KR20210102294A - 근위축성 측삭 경화증에서 치료요법적 중재를 안내하기 위한 신경필라멘트 단백질 - Google Patents

근위축성 측삭 경화증에서 치료요법적 중재를 안내하기 위한 신경필라멘트 단백질 Download PDF

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토비 알로 퍼거슨
다니엘 리제타 그라함
스티브 상-우 한
알렉산더 라이드 빈센트 맥캠벨
기울리오 스러벡-토마씨
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바이오젠 엠에이 인코포레이티드
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Abstract

한 측면에서, 본 발명은 근위축성 측삭 경화증 환자에서 증상을 완화시키는 방법을 제공하는데, 이 방법은 해당 환자에게 효과적인 치료요법제를 투여하는 것을 포함하고, 이 효과적인 치료요법제를 해당 환자에게 투여하면, 해당 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질은 해당 치료요법제를 투여받지 않은 근위축성 측삭 경화증 환자에서의 신경필라멘트 단백질 수분보다 더 낮아지는 결과를 초래한다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 비-효과적인 치료요법제 또는 효과적인 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았다.

Description

근위축성 측삭 경화증에서 치료요법적 중재를 안내하기 위한 신경필라멘트 단백질
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 12월 6일자로 제출된 U.S. 가출원 번호 62/776,253, 2019년 4월 30일자로 제출된 가출원 번호 62/840,431, 그리고 2019년 5월 2일자로 제출된 가출원 번호 62/842,063에 대해 우선권을 주장한다. 전술한 각 출원의 내용은 전문이 본 명세서의 참고자료에 편입된다.
발명의 배경
본 발명은 생물학 및 의학 분야에 관한 것으로, 특히 근위축성 측삭 경화증 (ALS)에 관계한다. ALS (운동 뉴런 질환 (MND) 또는 루게릭(Lou Gehrig) 병이라고도 함)는 뇌와 척수의 신경 세포에 영향을 미치는 진행성 신경 퇴행성 질환이다. ALS에 영향을 받는 신경 세포는 주로 자발적 근육 운동, 이를 테면, 씹기, 걷기, 말하기를 담당하는 신경 세포다. 근위축성 측삭 경화증 (ALS)은 운동 경로에서 뉴런의 소실 및 기능장애로 인해 발생하며, 심각한 약화, 경직으로 이어지고, 궁극적으로 3 ~ 5 년 내에 사망에 이른다.
ALS에는 산발성 유형과 가족성 유형의 두 가지 유형이 있다. U.S.에서 가장 흔한 질병인 산발성 질환은 전체 사례의 90 ~ 95 %를 차지한다. 누구에게나, 어디서나 영향을 미칠 수 있다. 가족성 ALS (FALS)는 U.S.에서 모든 사례의 5 ~ 10 %를 차지한다. 가족성 ALS는 질병이 유전된다는 것을 의미한다. 이들 가족에서 각 자손이 유전자 돌연변이를 물려 받아 질병에 걸릴 확률이 50 %이다. 프랑스의 신경학자 Jean-Martin Charcot는 1869 년에 이 질병을 발견했다.
ALS에 대한 알려진 치료법은 없지만, 리루졸(Rillutek으로 시판), 에다라본 (Radicava로 시판)을 비롯하여 ALS의 증상을 완화하는 몇 가지 치료제가 있다. 바클로펜(baclofen) 및 디아제팜(diazepam)과 같은 추가 치료제는 ALS로 인한 경련 조절에 사용되며, 트리헥시페니딜과 글리코피롤레이트는 침을 삼키는 데 문제가 있는 ALS 환자를 돕는데 사용할 수 있다.
그러나, 모든 치료제가 모든 ALS 환자의 증상을 완화하는 것은 아니며, 현재 ALS에 대한 알려진 치료법은 없다.
따라서 환자의 ALS 증상을 완화시킬 새로운 치료제를 확인할 필요성이 남아 있다.
발명의 간단한 요약
일부 구체예들에서, 본 발명은 치료요법제가 해당 환자에게 효과적인지 확인하는 방법을 제공하여, ALS의 하나 또는 그 이상의 증상을 완화시키고, 해당 환자의 장애 진행을 늦출 방법들을 제공한다. 일부 구체예들에서, 본 발명은 중증 ALS 질환을 조기에 확인하는 방법을 제공하여, 적절한 치료법이 가능한 한 빨리 시작되도록 한다. 일부 구체예들에서, 본 발명은 특정 사용 상황에 대한 임상-관련 컷-포인트(cutpoints)를 제공한다. 일부 구체예들에서, 본 발명은 ALS 환자가 투여된 치료요법제에 반응하는지를 여부(가령, 해당 치료요법제가 이 환자에게 효과적인지)를 결정하는 방법, 그리고 환자의 증상을 완화하는 치료요법제로 해당 ALS 환자를 치료하는 방법을 제공한다.
따라서, 제 1 측면에서, 본 발명은 ALS 환자의 증상을 완화시키는 방법을 제공하는데, 이 방법은 해당 환자에 효과적인 치료요법제를 투여하고, 이 효과적인 치료요법제가 해당 환자에게 투여될 때, 해당 환자의 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))에서 신경필라멘트 단백질의 수준이 효과적인 치료요법제를 투여받지 못한 ALS 환자에서 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 (예를 들면, 적어도 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 그 이상으로, 더 낮은) 결과를 초래한다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 (a) 비-효과적인 치료요법제 또는 (b) 효과적인 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았다.
또다른 측면에서, 본 발명은 ALS 환자에게 투여된 치료요법제가 해당 환자에게 효과적인 지를 결정하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 이 치료요법제가 투여된 환자로부터 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))를 얻거나 또는 얻었고; 이 환자의 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))에서 신경필라멘트 단백질의 치료-후 수준을 구하기 위해 이 단백질의 수준을 측정하거나, 또는 측정했던 것을 포함하며, 이때 치료-후 수준이 해당 치료요법제가 투여되지 않은 ALS 환자에서의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 (예를 들면, 적어도 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 그 이상으로, 더 낮은) 경우, 이 치료요법제는 해당 환자에게 효과적이다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 (a) 비-효과적인 치료요법제 또는 (b) 효과적인 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았다.
또다른 측면에서, 본 발명은 ALS 환자를 효과적인 치료요법제로 치료하기 위한 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음을 포함한다: (i) 해당 환자의 ALS 증상이 후보 치료요법제에 의해 완화될 수 있는 지를 다음에 의해 결정하며: (a) 해당 후보 치료요법제를 투여 후 해당 환자로부터 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))을 얻거나, 또는 얻었고; 그리고 (b) 해당 환자의생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))에서 신경필라멘트 단백질의 수준을 측정하거나 또는 측정을 완료하여 치료-후 수준을 구하고; 그리고 해당 치료-후 수준이 해당 치료요법제가 투여되지 않은 ALS 환자에서의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 (예를 들면, 적어도 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 그 이상으로, 더 낮은) 경우, 해당 후보 치료요법제는 효과적인 치료요법제이며, 그리고 (ii) 해당 효과적인 치료요법제를 해당 환자에게 투여하고, 이때 이 효과적인 치료요법제는 ALS 환자의 ALS 증상을 완화시킬 것이다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 (a) 비-효과적인 치료요법제 또는 (b) 후보 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았다.
여전히 또다른 측면에서, 본 발명은 ALS 환자에서 ALS 증상을 완화시킬 효과적인 치료요법제를 식별해내는 방법을 제공하는데, 이 방법은 후보 치료요법제를 해당 환자에게 투여하고, 해당 환자에게 적어도 5 주 (예를 들면, 적어도 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 주, 또는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12 개월, 또는 적어도 1, 2, 3, 년, 또는 그 이상으로) 동안 이 후보 치료요법제를 투여한 후, 치료된 환자의 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))로부터 신경필라멘트 단백질의 수준을 측정하여 치료-후 수준을 얻는 것을 포함하고, 이때 치료-후 수준이 이 후보 치료요법제를 투여받지 않은 ALS 환자의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 (예를 들면, 적어도 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 그 이상으로, 더 낮은) 경우, 이 후보 치료요법제는 해당 환자의 ALS 증상을 완화시킬 효과적인 치료요법제로 확인된다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 (a) 비-효과적인 치료요법제 또는 (b) 후보 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았다.
다양한 구체예들에서, 상기 효과적인 치료요법제의 투여로 해당 환자의 ALS 질환 진행이 지연된다.
또다른 측면에서, 본 발명은 근위축성 측삭 경화증의 치료를 요하는 인간 대상체에서 이를 치료하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음을 포함한다: 해당 인간 대상체로부터 수득한 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고; 치료요법제의 하나 또는 그 이상의 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고; 그리고 상기 치료요법제의 하나 또는 그 이상의 투여분량을 투여한 후 인간 대상체로부터 수득한 제 2 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고, 이때 제 2 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준이 상기 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준 보다 더 낮다.
일부 구체예들에서, 상기 방법은 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준 보다 더 낮은 제 2 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정한 후, 해당 인간 대상체에게 이 치료요법제의 추가 투여분량을 투여하는 것을 수반한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 근위축성 측삭 경화증의 치료를 요하는 인간 대상체에서 이를 치료하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음을 포함한다: 치료요법제의 최초 투여분량 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 최초 투여분량은 동일한 양이며, 투여분량(doses) 간의 동일한 투약 간격으로 투여되며; 해당 최초 투여분량이 투여되기 전 인간 대상체로부터 수득한 제 2 생물학적 샘플에서 측정된 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 최초 투여분량을 투여한 후 인간 대상체로부터 수득한 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고; 그리고 이 치료요법제의 추가 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 추가 투여분량은 동일하거나 또는 더 적은 양이고, 최초 투여분량과 비교하였을 때 동일하거나 또는 더 길어진 투여 간격에서 투여된다.
또다른 측면에서, 본 발명은 근위축성 측삭 경화증의 치료를 요하는 인간 대상체에서 이를 치료하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음을 포함한다: 치료요법제의 최초 투여분을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 최초 투여분량은 동일한 양이며, 투여분량(doses) 간의 동일한 투약 간격으로 투여되며; 해당 최초 투여분량이 투여되기 전 인간 대상체로부터 수득한 제 2 생물학적 샘플에서 측정된 신경필라멘트 단백질 수준에 대등하거나 또는 더 높은 최초 투여분량을 투여한 후 인간 대상체로부터 수득한 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고; 그리고 이 치료요법제의 추가 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 추가 투여분량은 더 증가된 양이고, 및/또는 최초 투여분량과 비교하였을 때 동일하거나 또는 더 단축된 투여 간격에서 투여된다.
