% L-글루타민이 보충된 로즈웰 파크 메모리얼 인스티튜트 (Roswell Park Memorial Institute (RPMI)) 배지에서 배양하였다. NK 세포는 5% 태아 소 혈청(FBS), 1% 페니실린-스트렙토마이신 및 1% L-글루타민이 보충된 줄기 세포 성장 배지 (SCGM)에서 배양하였다.
[00249] 제대혈 NK 세포 확장: 연구를 위한 CB 유닛은 기관(MD Anderson Cancer Center CB Bank)에 의해 제공되었다. CB는 밀도 구배 기술 (Ficoll-Histopaque; Sigma, St Louis, MO, USA)에 의해 단리하였다. NK 단리 키트(Miltenyi Biotec, Inc., San Diego, CA, USA)를 사용하여 정제된 CD56+ NK 세포는 0일째 완전한 줄기 세포 성장 배지 (CellGenix GmbH, Freiburg, Germany)에서 방사선 조사된 (100Gy) uAPC (2:1 피더 세포:NK 비율) 및 재조합 사람 IL-2 (Proleukin, 200U/ml; Chiron, Emeryville, CA, USA)로 자극하였다. 활성화된 NK 세포는 사람 피브로넥틴-코팅된 플레이트 (Clontech Laboratories, Inc., Mountain View, CA, USA)에서 +4일자로 레트로바이러스 상등액으로 형질도입하였다. +7일 및 +14일에, NK 세포는 다시 방사선 조사된 uAPC 및 Il-2로 자극하였다. +21일째에 , CAR-형질도입된 NK 세포는 사용을 위해 수집하였다.
[00250] 레트로바이러스 형질감염 및 형질도입: iC9.CAR19.CD28-제타-2A-IL-15를 암호화하는 레트로바이러스 벡터는 이전에 기재되었다(문헌참조: Vera et al., 2006). 일시적 레트로바이러스 상등액은 이전에 기재된 바와 같이 제조하였다(문헌참조: Vera et al., 2006). 활성화된 NK 세포는 사람 피브로넥틴-코팅된 플레이트 (Clontech Laboratories, Inc., Mountain View, CA, USA)에서 +4일자로 레트로바이러스 상등액으로 형질도입하였다. 3일 후 (+7일), CAR 형질도입 효율은 유동 세포측정에 의해 측정하였고 NK 세포는 다시 방사선 조사된 uAPC 및 Il-2로 자극하였다.
[00251] CISH 의 CRISPR/Cas9 유전자 편집: CISH KO는 NT 및 CAR 형질도입된 NK 세포 둘다에서 리보핵산단백질 (RNP) 복합체를 사용하여 +7일째에 수행하였다. CISH 유전자에 대한 프로토스페이서 서열은 CRISPRscan을 사용하여 동정하였다(문헌참조: Moreno-Mateos et al., 2015). gRNA에 대한 DNA 주형은 문헌(참조: Li et al)에 기재된 프로토콜을 사용하여 제조하였다. CISH 유전자의 엑손 4를 표적화하는 2개의 gRNA를 사용하였다: gRNA1:AGGCCACATAGTGCTGCACA (서열번호 1),　gRNA2: TGTACAGCAGTGGCTGGTGG (서열번호 2). Cas9 단백질(PNA bio) 및 gRNA는 10ug Cas9 및 10ug gRNA (5000ng의 sgRNA#1 및 5000ng의 sgRNA#2)와 1:1 반응으로 15분동안 실온에서 항온처리하였다. 이어서 네온 형질감염 시스템(Thermo Fisher Scientific)을 사용하여 1 내지 2백만개의 NT 또는 CAR 형질도입된 NK를 전기천공시키기 위해 항온처리 생성물 (함께 결합된 gRNA 및 Cas9)을 사용하였다. 최적화된 전기천공 조건은 T 완충액을 사용하여 1600V, 10ms, 3 펄스이다. 상이한 세포 제제는 이어서 IL-2 200U/ml을 갖는 SCGM 배지에서 1:2 비율 (NK:uAPC)로 방사선 조사된 uAPC와 동시 배양하였다.
