JP2019509760A - 新規の免疫刺激性ベクター系 - Google Patents

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Abstract

本開示は、免疫刺激のための新規のベクターと、これを、免疫療法、特に、がん免疫療法において使用する方法とを提示する。新規のベクターは、4−1BBリガンド(4−1BBL、CD137リガンド)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする核酸配列を含み、ベクターは、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇をもたらす。具体的には、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件としてベクター内に構成する。本開示の実施形態は、新規のベクターを含むウイルス粒子、ならびに新規のベクターを形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞または免疫細胞を含む。

Description

本開示は一般に、免疫学の分野に関し、より具体的には、免疫療法の分野に関する。特に、本開示は、免疫刺激のための新規のベクター系と、これを、免疫療法において使用する方法とに関する。新規のベクター系は、4−1BBリガンド(4−1BBL、CD137リガンド)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターを特徴とする。
免疫系は、細菌またはウイルスなど、外来の侵入者のほか、がん細胞を含む、体内の損傷細胞、疾患細胞、または異常な細胞を認識し、破壊するための手段をもたらす。免疫系応答における主要な応答細胞は、一般レベルまたは非特異的レベルの免疫保護をもたらす、マクロファージおよびナチュラルキラー細胞を含む。細胞傷害性Tリンパ球(CTL)およびBリンパ球を含む他の細胞型は、特異的標的に対して作用する。免疫応答は、B細胞が抗原特異的抗体を産生する体液性応答と、抗原または抗原保有細胞が、様々な異なる機構を使用することにより、多様な種類のT細胞により認識され、破壊される細胞媒介性応答とを含む。CTL応答を含む細胞媒介性免疫応答は、腫瘍細胞およびウイルス感染細胞の消失への鍵であると考えられる。
一般に、異常な細胞を検出し、破壊する免疫系の自然の能力は、多くのがんの発生を防止すると考えられる。そうであるにもかかわらず、一部のがん細胞は、免疫系による破壊を回避する戦略を発達させている。例えば、がん細胞が免疫応答を抑制するのに使用しうる、いくつかの異なる機構が存在する。がん細胞はまた、がん関連抗原の喪失をもたらし、それらを免疫系に対して「見え」にくくする遺伝子的変化も経る場合がある。同様の考察は、免疫逃避戦略もまた採用し、宿主の免疫系によるウイルス感染コントロールの失敗をもたらす、異なるウイルスに関しても当てはまる。
免疫療法の目標は、有効な免疫応答に対するこれらの障壁を克服することである。免疫療法ベースの生物学的療法は、特異的な免疫系構成要素の活性を回復するかもしくは増大させるか、またはがん細胞により、もしくはウイルス感染性疾患時にもたらされる免疫抑制性シグナルに対抗する。腫瘍細胞は、とりわけ、CTLにより、抗原特異的に殺滅される。したがって、T細胞の活性化を促進し、強力な細胞溶解性および炎症性特性を付与する薬剤は、腫瘍特異的免疫を増強するための、理想的な候補物質である。
治療の新たな形態が必要とされ続けており、免疫療法剤の1つの主要な道筋は、遺伝子導入技術に基づく。免疫療法を送達する方策としての遺伝子治療が確立されている。非複製型ウイルスおよびウイルスベクターは元来、20年前に、とりわけ、免疫活性化(例えば、IL−2)モダリティーを使用する抗がん剤として提起された(例えば、Crofts and Krimsky, 2005, Hum Gene Ther. 16: 169-177を参照されたい)。国際公開第2004/035799号パンフレットは、感染性疾患およびがんの処置における遺伝子治療のために、単鎖IL−12(scIL−12)、共刺激性タンパク質である4−1BBリガンド(4−1BBL)、およびIL−2をコードする核酸配列を含むアデノウイルスベクターについて記載している。
本開示は、不活性の免疫微小環境を、活性の免疫微小環境へと転換し、これにより、がんおよびウイルス感染を処置するために有効な、既存の遺伝子治療手法を上回る改善を表す、新規のベクターベースの免疫療法に関する。
本開示は、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を含むベクターであって、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現の増大をもたらすベクターを提示する。具体的には、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成する。本開示はまた、不活性の免疫微小環境を、活性の免疫微小環境へと転換し、これにより、がんまたは感染性疾患を処置する方法、およびこのための新規のベクターの使用も提示する。本開示の方法および組成物は、特許請求されるウイルスベクターであって、がん細胞およびウイルス感染に対する免疫応答を誘発して、がんおよびウイルス感染に対する免疫を増強および/または刺激するウイルスベクターの構築および検証を含む。
本開示の態様は、以下を含む。
1.4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする核酸配列を含み、少なくとも1つの調節核酸配列、好ましくは、プロモーター配列をさらに含み、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇をもたらすベクター。
2.4−1BBLの発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物(図20)により得られる4−1BBLの発現レベルと比較して上昇している、項目1のベクター。
3.ベクターIm01の発現構築物(図20)により得られるscIL−12および/またはIL−2の発現レベルと比較して、scIL−12の発現レベルが低下し、かつ/またはIL−2の発現レベルが上昇している、項目1または2のベクター。
4.4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、scIL−12をコードする核酸配列が、1位にはないことを条件として構成した、項目1〜3のうちのいずれか1つのベクター。
5.アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、RNAベクター、プラスミドベクター、ナノ粒子ベクター、およびネイキッドDNAのうちのいずれか1つである、項目1〜4のうちのいずれか1つのベクター。
6.4−1BBLをコードする核酸配列が、ヒトcDNAであり、scIL−12をコードする核酸配列が、ヒトcDNAであり、かつ/またはIL−2をコードする核酸配列が、ヒトcDNAである、項目1〜5のうちのいずれか1つのベクター。
7.4−1BBLをコードする核酸配列が、配列番号1の核酸配列に対する、少なくとも70%の配列同一性を示し、変異体の核酸配列が、活性化T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする、項目1〜6のうちのいずれか1つのベクター。
8.IL−2をコードする核酸配列が、配列番号3の核酸配列に対する、少なくとも70%の配列同一性を示し、変異体の核酸配列が、免疫刺激活性を有するIL−2タンパク質をコードする、項目1〜6のうちのいずれか1つのベクター。
9.scIL−12をコードする核酸配列が、配列番号5の核酸配列に対する、少なくとも70%の配列同一性を示し、変異体の核酸配列が、免疫刺激活性を有するscIL−12タンパク質をコードする、項目1〜6のうちのいずれか1つのベクター。
10.scIL−12およびIL−2をコードする核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の下流に配置する、項目1〜9のうちのいずれか1つのベクター。
11.IL−2をコードする核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の下流に配置し、scIL−12をコードする核酸配列を、IL−2をコードする核酸配列の下流に配置する、項目10のベクター。
12.プロモーターを、4−1BBLをコードする核酸配列の上流に配置するが、scIL−12および/またはIL−2をコードする核酸配列の上流には配置しない、項目10または11のベクター。
13.4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結した、項目1〜12のうちのいずれか1つのベクター。
14.項目1〜13のうちのいずれか1つのベクターを形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞または免疫細胞。
15.項目1〜13のうちのいずれか1つのベクター、または項目14のがん細胞もしくは免疫細胞を含む医薬。
16.がん、ウイルス感染、および/または免疫系障害を処置する方法における使用のための、項目1〜13のうちのいずれか1つのベクター、項目14のがん細胞もしくは免疫細胞、または項目15の医薬。
17.がんが、膀胱がん、乳がん、前立腺がん、リンパ腫、皮膚がん、膵臓がん、結腸がん、黒色腫、悪性黒色腫、卵巣がん、脳がん、原発性脳癌、頭頸部がん、神経膠腫、神経膠芽腫、肝臓がん、非小細胞肺がん、頭部または頸部癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、小細胞肺癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣癌、膀胱癌、膵臓癌、胃癌、結腸癌、前立腺癌、尿生殖器癌、甲状腺癌、食道癌、骨髄腫、多発性骨髄腫、副腎癌、腎細胞癌、子宮内膜癌、副腎皮質癌、悪性膵臓膵島細胞腫、悪性カルチノイド癌、絨毛癌、菌状息肉腫、悪性高カルシウム血症、子宮頸過形成、白血病、急性リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性顆粒球性白血病、急性顆粒球性白血病、有毛細胞白血病、神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、真性赤血球増加症、本態性血小板増加症、ホジキン疾患、非ホジキンリンパ腫、軟部組織肉腫、中皮腫、骨肉腫、原発マクログロブリン血症、および網膜芽細胞腫のうちのいずれか1つである、項目16による使用のためのベクター、または項目16による使用のためのがん細胞もしくは免疫細胞、または項目16による使用のための医薬。
18.がんの転移を防止または処置する方法における使用のための、項目1〜13のうちのいずれか1つのベクター、または項目14のがん細胞もしくは免疫細胞、または項目15の医薬。
本開示の1または複数の実施形態の詳細について、付属の図面および下記の記載に明示する。他の特徴、目的、および利点は、記載および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。
マウスIm01およびヒトIm01による、IL−12、IL−2、および4−1BBLのトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答の比較を示す図である。MOI(感染多重度):[カッコ]内に表示の数字;「m」=マウス;「hu」=ヒト。 シャトルプラスミドであるpE1.1 Im02についての、概略的遺伝子マップを示す図である。ヒト4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の遺伝子による3つの治療剤のcDNAを、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結され、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、トリシストロニックの構築物内に構成する。転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導する。Im02の発現カセットを、例えば、アデノウイルスのベクターDNAを保有するプラスミドへのサブクローニングに適する、プラスミドpE1.1に基づく先駆的導入プラスミドとして例示する。 Im02および早期ベクターIm01による、トランス遺伝子の発現、およびIFN−γ応答の比較を示す図である。MOI(感染多重度):[カッコ]内に表示の数字。表示のデータ点は、各例4連とする、4例の個々のドナーの平均値である。 膀胱組織ベースのモデルにおける、Im02およびIm01の比較を示す図である。「T」=膀胱腫瘍組織;「B」=正常膀胱組織。 異なる用量レベルにおける、Im02およびIm01の比較を示す図である。ivpという用量は、感染性ウイルス粒子の用量を意味する。「T」=膀胱腫瘍組織;「B」=正常膀胱組織。 RT−4ヒト膀胱がん細胞の、ヒトPBMCとの共培養における、免疫細胞型の活性化を例示する熱プロットを示す図である。後続の行は、基本免疫細胞型および活性化(「act」)免疫細胞型を示す。ベクターを伴わないRT−4細胞(「対照」)、および空アデノウイルスベクターを形質導入した細胞(「Ad0」)を、対照として使用した。Th=ヘルパーT細胞;Tc=細胞傷害性T細胞(CD8+ T細胞);PC=形質細胞;NK=ナチュラルキラー細胞;mono=単球;DC=樹状細胞;neutro=好中球。 図7は、Im02、または対照としてのAd0もしくは非処置で刺激した試料の、ヘマトキシリン/エオシン染色の後における組織学的検討を示す図である。A:培養を伴わない膀胱腫瘍組織;B:10ivpのAd0による、6日間にわたる処置後における、膀胱腫瘍組織。 図7は、Im02、または対照としてのAd0もしくは非処置で刺激した試料の、ヘマトキシリン/エオシン染色の後における組織学的検討を示す図である。C:10ivpのIm02による、6日間にわたる処置後における、膀胱腫瘍組織。 Im02を伴うかまたは伴わずに刺激した試料の、ヘマトキシリン/エオシン染色の後における組織学的検討を示す図である。上パネル:培養を伴わない尿路上皮腫瘍組織、下パネル:10ivpのIm02で刺激された、6日間にわたる処置後における、膀胱腫瘍組織。 図9は、透過電子顕微鏡法による、標的細胞の解析および取込み機構を示す図である。パネル1:概観(右画像)および詳細(A):未知の細胞型による、小胞を伴わない粒子の取込み。詳細(B);白色:ランゲルハンス細胞形状/マクロファージ形状/樹状細胞形状の細胞による、小胞への粒子の取込み。パネル2:概観(B)および詳細(A):ランゲルハンス細胞形状/マクロファージ形状/樹状細胞形状の細胞による、小胞へのアデノウイルス粒子の取込み。 図9は、透過電子顕微鏡法による、標的細胞の解析および取込み機構を示す図である。パネル3:概観(B)および詳細(A):リンパ球形状の細胞の、強力な小胞構造による、アデノウイルス粒子の取込み。