전술한 방법들중 임의의 방법의 일부 구체예들에서, 상기 치료요법제는 다음의 식에 따른 안티센스 화합물이다:
mCes Aeo Ges Geo Aes Tds Ads mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCeo Aes Geo mCes Te (서열 식별 번호:8의 핵염기 서열), 이때,
A = 아데닌,
mC = 5-메틸시토신
G = 구아닌,
T = 티민,
e = 2'-O-메톡시에틸리보스 변형된 당(sugar),
d = 2'-데옥시리보스 당 (일부 구체예들에서),
s = 포스포로티오에이트 뉴클레오시드 간 링키지(linkage), 그리고
o = 포스포디에스테르 뉴클레오시드 간 링키지;
또는, 약제학적으로 수용가능한 이의 염.
전술한 방법들중 임의의 방법의 일부 구체예들에서, 상기 환자 또는 인간 대상체는 근위축성 측삭 경화증과 연합된 수퍼옥시드 디스무타제 1 (SOD1) 유전자에 돌연변이를 갖는다. 일부 구체예들에서, SOD1 유전자에서 해당 돌연변이는 A4V이다. 일부 구체예들에서, SOD1 유전자에서 해당 돌연변이는 A4V, H46R, G93S, A4T, G141X, D133A, V148G, N139K, G85R, G93A, V14G, C6S, I113T, D49K, G37R, A89V, E100G, D90A, T137A, E100K, G41A, G41D, G41S, G13R, G72S, L8V, F20C, Q22L, H48R, T54R, S591, V87A, T88deltaTAD, A89T, V97M, S105deltaSL, V118L, D124G, L114F, D90A, G12R, 또는 G147R이다.
전술한 방법들중 임의의 방법의 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 경쇄이다.
전술한 방법들중 임의의 방법의 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 중쇄 (예를 들면, 인산화된 신경필라멘트 중쇄)이다.
전술한 방법들중 임의의 방법의 일부 구체예들에서, 상기 제 1 생물학적 샘플과 제 2 생물학적 샘플은 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액을 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 혈장 신경필라멘트 중쇄의 종방향 감소를 보여주는 선 그래프이며, 월 평균 감소는 1.8%이다.
도 2는 신경 필라멘트 중쇄 수준의 상위 3 분위, 중간 3 분위 및 하위 3 분위의 환자에서 치료군에 따른 혈장 신경 필라멘트 중쇄 수준의 종방향 변화를 보여주는 선 그래프이다. 각 삼분 위에 대해 위약-처리 군은 위쪽 라인이고, 덱스프라미펙솔(dexpramipexole)-처리 군은 아래쪽 라인이다.
도 3은 SOD1 활성 ASO 또는 SOD1 비활성 ASO로 치료된 SOD1G93A 마우스에서 신경근 이음부 상실 (NMJ)을 비교한 선 그래프다.
도 4는 SOD1 활성 ASO 또는 SOD1 비활성 ASO로 치료된 SOD1G93A 마우스의 혈청에서 인산화된 신경필라멘트 중쇄 수준을 비교한 선 그래프다.
도 5는 다양한 ASO1 투약 코호트에서 CSF SOD1 단백질 농도의 기선으로부터 배수 변화를 보여주는 그래프다.
도 6A는 위약 대비 ASO1 100 mg으로 치료된 빠른 진행 환자 및 전반적인 SOD1 돌연변이(빠른 진행 및 기타 SOD1 돌연변이)가 있는 환자들에서 위약 대비 ASO1 100 mg으로 치료된 환자에서 ALSFRS-R의 기선으로부터 평균 변화를 보여주는 그래프다.
도 6B는 위약 대비 ASO1 100 mg으로 치료된 빠른 진행 환자 및 전반적인 SOD1 돌연변이(빠른 진행 및 기타 SOD1 돌연변이)가 있는 환자들에서 위약 대비 ASO1 100 mg으로 치료된 환자에서 SVC의 기선으로부터 평균 변화 (예상 %)를 보여주는 그래프다.
도 6C는 위약 대비 ASO1 100 mg으로 치료된 빠른 진행 환자에서 85 일차 CSF pNfH의 기선에 대한 기하 평균 비율을 보여주는 그래프이다.
도 7A는 ASO1 100 mg 또는 위약으로 치료하는 동안 혈장에서 pNfH 수준을 보여주는 그래프이다.
도 7B는 ASO1 100 mg 또는 위약으로 치료하는 동안 혈장에서 NfL 수준을 보여주는 그래프이다.
도 7C는 ASO1 100 mg 또는 위약으로 치료하는 동안 CSF에서 pNfH 수준을 보여주는 그래프이다.
도 7D는 ASO1 100 mg 또는 위약으로 치료하는 동안 CSF에서 NfL 수준을 보여주는 그래프이다.
상세한 설명
일부 구체예들에서, 본 발명은 ALS 환자가 치료요법제에 반응하는 지의 여부를 결정하는 방법, 그리고 환자의 증상을 완화하는 치료요법제로 해당 ALS 환자를 치료하는 방법을 제공한다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 인간이다.
여기에 언급된 간행물 (특허 간행물 포함), 웹 사이트, 회사 이름 및 과학 문헌은 해당 분야의 숙련자가 사용할 수 있는 지식을 확립하며, 각각의 개별 간행물 또는 특허가 구체적으로 개별적으로 참조로 포함되도록 지시된 것처럼 본원에 참고로 인용된다. 본원에서 인용된 참고자료와 본 명세서의 특정 교시 사이의 모든 충돌이 있는 경우 본 명세서에 우위를 두어야 한다.
본원에 제시된 모든 아미노산 서열은 달리 표시되지 않는 한, 아미노 (N)에서 카르복시 (C) 방향으로 존재한다. 본원에 제시된 모든 뉴클레오티드 서열은 달리 표시되지 않는 한, 5 '에서 3' 방향이다. 아미노산 서열과 관련하여 "포함하다" 또는 "포함하는"으로 표시된 사용되는 경우, 하나 또는 그 이상의 아미노산 잔기가 표시된 아미노산 서열의 N' 말단에서, 표시된 아미노산 서열의 C' 말단에서, 또는 이 둘 모두로 나타날 수 있지만; 그러나 하나 또는 그 이상의 아미노산 잔기가 표시된 아미노산 서열에서 명시된 아미노산 잔기 사이에 나타나지 않는다. 뉴클레오티드 서열과 관련하여 "포함하다" 또는 "포함하는"으로 표시된 사용되는 경우, 하나 또는 그 이상의 뉴클레오티드 잔기가 표시된 뉴클레오티드 서열의 5' 말단에서, 표시된 뉴클레오티드 서열의 3' 말단에서, 또는 이 둘 모두로 나타날 수 있지만; 그러나 하나 또는 그 이상의 뉴클레오티드 잔기가 표시된 뉴클레오티드 서열에서 명시된 뉴클레오티드 잔기 사이에 나타나지 않는다.
명세서 및 청구 범위에서 정의되거나 또는 사용된 용어는 문맥에서 달리 요구하지 않는 한, 표시된 의미를 갖는다. 다른 언급이 없는 한, 본 명세서에서 이용된 기술적 그리고 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상적 숙련자에 의해 흔히 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 기술적으로-이해되는 단어 또는 구의 정의와 본 명세서에서 구체적으로 가르치는 단어 또는 구의 정의 사이의 모든 충돌이 있는 경우 본 명세서에 우의를 두어야 한다. 본원에 사용된 바와 같이, 다음의 용어는 나타낸 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용 된 바와 같이, 단수형 관사("a", "an" 및 "the")는 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 그들이 언급하는 용어의 복수형을 구체적으로 포괄한다. 용어 "약(about)"이란 해당 영역의 대락적으로, 어림잡아 또는 그 주변을 의미하는 것으로 본원에서 사용된다. "약"이라는 용어가 숫자 범위와 함께 사용되는 경우, 지정된 숫자 값의 위-아래로 경계를 확장하여 해당 범위를 수정한다. 일반적으로, 용어 "약"이란 20 %의 분산에 의해 명시된 값으로부터 위와 아래의 수치 값으로 수정하기 위해 본원에서 사용된다.
ALS는 뇌와 척수의 신경 세포에 영향을 미치는 진행성 신경 퇴행성 질환이다. ALS에서 상부 운동 뉴런 (뇌의 운동 뉴런)과 하부 운동 뉴런 (척수의 운동 뉴런 및 뇌의 운동 뉴런)은 모두 퇴화되거나 또는 죽고, 근육으로의 메시지 전송은 중단된다. 기능을 할 수 없게 되면, 근육이 서서히 약해지고, 경련을 일으키며 (괴로움을 겪으며), 쇠약해진다(위축을 겪습니다). 결국, 뇌는 자발적으로 움직이기 시작하고, 제어하는 뇌의 능력을 상실하게 된다. 쇠퇴는 피할 수 없으며, 일반적으로 호흡 부전으로 사망하게 되는데, 진단 후 평균 2 ~ 5 년 안에 일어난다. 대부분의 환자가 산발성 ALS를 앓고 있지만, 약 2 %의 적은 수의 환자가 수퍼옥시드 디스무타제 1 (SOD1)의 다양한 돌연변이로 인해 유전되거나 또는 가족성 ALS 형태를 앓고 있다. 1993 년 처음 발견된 이후, 180 개 이상의 SOD1 돌연변이가 이러한 형태의 ALS (SOD1 ALS라고 함)를 유발하는 것으로 보고되었다. The Amyotrophic Lateral Sclerosis Online Genetics Database (ALSoD). Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience. Published 2015; Rosen, Nature, 364(6435):362 (1993)). 개별 돌연변이에 대한 질환 진행은 가변적이며, 가장 심각한 돌연변이의 경우 15 개월 미만의 생존율을 보인다. 돌연변이가 SOD1 ALS를 유발하는 메커니즘은 알려져 있지 않지만, 설득력있는 데이터에 따르면, SOD1 활성의 손실이 아니라, 기능의 독성 획득으로 운동 뉴런의 사멸을 초래하는 일련의 이벤트를 시작하는 촉발자임을 시사한다 (Bruijn et al., Science, 281(5384):1851-4 (1998)).
가용성 SOD1 효소 (또한 Cu/Zn 수퍼옥시드 디스무타제로 알려짐)는 초과산화물이 과산화수소(H2O2)로의 불변화(dismutation)를 촉매함으로써, 생체 분자의 산화적 손상에 대한 방어를 제공하는 수퍼옥시드 디스무타제중 하나이다(Fridovich, Annu. Rev. Biochem., 64:97-112 (1995)). 수퍼옥사이드 음이온(O2-)은 주로 미토콘드리아의 산화적 인산화 오류에 의해 생성되는 잠재적으로 유해한 세포 부산물이다 (Turrens, J. Physiol., 552:335-344 (2003)). SOD1 유전자의 돌연변이는 상부 및 하부 운동 뉴런의 선택적 퇴화를 특징으로 하는 장애인 우성적으로-유전되는 형태의 ALS와 관련이 있다 (Rowland, N. Engl. J. Med., 2001, 344:1688-1700 (2001)). 가족성 ALS와 SOD1 유전자의 미스센스 돌연변이 사이에는 밀접한 유전적 연계가 있다 (Rosen, Nature, 362:59-62 (1993)). 돌연변이 SOD1의 독성은 ALS 발병에 관여할 수 있는 과정인 활성 효소 (핵의 기능 상실)로부터 핵 보호를 감소시키는 초기 잘못된 폴딩 (기능 획득)에서 발생하는 것으로 보여진다 (Sau, Hum. Mol. Genet., 16:1604-1618 (2007)). ALS에서 운동 뉴런의 점진적인 퇴행은 결국 사망으로 이어진다. 운동 뉴런이 죽으면, 근육 운동을 시작하고 제어하는 뇌의 능력이 상실된다. 자발적인 근육 활동이 점진적으로 영향을 받으면, 질환의 후기 단계에 있는 환자는 완전하게 마비될 수 있다.