[00252] 실시간 정량 PCR (RT Q-PCR): 총 RNA는 RNeasy 플러스 소형 키트 (Qiagen Inc., Hilden, Germany)를 사용하여 단리하였고 cDNA 합성은 제조업자의 지침에 따라 ReadyScript　cDNA 합성 믹스(Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, MO, USA)를 사용하여 수행하였다. PCR 반응은 20 μL; 10 μL의 TaqMan 2X Advanced Fast PCR MasterMix (Applied Biosystems Inc., Foster City, CA, USA), 1 μL의 CISH TaqMan 유전자 발현 검정(Applied Biosystems), 2 μL의 cDNA 및 7 μL의 뉴클레아제 부재 물 중에서 수행하였다. 프라이머 서열 및 PCR 조건은 문헌(참조: Kolesnik et al., 2013)에 기재되어 있다. 실시간 Q-PCR은 ABI 7500 패스트(Fast) 실시간 PCR 시스템(Applied Biosystems)상에서 수행하였다. mRNA 수준은 각각의 증폭된 PCR 단편에 상응하는 연속 희석된 올리고뉴클레오타이드를 사용하고 7500 패스트 v2.3 소프트웨어 (Applied Biosystems)를 사용하여 생성된 표준 곡선에 대해 정량하였다. 상대적 발현은 관심 대상의 각각의 유전자의 양을 하우스키핑 유전자 18S로 정규화함에 의해 결정하였다.
[00253] 웨스턴 블롯: NK 세포는 4시간 동안 10 μM MG132로 전처리하여 프로테오좀 분해를 차단한다. NK 세포는 이어서 프로테아제 억제제 (완전한 소형, EDTA-부재 칵테일 정제, Roche Holding, Basel, Switzerland)가 보충된 용해 완충액 (IP 용해 완충액, Pierce Biotechnology Inc., Rockford, IL) 중에서 용해시키고 빙상에서 30분동안 항온처리하였다. 단백질 농도는 BCA 검정(Pierce Biotechnology Inc., Rockford, IL)에 의해 결정하였다. 하기의 1차 항체를 사용하였다: CIS 항체 (클론 D4D9) 및 B-액틴 항체(클론 8H10D10) 둘다는 제조원(Cell Signaling Technology)으로부터 구입하였다.
[00254] PCR 및 생거 서열분석을 사용한 대립유전자 변형 빈도 측정: DNA는 CAR-형질도입되고 생체외-확장된 NT NK 세포 (대조군 및 CISH KO 조건)으로부터 추출하고 정제(QIAamp DNA Blood Mini Kit, Qiagen Inc., Hilden, Germany)하였다. 표적 유전자좌의 증폭을 위해 사용되는 PCR 프라이머는 다음과 같다:
엑손 4 정배향 프라이머: CGTCTGGACTCCAACTGCTT (서열번호 7)
엑손 4 역배향 프라이머: GTACAAAGGGCTGCACCAGT (서열번호 8)
[00255] 정제된 PCR 생성물은 PCR 프라이머 둘다를 사용하는 시설 (MD Anderson’s core facility)에서의 생거 분석을 위해 보냈고 각각의 서열 크로마토그램을 분석하였다.
[00256] 분획 검정: 배양 14일 또는 21일째에, 100 × 10e3 세포/웰의 대조군 생체외-확장된 NT (대조군 또는 CISH KO) 및 CAR19/Il-15 NK 세포 (대조군 또는 CISH KO)를 브레펠딘 A의 존재하에 Raji 세포 또는 K562 표적 (양성 대조군)과 2:1의 이펙터:표적 세포 비율 (E:T)로 6시간 동안 환저 96웰 플레이트에서 동시 배양하였다. 탈과립화를 측정하기 위해, CD107a 항체 (Brilliant Violet 785™ 항-사람 CD107a (LAMP-1) 항체, 바이오레전드(Biolegend), San Diego, CA, USA)를 동시 배양 초기에 웰에 첨가하였다. CD107a 및 세포내 사이토킨 생성 (TNFα (TNF 알파 모노클로날 항체 (MAb11), Alexa Fluor 700, eBioscience Inc., San Diego, CA, USA) 및 IFN-γ (BD Horizon™　V450 마우스 항-사람 IFN-γ, BD Biosciences, San Jose, CA, USA)에 의해 측정된 탈과립화는 이전에 기재된 바와 같은 유동 세포측정에 의해 평가하였다(Rouce et al., 2016)
[00257] 크로뮴 방출 검정: 세포독성을 평가하기 위해, 생체외 확장된 NT NK 세포 (대조군 및 CISH KO) 및 CAR-형질도입된(대조군 및 CISH KO) 세포를 다수의 E:T 비율로 51Cr-표지된 Raji 표적과 함께 동시 배양하고; 세포독성은 이전에 기재된 바와 같이 51Cr 방출에 의해 측정하였다(Rouce et al., 2016).