パネル4:概観(B)および詳細(A):線維芽細胞形状の細胞による、小胞を伴わない、アデノウイルス粒子の取込み。パネル5:概観(B)および詳細(A):未知の標的細胞型により取り込まれた、小胞を伴わないアデノウイルス粒子の大型の群。 図9は、透過電子顕微鏡法による、標的細胞の解析および取込み機構を示す図である。パネル6:概観:上皮細胞または腫瘍細胞の形状特徴を伴う標的細胞内の、夥多な小胞構造間の小胞コーティング(白色矢印)を伴わないアデノウイルス粒子。詳細(A):細胞膜へと接合したアデノウイルス粒子の、早期エンドサイトーシスの外観。詳細(B):他の非ウイルス構造もまた含有する大型の小胞による、アデノウイルス粒子に対する飲作用。 正常膀胱試料中および膀胱腫瘍試料中の、示差的発現の比較を示す図である。Im02は、実施例2で記載されるアデノウイルスベクターを意味する。Ad0は、対照として使用される空アデノウイルスベクターを意味する。n=膀胱/腫瘍試料の例数。 細胞培養物中の異なるトランスフェクタントについての検討を示す図である。GFP=緑色蛍光タンパク質。CAR=コックサッキー−アデノウイルス受容体。MOI=感染多重度(標的細胞1個当たりの感染性ウイルス粒子)。 トランス遺伝子の発現およびIFN−γの誘導に対するプロタミン硫酸塩の効果を示す図である。Im02とは、実施例2で記載されるアデノウイルスベクターを意味する。Ad0=対照として使用される空アデノウイルスベクター。ivp=感染性ウイルス粒子。「T」=膀胱腫瘍組織;「B」=正常膀胱組織。 ヒト4−1BBL(CD137L)のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を示す図である。 ヒトIL−2のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を示す図である。 図15は、リンカーで連結された、ヒトIL−12の、p40サブユニットおよびp35サブユニットを含むヒト単鎖IL−12(scIL−12)のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を示す図である。リンカー配列を、配列番号5および6のそれぞれに、太字で、かつ、下線を付して示す。 上記と同様である。 図16は、ヒトIL−12の、35kDaのサブユニットおよび40kDaのサブユニットのヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を示す図である。 上記と同様である。 図17は、図2に描示される、シャトルベクターであるhu pE1.1 Im02のヌクレオチド配列(配列番号11)を示す図である。ヌクレオチド配列は、合計7,845bpを有する。CMVプロモーター、ヒト4−1BBL、EMCV IRES、ヒトIL−2、PV IRES、ヒトscIL−12、およびSV40ポリAは、配列番号11のヌクレオチド配列内で、以下:CMVプロモーター:bp 484〜1,059;ヒト4−1BBL:bp 1,080〜1,844;EMCV IRES:bp 1,885〜2,388;ヒトIL−2:bp 2,409〜2,870;PV IRES:bp 2,914〜3,545;ヒトscIL−12:p40サブユニット:bp 3,581〜4,564、リンカー:bp 4,565〜4,609、p35サブユニット:bp 4,610〜5,203;およびSV40ポリA:bp 5,271〜5,510の通りに同定することができる。 上記と同様である。 上記と同様である。 上記と同様である。 図18は、図2内および配列番号11(図17)内のそれぞれに描示されるシャトルプラスミドである、hu pE1.1 Im02内に含有されるCMV、ヒト4−1BBL、EMCV IRES、ヒトIL−2、PV IRES、ヒトscIL−12、およびSV40ポリAを含む発現カセットの概略的概観およびヌクレオチド配列を示す図である。 上記と同様である。 上記と同様である。 上記と同様である。 異なるMOIの、Im02および単一遺伝子発現ベクターによる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答を示す図である。下方の、「4−1BBL+細胞の%」と称する軸は、4−1BBLの発現について陽性である細胞を意味する。左側のバーは、各々、MOIを[5]とするIL−12およびIL−2の、異なるMOIの4−1BBL([10]、[25]、[50]、および[100])との組合せを指し示す。Im02は、実施例2で記載されるアデノウイルスベクターを意味する。MOI=感染多重度(すなわち、標的細胞1個当たりの感染性ウイルス粒子)。Im02と、単一遺伝子発現ベクターの組合せとによる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答は、IFN−γの発現が、4−1BBLレベルの上昇に依存することを明らかにする。 シャトルプラスミドである、pE1.1 Im01についての概略的遺伝子マップを示す図である。ヒト4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の遺伝子による3つの治療剤のcDNAを、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結され、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、トリシストロニックの構築物内に構成する。転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導する。Im01の発現カセットを、例えば、アデノウイルスのベクターDNAを保有するプラスミドへのサブクローニングに適する、プラスミドpE1.1に基づく先駆的導入プラスミドとして例示する。
本明細書および付属の特許請求の範囲で使用される、単数形の「ある(a)」、「ある(an)」、および「その」は、文脈により、そうでないことが明らかに指示されない限りにおいて、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「ある(an)抗原」への言及は、複数のこのような抗原を含み、「ある(a)細胞」または「その細胞」への言及は、1または複数の細胞、および、当業者に公知である、これらの同等物(例えば、複数の細胞)への言及を含む。同様に、「ある(a)化合物」または「ある(a)組成物」への言及は、複数のこのような化合物または組成物を含み、文脈により、そうでないことが明らかに指示されない限りにおいて、それぞれ、1または複数の化合物または組成物を指す。数または数値範囲を指す場合の「約」という用語は、言及される数または数値範囲が、実験のばらつき内(または統計学的実験の誤差内)の近似であり、したがって、数または数値範囲は、言明された数または数値範囲に対する、1%〜15%の間で変動しうることを意味する。ある特定の他の実施形態では、「〜を含むこと(comprising)」という用語(および「〜を含む(comprise)」または「〜を含む(comprises)」または「〜を有すること」または「〜を含むこと(including)」など、関連する用語)は、例えば、本明細書で記載される、任意の、物質の組成物、組成物、方法、または過程などについての実施形態が、記載される特徴「からなる」か、またはこれら「から本質的になる」ことを除外することを意図するものではない。
そうでないことが規定されない限りにおいて、本明細書で使用される、全ての技術用語および学術用語は、本開示が属する技術分野の当業者により一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書で記載される方法および材料と同様または同等な方法および材料を、開示される方法の実施および組成物において使用しうるが、本明細書では、例示的な方法、デバイス、および材料について記載する。
「コドン最適化配列」という用語は一般に、使用頻度が約20%未満である任意のコドンを置きかえることにより、特定の宿主種に最適化されたヌクレオチド配列を指す。本明細書では、コドン最適化に加えて、疑似ポリアデニル化配列の消失、エクソン/イントロンスプライシングシグナルの消失、トランスポゾン様リピートの消失、および/またはGC含量の最適化により、表示の宿主種における発現について最適化されたヌクレオチド配列を、「発現増強配列」と称する。
本明細書では、「プロモーター領域」という用語を、その通常の意味で、DNA調節配列を含むヌクレオチド領域を指すように使用し、この場合、調節配列は、RNAポリメラーゼに結合し、下流(3’方向)のコード配列の転写を開始することが可能な遺伝子に由来する。調節配列は、所望の遺伝子配列に対して、相同な場合もあり、異種の場合もある。例えば、本明細書で記載されるウイルスプロモーターまたは哺乳動物プロモーターを含む、広範なプロモーターを用いることができる。プロモーターは、DNA配列に対して、前記DNA配列の転写を開始することが可能であるような向きにする。
「調節核酸配列」という用語は、レシピエント細胞内のコード配列の複製、転写、および翻訳を集合的にもたらす、プロモーター配列、ポリアデニル化シグナル、転写終結配列、上流の調節ドメイン、複製起点、エンハンサーなどを集合的に指す。選択したコード配列を、適切な宿主細胞内で、複製、転写、および翻訳することが可能である限りにおいて、これらの制御配列の全てが、常に存在する必要はない。当業者は、公開のデータベースおよび材料から、調節核酸配列を、たやすく同定することができる。さらに、当業者は、例えば、in vivo、ex vivo、またはin vitroにおいて意図される使用に適用可能な調節配列も同定しうる。好ましくは、「調節核酸配列」という用語は、プロモーターまたはプロモーター配列を指す。
多様な実施形態では、「調節核酸配列」という用語はまた、IRES配列(内部リボソーム侵入部位)も指す。これは特に、「調節核酸配列」という用語が、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含有する、トリシストロニックの発現カセット/ベクター1つ当たり、1つのプロモーターを包含し、プロモーターのすぐ下流に局在化させない各シストロンのためのIRES配列をさらに包含する、多様な好ましい実施形態に当てはまる。プロモーター配列およびIRES配列の組合せが検討されており、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする核酸配列(この順序で)を、4−1BBLのためのプロモーター、ならびにIL−2およびscIL−12のためのIRES配列と共に含有するトリシストロニックの発現カセット/ベクター内で、IL−2およびscIL−12の発現レベルまたは発現率と比較して改善された、4−1BBLの発現レベルまたは発現率をもたらすことが裏付けられている。
「作動的に配置された」、「作動的に連結された」、「制御下に」、および「転写制御下に」という語句は、プロモーターが、核酸配列との関係で、この配列の転写の開始および/または発現を制御するのに、適正な機能的な位置および/または方向にあることを意味する。プロモーターは、核酸配列の転写の活性化に関与するシス作用型調節配列を指す、「エンハンサー」と共に使用する場合もあり、使用しない場合もある。
国際公開第2004/035799号パンフレットは、マウス/ヒトの単鎖IL−12(scIL−12)、4−1BBリガンド(4−1BBL)、およびIL−2の遺伝子を、この順序で、5’〜3’方向に含む、すなわち、scIL−12を1位でコードする遺伝子、4−1BBLを2位でコードする遺伝子、およびIL−2を3位でコードする遺伝子を含む発現構築物を含むアデノウイルスベクターについて記載している。この発現構築物は、国際公開第2004/035799号パンフレットの図1に示されており、対応するベクターは、「Ad−3」と名付けられた。本開示では、前記早期ベクターである「Ad−3」の内部ベクターコードは、「Im01」であり、また、本開示の実施例1も参照されたい。
マウスIm01およびヒトIm01の、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2のトランス遺伝子の発現は、本開示の実施例1および図1で示される通り、トランス遺伝子の発現レベルが、マウス種とヒト種との間で明らかに変化することを明らかにした。とりわけ、ヒトscIL−12、ヒト4−1BBL、およびヒトIL−2の遺伝子を保有するIm01(「ヒトIm01」または「hu Im01」)の発現は、マウスscIL−12、マウス4−1BBL、およびマウスIL−2の遺伝子を保有するIm01(「マウスIm01」または「m Im01」)の発現と比較して、IL−12の顕著な増大を結果としてもたらした。したがって、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2の遺伝子の順序の構成に関して、マウスIm01と、ヒトIm01とは、同じベクターアーキテクチャーであるにも関わらず、トランス遺伝子の発現レベルの顕著な差違が観察された。マウスIm01と、ヒトIm01との間の、トランス遺伝子の発現のこれらの差違のうちの少なくとも一部は、完全に予測外であった。
本開示により提示されるベクターは、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの遺伝子に関する、新たなアーキテクチャーを含む。新規のベクターは、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現の増大をもたらす。特に、本開示により提示されるベクターは、発現カセットを含み、この場合、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの核酸配列(または3つの遺伝子)は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されている。この新規のベクターアーキテクチャーは、とりわけ、ヒトIm01内の同じ遺伝子の配置と比較した、4−1BBLの発現の上昇であって、IL−12の減少と共時的である上昇をもたらす。驚くべきことに、この新規のベクターアーキテクチャーは、IFN−γ応答の増大をもたらすことが見出されている(本開示の実施例3および図3、ならびに実施例11および図19を参照されたい)。本開示の新規のベクターによりもたらされる、驚くべき効果は、このような治療を必要とする患者の免疫療法に特に有益であることが実証されている。具体的には、本開示のベクターは、不活性の免疫微小環境を、活性の免疫微小環境へと転換し、これにより、がんまたはウイルス感染を処置するために特に有効であることが示されている。したがって、本開示のベクターは、がん免疫療法における使用に特に適する。例えば、本開示の図4および5は、対応する実施例4および5で説明される通り、本開示のベクターが、早期ベクターIm01と比較した、腫瘍微小環境内の免疫刺激効果の改善を呈することを裏付ける。さらに、トランスクリプトーム解析は、本開示のベクターについての、治療用遺伝子の発現プロファイルが、固有であり、優れており、特に、早期ベクターIm01の発現プロファイルより優れている(実施例6、ならびに表1および2を参照されたい)ことを示している。加えて、図6に示す通り、主要な免疫細胞型の活性化についての遺伝子発現解析は、本開示のベクターによるヘルパーT細胞および細胞傷害性T細胞(CD8+ T細胞)の活性化が、早期ベクターIm01による同じ免疫細胞の活性化より優れている(実施例7を参照されたい)ことを示している。