ALS의 초기 증상에는 일반적으로 근육 약화 또는 경직이 내포된다. 점차적으로 자발적인 통제 하에 있는 모든 근육이 영향을 받고, 개인은 힘을 잃게 되고, 말하고, 먹고, 움직이고, 심지어 숨을 쉴 수 있는 능력도 상실하게 된다. ALS를 가진 대부분의 사람들은 일반적으로 증상이 처음 나타난 후 3 ~ 5 년 이내에 호흡 부전으로 사망에 이른다. 그러나, ALS 환자의 약 10 %는 10 년 이상 생존한다.
ALS에 대한 치료법은 없으며, ALS 환자에게 투여하도록 승인된 치료요법제가 있지만 모든 ALS 환자가 모든 치료요법제에 반응하는 것은 아니다. 따라서, 모든 ALS 환자가 동일한 치료요법제에 대해 똑같이 반응하지 않고, 특정 환자에 대해 올바른 치료요법제를 선택하는 것이 어려울 수 있기 때문에 ALS의 치료는 난제다. 현재, 특정 환자에게 사용할 특정 치료요법제를 선택하는 것은 의료 서비스 제공자에게 달려있다. 건강 관리 제공자 (예를 들면, 의사)는 현재 특정 환자의 ALS 증상 완화를 기반으로 특정 환자의 치료를 위한 특정 치료요법를 선택하지만, 그러나 선택한 특정 치료요법제가 실제로 해당 특정 환자에서 ALS의 증상을 완화시킬 것이라는 확신은 없다.
치료요법제가 특정 환자의 ALS 증상을 완화하는지 여부를 확인하기 위해, 해당 치료요법제가 투여되지 않은 환자 (예를 들면, 치료되지 않은 환자 또는 치료 전 환자)와 비교하였을 때, 해당 치료요법제가 투여된 환자에서 ALS 질환의 진행을 지연시키거나 및/또는 ALS 증상을 감소시키는 이 치료요법제의 능력으로 판단된다.
현재, ALS의 증상은 근력과 같은 기능 테스트를 통해 측정된다. 일반적으로 사용되는 척도 중 하나는 ALS 기능 등급화 척도 (ALSFRS 또는 ALFRS-R)이다. 일반적으로, 상기 등급화는 말하기, 타액분비, 삼키기, 필기, 음식을 씹기, 옷 입기 및 개인 위생, 침대에서 돌아눕기, 걷기, 계단 오르기, 호흡 곤란, 자위호흡(orthopnea), 호흡 부전과 같은 범주를 기반으로 한다. 어떤 경우에는, ALS 진단 이후 몇 년이 고려된다. 12 개 범주 각각은 0에서 4까지의 척도로 환자에 의해 순위가 매겨지는데, 이때 0은 최악 등급 (예를 들면, 말하기 범주에서 발성 상실)이고, 4는 최고 등급 (예를 들면, 말하기 범주의 정상적인 발성)이다. 이러한 요인으로부터, ALSFRS-R 등급을 계산할 수 있으며, 이때 0은 최악의 등급 (즉, 가장 많이 영향을 받음)이고, 40은 최고 등급 (즉, 증상이 가장 적음)이다.
수동 근육 검사 (MMT)는 움직임, 수축, 운동 범위 및 압력에 대한 자세 유지 능력과 같은 측정을 테스트하는 개별 근육에도 사용할 수 있다. 등급화 범위는 다음과 같이 0-5이다:
등급 0: 수축이나 또는 근육 운동이 없다.
등급 1: 수축 흔적이 있지만, 관절에 움직임이 없다.
등급 2: 중력 하에서 관절에서 움직임이 없음.
등급 3: 중력에 저항 움직임이지만, 추가 저항에 대항하는 움직임은 없다.
등급 4: 통상적인 힘보다 약한 힘의 약한 외부 저항에 대한 움직임.
등급 5: 정상적인 힘
일부 구체예들에서, 적어도 3 개월 동안 치료요법제를 투여한 후, 해당 환자의 ALSFRS-R 점수가 해당 치료요법제의 투여 시작 전 해당 환자의 ALSFRS-R 점수와 동일하거나, 또는 1.0 또는 그 미만으로 증가 또는 감소한 경우라면, 특정 환자의 ALS 증상은 완화된 것이라고 말한다(즉, 이 환자에서 효과적임). 예를 들면, 치료요법제 투여 전, 해당 환자의 초기 ALSFRS-R 점수는 20이며, 치료요법제로 치료 후 3개월 이내, 해당 환자의 ALSFRS-R 점수가 20을 유지하거나, 또는 증가 (예를 들면, 25 또는 30으로 증가)되거나, 또는 19로 감소된 경우, 이 치료요법제는 ALS의 증상을 완화시킨다고 말한다. 일부 구체예들에서, 적어도 6 개월 동안 치료요법제를 투여한 후, 해당 환자의 ALSFRS-R 점수가 해당 치료요법제의 투여 시작 전 해당 환자의 ALSFRS-R 점수와 동일하거나, 또는 1.0 또는 그 미만으로 증가 또는 감소한 경우라면, 특정 환자의 ALS 증상은 완화된 것이라고 말한다. 일부 구체예들에서, 적어도 12 개월 동안 치료요법제를 투여한 후, 해당 환자의 ALSFRS-R 점수가 해당 치료요법제의 투여 시작 전 해당 환자의 ALSFRS-R 점수와 동일하거나, 또는 1.0 또는 그 미만으로 증가 또는 감소한 경우라면, 특정 환자의 ALS 증상은 완화된 것이라고 말한다.
ALS 증상과 그 심각성을 평가하는 데 사용할 수 있는 또다른 기능 테스트는 느린 바이탈 능력 (Slow Vital Capacity: SVC) 테스트이다. SVC는 강제적인 또는 급박한 시도없이, 최대한으로 들여마신 후 완전하게 내뱉은 후 측정된 가스의 양을 표시하는 폐활량 측정 테스트이다.
ALS 증상과 그 중증도를 평가하는 데 사용할 수 있는 추가 기능 테스트는 휴대용 동력 측정법(HHD) 테스트이다.
ALSFRS-R 테스트와 같은 기능 테스트는 비-침습적이지만, 집행하는데 시간이 많이 걸리는데, 종종 몇 달 또는 몇 년 후에야 변화를 나타낸다. 더욱이, 기능이 저하되면 다시 회복하기 어려울 수 있다. 따라서, ALS의 질환 진행은 신체적 변화를 추적하여 감지할 수 있는데, 바람직하게는 기능 저하의 증거가 나타나기 전에 탐지될 수 있다.
따라서, 기능 검사를 시행하기 전에, 이미 발생한 기능 상실을 기반으로 하지 않으면서, 특정 환자에서 효과적인 치료요법제를 식별하는 방법을 찾을 필요가 있다.
신경필라멘트 (NF)는 뉴런의 세포질에서 발견되는 단백질이다. 이것은 직경이 약 10nm이고, 길이가 수 마이크로미터인 단백질 중합체다. 미세관 및 미세섬유는 함께 신경 세포 골격을 형성한다. 신경필라멘트는 신경필라멘트 단백질 L (저-분자량, NFL, 또한 신경필라멘트 경쇄로도 불림), 신경필라멘트 단백질 M (중간- 분자량; NFM, 또한 신경필라멘트 중간 쇄로도 불림) 그리고 신경필라멘트 단백질 H (고-분자량; NFH, 또한 신경필라멘트 중쇄로도 불림)이 내포된 상이한 단백질로 구성된다. 포유류 신경계의 신경필라멘트에는 인터넥신(internexin) 단백질이 또한 함유되어 있으며, 말초 신경계의 신경 필라멘트에는 페리퍼린(peripherin) 단백질 또한 함유될 수 있다.
따라서, 본원에 사용된 바와 같이, "신경필라멘트 단백질"이란 신경필라멘트 단백질 L (저-분자량, NFL, 또한 신경필라멘트 경쇄로도 불림), 신경필라멘트 단백질 M (중간- 분자량; NFM, 또한 신경필라멘트 중간 쇄로도 불림) 그리고 신경필라멘트 단백질 H (고-분자량; NFH, 또한 신경필라멘트 중쇄로도 불림), 인터넥신 및 페리퍼린을 의미한다. 인간 신경필라멘트 경쇄의 아미노산 서열은 서열 식별 번호:1 및 Julien et al., Biochimica et Biophysica Acta 909: 10-20, 1987 (NCBI 참조 서열: NP_006149.2 및 NCBI 참조 서열: NG_008492.1 참고)에서 제시된다. 인간 신경필라멘트 중쇄의 아미노산 서열은 서열 식별 번호:2 및 서열 식별 번호:3에서 제시되며, Lees et al., EMBO J. 7(7): 1947-1955, 1988 (NCBI 참조 서열: NG_008404.1 및 NCBI 참조 서열: NP_066554.2 참고)에서 제시된다. 인간 신경필라멘트 중간 쇄의 아미노산 서열은 서열 식별 번호: 4 및 서열 식별 번호: 5에서 제시되며, Myers et al., EMBO J. 6(6): 1617-1626, 1987에서 제시된다. 서열 식별 번호: 6은 인간 인터넥신 단백질의 서열이다. 서열 식별 번호: 7은 인간 페리퍼린 단백질의 서열이다.
뉴런에서의 특정 구조적 역할 때문에, 뉴런 무결성 평가에 신경필라멘트를 사용할 수 있다. 뉴런이 손상되면, 신경필라멘트는 손상된 뉴런을 탈출하여, 뇌척수액 (CSF) 또는 심지어 혈액 (예를 들면, 혈액의 혈청 또는 혈장 성분)에서 발견될 수 있다. 신경퇴행성 질환이 있는 환자들에서 뇌척수액 및 혈장에서 신경필라멘트의 수준이 상승된다(Yuan A, et al. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2017;9(4). 2. Weydt P, et al. Ann Neurol 2016;79(1):152-158 참고). 이것은 퇴화하는 뉴런의 축삭 내용물의 세포외 방출을 나타낼 수 있다. 실제로 근위축성 측삭 경화증 (ALS) 환자의 관찰 및 대개 횡단 데이터에서, 근위축성 측삭 경화증 기능 등급화 척도-개정판 (ALSFRS-R)에서 생존율과 감소 비율로 표시된 바와 같이, 신경필라멘트 수준과 질병 중증도 사이의 상관 관계가 입증되었다 (McCombe PA, et al. J Neurol Sci. 2015;353(1-2):122-129; Boylan KB, et al. Neurol Neurosurg Psychiatry. 2013;84(4):467-472 참고).