[00258] 면역학적 시냅스를 연구하기 위한 공초점 현미경: 상기된 바와 같은 0.5x106 이펙터 세포는 370C에서 40분 동안 10% 열 불활성화된 FBS 함유 배지와 함께 250ml의 SCGM에서 0.25x106 Raji 세포와 접합시키고 다른 곳에서 입증된 바와 같이 염색하였다(Banarjee et al., 2010). 간략하게 항온처리 후, 세포는 폴리-A-라이신 코팅된 슬라이드 (Electron Microscopy Sciences) 상에 접착시키고 관심 대상의 단백질에 대해 염색하였다. Alexa Fluor 647-접합된 친화성-정제된 F(ab')2 단편 염소 항-사람 IgG (H+L) 항체를 사용하여 CAR를 검출하였다. 항-CD19 Alexa Flour (AF) 488 (클론 HIB19, BD BioSciences), F-액틴의 검출을 위한 팔로이딘 AF 568 (Invitrogen) 및 항-퍼포린 488 (클론 δ G9; BioLegend)을 사용하였다. 접합체를 항-페이드 함유 배지 (Prolong gold, Invitrogen) 중에 탑재하고 Zyla 4.2sCMOS 카메라가 장착된 요코가와 스피닝 디스크 공초점 현미경으로 및 63x 대물렌즈 하에 연속 스캐닝함에 의해 이미지화하였다. 이미지는 정량 측정을 위해 Imaris (Bitplane)로 송출하였다. 퍼포린 센트로이드(perforin centroid)로부터 시냅스까지의 거리는 이전에 기재된 바와 같이 측정하였다.
질량 세포측정
[00259] 항체 접합: 38개 금속-태그된 항체를 포함하는 패널은 NK 세포의 면밀한 특징 분석을 위해 사용하였다. 상응하는 금속 태그 동위원소를 갖는 항체 목록. 모든 비표지된 항체는 캐리어-부재 형태로 구입하고 제조업자의 지침 (Fludigm)에 따라 Maxpar X8 중합체를 사용하여 상응하는 금속 태그와 인-하우스 접합시켰다. 모든 금속 동위원소는 인듐 (III) 클로라이드 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)을 제외하고 Fludigm으로부터 획득하였다. 항체 농도는 Nanodrop 2000 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Ma)을 사용하여 A280 단백질의 양을 측정함에 의해 결정하였다. 접합된 항체는 이어서 0.05% 아지드화나트륨 (Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo)이 0.5 mg/ml의 최종 농도로 보충된 PBS계 항체 안정화 용액 또는 LowCross-완충액 (Candor Bioscience GmbH, Wangen, Germany) 중에 희석시켰다. 연속 적정 실험을 수행하여 각각의 항체에 대해 최적의 신호 대 노이즈 비율로 농도를 결정하였다.
[00260] 샘플 제조 및 획득: NT NK 세포 (대조군 또는 CISH KO) 및 CAR 형질도입된 NK 세포 (대조군 또는 CISH KO)를 수거하고, 세포 염색 완충액(0.5% 소 혈청 알부민/PBS)으로 2회 세척하고 실온에서 10분 동안 5 μl의 사람 Fc 수용체 차단 용액 (Trustain FcX, Biolegend, San Diego, CA)으로 항온처리하였다. 세포는 진탕기 (100 rpm) 상에서 실온에서 30분동안 세포 표면 마커에 대해 새롭게 제조된 항체 혼합물로 염색하였다. 항온처리 마지막 3분 동안, 세포는 2.5 μM의 시스플라틴 (Sigma Aldrich, St Louis, Mo)으로 항온처리하고, 세포 염색 완충액으로 2회 세척하고 4oC에서 암실에서 30분 동안 BD Cytofix/Cytoperm 용액을 사용하여 고정화시키고/투과하였다. 세포는 투과(perm)/세척 완충액으로 2회 세척하고, 세포내 마커에 대해 지시된 항체로 염색하고 추가의 세척 단계 후, 125 nM 이리듐 핵산 인터컬레이터(Fluidigm)와 500 μl의 1.6% 파라포름알데하이드(EMD Biosciences)/PBS 중에서 밤새 저장하였다. 다음 날, 샘플은 세포 염색 완충액으로 2회 세척하고, 1 ml의 MilliQ dH2O 중에 재현탁시키고, 35 μm 나일론 메쉬 (세포 스트레이너 캡 튜브, BD, San Jose, Ca)를 통해 여과하고 계수하였다. 분석 전에, 샘플을 0.5x105/ml의 농도로 EQTM 4개의 요소 보정(calibration) 비드가 보충된 MilliQ dH2O 중에 현탁시켰다. 샘플을 Helios 6.5.358 획득 소프트웨어 (Fluidigm)를 사용하여 Helios 장비 (Fluidigm) 상에서 300 이벤트/초로 획득하였다.