本開示の新規のベクターは、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(sc−IL12)、およびIL−2をコードする3つの遺伝子を含み、この場合、前記遺伝子は、5’〜3’方向に、scIL−12をコードする遺伝子が、前記3つの遺伝子のうちの最上流位にはないように構成されている。したがって、本開示の新規のベクターは、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(sc−IL12)、およびIL−2をコードする3つの遺伝子を含み、この場合、前記遺伝子は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されている。より具体的には、ベクターは、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を含み、前記遺伝子は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されている。より具体的には、ベクターは、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を含み、前記遺伝子の前記核酸配列は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列が、1位にはないことを条件として構成されている。
本開示の多様な実施形態では、新規のベクターは、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(sc−IL12)、およびIL−2をコードする3つの遺伝子(より具体的には、3つの遺伝子の核酸配列)を含む発現構築物(または発現カセット)を含み、前記遺伝子は、発現カセット内に、scIL−12をコードする遺伝子が発現カセットの最上流位にはないように構成されている。発現カセットの最上流位は、より具体的には、発現カセットの5’末端の位置として記載することができる。発現カセットの最上流位はまた、より具体的には、発現カセットの3つの遺伝子の転写を調節するプロモーターのすぐ下流の位置としても記載することができる。プロモーターは、発現カセットの一部であるプロモーターの場合もあり、発現カセットの上流のプロモーターの場合もある。3つのトランス遺伝子(すなわち、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする3つの遺伝子)の、発現カセット内の構成は、より具体的には、前記3つの遺伝子の核酸配列が、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列が、発現カセットの3つの遺伝子の1位にはないことを条件として構成されているという趣旨で記載することができる。
本開示の多様な実施形態では、本開示の新規のベクターは、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(sc−IL12)、およびIL−2をコードする3つの遺伝子を含む発現構築物(または発現カセット)を含み、この場合、前記遺伝子は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されている。より具体的には、ベクターは、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を含む発現構築物(または発現カセット)を含み、前記遺伝子は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されている。より具体的には、ベクターは、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を含む発現構築物(または発現カセット)を含み、前記遺伝子の前記核酸配列は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列が、1位にはないことを条件として構成されている。多様な実施形態では、本開示の発現カセットまたは発現構築物は、プロモーターを含む。プロモーターは、より具体的には、発現カセット(または発現構築物)の転写を調節するプロモーターとして記載することができる。多様な実施形態では、発現カセットは、発現カセットの上流(または発現カセットの5’末端)(または発現カセットの5’末端の上流)に配置される、1つのプロモーターを含む。
本明細書で記載される通り、上記で言及された条件節の「1位」とは、より具体的には、前記1、2、および3の順序の1位として記載することができる。
多様な実施形態では、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの遺伝子の、5’〜3’方向の構成とは、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(sc−IL12)、およびIL−2をコードする3つの遺伝子を含む、本開示の発現カセットまたは発現構築物と比べた、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの遺伝子の、5’〜3’方向の構成を意味する。したがって、5’〜3’方向とは、発現カセット(または発現構築物)または発現カセットのプロモーターの5’〜3’方向を指す。本開示の他の多様な実施形態では、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの遺伝子の、5’〜3’方向の構成とは、本開示の発現カセット(または発現構築物)の一部ではないが、発現カセット(または発現構築物)の上流、すなわち、発現カセット(または発現構築物)の5’末端の上流に配置されるプロモーターと比べた、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの遺伝子の、5’〜3’方向の構成を意味する。本明細書では、5’〜3’方向とは、発現カセット(または発現構築物)の5’末端の上流のプロモーターによる5’〜3’方向を指す。発現カセットの上流(または発現カセットの5’末端の上流)に配置されたプロモーターは、より具体的には、発現カセット(または発現構築物)の転写を調節するプロモーターとして記載することができる。
5’〜3’方向はまた、本開示の3つのトランス遺伝子(すなわち、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする)のうちの遺伝子であって、前記3つのトランス遺伝子のうちの最上流位にある遺伝子の上流のプロモーターによる5’〜3’方向も指す場合がある。
本開示により提示されるベクターは、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする3つの遺伝子に関する、新たなアーキテクチャーであって、前記3つの遺伝子が、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されているという趣旨でもまた記載されうるアーキテクチャーを含み、この場合、前記1位は、プロモーターの下流、特に、前記3つの遺伝子を発現させるためのプロモーターの下流である。したがって、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(sc−IL12)、およびIL−2をコードする3つの遺伝子を含む、本開示の発現カセット(または発現構築物)に関して、前記3つの遺伝子は、5’〜3’方向に、1、2、および3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されており、この場合、前記1位は、プロモーターの下流、特に、前記発現カセット(または発現構築物)を転写/発現させるためのプロモーターの下流である。
本明細書で記載される「上流に配置された」は、より具体的には、「すぐ上流に配置された」と記載することができる。さらに、「5’末端に配置された」または「5’末端の上流に配置された」は、より具体的には、「転写開始部位の5’末端に配置された」または「転写開始部位の5’末端の上流に配置された」と記載することができる。
本開示の新規のベクターは、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子(または遺伝子の核酸配列)を発現させることが可能である。したがって、より具体的には、本開示の新規のベクターは、発現ベクター、なおより具体的には、組換え発現ベクターである。
本明細書で記載される通り、多様な実施形態では、「4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列」という用語は、「4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。したがって、多様な実施形態では、「4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列」という用語は、「4−1BBLをコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。したがって、多様な実施形態では、「scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列」という用語は、「scIL−12をコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立ち、「IL−2をコードする遺伝子の核酸配列」は、「IL−2をコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。同様に、多様な実施形態では、「sc−IL12およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列」という用語は、「sc−IL12およびIL−2をコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。本明細書でさらに記載される通り、多様な実施形態では、「4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子」という用語は、「4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。したがって、多様な実施形態では、「4−1BBLをコードする遺伝子」という用語は、「4−1BBLをコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。同様に、多様な実施形態では、「sc−IL12およびIL−2をコードする遺伝子」という用語は、「sc−IL12およびIL−2をコードする核酸配列」を意味し、この逆も成り立つ。
本開示の新規のベクターは、scIL−12およびIL−2の発現と比較して高度な4−1BBLの発現をもたらす。したがって、本開示ではまた、少なくとも4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターを含むベクター系も提示され、この場合、ベクター系は、scIL−12およびIL−2の発現と比較して高度な4−1BBLの発現をもたらす。より高度な4−1BBLの発現は、3つのトランス遺伝子の転写を調節するプロモーターの、異なるプロモーター強度により調節される。前記1または複数のベクターは、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を発現させることが可能な発現ベクターである。より具体的には、発現ベクターは、組換え発現ベクターである。多様な実施形態では、1または複数のベクターを含むベクター系は、IL−12およびIL−2を一定レベルとするときの、より高度な4−1BBLレベルまたは4−1BBLレベルの上昇の実現をもたらす。多様な実施形態では、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞または免疫細胞のうちの少なくとも5%が、4−1BBLを発現していることを達成するために、1または複数のベクターを含むベクター系を、医療環境において使用することができる。
一態様では、本開示は、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターを含むベクター系を提示するが、この場合、ベクター系は、IL−12およびIL−2を一定レベルとするときの、より高度な4−1BBLレベルまたは4−1BBLレベルの上昇の実現をもたらす。これは、図19に示される、IFN−γの発現が、4−1BBLレベルの上昇に依存するという知見を反映する。図19に示す通り、いずれもMOI[5]の、レベルを一定とするIL−12およびIL−2の、MOI[100]まで漸増するレベルの4−1BBLとの組合せは、中程度のIL−12レベルで、IFN−γの漸増する誘導をもたらす。多様な実施形態では、本開示のベクター系を、医療環境、好ましくは、IL−12およびIL−2を一定レベルとするときの、4−1BBLレベルの上昇によるがんの処置において使用することができる。具体的には、MOI[10]の、4−1BBLをコードするベクターと、MOI[5]の、IL−2およびIL−12をコードするベクターとを伴うベクター系を、医療環境において使用することができる。また、MOI[10]の、4−1BBLをコードするベクターと、MOI[5]の、IL−2およびIL−12をそれぞれコードする2つのベクターとを伴うベクター系も、医療環境において使用することができる。多様な実施形態では、MOI[25]の、4−1BBLをコードするベクターと、MOI[5]の、IL−2およびIL−12をコードする、1つまたは2つのベクターとを伴うベクター系を、医療環境において使用することができる。他の多様な実施形態では、MOI[50]の、4−1BBLをコードするベクターと、MOI[5]の、IL−2およびIL−12をコードする、1つまたは2つのベクターとを伴うベクター系を、医療環境において使用することができる。さらなる多様な実施形態では、MOI[100]の、4−1BBLをコードするベクターと、MOI[5]の、IL−2およびIL−12をコードする、1つまたは2つのベクターとを伴うベクター系を、医療環境において使用することができる。好ましくは、4−1BBLをコードするベクターに適用されるMOIは、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞または免疫細胞のうちの少なくとも5%が、4−1BBLを発現していることを達成する。
上記で言及した医療環境は、これに限定せずに述べると、がんまたはウイルス感染の処置を包含する。好ましくは、医療環境は、がんの処置、より好ましくは、固形がんまたは充実性腫瘍の処置を意味する。