일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 경쇄이다. 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 경쇄는 인산화된다. 혈청에서 신경필라멘트 경쇄를 측정하기 위한 분석이 설명되었다 (예를 들면, Gaiottino et al., PLoS ONE 8: e75091, 2013; Kuhle et al., J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 86(3): 273-279, 2014 참고. 예를 들면, 해당 환자의 혈청은 1000g에서 10 분간 상온에서 원심분리하여 수집 후, 2 시간 이내에 -80℃에서 보관했다. 신경필라멘트 경쇄 (NfL) (예를 들면, 혈청 NfL) 농도는 즉시-사용가능한 효소 연계된 면역흡착 검정법 (ELISA) 희석제; Mabtech AB, Nacka Strand, Sweden) 또는 전기화학발광(ECL) 면역검사(Gaiottino et al., PLoS ONE 8: e75091, 2013에서 기술됨), 또는 단일 분자 어레이 (SIMOA) 방법(Disanto et al., Ann. Neurol. 81(6): 857-870, 2017에서 기술됨)을 이용하여 측정될 수 있다(예를 들면, 이중으로). 상기 3가지 검정법은 Kuhl et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 54 (10): 1655-1661, 2016에서 비교되었다. SIMOA 검정법 (구체적으로 Simoa NF-light Advantage 키트로 불림)은 Quanterix Corp. (Lexington, MA, USA)에서 시판된다.
신경필라멘트 단백질의 중간 쇄 및/또는 중쇄는 본 발명의 일부 구체예들에 따라 또한 측정될 수 있다.
예를 들면, SimplePlex 플렛폼을 이용하여 인산화된 Nf 중쇄 (pNf-H) 수준을 측정할 수 있다. SimplePlex는 Protein Simple (San Jose, CA, USA) (Dysinger M, et al. J Immunol Methods. 451:1-10, 2017)에서 시판된다. 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 중쇄는 인산화된다.
CSF와 혈청에서 증가된 신경필라멘트 경쇄 수준은 MRI에서 관찰된 물리적 손상과 관련이 있는 것으로 설명되었지만, 본원에서 기술된 바와 같이, 본 발명자들은 혈청 및/또는 CSF에서 상승된 (또는 증가된) 수준의 신경필라멘트 단백질이 ALS 환자에서 앞으로의 신체적 손상 또는 기능적 손실을 예측할 수 있음을 발견했다. 따라서, 특정 치료요법제에서 환자의 혈청(또는 CSF)내 신경필라멘트 단백질의 수준을 추적함으로써, 의료 관계자는 해당 환자가 기능 상실 및/또는 신체적 손상을 나타내기 전, 해당 치료요법제에 해당 환자가 반응하는지(가령, 해당 치료요법제가 이 환자의 증상을 완화시키는지)를 예측할 수 있다.
한 측면에서, 본 발명은 ALS 환자에서 ALS 증상을 완화시키는 방법을 제공하는데, 이 방법은 (a) 해당 치료요법제를 투여받지 못한 환자 또는 (b) 해당 치료요법제를 투여하기 전 해당 환자의 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))내 신경필라멘트 단백질 수준과 비교하였을 때, 이 환자의 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF) 내 신경필라멘트 단백질 수준을 유지 또는 감소시키는 해당 치료요법제를 투여하는 것을 포함한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 후보 치료요법제가 특정 환자에게서 효과적인 여부를 결정하는 방법을 제공하고, 따라서 해당 후보 치료요법제를 이용하여 해당 환자를 치료하기 전, 이 환자에 있는 신경필라멘트 단백질 (예를 들면, 혈청 또는 CSF 신경필라멘트 단백질)의 수준과 비교하였을 때, 이 환자의 신경필라멘트 수준을 감소시킬 수 있는지를 결정함으로써, 해당 환자에서 ALS 질환의 증상을 완화시키는데 유용하다. 해당 후보 치료요법제가 이 후보 치료요법제를 이용하여 해당 환자를 치료하기 전, 이 환자에 있는 신경필라멘트 단백질 (예를 들면, 혈청 또는 CSF 신경필라멘트 단백질)의 수준과 비교하였을 때, 해당 환자에서 상기 수준을 감소시킬 수 있다면, 해당 후보 치료요법제는 이 환자에게 효과적인 것으로 확인된다.
또다른 측면에서, 본 발명은 ALS 환자의 증상을 완화시키는 방법을 제공하는데, 이 방법은 해당 환자게에 효과적인 치료요법제를 투여하고, 이 효과적인 치료요법제를 해당 환자에게 투여하였을 때, 혈청 ml 당 16 pg 혈청 신경필라멘트 경쇄에 상응하는 양보다 더 낮거나, 또는 해당 치료요법제를 투여받지 못한근위축성 측삭 경화증 환자에서의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 수준의 신경필라멘트 단백질 수준을 초래한다. 일부 구체예들에서, 해당 환자는 비-효과적인 치료요법제 또는 효과적인 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았다.
일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 경쇄 (NfL)이다. 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 중간 쇄 (NfM)이다. 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 중쇄 (NfH) (예를 들면, 인산화된 신경필라멘트 중쇄 (pNfH))이다. 일부 구체예들에서, 상기 신경필라멘트 단백질은 인간 단백질이다. 일부 구체예들에서, 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))에서 신경필라멘트 단백질의 수준(즉, 양 또는 정량)이 측정된다.
신경필라멘트 단백질 (예를 들면, 본원에 기술된 신경필라멘트 단백질, 예를 들면, NfL 또는 NfH, 예를 들면, pNfH)의 수준이 증가(즉, 상승), 동일(또는 등가) 또는 감소(또는 줄어듬)되었다고 기술되는 경우, 해당 수준은 동일한 유형의 유체로부터 동일한 검정법을 이용하여 획득된 수준과 비교됨을 이해할 것이다. 예를 들면, Simoa 검정법을 이용하여 환자의 혈청으로부터 구한 혈청 신경필라멘트 경쇄 (sNfL)의 치료-후 수준은 Simoa 검정법을 이용하여 해당 환자의 기선(즉, 치료 시작 전) sNfL 수준과 비교될 것이거나, 또는 치료를 받지 않은 환자의 혈청에서 Simoa 검정법에 의해 측정된 sNfL 수준과 비교될 것이다. 신경필라멘트 단백질의 "수준"은 임의의 물질, 예를 들면, 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF))의 mL 당 피코그램의 신경필라멘트 단백질 (예를 들면, 신경필라멘트 경쇄)로 기술될 수 있음을 또한 이해할 것이다.
"치료요법제"란 근위축성 측삭 경화증 치료에 사용될 수 있는 약물 또는 제제를 단순히 의미한다. 상기 치료요법제가 실제로 질병을 치료할 필요는 없으며, 현재 근위축성 측삭 경화증에 대한 알려진 치료법이 없다. 따라서, 치료요법제로 "치료받는" 환자는 단순히 자신의 질병에 효과적일 수 있는 치료제가 투여되고 있음을 의미한다. 상기 치료요법제는 모든 ALS 환자에게 효과가 있는 것이 아닐 수 있다. 오히려, ALS 치료요법제는 일부 환자에서 ALS의 증상을 감소시키기 때문에, 때때로 질환-수정 요법 또는 질환-수정 약물 (DMTs 또는 DMDs)이라고도 하고, 따라서 치료요법제에 반응하는 ALS 환자가 삶의 질을 개선하고 및/또는 신경근 기능을 개선할 수 있다. 현재의 치료요법제가 효과가 있다면, ALS 질환의 진행을 늦추고 반응하는 환자의 증상을 완화시킨다.
따라서, "유효하다"는 것은 해당 치료요법제가 ALS 환자의 증상을 감소시킬 것임을 의미한다.
U.S.에서 ALS 치료용으로 U.S. Food and Drug Administration에서 승인한 두 가지 치료요법제가 있다.
첫째로, 리루졸(Rilutek로 시판됨; Condordia)은 경구로 복용가능한 알약으로 일부 ALS 환자에서 해당 질환 진행을 늦추는 것으로 나타났다. 정확한 메커니즘은 알려지지 않았지만, 글루타메이트는 종종 ALS 환자에게 더 높은 수준으로 존재하기 때문에, 뇌의 글루타메이트 수치를 감소시킬 수 있다. 리루졸 투여는 그러나, 현기증, 위장 상태 및 간 기능 변화와 같은 부작용을 일으킬 수 있다.
두 번째로 FDA 승인된 치료요법제, 에다라본 (Radicava로 시판됨; Mitsubishi)은 임상 시험에서 6 개월 동안 투여한 결과, ALS와 관련된 일상 기능 감소 경향이 줄어든 것으로 나타나서 승인되었다. 에다라본(정맥 주사)의 부작용으로는 멍, 보행 장애, 두드러기, 부기 및 숨가쁨이 있다.
ALS 치료 및/또는 ALS 증상을 완화시키는 추가적인 새로운 유형의 치료제는 여전히 개발중이거나 및/또는 US이외의 지역에서 승인된 것들이 있는데, 여기에는 뉴로나타(Neuronata)-R (Corestem), KPT-350 (Biogen/Karyopharm Therapeutics), CNS10-NPC-GDNF (Svedsen Lab), Cu(II)ATSM (ProCypra Therapeutics), SOD1 단백질 수준을 표적으로 하는 BIIB067 (Biogen/Ionis), GM604 (Genervon Biopharmaceuticals), 본원에 기술된 ASO (예를 들면, ASO1, ASO2, 또는 ASO3), 그리고 US 2017/0037410A1(본원에 이의 전문이 참고자료에 편입됨)에서 기술된 ASO가 내포되나, 이에 국한되지 않는다.
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 소 분자, 항체 또는 이의 단편, 핵산 분자 (예를 들면, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 마이크로RNA, 압타머, 짧은 헤어핀 RNA, 또는 작은 간섭 RNA), 간엽성 줄기 세포, 신경교 제한된 전구 세포, 및/또는 바이러스 벡터 (예를 들면, 아데노바이러스 또는 아데노-연합된 바이러스)를 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 바이러스 벡터는 다음중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 또는 인코드한다: 항체 또는 이의 단편, 및/또는 핵산 분자 (예를 들면, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 마이크로RNA, 압타머, 짧은 헤어핀 RNA, 또는 작은 간섭 RNA).