[00261] 데이터 분석: 질량 세포측정 데이터는 Fluidigm 정규화 소프트웨어 2를 사용하여 시간 경과에 따라 EQTM 4개 요소 신호 전환을 기준으로 정규화하였다. 초기 데이터 품질 관리를 Flowjo 버젼 10.2를 사용하여 수행하였다. 보정 비드를 게이트 아웃시키고 이리듐 193 염색 및 이벤트 길이를 기준으로 단일선을 선택하였다. 죽은 세포를 Pt195 채널에 의해 배제시키고 추가로 게이팅을 수행하여 CD45+ 세포에 이어서 관심 대상의 NK 세포 집단(CD3-CD56+)을 선택하였다. 총 320,000개의 세포를 비례적으로 모든 샘플로부터 채취하여 자동화 클러스터링을 수행하였다. 데이터는 전에 공개된 바와 같이 면역 세포의 심층적 표현형 분류용 클러스터링을 위해 FlowSOM과의 조합을 포함하는 자동화된 차원 감소 (viSNE)를 사용하여 분석하였다(Van Gassen et al., 2015).
[00262] RNA 서열분석: RNA는 CAR-형질도입되고 생체외 확장된 NT NK 세포(대조군 및 CISHKO 조건)로부터 추출하고 정제하고 (RNeasy Plus Mini Kit, Qiagen) 품질 관리, 라이브러리 작제 및 서열 분석이 수행되는 Novogene으로 RNA 서열 분석을 위해 보냈다. RNAseq 데이터의 분석은 기관(MD Anderson Bioinformatics department)에 의해 수행하였다. 서열분석 판독은 TOPHAT2 v2.0.13을 사용하여 사람 참조 게놈 (hg38)에 정렬하였다(문헌참조: Kim et al., 2013). 유전자 발현 수준은 hg38 GENCODE v25 유전자 모델을 기초로 하는 HTSEQ를 사용하여 맵핑된 판독을 계수함에 의해 측정하였다. 차등적으로 발현되는 유전자는 FDR (거짓 발견률) 컷 오프 <0.01 및 배수 변화 > 2와 함께 EdgeR 팩키지를 사용하여 동정하였다 (문헌참조: Robinson et al., 2010).
미토콘드리아 및 리소좀 이미지화
[00263] 표지화 NK 세포: NK 세포는 생존 세포 염색 완충액 (abcam), 및 각각 미토콘드리아, 리소좀 및 핵을 표지화하기 위해 500 nM MitoTracker™ Deep Red FM (Invitrogen™), 250 nM LysoRed (abcam) 및 1 μM Hoechst 33342 (Sigma)를 함유하는 RPMI(Corning)의 1:1 (v/v) 용액 중에서 37°C에서 40분 동안 항온처리하였다. 이어서 세포는 2차 세척을 위해 행크스(Hanks) 균염 용액 (Cellgro) + 10% HEPES (Corning) 제1 및 완전한 배양 배지 RPMI + 10% FBS (R10)를 사용하여 세척하였다.
[00264] 공초점 현미경: 50,000개의 NK 세포는 96 유리-바닥 플레이트에 부하하였다. 100X, 1.45 NA 대물렌즈가 장착된 Nikon A1/TiE 역위 현미경은 이미지화를 위해 사용하였다. 3D 이미지 (z-스택, 0.3 μm 단계, ~40 슬라이스)는 DAPI (404.0 nm), TXRed (561.8 nm) 및 Cy5 (641.0 nm) 채널을 사용하여 상이한 시야로부터 취득하였다.
[00265] 공초점 이미지의 분석: 16-비트 이미지의 Z-스택은 각각의 채널에 대해 추출하였고 일련의 플러그인을 사용하여 이미지J(National Institutes of Health (NIH), USA)에서 처리하였다. 먼저 이미지를 임계값을 적용하기 전 각각의 채널에 대해 분할하였다. 이어서, 3D 대물렌즈 카운터 플러그인을 이미지에 적용하여 관심 대상의 미토콘드리아 및 리소좀 영역(ROI)을 결정하였다. 이들 ROI는 본래의 이미지에 오버레이하고 이후 측정값을 수집하였다. 유사하게, 3D 대물렌즈 카운터 플러그인은 또한 핵에 대해 사용되지만 단지 본래의 이미지를 사용한다. 마지막으로, 단일 세포 이동의 트랙킹은 TrackMate1 플러그인을 사용하여 수행하여 이들의 이동시 불안정한 세포를 여과 제거하였다. 모든 측정값은 미토콘드리아, 리소좀 및 핵이 이들의 상응하는 세포에 일치하는 경우 R에 통합시켰다.