本開示の新規のベクター系は、4−1BBL、sc−IL12、およびIL−2をコードする遺伝子(または遺伝子の核酸配列)を発現させることが可能である。したがって、より具体的には、本開示の新規のベクター系は、1または複数の発現ベクターを含む発現ベクター系、なおより具体的には、1または複数の組換え発現ベクターを含む組換え発現ベクター系である。多様な好ましい実施形態では、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターのベクター型は、ベクター系の全てのベクターについて同じである。ベクターは、典型的に、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を保有することが可能な種類のものである。したがって、ベクターは、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を取り込む能力を有する種類のものである。好ましくは、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターの各々は、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、好ましくは、MVA、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、アルファウイルスベクター、および麻疹ウイルスベクターのうちのいずれか1つである。より好ましくは、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターの各々は、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、好ましくは、MVA、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、またはヘルペスウイルスベクターである。さらにより好ましくは、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターの各々は、アデノウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、またはワクシニアウイルスベクター、好ましくは、MVAである。
本開示は、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターに基づく免疫刺激性ベクター系の文脈における、IFN−γの発現と、4−1BBLレベルの上昇との関係を裏付ける。実施例11に記載され、図19に示される通り、Im02と、単一遺伝子発現ベクターの組合せとによる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答は、IFN−γの発現が、4−1BBLレベルの上昇に依存することを明らかにする。図19に示す通り、いずれもMOI[5]の、レベルを一定とするIL−12およびIL−2の、MOI[100]まで漸増するレベルの4−1BBLとの組合せは、中程度のIL−12レベルで、IFN−γの漸増する誘導をもたらす。本開示の重要な知見は、IFN−γの最大の誘導、および関連する免疫の活性化を、ベクターIm02内で描示される、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列の特異的配置によるだけではなく、scIL−12およびIL−2の発現と比較して、上昇するかまたは高度な4−1BBLの発現をもたらす、代替的な実施形態によってもまた達成しうることである。したがって、本開示は、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含むベクターであって、IL−12およびIL−2を一定レベルとするときの、より高度な4−1BBLレベルまたは4−1BBLレベルの上昇の実現をもたらすベクターを提示する。より具体的には、本開示はまた、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含み、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇、またはこれと比較して高度な4−1BBLの発現レベルをもたらす、少なくとも1つの調節核酸配列をさらに含むベクターも提示する。この態様は、ベクターIm02は、scIL−12およびIL−2の発現と比較して高度な4−1BBLの発現をもたらすことが示されており、上記で論じた通り、いずれもMOI[5]の、レベルを一定とするIL−12およびIL−2の、MOI[100]まで漸増するレベルの4−1BBLとの組合せが、中程度のIL−12レベルで、IFN−γの漸増する誘導をもたらすという知見を反映する。
図3および19は、本開示のベクターまたはベクター系により得られる4−1BBLの発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較して上昇することを示す。したがって、好ましい実施形態では、4−1BBLの発現レベルは、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較して上昇する。
図3および19はまた、scIL−12の発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12の発現レベルと比較して低下することも示す。したがって、好ましい実施形態では、scIL−12の発現レベルは、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12の発現レベルと比較して低下する。
図3および19はさらに、IL−2の発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物により得られるIL−2の発現レベルと比較して上昇することも示す。したがって、好ましい実施形態では、IL−2の発現レベルは、ベクターIm01の発現構築物により得られるIL−2の発現レベルと比較して上昇する。
本開示は、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含み、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇、またはこれと比較して高度な4−1BBLの発現レベルをもたらす、少なくとも1つの調節核酸配列をさらに含むベクターを包含する。好ましくは、scIL−12の発現レベルは、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12の発現レベルと比較して低下し、かつ/またはIL−2の発現レベルは、ベクターIm01の発現構築物により得られるIL−2の発現レベルと比較して上昇する。より具体的には、少なくとも1つの調節核酸配列は、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12の発現レベルと比較した、scIL−12の発現レベルの低下をもたらし、かつ/または少なくとも1つの調節核酸配列は、ベクターIm01の発現構築物により得られるIL−2の発現レベルと比較した、IL−2の発現レベルの上昇をもたらす。
ベクターIm01の発現構築物は、実施例1に描示されており、5’〜3’方向に、以下の順序:5’−CMV−scIL−12−IRES−4−1BBL−IRES−IL−2−ポリAシグナル−3’で構成された、CMVプロモーター、2つのIRESエレメント、scIL−12、4−1BBL、IL−2、およびポリAシグナルを含む。
より具体的には、ベクターIm01の発現構築物は、国際公開第2004/035799A2号パンフレットの図1に示された、「Ad−3」と称するベクターの発現構築物に対応する。ベクター「Ad−3」の発現構築物は、参照により本開示に組み込まれる。国際公開第2004/035799A2号パンフレットの図1では、「Ad−3」という呼称は、前記図1に示される、対応する発現構築物または発現カセットを保有する、完全なベクターを意味する。したがって、ベクター「Ad−3」の発現構築物とは、国際公開第2004/035799A2号パンフレットの図1の基本線で描示された発現構築物を意味する。本開示では、ベクターIm01の発現構築物は、好ましくは、国際公開第2004/035799A2号パンフレットの図1において示される通りであり、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする核酸配列のヒトcDNAを含む、ベクター「Ad−3」の発現構築物に対応する。したがって、本開示で言及される、ベクターIm01の発現構築物は、5’〜3’方向に、以下の順序:5’−CMV−ヒトscIL−12−PV−IRES−ヒト4−1BBL−EMCV−IRES−ヒトIL−2−SV−40ポリA−3’で構成されたエレメントを含む。
本開示の多様な実施形態では、「ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベル」への言及は、「ベクターIm01により得られる発現レベル」を意味する。ベクターIm01は、アデノウイルスベクターである。したがって、本開示の多様な実施形態では、「ベクターIm01により得られる発現レベル」への言及は、国際公開第2004/035799A2号パンフレットの図1において示される、ベクター「Ad−3」の発現構築物であって、scIL−12、4−1BBL、およびIL−2をコードする核酸配列のヒトcDNAを伴う発現構築物を含むアデノウイルスベクターを含む。より具体的には、「ベクターIm01により得られる発現レベル」への言及は、5’〜3’方向に、以下の順序:5’−CMV−ヒトscIL−12−PV−IRES−ヒト4−1BBL−EMCV−IRES−ヒトIL−2−SV−40ポリA−3’で構成されたエレメントを含むアデノウイルスベクターにより得られる発現レベルを意味する。したがって、好ましい実施形態では、「ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベル」への言及は、図20に示される、「ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベル」を意味する。したがって、図20を参照すると、ベクターIm01とは、シャトルベクターである、hu pE1.1 Im01を意味する。図20に示される、ベクターIm01の発現構築物は、CMVプロモーター、ヒトscIL−12、PV IRES、ヒト4−1BBL、EMCV IRES、ヒトIL−2、およびSV40ポリAを包含する。図20に描示されるシャトルベクターである、hu pE1.1 Im01のヌクレオチド配列は、合計7,845bpを有する。CMVプロモーター、ヒトscIL−12、PV IRES、ヒト4−1BBL、EMCV IRES、ヒトIL−2、およびSV40ポリAのヌクレオチド配列は、図2に描示されるシャトルベクターであるhu pE1.1 Im02のヌクレオチド配列を示す、配列番号11(図17)のヌクレオチド配列内で同定することができる。シャトルベクターである、hu pE1.1 Im01の、CMVプロモーター、ヒトscIL−12、PV IRES、ヒト4−1BBL、EMCV IRES、ヒトIL−2、およびSV40ポリAのヌクレオチド配列は、シャトルベクターであるhu pE1.1 Im02の、CMVプロモーター、ヒト4−1BBL、EMCV IRES、ヒトIL−2、PV IRES、ヒトscIL−12、およびSV40ポリAの、それぞれのヌクレオチド配列に対応する。
多様な好ましい実施形態では、「ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベル」への言及は、例えば、アデノウイルスのベクターDNAを保有するプラスミドまたはベクターへとクローニングまたはサブクローニングされた、ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベルを意味する。より好ましくは、「ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベル」への言及は、アデノウイルスベクターへとクローニングまたはサブクローニングされた、ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベルを意味する。
多様な実施形態では、ベクター型は、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含むベクターと、ベクターIm01の発現構築物を含むベクターとについて同じである。ベクターは、典型的に、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を保有することが可能な種類のものである。したがって、ベクターは、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を取り込む能力を有する種類のものである。好ましくは、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターの各々は、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、好ましくは、MVA、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、アルファウイルスベクター、および麻疹ウイルスベクターのうちのいずれか1つである。より好ましくは、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターの各々は、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、好ましくは、MVA、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、またはヘルペスウイルスベクターである。さらにより好ましくは、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含む、1または複数のベクターの各々は、アデノウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、またはワクシニアウイルスベクター、好ましくは、MVAである。
本開示の多様な実施形態では、「ベクターIm01の発現構築物により得られる発現レベル」への言及または「ベクターIm01により得られる発現レベル」は、ベクター(すなわち、本開示のベクターもしくはベクター系、またはベクターIm01、もしくはベクターIm01の発現構築物を含むベクター、好ましくは、アデノウイルスベクター)を形質導入される腫瘍細胞株、好ましくは、ヒトA549細胞と、標的細胞としてのヒト血中免疫細胞の、その後のオーバーレイとを含む、標準的なin vitro発現系の適用により得られる発現レベルを意味する。
したがって、本開示は、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含み、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇をもたらす、少なくとも1つの調節核酸配列をさらに含み、発現レベルが、ベクター、好ましくは、ベクターIm01の発現構築物を含むアデノウイルスベクターを形質導入された腫瘍細胞株、好ましくは、ヒトA549細胞株と、ヒト血中免疫細胞、好ましくは、末梢血単核細胞(PBMC)とを含む、in vitro発現系(または発現アッセイ)で決定されるベクターを提示する。