일부 구체예들에서, 상기 치료요법제는 ALS와 연합된 하나 또는 그 이상의 유전적 돌연변이(들)을 표적으로 한다. 일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 SOD1 유전자 (예를 들면, 돌연변이된 SOD1 유전자), SOD1 RNA (예를 들면, 돌연변이된 SOD1 RNA), 및/또는 SOD1 폴리펩티드 (예를 들면, 돌연변이된 SOD1 폴리펩티드)를 표적으로 하는(예를 들면, 이들에 결합되는, 이들을 분해시키는 및/또는 이들의 수준을 감소시키는) 분자를 포함한다. 구체예들에서, 돌연변이된 SOD1 유전자, RNA, 또는 폴리펩티드는 ALS와 연합된다. 구체예들에서, 치료요법제는 SOD1에 대항하는 마이크로RNA, 예를 들면, VY-SOD101 (Voyager 치료요법제)를 포함한다. 일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 US2018282732A1(이는 본원의 참고자료에 이의 전문이 편입됨)에 기술된 SOD1을 표적으로 하는 핵산을 포함한다. 일부 구체예들에서, 치료요법제는 SOD1 유전자 (예를 들면, 돌연변이된 SOD1 유전자)를 표적으로 하는 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함한다.
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 염색체 9 오픈 리딩 프레임 72 (C9orf72) 헥사뉴클레오티드 연장 폴리뉴클레오티드 (예를 들면, DNA 또는 RNA), 및/또는 C9ORF72 이가펩티드 반복 (DPR) 폴리펩티드를 표적으로 하는(예를 들면, 이들에 결합되는, 이들을 분해시키는 및/또는 이들의 수준을 감소시키는) 분자를 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 치료요법제는 예를 들면, Martier et al. Mol. Therapy Nuc. Acids 14(2019):P593-608에 기술된 바와 같이, C9orf72를 표적으로 하는 마이크로RNA를 포함한다.
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 다음중 하나 또는 그 이상을 포함한다: 리루졸(riluzole), 에다라본, 구리-ATSM, 마시티닙(masitinib), 티라셈티브(tirasemtiv), NP001, 피리메타민(pyrimethamine), 메코블라민(mecobalamin), 이부디라스트(ibudilast), 멕실레틴(mexiletine), GDC-0134, 메만틴(memantine), EPI-589, 토씨리주맙(tocilizumab), RNS-60, 피모지드(pimozide), ODM-109, 에조가빈(ezogabine), 아밀릭스(amylyx), 또는 저-용량의 IL-2. 일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 다음중 하나 또는 그 이상을 포함하는 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함한다: 항-C9orf72 안티센스 올리고뉴클레오티드 (예를 들면, Sareen et al. Sci. Transl. Med. 2013;5(208):208ra149에서 기술된); BIIB067 (예를 들면, 임상 시험 식별 번호. NCT02623699에서 기술된); AS0816 (예를 들면, Sareen et al. Sci. Transl Med. 2013;5(208):208ra149에서 기술된); ISIS SMNRx, ISIS 333611 (예를 들면, Miller et al. Lancet Neurol. 2013;12(5):435-42에서 기술된); 또는 ASO061 (예를 들면, Sareen et al. Sci. Transl. Med. 2013;5(208):208ra149에서 기술된).
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 다음중 하나 또는 그 이상을 포함한다: 베타메타손 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03707795에서 기술된); MCI-186 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT01492686에서 기술된); ONO-2506PO (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00694941에서 기술된); TRO19622 NCT01285583; E0302 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00444613에서 기술된); AP-101 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03981536에서 기술된); 라사길린(Rasagiline) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT01232738에서 기술된); TCH346 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00230074에서 기술된); NP001 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT01281631에서 기술된); 트리우메크(Triumeq) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT02868580에서 기술된); 마시티닙(Masitinib) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT02588677에서 기술된); 과립구 콜로니 자극 인자 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT01825551에서 기술된); CK-2127107 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03160898에서 기술된); 티라셈티브(Tirasemtiv) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT02936635에서 기술된); 길레냐(Gilenya) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT01786174에서 기술된); 아리모클로몰(Arimoclomol) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00706147에서 기술된); 피모지드(Pimozide) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03272503에서 기술된); 누에덱스타(Nuedexta) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT01806857에서 기술된); KNS-760704 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00931944에서 기술된); MN-166 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT04057898에서 기술된); SB-509 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00748501에서 기술된); KNS-760704 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00647296에서 기술된); 올렉스옥심(Olesoxime) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00868166에서 기술된); 레보시멘단(Levosimendan) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03505021에서 기술된); 메만틴(Memantine) (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT00353665에서 기술된); BIIB067 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT02623699에서 기술된); BIIB078 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03626012에서 기술된); 또는 BIIB100 (예를 들면, ClinicalTrials.gov 식별표시자: NCT03945279에서 기술된).
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 예를 들면, WO2019032607A1; WO 2015/153800; WO 2003/000707; WO 2014/062691; WO 2015/054676; WO 2016/168592; WO 2014/062686; WO 2014/062736; WO 2017/079291; WO 2017/180835; WO 2015/057727; WO 2015/057738; WO 2016/112132; WO 2016/167780; WO 2015/143246; WO 2015/143245; WO 2017/117496(이들 각각은 이들의 전문이 본원의 참고자료에 편입됨)에서 기술된 것과 같이, 안티센스 올리고뉴클레오티드를 포함한다.
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 예를 들면, WO 2013/170068(이는 본원의 참고자료에 이의 전문이 편입됨)에 기술된 소분자를 포함한다.
일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 예를 들면, WO 2016/050822 및 WO 2019/210054(이 둘 모두는 본원의 참고자료에 이의 전문이 편입됨)에 기술된 폴리펩티드, 예를 들면, 항체 또는 이의 단편을 포함한다. 일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 다음 항체들중 하나의 가변 중쇄 아미노산 서열, 가변 경쇄 아미노산 서열, 및/또는 상보성 결정 영역 (CDRs)을 포함하는 항체 또는 이의 단편을 포함한다: WO 2016/050822(이는 본원의 참고자료에 이의 전문이 편입됨)에서 기술된 바와 같은 NI-308.18F7, NI-308.15O7, NI-308.28G1, NI-308.45C2, NI.308.24E11, NI-308.5G2, NI-308.46E9, NI308-6B11, NI-308.46F8, NI-308.4M1, NI-308.12A3, 또는 NI-308.16C10. 일부 구체예들에서, 치료요법제, 예를 들면, 후보 및/또는 효과적인 ALS 치료요법제는 다음 서열 식별 번호중 하나의 가변 중쇄 아미노산 서열, 가변 경쇄 아미노산 서열, 및/또는 상보성 결정 영역 (CDRs)을 포함하는 항체 또는 이의 단편을 포함한다: WO 2019/210054, 및/또는 WO 2019/210054의 표 14(이는 본원의 참고자료에 이의 전문이 편입됨)에서 기술된 바와 같은, 서열 식별 번호: 40, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 및/또는 50.
"투여" 또는 "투여하는"이란 환자에게 치료요법제를 전달하는 것을 의미한다. 투여 경로는 경구, 직장, 정맥내, 척추강내, 복강내, 근육내, 피하, 비강, 국소, 비경 구 및 설하를 포함하나, 이에 국한되지 않는 임의의 수단에 의해 이루어질 수 있다. 치료요법제의 투여량 및 투여 일정은 규제 기관 (예를 들면, U.S. Food and Drug Administration 또는 European Medicines Agency)의 표시에 따를 수 있다. 치료요법제를 투여받은 환자는 해당 환자가 실제로 투여된 치료요법제에 반응하는지 여부에 관계없이, 해당 치료요법제로 치료받는 것으로 언급될 수 있다. 환자가 투여된 치료요법제에 반응하지 않는 경우, 해당 치료요법제는 해당 환자에게 효과가 없다.
"ALS의 증상"은 ALS 환자가 경험할 수 있는 임의의 증상을 의미한다. ALS의 증상으로는 근육 약화, 조정력(coordination)에서 문제, 근육 경련, 근육 소실, 근육 경련, 과잉 반사 신경, 말하기 어려움, 성대 경련, 삼키기 어려움, 침 흘림, 억제 부족, 가벼운 인지 장애, 심각한 변비, 의도하지 않은 심각한 체중 감소, 숨가쁨, 발을 들어 올리기 어려움, 근위축성 측삭 경화증 환자가 경험하는 기타 증상 등이 내포되나, 이에 국한되지 않는다. 의심의 소지를 없애기 위해, 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF)) 내 신경필라멘트 단백질 (예를 들면, 신경필라멘트 경쇄 또는 신경필라멘트 중쇄)은 ALS의 증상이 아니다. 따라서 ALS 환자에서 임의의 ALS 증상의 감소 없이, 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF)) 내 신경필라멘트 단백질을 단순 감소시키는 치료제는 해당 환자에게 효과가 없다.
본원에 사용된 바와 같이, "ALS 증상의 완화"란 치료요법제가 환자의 ALS 질환 증상을 감소 및/또는 ALS 질환 진행을 지연시킬 수 있음을 의미한다. 환자의 ALS 증상이 투여된 치료요법제에 의해 완화된 경우, 표시된 치료요법제게 반응하거나, 또는 반응성인 것으로 말한다. 예를 들면, 치료요법제를 투여하였을 때, 해당 환자의 ALS 증상을 완화시키는 치료요법제는 해당 치료요법제로 치료를 받지 않은 ALS 환자 또는 해당 치료요법제로 치료받기 전 ALS 환자와 동일한 또는 더 높은 또는 더 낮은 1.0 ALS 기능 등급화 척도 (ALSFRS 또는 ALFRS-R)를 초래할 것이다. 치료요법제가 해당 환자에게 투여될 때, ALS 증상을 완화시킬 수 있다면, 이 치료요법제는 해당 환자에게 효과적이라고 지칭된다.
"치료요법제를 투여받지 않은" 환자에 대한 언급은 단순히 지시된 치료요법제로 치료되지 않은 환자 (예를 들어, ALS 환자)라는 점에 유의해야 한다. 따라서, 해당 환자는 미래의 어느 시점에서 지시된 치료요법제를 투여받은 동일한 환자일 수 있거나, 또는 지시된 치료요법제를 투여하지 않는 완전히 다른 환자일 수 있다. 해당 치료요법제를 투여받지 않은 환자는 현재 다른 치료제로 치료 중이거나, 또는 과거에 표시된 치료요법제로 치료를 받았을 수 있지만, 그러나 현재에는 표시된 치료요법제로 치료를 받고 있지 않다.
일부 구체예들에서, 해당 치료요법제에 의해 환자의 ALS 증상을 완화(치료받지 않은 환자의 수준과 비교하였을 때)를 갖게 될 환자의 생물학적 샘플 (예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액 (CSF)) 내 신경필라멘트 단백질 (예를 들면, 신경필라멘트 경쇄)의 수준을 유지 또는 감소는 ALS 중상의 완화가 관찰(본원에서 기술된 평가중 하나에 의해 측정될 때)되기 전, 적어도 2개월, 2.5 개월, 3 개월, 4 개월, 5 개월, 또는 적어도 6 개월 시점에서 탐지될 수 있다.