[00266] 이종이계 림프종 모델: 생체내 CAR-형질도입된 CB-NK 세포의 항종양 효과를 평가하기 위해, 본원 발명자는 공격적 NK-내성 Raji 세포주와 함께 NOD/SCID IL-2Rγnull (NSG) 이종이식편 모델을 사용하였다. 마우스 실험은 위원회 (the Institutional Animal Care and Use Committee)에 의해 승인된 프로토콜 하에 NIH 추천에 따라 수행하였다. NSG 마우스 (10-12주령; Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME, USA)에 -1일째에 300 cGy로 방사선 조사하였고 0일째, 반딧불이 루시퍼라제-표지된 Raji 세포(2 × 10e4)로 정맥내 접종하였다. 지시된 경우, 새로운 확장된 NT (대조군 또는 CISH KO) 또는 CAR-형질도입된 CB-NK (대조군 또는 CISH KO) 세포를 0일째 꼬리 정맥을 통해 주사하였다. 마우스는 매주 생발광 이미지화 (Xenogen-IVIS 200 Imaging system; Caliper, Waltham, MA, USA)에 적용하였다. 광자/초의 신호 정량은 간 이미지 소프트웨어(Caliper)를 사용한 관심 대상의 표준화된 영역 내 광자 유입률을 결정함에 의해 수행하였다. NK 세포의 트래픽킹, 지속성 및 확장은 유동 세포측정에 의해 측정했다.
[00267] 시험관내 자살 유전자의 활성화 및 생체내 검증: 소분자 이량화체 AP1903 (10nM)를 4시간 동안 CB-NK 세포 배양물에 첨가하였다. 형질도입된 세포의 제거는 어넥신-V/생존 죽은 염색에 의해 평가하였다. 자살 유전자의 효율은 또한 iC9/CAR.19/IL-15+ NK 세포 (대조군 또는 CISH KO)를 투여받은 종양-함유 마우스를 7일 및 9일째 2일 간격으로 복막내 2회 용량의 AP1903 (각각 50μg)으로 치료함에 의해 생체내 시험하였다. 마우스의 2개의 다른 그룹(대조군 및 CISH KO)은 AP1903 치료가 없는 대조군으로서 사용하였다. 모든 마우스는 12일째에 희생시키고 혈액 및 기관 (간, 비장 및 골수)을 수거하고 프로세싱하고 유동 세포측정을 수행하여 CAR-NK 분획 및 생존능을 결정하였다.
[00268] 오프-표적 동정: 가이드(GUIDE)-seq 방법은 오프-표적 편집 이벤트의 비편향 발견을 위해 사용하였다(문헌참조: Tsai et al., 2015). 본 연구에서, 에스 피오게네스 Cas9 뉴클레아제를 항시성으로 발현하는 HEK293 세포(“HEK293-Cas9” 세포)는 Cas9의 공급원이다. Alt-R® gRNA 복합체는 1:1 몰비로 Alt-R tracrRNA 및 Alt-R crRNA XT를 조합함에 의해 형성되었다. gRNA 복합체는 Amaxa™ Nucleofector™ 96-웰 Shuttle™ 시스템 (Lonza, Basel, Switzerland)을 사용한 핵감염에 의해 전달하였다. 각각의 핵감염을 위해, 3.5 x 105 HEK293-Cas9 세포는 1X PBS로 세척하고, 20 μL 용액 SF (Lonza) 중에 재현탁시키고 0.5 μM GUIDE-seq dsDNA 공여자 단편과 함께 10 μM의 gRNA와 조합하였다. 상기 혼합물은 Nucleocuvette™ 플레이트 (Lonza)의 하나의 웰에 전달하였고 프로토콜 96-DS-150을 사용하여 전기천공하였다. DNA는 GeneJET 게놈 DNA 정제 키트 (Thermo Fisher Scientific)를 사용한 전기천공 후 72시간에 추출하였다. NGS 라이브러리 제제, 서열분석 및 GUIDE-seq 소프트웨어의 작동은 니들만-운치 (Needleman-Wunch) 정렬이 혼입된 것을 제외하고는, 이전에 기재된 바와 같이 수행하였다(문헌참조: Tsai et al., 2016).