本開示では、発現レベル、またはトランス遺伝子の発現レベルおよび発現率、またはトランス遺伝子の発現率という用語を、互換的に使用することができる。
本開示のベクターまたはベクター系によりもたらされる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の発現レベルは、トランス遺伝子特異的、すなわち、本開示のベクターまたはベクター系によりもたらされる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の発現レベルに特異的な免疫応答を誘導する。本開示のベクターまたはベクター系によりもたらされる発現レベルは、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した4−1BBLの発現レベルの上昇に特に特異的な免疫応答を誘導する。好ましくは、本開示のベクターまたはベクター系によりもたらされる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の発現レベルは、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した4−1BBLの発現レベルの上昇に特に特異的な免疫応答を誘導し、この場合、4−1BBLの発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較して上昇している。より好ましくは、本開示のベクターまたはベクター系によりもたらされる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の発現レベルは、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した4−1BBLの発現レベルの上昇に特に特異的な免疫応答を誘導し、この場合、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12および/またはIL−2の発現レベルと比較して、scIL−12の発現レベルが低下し、かつ/またはIL−2の発現レベルが上昇している。さらにより好ましくは、本開示のベクターまたはベクター系によりもたらされる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の発現レベルは、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した4−1BBLの発現レベルの上昇に特に特異的な免疫応答を誘導し、この場合、4−1BBLの発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較して上昇し、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12および/またはIL−2の発現レベルと比較して、scIL−12の発現レベルが低下し、かつ/またはIL−2の発現レベルが上昇している。
トランス遺伝子特異的免疫応答とは、好ましくは、トランス遺伝子特異的IFN−γ応答、またはIFN−γの、トランス遺伝子特異的な発現もしくは産生を意味する。IFN−γレベルを含むサイトカインレベルは、ELISAにより、常套的にアッセイすることができる。
好ましい実施形態では、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の発現レベルにより誘導される、トランス遺伝子特異的免疫応答を、in vitroアッセイ、好ましくは、ELISAにより検出または決定する。
本開示の多様な実施形態では、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする核酸配列を、1つのベクターにより、2つの個別の調節核酸配列から発現させるが、この場合、1つの調節核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の上流に配置し、他の調節核酸配列を、IL−2およびscIL−12をコードする核酸配列を含む発現カセットの上流に配置する。好ましくは、前記発現カセットは、IL−2およびscIL−12をコードする核酸配列を、5’〜3’方向に、5’−IL−2−scIL−12−3’の順序で含む。本開示に従い、2つの調節核酸配列は、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇、もしくはこれと比較して高度な4−1BBLの発現レベルをもたらし、かつ/または、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇、またはこれと比較して高度な4−1BBLの発現レベルをもたらす。好ましくは、2つの調節核酸配列はまた、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12の発現レベルと比較した、scIL−12の発現レベルの低下、および/またはベクターIm01の発現構築物により得られるIL−2の発現レベルと比較した、IL−2の発現レベルの上昇ももたらすか、またはさらに、これらももたらす。好ましくは、調節核酸配列は、プロモーター配列である。
本開示の多様な実施形態では、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする核酸配列を、1つのベクターにより、3つの個別の調節核酸配列から発現させるが、この場合、1つの調節核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の上流に配置し、1つの調節核酸配列を、IL−2をコードする核酸配列の上流に配置し、1つの調節核酸配列を、scIL−12をコードする核酸配列の上流に配置する。本開示に従い、3つの調節核酸配列は、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇、もしくはこれと比較して高度な4−1BBLの発現レベルをもたらし、かつ/または、ベクターIm01の発現構築物により得られる4−1BBLの発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇、またはこれと比較して高度な4−1BBLの発現レベルをもたらす。好ましくは、3つの調節核酸配列はまた、ベクターIm01の発現構築物により得られるscIL−12の発現レベルと比較した、scIL−12の発現レベルの低下、および/またはベクターIm01の発現構築物により得られるIL−2の発現レベルと比較した、IL−2の発現レベルの上昇ももたらすか、またはさらに、これらももたらす。好ましくは、調節核酸配列は、プロモーター配列である。
本明細書で記載される通り、調節核酸配列とは、好ましくは、プロモーター(配列)または、より具体的には、発現プロモーター配列を意味する。意図される上昇したまたは高い、4−1BBLの発現レベルのために使用されうる強力なプロモーターは、それらに限定せずに述べると、サイトメガロウイルス(CMV)、伸長因子1アルファ(EF1A)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、サルウイルス40(SV40)のうちのいずれか1つを含む。CMVは、特に好ましいプロモーターである。これらのプロモーターは、本開示の多様な実施形態で使用することができ、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇をもたらしうる、好ましいプロモーターを表す。これは特に、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする3つの核酸配列を、トリシストロニックのカセット内に、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、4−1BBLをコードする核酸配列を、IL−2およびscIL−12をコードする核酸配列の上流に配置して構成する実施形態であって、好ましくは、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする3つの核酸配列を、5’〜3’へと、以下の順序:5’−4−1BBL−IL−2−scIL−12−3’で構成する実施形態に当てはまる。
IL−2および/またはIL−12の、意図される発現のために使用されうるプロモーターは、それらに限定せずに述べると、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)およびユビキチンC(UBC)を含む。これらのプロモーターは、本開示の多様な実施形態で使用することができ、意図されるIL−2およびIL−12の発現レベルをもたらしうる、好ましいプロモーターを表す。特に、これらのプロモーターを、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする核酸配列を、1つのベクターにより、2つの個別の調節核酸配列から発現させるが、この場合、1つの調節核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の上流に配置し、他の調節核酸配列を、IL−2およびscIL−12をコードする核酸配列を含む発現カセットの上流に配置する実施形態において使用することができる。これらのプロモーターはさらに、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12をコードする核酸配列を、1つのベクターにより、3つの個別の調節核酸配列から発現させるが、この場合、1つの調節核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の上流に配置し、1つの調節核酸配列を、IL−2をコードする核酸配列の上流に配置し、1つの調節核酸配列を、scIL−12をコードする核酸配列の上流に配置する実施形態においても使用することができる。
多様な実施形態では、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を含むベクターの、少なくとも1つの調節核酸配列は、ベクターIm02により得られるのと同じ発現レベルまたは発現比の、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をもたらす。
本開示の新規のベクター/ベクター系の、1または複数のベクターは、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、RNAベクター、プラスミドベクター、ナノ粒子ベクター、およびネイキッドDNAのうちのいずれか、またはこれらの組合せでありうる。
本開示の多様な実施形態では、新規のベクター/ベクター系の、1または複数のベクターは、ウイルスベクターである。ウイルスベクターは、生ベクターの場合もあり、弱毒化ベクターの場合もあり、複製条件化ベクターの場合もあり、複製欠損(deficient)ベクターの場合もあり、また、非病原性(欠損(defective))ウイルスベクターの場合もあり、複製コンピテントウイルスベクターの場合もある。
本開示のある特定の実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系のうちの、1または複数のベクターは、レトロウイルスベクターのゲノム、レンチウイルスベクターのゲノム、ポックスウイルスベクターのゲノム、ワクシニアウイルスベクターのゲノム、アデノウイルスベクターのゲノム、アデノ随伴ウイルスベクターのゲノム、ヘルペスウイルスベクターのゲノム、アルファウイルスベクターのゲノム、プラスミドDNA、およびプラスミドRNAから選択される。
ウイルスベクターの安全性特徴、例えば、組込み(integration)の欠損性を組み込む(incorporated)ことが所望される。ある特定の実施形態では、組込み(integration)の欠損性は、ベクターゲノムのエレメントにより付与される場合もあり、また、パッケージング系(例えば、ベクターゲノムの一部でありうるが、トランスで供給される、非機能的なインテグラーゼタンパク質)のエレメントに由来する場合もある。
多様な実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系のうちの、1または複数のベクターは、複製性ベクターである。好ましくは、複製性ベクターは、複製型ウイルスベクター、より好ましくは、複製型アデノウイルスベクターである。他の多様な実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系のうちの、1または複数のベクターは、非複製性ベクター、好ましくは、非複製コンピテントウイルスベクター、より好ましくは、非複製コンピテントアデノウイルスベクターである。
本開示の新規のベクター/ベクター系のうちの、1または複数のベクターが、RNAベクターである場合、これらは、挿入された修飾リボヌクレオチドを含みうる。
本開示の例示的なウイルスベクターは、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、およびアルファウイルスベクターを含むがこれらに限定されない。好ましくは、ウイルスベクターは、アデノウイルスベクターである。
ある特定の実施形態では、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルスベクターを、4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2の、3つの遺伝子を発現させるために使用することができる。いくつかのアデノウイルスベクター系と、ベクターを投与するための方法とについては記載されている(例えば、Mercier et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004, 101 :6188-93を参照されたい)。レトロウイルスベクターは、マウス白血病ウイルス(MuLV)、テナガザル白血病ウイルス(GaLV)、エコトロピックレトロウイルス、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、およびこれらの組合せに基づくベクターを含みうる。
ある特定の実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系のうちの、1または複数のベクターは、レトロウイルスベクター、好ましくは、レンチウイルスベクターである。ヒト遺伝子治療に適するゲノムベースのレンチウイルスベクターは、ヒト免疫不全ウイルス(HIV−1)、HIV−2、ネコ免疫不全ウイルス(FIV)、ウマ伝染性貧血ウイルス、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、およびサル免疫不全ウイルス(SIV)に基づくベクターを含む。