서열 상세
서열 식별 번호 1 (인간 신경필라멘트 경쇄 아미노산 서열)
Figure pct00001
서열 식별 번호 2 (인간 신경필라멘트 중쇄 아미노산 서열)
Figure pct00002
서열 식별 번호 3
Figure pct00003
서열 식별 번호 4 (인간 신경필라멘트 중간 쇄 아미노산 서열):
Figure pct00004
서열 식별 번호 5
Figure pct00005
서열 식별 번호 6
Figure pct00006
서열 식별 번호 7
Figure pct00007
서열 식별 번호 8
Figure pct00008
서열 식별 번호 9
Figure pct00009
서열 식별 번호 10
Figure pct00010
서열 식별 번호 11
Figure pct00011
서열 식별 번호 12
Figure pct00012
서열 식별 번호 13
Figure pct00013
다음의 실시예는 본 발명을 예시하지만, 이에 국한되지 않는다.
실시예 1: ALS에 효과적이지 않은 치료요법제
후보 치료요법제인 덱스프라미펙솔이 ALS 증상을 완화시킬 능력이 있는지 여부를 보기 위한 임상 시험이 실행되었다.
데프라미펙솔(depramipexole)의 투여로 ALS 증상을 감소시키지 못한 것으로 결과에서 드러났다.
덱스프라미펙솔로 치료된 해당 환자의 혈청내 신경필라멘트 단백질, 즉, 신경필라멘트 중쇄 수준을 후-향적 조사. 덱스프라미펙솔의 임상 시험에서 혈장 신경필라멘트 중쇄 (NFH)의 기선 농도, 뿐만 아니라 종축 농도, EMPOWER, 그리고 생존 및 근력 저하율 (휴대용 동력계 (HHD)로 평가), 느려진 바이탈 능력 (SVC) 및 ALSFRS-R)을 비롯한 임상 결과에 대한 상관관계 평가.
경쇄, 중간-쇄 및 중쇄의 헤테로폴리머를 포함하는 신경필라멘트는 성숙 축삭의 주요 구조적 구성 요소다. 신경퇴행성 질환을 가진 환자는 상승된 CSF 및 혈장 신경필라멘트 수준을 나타내며, 이것은 아마도 퇴화하는 뉴런의 축삭 내용물의 세포외 방출을 나타낸다. ALS 환자의 관찰 및 대체로 횡단면 데이터에서, 생존율과 ALSFRS-R 감소로 표시된 바와 같이, NF 수준과 질병 중증도 사이의 상관 관계가 입증되었다.
EMPOWER는 943 명의 성인을 등록한 81 개의 학술 의료 센터에서 수행된 ALS 치료에 대한 덱스프라미펙솔(dexpramipexole)의 안전성 및 효능에 대한 3-상 글로벌 무작위 임상 시험 (RCT)이었다(Cudkowicz ME et al., Lancet Neurol. 2013 Nov;12(11):1059-67 참고).
EMPOWER 연구에 포함된 대상체들은 가능한, 개연성있는 또는 명확한 ALS 진단을 받아야 하고, 24 개월 이내에 ALS 증상을 보였으며, SVC 값이 예측 값의 최소 65 %였으며, 유의적인 동반이환은 없었다.
이 연구에서 피험자들은 12 개월 동안 덱스프라미펙솔(dexpramipexole) 또는 위약 치료에 1:1 비율로 할당되었다.
Protein Simple의 자동화된 미세유체 카트리지-기반 면역검정법 플랫폼인 Ella에서 NFH 분석을 사용하여 측정한 혈장 신경 필라멘트 중쇄 (NFH).
이 결과는 표 1에 제공된다.
혈장 NFH는 EMPOWER의 크고, 대표적인 서브세트에서 측정되었다.
가변 측정안된 NFH 측정된 NFH 전체
수 279 (30%) 663 (70%) 942 (100%)
기전
연령 57.7 (11.6) 56.8 (11.2) 57.1 (11.3)
성별: 여성 35.8% 35.7% 35.8%
증상 기간 15.3 (5.4) 15.2 (5.3) 15.2 (5.3)
기선 ALSFRS-R 38.4 (5.0) 38.1 (5.6) 38.2 (5.4)
리루졸 사용 73.1% 76.0% 75.2%
개시: 연수(Bulbar) 23.3% 23.3% 23.3%
연구 중
치료 숫자 51.6% 49.8% 50.3%
ALSFRS의 기울기 -1.2 (1.1) -1.2 (0.9) -1.2 (1.0)
사망 17.6% 15.7%) 16.2%
여러 공변량을 조정한 후, 기선 혈장 NFH (변환된 log10)는 다음과 같이 관련되었다:
--연구-동안 생존 (HR=2.41, p<0.001)
--HHD의 감소율(b=-0.026, p<0.001, adj. r2=0.14),
--SVC의 의 감소율 (b=-1.77, p<0.001, adj. r2=0.20),
--ALSFRS-R의 의 감소율 (b=-0.61, p<0.001, adj. r2=0.20);
평균 혈장 신경필라멘트 중쇄 수준은 매월 1.8% 감소했다(도 1 참고). 그러나, 이번 EMPOWER 연구에서 임상적 유효성이 없는 치료제인 덱스프라미솔(dexpramiexole)과 위약에 할당된 대상체들 간에 종단 혈장 NFH 과정에는 차이가 없음이 발견되었다 (도 2 참고).
실시예 2: ALS 환자에게 효과적인 것으로 예상되는 치료요법제의 투여로 혈청 신경필라멘트 수준 감소가 초래되었다
수퍼옥시드 디스무타제 1 (SOD1)의 돌연변이는 가족성 ALS의 20%를 차지한다. 우성적으로 유전되는 질환에서 독성 기능을 얻는 경우, SOD1 mRNA와 단백질을 낮추는 것은 치료적 이점을 제공할 수 있다.
SOD1을 표적으로 하는 안티센스 올리고뉴클레오티드 (ASO)는 SOD1 mRNA 및 단백질을 감소시키고, SOD1G93A 렛(rat)의 경우 50일 이상, 그리고 SOD1G93A 마우스의 경우 거의 40일까지 생존이 연장된다.
아래에 나타낸 바와 같이, SOD1G93A 마우스에서 복합 근육 활동 전위의 초기 손실은 SOD1 ASO의 단일 용량 후에 역전된다. 더욱이, 혈청에서 포스포-신경필라멘트 중쇄 수준의 증가는 SOD1 ASO 요법에 의해 중단되었다.
이용된 안티센스 올리고뉴클레오티드는 표 2에 나타낸다.
ASO 이름 서열/화학
ASO1 CA o GG o ATACATTTCTAC o AG o CT (서열 식별 번호 8)
ASO2 TT o A o ATGTTTATCA o G o GAT (서열 식별 번호 9)
ASO3 A G o T oGTTTAATGTT o T o A TC (서열 식별 번호 10)
333611 CCGTCGCCCTTCAGCACGCA (서열 식별 번호 11)
비활성 ASO
(시험관내)		 CCTTCCCTGAAGGTTCCTCC (서열 식별 번호 12)
비활성 ASO
(생체내)		 CC o T o A o TAGGACTATCCA o G o G o AA (서열 식별 번호 13)
표 2에 나타낸 6개 안티센스 올리고뉴클레오티드는 5' 및 3' 윙에서 포스포로티오에이트 백본(backbone) 변형 (이때 "o"는 변형안된 포스포디에스테르 링키지를 나타내고), 2'-O-메톡시에틸리보스 (MOE; 굵게 표시됨), 그리고 (S)-2',4'-억제된 2'-O-에틸 (cEt; 기울기체) 기들을 함유한다. ASOs는 SOD1 mRNA의 3' UTR (ASO1, ASO2, 및 ASO3), SOD1 mRNA의 엑손 1 (333611), 또는 설치류 게놈에서 (비활성 ASOs) 어느 것도 표적으로 하지 않았다. 평가된 서열과 화학적 변형의 위치가 제공된다. 상이한 대조군 (비활성) ASOs를 시험관 및 생체내 연구에 이용하였다. 모든 시토신 잔기는 5' 메틸시토신이다.
인간 신경모세포종 세포주 (SH-SY5Y)에서 이러한 ASOs (ASO1 및 ASO2)는 용량-의존적 방식으로 SOD1 mRNA를 상당히 낮추었다.
SOD1-낮추는 ASO를 사용한 치료는 SOD1G93A 마우스 및 랫에서 질환 발병을 상당히 지연시키고, 생존을 연장시킨다. SOD1G93A 설치류 모델에서 돌연변이 SOD1의 발현은 사지와 몸통의 심각한 위축을 유발하여, 운동 기능을 상실하고 결국 사망하는 것으로 알려져 있다).
SOD1-낮추는 ASO 전략이 질환 매개변수를 지연시킬 지 여부를 조사하기 위해, SOD1G93A 마우스(B6.CgTg(SOD1*G93A)Gur/J)의 50일 및 94일령에서 300 μg ASO1 볼루스 투여량으로 해당 마우스의 뇌실내로 (i.c.v.) 주입하였다. 마우스의 체중 및 로타로드 상에서 거동능력을 매주 테스트하였다. ASO1을 제공받은 마우스는 유사한 농도의 대조군 비활성 ASO (비활성 ASO)를 주입받은 마우스보다 26 일 더 오래 체중을 유지하고, 로타로드에서 더 나은 거동능력을 보였다 (데이터는 표시되지 않음). ASO1-치료를 받은 마우스의 정중 생존은 비활성 ASO에 비해 37 일 더 길었고, 마우스 모델에서 22 %의 생존 연장을 나타낸다.
SOD1G93A 렛 (Taconic Biosciences, 모델 2148)은 요추 척수의 L3과 L5 척추 사이에 배치시킨 폴리에틸렌 카테터를 통해 30-μl 척수강 내 볼루스 주사를 맞았다. 65-일령 렛에게 1000μg ASO1, ASO2, ASO3, ASO 333611, 비활성 ASO 또는 인공 뇌척수액 (aCSF) 비히클 대조군을 투여했다. 모든 ASOs는 aCSF로 희석되었다. 모든 처리 그룹은 성별 표현형이었고, 복제 수 또는 성별 표현형에 의해-유발된 분산에 대한 통제를 위해 한-배-새끼들은 일치했다.
결과는 ASO1 또는 ASO2로 처리된 렛들은 aCSF로 처리된 렛들보다 차례로 70 일 (P <0.0001) 및 67 일 (P <0.001) 더 오래 체중을 유지하는 것으로 나타났다. 333611은 체중 감소의 시작을 약간 지연시켰다 (aCSF 정중값 121 일과 비교하여, 정중값 139 일).
80-일 활성 ASO 치료와 110-일 활성 ASO 치료 사이에 발병 또는 생존에 유의적인 차이는 없었다.