[00269] 멀티플렉스 PCR을 위해 rhAmpSeq를 통한 표적 농축: 가이드-seq를 사용하여 발견된 오프-표적 부위에서 편집을 보다 잘 정량하기 위해, 앰플리콘 NGS에 커플링된 멀티플렉스 PCR은 차단된-절단가능한 프라이머와 함께 rhPCR (RNaseH2의 존재하에 수행된 PCR) (문헌참조: Dobosy et al., 2011)을 사용하여 수행하였다. 프라이머는 멀티플렉스 중에서 다른 프라이머와의 상용성을 기준으로 프라이머 교차-비교 및 선택을 위한 알고리즘(IDT)에 의해 디자인하였다. 상기 증폭 기술은 프라이머가 증폭 전에 표적 부위에 적당히 하이브리드화하는 것을 요구한다. 표적과 프라이머 간의 불일치는 비차단을 방지함으로써, 특이성을 증가시키고 프라이머 이량체를 제거한다. 상기 접근법은 단일 튜브에서 고도로 멀티플렉스 PCR 앰플리콘의 효율적 생성을 가능하게 한다. 이들 실험을 위해, gRNA 복합체는 이전에 기재된 바와 같이 HEK293-Cas9 세포에 전달하거나 Alt-R HiFi Cas9 뉴클레아제 v3와 복합체화여 활성 리보핵산단백질 복합체 (RNP)를 형성하고 이는 이어서 직접적으로 2 μM Alt-R Cas9 전기천공 인핸서(IDT)와 함께 2μM로 HEK293 세포에 핵감염시켰다. DNA는 QuickExtract DNA 추출 용액(Epicentre)을 사용한 전기천공 후 48시간에 추출하였다. rh-프라이머를 사용한 유전자좌-특이적 증폭을 10회 사이클에 이어서 1.5x SPRI 비드 세정을 위해 수행하였다. PCR의 인덱싱 라운드는 18회 사이클 동안 수행하여 샘플-특유한 P5 및 P7 지수를 혼입하고 이어서 1x SPRI 비드 세정하고 qPCR (IDT)에 의해 라이브러리 정량하였다. PCR 앰플리콘은 Illumina MiSeq 장비 상에서 서열분석하였다(v2 화학, 150bp 쌍형성 말단 판독) (Illumina, San Diego, CA, USA). 데이터는 맞춤식 제작된 파이프라인을 사용하여 분석하였다. 데이터는 탈멀티플렉싱하고(Picard 도구 v2.9); 정배향 및 역배향 판독은 연장된 앰플리콘에 병합하고(flash v1.2.11) (Magoc et al., 2011); 판독을 GRCh38 게놈 참조 (bwa mem v0.7.15)에 대해 정렬하고, 멀티플렉스 프라이머 풀에서 표적에 할당하였다(bedtools 태그 v2.25) (Quinlan et al., 2010). 임의의 염기 품질 스코어 <10을 갖는 판독을 걸러냈다. 각각의 표적에서, 편집은 절단 부위의 10bp 윈도우 내 INDEL을 함유하는 총 판독의 퍼센트로서 계산하였다.
[00270] 통계: 투-웨이 아노바 시험 (Two-way Anova test)을 사용하여 그룹 간의 정량적 차이 (평균 ±s.d.)를 비교하고; P-값은 양면(two-sided)이고 P<0.05은 유의적인 것으로 고려되었다. 모든 생발광 실험을 위해, 강도 신호는 마우스의 각각의 그룹에 대해 기준선에서 및 다수의 후속 시점에서 평균±s.d.로서 요약한다(문헌참조: Shah et al., 2013). 생존 확률은 캐플란-메이어 (Kaplan-Meier) 방법을 사용하여 계산하였다. 지적된 통계학적 시험은 프리즘 소프트웨어 (GraphPad version 7.0c)를 사용하여 수행하였다. 공초점 현미경 분석을 위해, 데이터 세트는 비대응(unpaired) t-테일드 시험을 사용하여 분석하였다. 데이터는 평균 ± 95% 신뢰 구간을 제공한다. 이미지는 ImageJ를 사용하여 어셈블리하였다.
* * *
[00271] 본원에 개시되고 청구된 모든 방법들은 본 명세서의 내용을 고려하여 과도한 실험없이 만들어 수행할 수 있다. 본 발명의 조성물 및 방법은 바람직한 실시양태의 관점에서 기술되었지만, 본 발명의 당업계의 개념, 의미 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화들을 본원에 기술된 방법들, 상기 방법의 단계들 또는 상기 방법 단계들의 순서에 적용할 수 있다는 사실은 당업계의 숙련자들에게는 명백할 것이다. 보다 구체적으로, 화학적 및 생리학적으로 모두 관련되어 있는 특정 제제의 경우 이들을 사용하여도 동일하거나 유사한 결과가 달성된다면 본원에 기술된 제제를 대체할 수 있음도 명백할 것이다. 당업계의 숙련자들에게 명백한 이러한 모든 유사한 대체물 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 정의된 본 발명의 의미, 범위 및 개념에 속하는 것으로 간주된다.
참고문헌
하기의 참고문헌들은, 본원에 기술된 내용에 대하여 예시적인 절차이거나 이를 보충하는 기타 상세한 설명을 제공하는 정도로, 본원에 참고로서 상세하게 포함된다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
<110> Board of Regents, The University of Texas System <120> NATURAL KILLER CELLS ENGINEERED TO EXPRESS CHIMERIC ANTIGEN RECEPTORS WITH IMMUNE CHECKPOINT BLOCKADE <130> UTFC.P1366WO <150> 62/666,665 <151> 2018-05-03 <150> 62/666,965 <151> 2018-05-10 <160> 8 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gRNA1 <400> 1 aggccacata gtgctgcaca 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gRNA2 <400> 2 tgtacagcag tggctggtgg 20 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gRNA1 TGFBR2 <400> 3 cggctgagga gcggaaga 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gRNA2 TGFBR2 <400> 4 tggaggtgag caatcccc 18 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T7 promoter <400> 5 ttaatacgac tcactatagg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Target sequence <400> 6 gttttagagc tagaaatagc 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Exon 4 forward primer <400> 7 cgtctggact ccaactgctt 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Exon 4 Reverse Primer <400> 8 gtacaaaggg ctgcaccagt 20

Claims (54)

  1. (1) 키메라 항원 수용체 (CAR) 및/또는 T 세포 수용체 (TCR) 및 (2) 사람 IL-15 (hIL-15)를 발현하고 필수적으로 CISH를 발현하지 않도록 가공된 단리된 천연 킬러 (NK) 세포.