多様な実施形態では、ベクターは、プラスミドDNAまたはコスミドDNAである。本明細書で記載される、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする、1または複数のポリヌクレオチドを含有するプラスミドDNAまたはコスミドDNAは、当技術分野で周知の標準的な技法を使用して、たやすく構築される。ベクターは、典型的に、プラスミド形態で構築することができ、次いで、パッケージング細胞株またはプロデューサー細胞株へとトランスフェクトすることができる。プラスミドは一般に、細菌内のプラスミドの複製に有用な配列を含む。当技術分野では、このようなプラスミドが周知である。加えて、原核生物の複製起点を含むベクターはまた、その発現が、薬物耐性など、検出用マーカーまたは選択用マーカーを付与する遺伝子も含みうる。
一実施形態では、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードするポリヌクレオチド配列であって、感染性疾患環境またはがん環境において、免疫応答を誘導するポリヌクレオチド配列を含む、組換え発現ベクターが提供される。4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の発現を導くために、各ベクター内のコードポリヌクレオチド配列は、コードポリヌクレオチド配列に作動的に連結された、少なくとも1つの適切な発現制御配列(また、調節発現配列または調節発現特徴とも呼ばれる)を含むべきである。当技術分野では、コードされるポリペプチドの発現を調節するために使用されうる発現制御エレメントが公知であり、誘導可能なプロモーター、構成的プロモーター、分泌シグナル、エンハンサー、リーダー、および他の調節配列を含むがこれらに限定されない。
本明細書で記載される通り、発現ベクターは、少なくとも1つの調節発現配列(発現制御配列)を含みうる。ある特定の実施形態では、発現ベクターが、ウイルスベクターのゲノムを含む場合、特定の標的細胞内では、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の発現が所望される。典型的に、例えば、ウイルスベクター内では、4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2をコードするポリヌクレオチド配列を、5’LTR配列と、3’LTR配列との間に配置する。さらに、コードヌクレオチド配列を、好ましくは、他の遺伝子配列もしくは遺伝子特徴、または調節配列もしくは調節特徴、例えば、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする遺伝子の発現を、特定の方式で調節する、プロモーターまたはエンハンサーを含む転写調節配列と機能的な関係で、作動的に連結する。ウイルスベクター構築物に関して、「内部」プロモーター/エンハンサーとは、ウイルスベクター内の5’LTR配列と3’LTR配列との間に配置され、目的のコードポリヌクレオチド配列へと作動的に連結されたプロモーター/エンハンサーである。内部プロモーター/エンハンサーは、それが機能的関係にある遺伝子の発現を増大させることが公知である、任意のプロモーター、エンハンサー、またはプロモーター/エンハンサーの組合せでありうる。「機能的関係」および「作動的に連結された」とは、限定せずに述べると、プロモーターおよび/またはエンハンサーを、適切な分子と接触させると、目的の配列が、発現するように、配列が、プロモーターおよび/またはエンハンサーに照らして、適正な位置および方向にあることを意味する。ある特定の場合には、有用な転写調節配列とは、活性に関して、時間および空間の両面において、高度に調節された転写調節配列である。内部プロモーター/エンハンサーの選出は、3つの遺伝子である、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の所望の発現パターン、ならびに公知のプロモーター/エンハンサーの特異的特性に基づく。したがって、内部プロモーターは、構成的に活性でありうる。使用されうる構成的プロモーターの非限定的例は、CMVプロモーターを含む。本開示の多様な実施形態では、新規のベクター/ベクター系は、scIL−12およびIL−2と比較して、高度な4−1BBLの発現をもたらす、内部プロモーター/エンハンサーを含む。ウイルスゲノム内および哺乳動物ゲノム内の多くのエンハンサーが同定され、特徴づけられている(例えば、GenBankなど、一般に利用可能なデータベースを参照されたい)。
エンハンサーは、典型的に、通例、約10〜300bpの長さである、DNAのシス作用型エレメントであって、プロモーターに対して、その転写を増大させるように作用するエレメントである。今日では、哺乳動物遺伝子および真核細胞ウイルスに由来する、多くのエンハンサー配列が公知である。例は、複製起点の後期側(bp:100〜270)のSV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、複製起点の後期側のポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーを含む。エンハンサーは、目的の遺伝子をコードするポリヌクレオチド配列に対する5’位または3’位において、ベクターへとスプライシングしうるが、好ましくは、プロモーターから5’側の部位に配置される。エンハンサーは、異種プロモーターと組み合わせて使用することができる。当業者は、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の、所望される発現パターンに基づき、適切なエンハンサーを選択することが可能であろう。
多様な実施形態では、プロモーターは、組織特異的プロモーターでありうる。一部の実施形態では、プロモーターは、標的細胞特異的プロモーターである。加えて、プロモーターは、4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2の誘導可能な発現を可能とするように選択することができる。当技術分野では、誘導可能な発現のための多数の系であって、テトラサイクリン応答系、lacオペレーター−リプレッサー系のほか、熱ショック、金属イオン、インターフェロン、低酸素状態、ステロイド、および放射線を含む、様々な環境的変化または生理学的変化に対して応答性であるプロモーターを含む系が公知である。プロモーターの組合せはまた、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする3つの遺伝子の各々の所望の発現を得るのにも使用することができる。当業者は、目的の生物または標的組織または標的細胞における、ポリヌクレオチド配列の所望の発現パターンに基づき、プロモーターを選択することが可能であろう。
本明細書で記載される通り、ウイルスベクターのゲノムを含む発現ベクターは、少なくとも1つのRNAポリメラーゼIIまたはIII応答性プロモーターを含みうる。このプロモーターは、少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2をコードするポリヌクレオチド配列に作動的に連結することができ、また、終結配列へも連結することができる。加えて、1つを超えるRNAポリメラーゼIIまたはIIIプロモーターも組み込むことができる。当業者には、RNAポリメラーゼIIおよびIIIプロモーターが周知である。
細胞媒介性免疫応答を誘導するために、ウイルスベクターのゲノムを含む組換え発現ベクターの送達を、特定の標的細胞または標的組織へとターゲティングする場合、ベクターゲノムは通例、標的細胞または標的組織により認識され、目的の配列に作動的に連結されたプロモーター、ウイルスの構成要素(ベクターが、ウイルスベクターである場合)、および本明細書で論じられる他の配列を含有するであろう。
プロモーターは、誘導可能なプロモーターの場合もあり、構成的プロモーターの場合もあり、時間活性プロモーターの場合もあり、組織特異的プロモーターの場合もある。誘導可能なプロモーターは、それらが作動的に連結された遺伝子の発現を、例えば、特定の組織内でオンまたはオフにしうるため、遺伝子操作における有用なツールである。誘導可能なプロモーターは、化学的調節プロモーターおよび物理的調節プロモーターとして群分けすることができる。典型的な化学的調節プロモーターは、ステロイド調節プロモーター(例えば、ラットグルココルチコイド受容体(GR)ベースのプロモーター、ヒトエストロゲン受容体(ER)ベースのプロモーター)、金属調節プロモーター(例えば、メタロチオネイン遺伝子ベースのプロモーター)、および病理機序関連プロモーター(例えば、シロイヌナズナ(Arabidopsis)属およびトウモロコシの病原体関連(PR)タンパク質ベースのプロモーター)を含むがこれらに限定されない。典型的な物理的調節プロモーターは、温度調節プロモーター(例えば、熱ショックプロモーター)および光調節プロモーター(例えば、ダイズSSUプロモーター)を含むがこれらに限定されない。当業者には、他の例示的なプロモーターが周知である。
多様な実施形態では、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)即初期遺伝子プロモーター、SV40初期プロモーター、およびラウス肉腫ウイルスLTR(long terminal repeat)を使用することができる。ポリヌクレオチドの発現を達成することが、当技術分野で周知である、他のウイルス細胞または哺乳動物細胞または細菌ファージのプロモーターの使用もまた想定される。当業者は、特異的状況に基づき、適切なプロモーターを選択することが可能であろう。当技術分野では、プロモーターを、発現させるポリヌクレオチド配列に作動的に連結するための方法と同様、多くの異なるプロモーターも記載されている。パッケージング細胞および標的細胞または標的組織における発現を導くのに、天然プロモーター配列および多くの異種プロモーターの両方を使用することができる。異種プロモーターは典型的に、それらが一般に、天然プロモーターと比較して、所望のタンパク質の転写の増大および高収量を可能とするために使用される。プロモーターは、例えば、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス、アデノウイルス、ウシパピローマウイルス、トリ肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルス、およびサルウイルス40(SV40)などのウイルスのゲノムから得ることができる。プロモーターはまた、このようなプロモーターが、標的細胞または標的組織と適合性であることを条件として、例えば、異種哺乳動物プロモーター、例えば、アクチンプロモーターもしくは免疫グロブリンプロモーター、熱ショックプロモーター、または通常天然配列と関連するプロモーターでもありうる。一実施形態では、プロモーターは、ウイルス発現系内の、天然におけるウイルスプロモーターである。一部の実施形態では、プロモーターは、腫瘍細胞特異的プロモーターである。
発現ベクターはまた、転写の終結およびmRNAの安定化に必要な配列も含有しうる。これらの配列は、真核生物またはウイルスのDNAまたはcDNAの、5’側の非翻訳領域内でしばしば見出され、場合によって、3’側の非翻訳領域内で見出され、当技術分野でも周知である。
本開示の新規のベクター/ベクター系はさらに、発がん性ウイルス(例えば、EBV、HPV、HBV、HCV、HTLV、およびKSHV)および腫瘍関連抗原に由来する免疫原を含むがこれらに限定されない、1または複数の免疫原もコードしうる。好ましくは、腫瘍関連抗原は、膀胱がん、肝臓がん、メルケル細胞癌、腎細胞癌、前立腺がん、中皮腫、膵臓がん、黒色腫、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、卵巣がんに由来する腫瘍関連抗原である。より好ましくは、腫瘍関連抗原は、膀胱がんに由来する。ある特定の実施形態では、腫瘍関連抗原は、p53、Ras、c−Myc、A−Raf、B−Raf、C−Raf、NY−ESO−1、LAGE−1、MAGE−A1、MAGE−A2、MAGE−A3、MAGE−A4、MAGE−A6、MAGE−A10、MAGE−A12、CT7、CT10、GAGE、IMP3、BK T抗原、MART−1、DAM−6、NA88−A、Gp100、PSA、PSM、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、ART−4、CAMEL、CEA、Cyp−B、hTERT、hTRT、MUC1、MUC2、TRK受容体、PRAME、P15、SART−1、SART−2、SART−3、ウィルムス腫瘍抗原(WT1)、AFP、CEA、ELF2M、GnT−V、G250、HSP70−2M、HST−2、MUM−1、MUM−2、MUM−3、RAGE、707−AP、BCR−ABL、インターフェロン調節因子4(IRF4)、腫瘍関連カルシウムシグナル伝達因子1(TACSTD1)、TACSTD2、受容体チロシンキナーゼ、表皮増殖因子受容体(EGFR)、血小板由来増殖因子受容体(PDGFR)、血管内皮増殖因子受容体(VEGFR)、細胞質チロシンキナーゼ、src−ファミリー、核因子カッパB(NF−κΒ)、Notch受容体、c−Met、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK)、PMSA、PR−3、MDM2、メソテリン、腎細胞癌5T4、SM22アルファ、STEAD、hTERT、肉腫転座切断点、EpCAM、NA17、PAX3、ALK、アンドロゲン受容体、サイクリンB1、MYCN、BORIS、***タンパク質17、SSX2、B7H3、TIE2、Page4、MAD−CT−1、FAP、MAD−CT−2、およびfos関連抗原1のうちのいずれか1つである。別の実施形態では、本明細書では、腫瘍関連抗原を、膀胱がん抗原から選択する方法が提示される。一実施形態では、膀胱がん抗原は、CTA、NY−ESO−1、LAGE−1、MAGE−A1、MAGE−A3、MAGE−A4、MAGE−A10、CT7、CT10、GAGE、PRAME;BAGE;RAGE、SAGE、HAGE、MPHOSPH1、DEPDCI、IMP3およびMAGE−A、ならびにBK T−抗原のうちのいずれか1つである。
発現ベクターが、ウイルスベクターのゲノムである場合、ウイルスベクターのゲノムは典型的に、ウイルスベクターのゲノム構築物を作製するための、パッケージング細胞株またはプロデューサー細胞株へとトランスフェクトされうる、プラスミド形態で構築することができる。プラスミドは一般に、細菌内のプラスミドの複製に有用な配列を含む。当技術分野では、このようなプラスミドが周知である。加えて、原核生物の複製起点を含むベクターはまた、その発現が、薬物耐性など、検出用マーカーまたは選択用マーカーを付与する遺伝子も含みうる。当業者が理解する通り、特定の宿主内のその発現を増強するように、コード配列を修飾することが有利でありうる。遺伝子コードは、64の可能なコドンを伴い、冗長であるが、大半の生物は、これらのコドンのサブセットを優先的に使用する。種において最もしばしば用いられるコドンは、最適コドンと呼ばれ、それほどしばしば用いられないコドンは、希少コドンまたは低使用度コドンと分類される。コドンは、宿主の好ましいコドン使用を反映するように置換することができ、過程は、場合によって、「コドン最適化」または「種についてコドンバイアスを制御すること」とも呼ばれる。特定の原核宿主または真核宿主に好ましいコドンを含有する、最適化コード配列を調製して、例えば翻訳の速度を増大させることもでき、非最適化配列から作製された転写物と比較した、半減期の延長など、所望の特性を有する組換えRNA転写物を作製することもできる。多様な実施形態では、少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2をコードする核酸配列を、ヒトにおける発現のためにコドン最適化する。本開示の好ましい実施形態では、4−1BBLをコードする核酸配列は、ヒトcDNA(4−1BBLのヒト遺伝子)であり、scIL−12をコードする核酸配列は、ヒトcDNA(scIL−12のヒト遺伝子)であり、かつ/またはIL−2をコードする核酸配列は、ヒトcDNA(ヒトIL−2の遺伝子)である。