ASO에 의한 SOD1 감소가 질환의 마커에 영향을 주는 지 여부를 조사하기 위해, SOD1G93A 마우스의 5주령 시점에 이 마우스에게 100 μg ASO1를 뇌실내로 주사하고, 복합 근육 활동 잠재력 (CMAP), 신경근 이음부 신경분포, 및 혈청 포스포-신경필라멘트 중쇄 (pNfH) 수준의 변화를 평가하였다. SOD1G93A 마우스에서, CMAP는 시간이 지남에 따라 감소하여 운동 뉴런이 손실된다. 5주 시점에서 ASO1으로 처리된 SOD1G93A 마우스는 그 다음 12주에 걸쳐 CMAP를 유지하였고, 반면 대조군-처리된 동물의 CMAP는 동일한 기간 동안 절반 이상 감소했다(데이터 제시되지 않음). 유지된 근육 기능의 CMAP 전기생리학적 입증과 일치하게, ASO1-처리된 마우스 (300μg ASO1의 단일 용량으로 5 주령 시점에 한 번 주입)는 뒷다리의 경골 전방 근육의 신경 분포를 유지한 반면, 대조군-처리된 동물은 근육 종판의 75 % 이상이 탈신경화를 나타내는 증거를 보였다 (도 3, 그룹당 n = 12; 평균 ± SEM).
ALS 설치류 모델, ALS를 갖는 인간 환자 및 기타 신경 퇴행성 질환에서 CSF 및 혈청에서 pNfH는 증가한다. 혈청에서 인산화된 신경필라멘트 중쇄 수준을 확인하기 위해, 5 주령 시점에서 단일 투여량의 300 μg ASO1을 한번 주사맞은 SOD1G93A 돌연변이 마우스에게 i.c.v 주입 전에 기선 시점 (5 주), 그 다음 8 주령 및 10 주령 시점에서 혈액을 수거하였다). pNfH 혈청 수준은 제조업체의 지침에 따라 ELLA 미세유체 ELISA 플랫폼 (Protein Simple)을 통해 측정되었다. 간단히 말해서, 표시된 시점에서 안면 정맥 천자를 통해 최대 100μl의 혈액을 수집했다. 혈청 샘플은 BD Vacutainer SST 튜브 (BD Diagnostics)를 원심 분리하여 준비하고, 사용할 때까지 -80℃에서 보관했다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 활성 ASO1으로 처리된 SOD1 마우스는 대조군 ASO (즉, SOD1 비활성 ASO)으로 처리된 SOD1 마우스와 비교하여, 더 낮은 pNfH 수준을 보였다 ((도 4에서 그룹당 n = 12; 평균 ± SEM)).
렛 및 뮤린 모델에서 본 실시예 2의 결과 및 SOD1 활성 ASO가 인산화된 신경필라멘트 수준 중쇄의 혈청 수준을 감소시킬 수 있다는 사실에 기초하여, SOD1 활성 ASO는 ALS 환자의 ALS 증상을 완화시키는 효과적인 치료요법제인 것으로 기재된다.
실시예 3: ALS 환자에서 치료요법제 전환
이 예언적 실시예에서 최근 ALS 진단을 받고 ALSFRS-R 점수가 31 점인 환자는 리루졸로 치료된다. 해당 환자의 혈청 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고, 초기 수준이라고 불리는 수준으로 정한다. 이 환자의 의사는 환자에게 6 개월마다 ALSFRS-R 평가를 받도록 요청할 것이다. 그러나, 3 개월 (즉, ALSFRS-R 테스트) 전, 해당 의사는 해당 환자의 혈청 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고, 최초 수준보다 해당 환자의 혈청 신경필라멘트 단백질 수준이 더 높다는 것을 발견한다. 그런 다음, 이 의사는 해당 환자가 6 개월 ALSFRS-R 검사를 받기 전, 이 환자에게 다른 치료법 (예를 들면, 해당 환자에게 효과적일 수있는 에다로본(edarovone))으로 전환하도록 조언할 것이다. 해당 환자가 치료제를 바꾸면, 새로운 치료요법제 (예를 들면, 에다로본)가 환자에게 효과가 있다면, 다음 ALSFRS-R 검사 (즉, 전환 후 3 개월)에서 이 환자가 리루졸을 계속 복용한 경우보다 더 높을 것으로 예상된다.
실시예 4: ALS 치료요법제 투여로 신경필라멘트 수준이 감소되었다
이중-맹검, 무작위, 위약-대조, 임상 시험이 SOD1 ALS 환자를 대상으로 수행되었다. 이 시험에는 단일 및 다중 상승 투여량 (SAD/MAD) 연구가 포함되었다. MAD 부분에서 참가자는 약 3 개월에 걸쳐 5 회 투여량의 연구 약물을 받았다. SOD1 돌연변이를 갖는 50명의 성인 참가자는 코호트당 3:1 (ASO: 위약)로 무작위화시켜 20 mg, 40 mg, 60 mg의 SOD-1 감소 ASO-ASO1 (서열 식별 번호:8), 또는 100 mg의 위약을 제공받았다. 코호트 당 1-4 명의 ASO1-처리된 참가자는 선험적으로(a priori) 빠른-진행 (주로 A4V)으로 판정된 SOD1 돌연변이를 갖는 것으로 기록되었다.
SOD1 수준의 감소
40mg, 60mg 및 100mg 코호트에서 CSF SOD1 기선 농도로부터 감소가 관찰되었으며, 이는 투여량에 따라 증가하고, 시간이 지남에 따라 85 일 시점에 100mg-처리된 그룹에서 최대 감소를 나타냈다. 도 5 참고. 전임상 데이터를 기반으로 한 모델링에서 100mg의 ASO1은 척수의 SOD1 수준을 효과적으로 > 99 %까지 감소시키고, 피질에서 약 25-30 %까지 감소시킨다는 것을 시사한다.
임상 관찰
ASO1 치료는 위약에 비해, 기능 저하 (ALSFRS-R)의 지연 및 호흡 기능 저하 (SVC로 측정됨)의 지연을 보여주었다. 도 6A 및 6B 참고. 빠르게-진행되는 SOD1 돌연변이를 가진 참가자에서 다른 돌연변이를 가진 사람들과 비교하였을 때, 이러한 측정에서 ASO1 100 mg과 위약 그룹 사이에 더 큰 차이가 관찰되었다.
CSF 인산화된 신경필라멘트 중쇄 (pNfH) 수준
위약과 비교하여, ASO1 100 mg 코호트에서 CSF pNfH의 저하가 관찰되었고, 빠르게-진행하는 SOD1 돌연변이를 가진 참가자에게서 ASO1 100 mg과 위약 그룹 사이에 더 큰 차이가 관찰되었다. 빠르게 진행되는 SOD1 돌연변이가 있는 환자들에서 ASO1로 치료하면, 위약에 비해 CSF pNfH 수준이 감소하고 임상 감소가 느려졌다. 도 6C는 85 일 시점에 빠르게-진행하는 SOD1 돌연변이를 가진 환자들에서 관찰된 ASO1 100 mg과 위약 그룹 사이의 pNfH 수준의 차이를 보여준다.
혈장 및 CSF pNfH 그리고 신경필라멘트 경쇄 (NfL) 수준
기선 pNfH 및 NfL 수준은 빠르게-진행되는 환자에서 가장 높았으며, 질환 활성과 상관 관계가 있었다 (ALSFRS-R 사전 무작위화 기울기로 측정). pNfH 및 NfL 수준 모두의 감소는 명백한 안정화 또는 위약에 의한 증가와 비교하여, 혈장 및 CSF 모두에서 시간 경과에 따라 ASO1 100 mg 처리에서 관찰되었다. 도 7A-7D 참고. 도 7A-7D에서, 전체 위약 (n = 12)은 연구 전체에 걸쳐 1.0 기선 측정치에서, 그 근처 또는 그 이상에서 실선이며; 전체 ASO1 100mg 처리 (n = 10)는 연구 전체에 걸쳐 1.0 기선 측정치 아래로 감소하는 실선이며; 빠르게 진행되는 위약 (n = 4)은 연구 전체에 걸쳐 1.0 기선 측정 값에서, 그 근처 또는 그 이상에서 점선이며; 그리고 빠르게 진행되는 ASO1 100mg 치료 (n = 4)는 연구 전체에 걸쳐 1.0 기선 측정 값 아래로 감소하는 점선이다. pNfH 수준은 ProteinSimple™ Simple Plex Ella 면역검정법을 사용하여 평가되었다. NfL 수준은 Quanterix Simoa NfL Advantage 분석을 사용하여 평가되었다.
따라서, 임의의 특정 이론에 결부되는 것을 원치 않지만, 본원에서 제공되는 결과는 ALS 환자를 치료하는 치료요법제가 해당 환자에게 실질적으로 효과가 있는 지를 결정하는데 신경필라멘트 단백질 수준 (예를 들면, 혈청 및/또는 CSF 신경필라멘트 단백질 수준)을 마커 (예를 들면, 약력학적 마커)로 사용하는 것을 뒷받침한다. 예를 들면, 환자가 이전에 효과가 없는 치료요법제를 받았고, 여전히 증가하는 ALS 증상이 있는 경우라면, 비-가역적 기능 저하가 발생하기 전, 혈청 신경필라멘트 수준을 측정으로 해당 치료요법제가 효과가 없으며, 해당 환자에게 효과가 있을 수 있는 새로운 치료요법제로 전환되어야 한다는 통지를 사전에 받을 수 있다.