  2. 제1항에 있어서, 상기 NK 세포가 CAR을 발현하도록 가공된, NK 세포.
  3. 제1항에 있어서, 상기 NK 세포가 TCR을 발현하도록 가공된, NK 세포.
  4. 제1항에 있어서, 상기 NK 세포가 CAR 및 TCR을 발현하도록 가공된, NK 세포.
  5. 제1항에 있어서, 상기 NK 세포가 제대혈, 말초혈, 골수, CD34+ 세포 또는 iPSC로부터 유래하는, NK 세포.
  6. 제1항에 있어서, 상기 NK 세포가 제대혈로부터 유래하는, NK 세포.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제대혈이 이전에 동결된, NK 세포.
  8. 제1항에 있어서, 상기 CAR 및/또는 TCR이 CD19, CD319/CS1, ROR1, CD20, CD5, CD7, CD22, CD70, CD30, BCMA, CD25, NKG2D 리간드, MICA/MICB, 암배아 항원, 알파페토단백질, CA-125, MUC-1, 상피 종양 항원, 흑색종-관련 항원, 돌연변이된 p53, 돌연변이된 ras, HER2/Neu, ERBB2, 폴레이트 결합 단백질, HIV-1 외피 당단백질 gp120, HIV-1 외피 당단백질 gp41, GD2, CD123, CD33, CD30, CD56, c-Met, 메소텔린, GD3, HERV-K, IL-11R알파, 카파 쇄, 람다 쇄, CSPG4, ERBB2, WT-1, EGFRvIII, TRAIL/DR4, 및/또는 VEGFR2에 대해 항원 특이성을 갖는, NK 세포.
  9. 제1항에 있어서, 상기 CAR이 CD19에 대해 항원 특이성을 갖는, NK 세포.
  10. 제1항에 있어서, 상기 NK 세포가 제2 사이토킨을 추가로 발현하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 사이토킨이 IL-21 또는 IL-12인, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NK 세포가 라파마이신 (mTOR) 신호전달의 활성화된 포유동물 표적을 갖는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 NK 세포가 증가된 JAK/STAT 신호전달을 갖는, 방법.
  14. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 NK 세포를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법이
    (a) NK 세포의 출발 집단을 수득하는 단계;
    (b) 인공 제공 세포 (APC)의 존재하에 상기 NK 세포의 출발 집단을 배양하는 단계;
    (c) CAR 및/또는 TCR 발현 벡터를 상기 NK 세포에 도입하는 단계;
    (d) 상기 NK 세포를 APC의 존재하에 확장시킴으로써 확장된 NK 세포를 수득하는 단계; 및
    (e) 상기 확장된 NK 세포에서 CISH의 발현을 중단시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 발현 중단이 CRISPR-매개된 유전자 사일런싱을 사용함을 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, CRISPR-매개된 유전자 사일런싱이 상기 CAR NK 세포를 sgRNA 및 Cas9와 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 sgRNA가 CISH의 엑손 4를 표적화하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 sgRNA가 서열번호 1 또는 2를 포함하는, 방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 NK 세포의 출발 집단이 피콜-파크 (ficoll-paque) 밀도 구배를 사용하여 단핵성 세포를 단리함에 의해 수득되는, 방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 APC가 감마-조사된 APC인, 방법.
  21. 제14항에 있어서, 상기 APC가 범용 APC (uAPC)인, 방법.
  22. 제14항에 있어서, 상기 APC가 41BB 및 IL-21을 발현하도록 가공된, 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 uAPC가 (1) CD48 및/또는 CS1 (CD319), (2) 막-결합된 인터류킨-21 (mbIL-21), 및 (3) 41BB 리간드(41BBL)를 발현하도록 가공된, 방법.
  24. 제14항에 있어서, 상기 NK 세포와 APC가 1:2 비율로 존재하는, 방법.
  25. 제14항에 있어서, 단계 (b) 및 (d)의 상기 NK 세포가 IL-2의 존재하에 추가로 확장되는, 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 IL-2가 100-300 U/ml의 농도로 존재하는, 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 IL-2가 200 U/mL의 농도로 존재하는, 방법.
  28. 제14항에 있어서, 도입하는 단계가 형질도입을 포함하는, 방법.