多様な実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系の核酸配列は、cDNA配列である。本開示の新規のベクター/ベクター系内に含有される、4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2の遺伝子の核酸配列は、異種核酸配列と考えることができる。本明細書では、核酸配列およびポリヌクレオチドという用語を互換的に使用することができる。本明細書で記載される「核酸配列」という用語は、一本鎖核酸配列および二本鎖核酸配列の両方を包含しうる。多様な実施形態では、核酸配列は、DNA配列である。
多様な実施形態では、ベクターは、DNAベクターである。多様な実施形態では、ベクターは、RNAベクターである。本開示の新規のベクターは、より具体的には、環状ベクター、なおより具体的には、環状発現ベクターとして記載することができる。本明細書で記載される「ベクター」という用語は、一本鎖DNAベクターおよび二本鎖DNAベクターを含むがこれらに限定されない、一本鎖ベクターおよび二本鎖ベクターの両方を包含しうる。
本明細書で記載される通り、4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列は、核酸配列をコードする、4−1BBLの変異体、特に、配列番号2(図13)に示されるアミノ酸配列を有する、4−1BBLの変異体を包含する。このような変異体の配列については、本明細書の下記で、さらに詳細に記載する。同様に、IL−2をコードする遺伝子の核酸配列は、核酸配列をコードする、IL−2の変異体、特に、配列番号4(図14)に示されるアミノ酸配列を有する、IL−2の変異体を包含する。このような変異体の配列については、本明細書の下記で、さらに詳細に記載する。scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列もまた、核酸配列をコードする、scIL−12の変異体、特に、配列番号6(図15)に示されるアミノ酸配列を有する、scIL−12の変異体を包含する。このような変異体の配列については、本明細書の下記で、さらに詳細に記載する。
本開示の多様な実施形態では、(i)4−1BBLをコードする(遺伝子の)核酸配列は、配列番号1の核酸配列を含み、この核酸配列はヒトにおける発現についてコドンを最適化されており、(ii)IL−2をコードする(遺伝子の)核酸配列は、配列番号3の核酸配列を含み、この核酸配列はヒトにおける発現についてコドンを最適化されており、かつ/または(iii)scIL−12をコードする(遺伝子の)核酸配列は、配列番号5の核酸配列を含み、この核酸配列はヒトにおける発現についてコドンを最適化されている。4−1BBは、腫瘍壊死因子(TNF)受容体ファミリーのメンバーである。CD137は、CD表記法に従う4−1BBの呼称である。本開示では、CD137および4−1BBという用語は、互換的に使用することができる。したがって、本開示では、4−1BBリガンド(4−1BBL)およびCD137リガンドという用語もまた、互換的に使用することができる。本開示の多様な実施形態では、4−1BBL(またはCD137リガンド)をコードする核酸配列は、配列番号1(図13)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、活性化T細胞、好ましくは、CD4+ヘルパー細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする。好ましくは、4−1BBLをコードする核酸配列は、配列番号1(図13)の核酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、活性化T細胞、好ましくは、CD4+ヘルパー細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする。より好ましくは、4−1BBLをコードする核酸配列は、配列番号1(図13)の核酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、活性化T細胞、好ましくは、CD4+ヘルパー細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする。なおより好ましくは、4−1BBLをコードする核酸配列は、配列番号1(図13)の核酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、活性化T細胞、好ましくは、CD4+ヘルパー細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする。ある特定の実施形態では、上記の4−1BBLの変異体は、配列番号1(図13)の配列によりコードされる天然4−1BBLと同じ、T細胞、好ましくは、CD4+ヘルパー細胞およびCD8+ T細胞に対する結合特異性を呈する。特に好ましい実施形態では、4−1BBLをコードする核酸配列は、配列番号1(図13)の配列を含む(またはこれからなる)。多様な好ましい実施形態では、本明細書で記載される、ヒト4−1BBLの核酸配列の変異体配列は、マウス4−1BBLをコードするヌクレオチド配列ではない。したがって、多様な好ましい実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系は、マウス由来の4−1BBLをコードする核酸配列を含まない。
本開示の多様な実施形態では、IL−2をコードする核酸配列は、配列番号3(図14)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−2タンパク質をコードする。好ましくは、IL−2をコードする核酸配列は、配列番号3(図14)の核酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−2タンパク質をコードする。より好ましくは、IL−2をコードする核酸配列は、配列番号3(図14)の核酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−2タンパク質をコードする。なおより好ましくは、IL−2をコードする核酸配列は、配列番号3(図14)の核酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−2タンパク質をコードする。ある特定の実施形態では、上記で記載したIL−2の変異体は、配列番号3(図14)の配列によりコードされる天然IL−2と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する。特に好ましい実施形態では、IL−2をコードする核酸配列は、配列番号3(図14)の配列を含む(またはこれからなる)。多様な好ましい実施形態では、本明細書で記載される、ヒトIL−2の核酸配列の変異体配列は、マウスIL−2をコードするヌクレオチド配列ではない。したがって、多様な好ましい実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系は、マウス由来のIL−2をコードする核酸配列を含まない。
本開示の多様な実施形態では、scIL−12をコードする核酸配列は、配列番号5(図15)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するscIL−12タンパク質をコードする。好ましくは、scIL−12をコードする核酸配列は、配列番号5(図15)の核酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するscIL−12タンパク質をコードする。より好ましくは、scIL−12をコードする核酸配列は、配列番号5(図15)の核酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するscIL−12タンパク質をコードする。なおより好ましくは、scIL−12をコードする核酸配列は、配列番号5(図15)の核酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するscIL−12タンパク質をコードする。本明細書で記載される通り、タンパク質は、それが、天然IL−12タンパク質の2つのサブユニットを、融合タンパク質として含むアミノ酸配列を含む場合、scIL−12タンパク質と考えられる。配列番号5(図15)の配列は、リンカーにより連結された、ヒトIL−12の、40kDaのサブユニットと35kDaサブユニットとをコードする遺伝子の配列を示す。図15に描示される配列番号5のヌクレオチド配列内では、リンカー配列を、太字で示す。ある特定の実施形態では、上記で記載したscIL−12の変異体は、配列番号5(図15)の配列によりコードされる天然scIL−12と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する。特に好ましい実施形態では、scIL−12をコードする核酸配列は、配列番号5(図15)の配列を含む(またはこれからなる)。多様な好ましい実施形態では、本明細書で記載される、ヒトscIL−12の核酸配列の変異体配列は、マウスscIL−12をコードするヌクレオチド配列ではない。したがって、多様な好ましい実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系は、マウス由来のscIL−12をコードする核酸配列を含まない。
本開示の多様な実施形態では、4−1BBL(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含む4−1BBLポリペプチドをコードし、この場合、4−1BBLポリペプチドは、活性化T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。好ましくは、4−1BBL(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含む4−1BBLポリペプチドをコードし、この場合、4−1BBLポリペプチドは、T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。より好ましくは、4−1BBL(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含む4−1BBLポリペプチドをコードし、この場合、4−1BBLポリペプチドは、活性化T細胞、好ましくは、CD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。なおより好ましくは、4−1BBL(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含む4−1BBLポリペプチドをコードし、この場合、4−1BBLポリペプチドは、活性化T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。ある特定の実施形態では、上記で記載した、4−1BBL(の遺伝子)の変異体の核酸配列は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列を有する、天然の4−1BBLと同じ、T細胞、好ましくは、CD8+ T細胞に対する結合特異性を呈する、4−1BBLポリペプチドをコードする。好ましい実施形態では、4−1BBL(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列を含む(またはこれからなる)ポリペプチドをコードする。
本開示の多様な実施形態では、IL−2(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むIL−2ポリペプチドをコードし、この場合、IL−2ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。好ましくは、IL−2(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むIL−2ポリペプチドをコードし、この場合、IL−2ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。より好ましくは、IL−2(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むIL−2ポリペプチドをコードし、この場合、IL−2ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。なおより好ましくは、IL−2(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むIL−2ポリペプチドをコードし、この場合、IL−2ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。ある特定の実施形態では、上記で記載した、IL−2の変異体の核酸配列は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列を有する、天然のIL−2と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する、IL−2ポリペプチドをコードする。好ましい実施形態では、IL−2(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列を含む(またはこれからなる)ポリペプチドをコードする。