전술 한 본 발명의 실시예들은 단지 예시적인 것으로 의도되며; 다양한 변형 및 수정이 당업자에게 명백할 것이다. 그러한 모든 변형 및 수정은 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
SEQUENCE LISTING <110> BIOGEN MA INC. <120> NEUROFILAMENT PROTEIN FOR GUIDING THERAPEUTIC INTERVENTION IN AMYOTROPHIC LATERAL SCLEROSIS <130> 13751-0312WO1 <140> PCT/US2019/064190 <141> 2019-12-03 <150> 62/842,063 <151> 2019-05-02 <150> 62/840,431 <151> 2019-04-30 <150> 62/776,253 <151> 2018-12-06 <160> 13 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 543 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Ser Ser Phe Ser Tyr Glu Pro Tyr Tyr Ser Thr Ser Tyr Lys Arg 1 5 10 15 Arg Tyr Val Glu Thr Pro Arg Val His Ile Ser Ser Val Arg Ser Gly 20 25 30 Tyr Ser Thr Ala Arg Ser Ala Tyr Ser Ser Tyr Ser Ala Pro Val Ser 35 40 45 Ser Ser Leu Ser Val Arg Arg Ser Tyr Ser Ser Ser Ser Gly Ser Leu 50 55 60 Met Pro Ser Leu Glu Asn Leu Asp Leu Ser Gln Val Ala Ala Ile Ser 65 70 75 80 Asn Asp Leu Lys Ser Ile Arg Thr Gln Glu Lys Ala Gln Leu Gln Asp 85 90 95 Leu Asn Asp Arg Phe Ala Ser Phe Ile Glu Arg Val His Glu Leu Glu 100 105 110 Gln Gln Asn Lys Val Leu Glu Ala Glu Leu Leu Val Leu Arg Gln Lys 115 120 125 His Ser Glu Pro 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620 Glu Ala Lys Ser Pro Ala Glu Val Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser 625 630 635 640 Pro Thr Lys Glu Glu Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Glu 645 650 655 Lys Ala Lys Ser Pro Glu Lys Glu Glu Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala 660 665 670 Lys Ser Pro Val Lys Ala Glu Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser 675 680 685 Pro Val Lys Ala Glu Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Val 690 695 700 Lys Glu Glu Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Val Lys Glu 705 710 715 720 Glu Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Val Lys Glu Glu Ala 725 730 735 Lys Thr Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Val Lys Glu Glu Ala Lys Ser 740 745 750 Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Glu Lys Ala Lys Thr Leu Asp Val Lys 755 760 765 Ser Pro Glu Ala Lys Thr Pro Ala Lys Glu Glu Ala Arg Ser Pro Ala 770 775 780 Asp Lys Phe Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Val Lys Glu Glu Val Lys 785 790 795 800 Ser Pro Glu Lys Ala Lys Ser Pro Leu Lys Glu Asp Ala Lys Ala Pro 805 810 815 Glu Lys Glu Ile Pro Lys Lys Glu Glu Val Lys Ser Pro Val Lys Glu 820 825 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Claims (23)

  1. 근위축성 측삭 경화증 환자에서 증상을 완화시키는 방법에 있어서, 이 방법은 해당 환자에게 효과적인 치료요법제를 투여하는 것을 포함하고, 이 효과적인 치료요법제를 해당 환자에게 투여하면, 해당 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질은 해당 효과적인 치료요법제를 투여받지 않은 근위축성 측삭 경화증 환자에서의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮아지는 결과를 초래하는, 방법.
  2. 근위축성 측삭 경화증 환자에게 투여된 치료요법제가 해당 환자에서 효과적인 치료요법제인지를 결정하는 방법에 있어서, 이 방법은 해당 치료요법제를 투여받은 환자의 생물학적 샘플을 얻거나, 또는 얻었고; 해당 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하거나 또는 측정함으로써 치료-후 수준을 얻는 것을 포함하고, 이때 치료-후 수준이 해당 치료요법제를 투여받지 않은 근위축성 측삭 경화증 환자의 신경필라멘트 단백질 수주보다 더 낮은 경우, 해당 치료요법제는 해당 환자에게 효과적인 치료요법제인, 방법.
  3. 효과적인 치료요법제를 투여하함으로써 근위축성 측삭 경화증 환자의 증상을 완화시키는 방법에 있어서, 다음을 포함하는 방법:
    (a) 해당 환자의 근위축성 측삭 경화증이 후보 치료요법제에 의해 완화될 것인지 여부를 다음에 의해 결정하고:
    (i) 해당 후보 치료요법제를 투여한 후 해당 환자로부터 생물학적 샘플을 획득하거나, 또는 획득하였고; 그리고
    (ii) 이 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 수준을 측정하거나, 또는 측정완료하여 치료-후 수준을 얻고; 그리고 이 치료-후 수준이 해당 후보 치료요법제를 투여하지 않은 근위축성 측삭 경화증 환자의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮다면, 그러면 해당 후보 치료요법제는 효과적인 치료요법제이며, 그리고
    (b) 해당 효과적인 치료요법제를 해당 환자에게 투여하고, 이때 이러한 효과적인 치료요법제의 투여로 해당 환자의 근위축성 측삭 경화증의 증상이 완화될 것이다.
  4. 청구항 1, 2, 또는 3에 있어서, 이때 해당 환자는 해당 환자는 (a) 비-효과적인 치료요법제 또는 (b) 후보 치료요법제와는 상이한 치료요법제를 현재 투여받고 있거나, 또는 이미 투여받았던, 방법.
  5. 효과적인 치료요법제를 투여함으로써 근위축성 측삭 경화증 환자의 증상을 완화시키는 방법에 있어서, 이 방법은 해당 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고, 이 환자는 (a) 비-효과적인 치료요법제이거나 또는 (b) 해당 효과적인 치료요법제와는 상이한, 첫 번째 치료요법제를 현재 투여받고 있으며, 그리고 이 수준이 해당 효과적인 치료요법제를 투여받지 않은 근위축성 측삭 경화증 환자의 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 큰 또는 이와 대등한 수준인 경우, 그렇다면 첫 번째 치료요법제를 해당 환자에게 투여하는 것을 중단하고, 이 환자에게 상기 효과적인 치료요법제의 투여를 시작하는, 방법.
  6. 청구항 1 내지 5중 임의의 한 항에 있어서, 이때 해당 효과적인 치료요법제를 투여받은 환자의 생물학적 샘풀 내 신경필라멘트 단백질의 치료-후 수준은 이 효과적인 치료요법제를 투여받지 않은 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질의 수준보다 적어도 10% 더 낮은, 방법.
  7. 청구항 1 내지 5중 임의의 한 항에 있어서, 이때 해당 효과적인 치료요법제를 적어도 3개월 동안 투여받은 환자의 생물학적 샘풀 내 신경필라멘트 단백질의 치료-후 수준은 이 효과적인 치료요법제를 투여받지 않은 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질의 수준보다 적어도 10% 더 낮은, 방법.
  8. 청구항 1 내지 5중 임의의 한 항에 있어서, 이때 해당 효과적인 치료요법제를 적어도 6개월 동안 투여받은 환자의 생물학적 샘풀 내 신경필라멘트 단백질의 수준은 이 효과적인 치료요법제를 투여받지 않은 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질의 수준보다 적어도 10% 더 낮은, 방법.
  9. 청구항 1 내지 5중 임의의 한 항에 있어서, 이때 해당 효과적인 치료요법제를 적어도 12개월 동안 투여받은 환자의 생물학적 샘풀 내 신경필라멘트 단백질의 수준은 이 효과적인 치료요법제를 투여받지 않은 환자의 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질의 수준보다 적어도 10% 더 낮은, 방법.
  10. 청구항 1 내지 5중 임의의 한 항에 있어서, 이때 해당 효과적인 치료요법제의 투여로 해당 환자의 근위축성 측삭 경화증 진행이 느려지는, 방법.
  11. 청구항 1 내지 10중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 생물학적 샘플은 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액을 포함하는, 방법.
  12. 근위축성 측삭 경화증의 치료를 요하는 인간 대상체에서 이를 치료하는 방법에 있어서, 다음을 포함하는, 방법:
    인간 대상체로부터 수득한 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고;
    치료요법제의 하나 또는 그 이상의 투여분량 해당 인간 대상체에게 투여하고; 그리고
    상기 치료요법제의 하나 또는 그 이상의 투여분량을 투여한 후 인간 대상체로부터 수득한 제 2 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고, 이때 해당 제 2 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준은 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮다.
  13. 청구항 12에 있어서, 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준 보다 더 낮은 제 2 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정한 후, 해당 인간 대상체에게 이 치료요법제의 추가 투여분량을 투여하는 것을 더 포함하는, 방법.
  14. 근위축성 측삭 경화증의 치료를 요하는 인간 대상체에서 이를 치료하는 방법에 있어서, 다음을 포함하는, 방법:
    치료요법제의 최초 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 최초 투여분량은 동일한 양이며, 투여분량 간에 동일한 투약 간격으로 투여되며;
    상기 최초 투여분량을 투여하기 전, 인간 대상체로부터 수득한 제 2 생물학적 샘플에서 측정된 신경필라멘트 단백질 수준보다 더 낮은 최초 투여분량으로 투여한 후, 인간 대상체로부터 수득한 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고; 그리고
    상기 치료요법제의 추가 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 추가 투여분량은 최초 투여분량과 비교하였을 때, 동일한 또는 더 적은 양이며, 투약 간격은 동일하거나 또는 연장된 간격으로 투여된다.
  15. 근위축성 측삭 경화증의 치료를 요하는 인간 대상체에서 이를 치료하는 방법에 있어서, 다음을 포함하는, 방법:
    치료요법제의 최초 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 최초 투여분량은 동일한 양이며, 투여분량 간에 동일한 투약 간격으로 투여되며;
    상기 최초 투여분량을 투여하기 전, 인간 대상체로부터 수득한 제 2 생물학적 샘플에서 측정된 신경필라멘트 단백질 수준에 대등한 또는 더 높은 최초 투여분량으로 투여한 후, 인간 대상체로부터 수득한 제 1 생물학적 샘플 내 신경필라멘트 단백질 수준을 측정하고; 그리고
    상기 치료요법제의 추가 투여분량을 해당 인간 대상체에게 투여하고, 이때 각 추가 투여분량은 최초 투여분량과 비교하였을 때, 증가된 양이며, 및/또는 투약 간격은 단축된 간격으로 투여된다.
  16. 청구항 12 내지 15중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 치료요법제는 다음 식에 따른 안티센스 화합물인, 방법:
    mCes Aeo Ges Geo Aes Tds Ads mCds Ads Tds Tds Tds mCds Tds Ads mCeo Aes Geo mCes Te (서열 식별 번호:8의 핵염기 서열), 이때,
    A = 아데닌,
    mC = 5-메틸시토신
    G = 구아닌,
    T = 티민,
    e = 2'-O-메톡시에틸리보스 변형된 당(sugar),
    d = 2'-데옥시리보스 당,
    s = 포스포로티오에이트 뉴클레오시드 간 링키지(linkage), 그리고
    o = 포스포디에스테르 뉴클레오시드 간 링키지;
    또는, 약제학적으로 수용가능한 이의 염.
  17. 선행 청구항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 환자 또는 인간 대상체는 근위축성 측삭 경화증과 연합된 수퍼옥시드 디스무타제 1 (SOD1) 유전자에 돌연변이를 갖는, 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 이때 SOD1 유전자에서 해당 돌연변이는 A4V인, 방법.
  19. 청구항 17에 있어서, 이때 SOD1 유전자에서 해당 돌연변이는 A4V, H46R, G93S, A4T, G141X, D133A, V148G, N139K, G85R, G93A, V14G, C6S, I113T, D49K, G37R, A89V, E100G, D90A, T137A, E100K, G41A, G41D, G41S, G13R, G72S, L8V, F20C, Q22L, H48R, T54R, S591, V87A, T88deltaTAD, A89T, V97M, S105deltaSL, V118L, D124G, L114F, D90A, G12R, 또는 G147R인, 방법.
  20. 선행 청구항들중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 경쇄인, 방법.
  21. 청구항 1 내지 19중 임의의 한 항에 있어서, 이때 상기 신경필라멘트 단백질은 신경필라멘트 중쇄인, 방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 이때 상기 신경필라멘트 중쇄는 인산화된 신경필라멘트 중쇄인, 방법.
  23. 청구항 12 내지 22중 임의의 한 항에 있어서, 이때 제 1 생물학적 샘플과 제 2 생물학적 샘플은 혈액, 혈청, 혈장 또는 뇌척수액을 포함하는, 방법.
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