  29. 제14항에 있어서, 상기 CAR 및/또는 TCR 발현 작제물이 렌티바이러스 벡터 또는 레트로바이러스 벡터인, 방법.
  30. 제14항에 있어서, 상기 NK 세포가 GMP-순응하는(compliant), 방법.
  31. 제14항에 있어서, 상기 NK 세포가 동종이계인, 방법.
  32. 제14항에 있어서, 상기 NK 세포가 자가인, 방법.
  33. 제14항에 있어서, 상기 CAR 및/또는 TCR이 CD19, CD319/CS1, ROR1, CD20, CD5, CD7, CD22, CD70, CD30, BCMA, CD25, NKG2D 리간드, MICA/MICB, 암배아 항원, 알파페토단백질, CA-125, MUC-1, 상피 종양 항원, 흑색종-관련 항원, 돌연변이된 p53, 돌연변이된 ras, HER2/Neu, ERBB2, 폴레이트 결합 단백질, HIV-1 외피 당단백질 gp120, HIV-1 외피 당단백질 gp41, GD2, CD123, CD23, CD30, CD56, c-Met, 메소텔린, GD3, HERV-K, IL-11R알파, 카파 쇄, 람다 쇄, CSPG4, ERBB2, WT-1, EGFRvIII, TRAIL/DR4, 및/또는 VEGFR2에 대해 항원 특이성을 갖는, 방법.
  34. 제14항에 있어서, 상기 CAR이 CD19에 대해 항원 특이성을 갖는, 방법.
  35. 제14항에 있어서, 상기 CAR 및/또는 TCR 발현 작제물이 사이토킨을 추가로 발현하는, 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 사이토킨이 IL-15, IL-21, 또는 Il-12인, 방법.
  37. 제14항에 있어서, 상기 확장된 NK 세포 집단을 냉동보존시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  38. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 NK 세포 집단 또는 제14항 내지 제37항 중 어느 한 항의 방법에 의해 생성되는 NK 세포 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물.
  39. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 유효량의 NK 세포 또는 제14항 내지 제37항 중 어느 한 항의 방법에 의해 생성된 NK 세포를 포함하는, 대상체에서 질환 또는 장애의 치료에 사용하기 위한 조성물.
  40. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 유효량의 NK 세포 또는 제14항 내지 제37항 중 어느 한 항의 방법에 의해 생성되는 NK 세포를 포함하는, 대상체에서 면역 관련 장애의 치료를 위한 조성물의 용도.
  41. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 유효량의 NK 세포 또는 제14항 내지 제37항 중 어느 한 항의 방법에 의해 생성된 NK 세포를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 대상체에서 면역 관련 장애를 치료하는 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 면역-관련 장애가 암, 자가면역 장애, 이식편 대 숙주 질환, 동종이식 거부 또는 염증성 병태인, 방법.
  43. 제41항에 있어서, 상기 면역-관련 장애가 염증성 병태이고 상기 면역 세포가 필수적으로 글루코코르티코이드 수용체를 발현하지 않는, 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 대상체가 스테로이드 치료요법을 받은 적이 있거나 받고 있는 중인, 방법.
  45. 제41항에 있어서, 상기 NK 세포가 자가인, 방법.
  46. 제41항에 있어서, 상기 NK 세포가 동종이계인, 방법.
  47. 제41항에 있어서, 상기 면역-관련 장애가 암인, 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 암이 고형암 또는 혈액 악성 종양인, 방법.
  49. 제41항에 있어서, 적어도 제2 치료학적 제제를 투여함을 추가로 포함하는, 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 적어도 제2 치료학적 제제가 화학치료요법, 면역치료요법, 수술, 방사선치료요법 또는 생물치료요법을 포함하는, 방법.
  51. 제49항에 있어서, 상기 NK 세포 및/또는 상기 적어도 제2 치료학적 제제가 정맥내, 복막내, 기관내, 종양내, 근육내, 내시경으로, 병변내, 경피적으로, 피하, 국부적으로, 또는 직접 주사 또는 관류에 의해 투여되는, 방법.
  52. 제49항에 있어서, 필수적으로 CISH를 발현하지 않는 상기 NK 세포가 CISH를 발현하는 NK 세포와 비교하여 증진된 기능을 갖는, 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 증진된 기능이 IFN-γ 및 TNF-α에 대한 세포내 염색, CD107a 탈과립화, 및 51Cr 방출 검정에 의한 종양 사멸에 의해 측정되는, 방법.
  54. 제52항에 있어서, 상기 증진된 기능이 그랜자임-b, 퍼포린, TRAIL, CD3z, 에오메스(Eomes), T-bet, DAP12, DNAM, CD25 및/또는 Ki67의 증가된 발현에 의해 측정되는, 방법.
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