本開示の多様な実施形態では、scIL−12(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むscIL−12ポリペプチドをコードし、この場合、scIL−12ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。好ましくは、scIL−12(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むscIL−12ポリペプチドをコードし、この場合、scIL−12ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。より好ましくは、scIL−12(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むscIL−12ポリペプチドをコードし、この場合、scIL−12ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。なおより好ましくは、scIL−12(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含むscIL−12ポリペプチドをコードし、この場合、scIL−12ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。ある特定の実施形態では、上記で記載した、scIL−12の変異体の核酸配列は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列を有する、天然のscIL−12と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する、scIL−12ポリペプチドをコードする。好ましい実施形態では、scIL−12(の遺伝子)の核酸配列は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列を含む(またはこれからなる)ポリペプチドをコードする。
本明細書で記載される通り、1または複数のポリシストロニックまたはマルチシストロニックの発現単位であって、2つまたは3つ全てのタンパク質をコードする、2つまたは3つのポリヌクレオチド配列、すなわち、各々が、少なくとも(i)4−1BBLもしくはscIL−12、または(ii)4−1BBLもしくはIL−2、または(iii)scIL−12もしくはIL−2をコードする、2つのポリヌクレオチド配列;あるいは各々が、少なくとも4−1BBL、scIL−12、または4−1BBLのそれぞれをコードする、3つのポリヌクレオチド配列を含む発現単位を使用することができる。マルチシストロニックのベクター(または発現単位)の使用は、要求される核酸分子の総数を低減し、したがって、複数のベクターゲノムからの発現の協調と関連する、可能な困難を回避しうる。マルチシストロニックのベクター内では、発現させる多様なエレメントを、1または複数のプロモーター(および、必要に応じて、他の発現制御エレメント)に作動的に連結することができる。
いくつかのプロモーターを使用する場合、プロモーターの相互的阻害を観察することができる。少なくともトリシストロニックであり、それらが、発現カセット1つ当たり1つだけのプロモーターを含有し、プロモーターのすぐ下流に局在化させない各シストロンのためのIRES配列をさらに含むことをさらに特徴とするベクターを使用して、特に高度な発現率を達成することができる。プロモーター配列と、IRES(内部リボソーム侵入部位)配列との組合せは、タンパク質発現の改善をもたらすと考えられる。異なるIRES配列の使用は、これらの配列間の組換え頻度を最小化しうるという、さらなる利点をもたらしうる。本開示の多様な実施形態では、IRESは、EMCV(脳心筋炎ウイルス)に由来する。本開示の多様な実施形態では、IRESは、PV(ポリオウイルス)に由来する。本開示の多様な実施形態では、新規のベクター/ベクター系は、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の、3つのトランス遺伝子の間に、2つのIRESを含み、この場合、1つのIRESは、EMCV IRESであることが可能であり、他のIRESは、PV IRESでありうる。本開示の多様な実施形態では、新規のベクター/ベクター系は、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の、3つのトランス遺伝子の間に、2つのIRESを含み、この場合、いずれのIRESも、EMCV IRESの場合もあり、いずれのIRESも、PV IRESの場合もある。テトラシストロニックのベクターを使用する場合、それらを、異なる発現カセットへと分割することが有用でありうる。この場合、発現カセット1つ当たり1つずつのプロモーターが存在することが好ましい。互いからの可能な最大距離を示すことが好ましい、2つの発現カセット内の分離は、プロモーターの空間的な分離をもたらし、これにより、相互的阻害を低減する。
本開示の多様な実施形態では新規のベクター/ベクター系は、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結された、トリシストロニックの構築物内に、この順序(すなわち、5’〜3’に、4−1BBLをコードする遺伝子の下流に配置された、IL−2をコードする遺伝子と、IL−2をコードする遺伝子の下流に配置された、scIL−12をコードする遺伝子とを伴う)で構成された、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の、3つの遺伝子を含む。好ましくは、3つの遺伝子は、ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12の遺伝子である。より好ましくは、3つの遺伝子は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、すなわち、ベクター系は、ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12の3つの遺伝子を含む、トリシストロニックの構築物の上流において、CMVプロモーターを含む。さらにより好ましくは、転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導される、すなわち、新規のベクター/ベクター系は、ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12の3つの遺伝子 (ヒトscIL−12)を含む、トリシストロニックの構築物の下流において、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を含む。なおより好ましくは、ベクターDNAは、アデノウイルスのベクターDNAである。
したがって、1つの好ましい実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系は、(i)内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結された、トリシストロニックの構築物内に、この順序(すなわち、5’〜3’に、4−1BBLをコードする遺伝子の下流に配置された、IL−2をコードする遺伝子と、IL−2をコードする遺伝子の下流に配置された、scIL−12をコードする遺伝子とを伴う)で構成された、ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12の3つの遺伝子、(ii)ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12の3つの遺伝子を含む、トリシストロニックの構築物の上流におけるCMVプロモーター、ならびに(iii)前記トリシストロニックの構築物の下流における、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を含む発現カセットを含み、この場合、ベクターは、アデノウイルスベクターである。多様な実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系は、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の、3つの遺伝子を、下記の(a)〜(f)(Prom.=プロモーター)のうちのいずれか1つに描示される通りに構成した発現構築物を含む。
本開示の多様な実施形態では新規のベクターは、本明細書の別の箇所で記載した順序で構成された4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の、3つの遺伝子(を含む発現構築物)の上流において、プロモーターを含む。好ましくは、ヒト4−1BBLの遺伝子は、新規のベクターの3つの遺伝子の1位、より具体的には、前記3つの遺伝子を含む発現構築物の1位にある。
本開示の多様な実施形態では新規のベクターは、配列番号12(図18)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含む発現カセットを含み、この場合、変異体の核酸配列の発現は、配列番号12の発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。好ましくは、発現カセットは、配列番号12(図18)の核酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の核酸配列の発現は、配列番号12の発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。より好ましくは、発現カセットは、配列番号12(図18)の核酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の核酸配列の発現は、配列番号12の発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。なおより好ましくは、発現カセットは、配列番号12(図18)の核酸配列に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の核酸配列の発現は、配列番号12の発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。好ましい実施形態では、本開示の新規のベクターは、配列番号12(図18)の核酸配列を含む(またはからなる)発現カセットを含む。
本開示の多様な実施形態では新規のベクターは、以下の、配列番号11(図17)の核酸配列:(i)bp 1,080〜1,844にわたる核酸配列(ヒト4−1BBL)、(ii)bp 1,885〜2,388にわたる核酸配列(EMCV IRES)、(iii)bp 2,409〜2,870にわたる核酸配列(ヒトIL−2)、(iv)bp 2,914〜3,545にわたる核酸配列(PV IRES)、および(v)bp 3,581〜5,203にわたる核酸配列(リンカーにより連結された、ヒトIL−12のp40のサブユニットとp35のサブユニットとを含むヒトscIL−12)を含む基準発現カセットに対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含む発現カセットを含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。好ましくは、発現カセットは、前記基準発現カセットに対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。より好ましくは、発現カセットは、前記基準発現カセットに対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。なおより好ましくは、発現カセットは、前記基準発現カセットに対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。好ましい実施形態では、本開示の新規のベクターは、以下の、配列番号11(図17)の核酸配列:(i)bp 1,080〜1,844にわたる核酸配列(ヒト4−1BBL)、(ii)bp 1,885〜2,388にわたる核酸配列(EMCV IRES)、(iii)bp 2,409〜2,870にわたる核酸配列(ヒトIL−2)、(iv)bp 2,914〜3,545にわたる核酸配列(PV IRES)、および(v)bp 3,581〜5,203にわたる核酸配列(リンカーにより連結された、ヒトIL−12のp40のサブユニットとp35のサブユニットとを含むヒトscIL−12)を含む(またはからなる)発現カセットを含む。
本開示の多様な実施形態では新規のベクターは、以下の、配列番号11(図17)の核酸配列:(i)bp 484〜1,059にわたる核酸配列(CMVプロモーター)、(ii)bp 1,080〜1,844にわたる核酸配列(ヒト4−1BBL)、(iii)bp 1,885〜2,388にわたる核酸配列(EMCV IRES)、(iv)bp 2,409〜2,870にわたる核酸配列(ヒトIL−2)、(v)bp 2,914〜3,545にわたる核酸配列(PV IRES)、(vi)bp 3,581〜5,203にわたる核酸配列(リンカーにより連結された、ヒトIL−12のp40のサブユニットとp35のサブユニットとを含むヒトscIL−12)、および(vii)bp 5,271〜5,510にわたる核酸配列(SVポリA)を含む基準発現カセットに対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含む発現カセットを含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。好ましくは、発現カセットは、前記基準発現カセットに対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。より好ましくは、発現カセットは、前記基準発現カセットに対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。なおより好ましくは、発現カセットは、前記基準発現カセットに対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含み、この場合、変異体の発現カセットの発現は、前記基準発現カセットの発現と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性をもたらす。好ましい実施形態では、本開示の新規のベクターは、以下の、配列番号11(図17)の核酸配列:(i)bp 484〜1,059にわたる核酸配列(CMVプロモーター)、(ii)bp 1,080〜1,844にわたる核酸配列(ヒト4−1BBL)、(iii)bp 1,885〜2,388にわたる核酸配列(EMCV IRES)、(iv)bp 2,409〜2,870にわたる核酸配列(ヒトIL−2)、(v)bp 2,914〜3,545にわたる核酸配列(PV IRES)、(vi)bp 3,581〜5,203にわたる核酸配列(リンカーにより連結された、ヒトIL−12のp40のサブユニットとp35のサブユニットとを含むヒトscIL−12)、および(vii)bp 5,271〜5,510にわたる核酸配列(SVポリA)を含む(またはからなる)発現カセットを含む。
多様な実施形態では、ベクター系は、3つの個別のベクター内に構成される、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の3つの遺伝子を含む。好ましくは、3つの遺伝子は、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12のヒト遺伝子である。より好ましくは、3つの遺伝子は、各々、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、すなわち、各ベクターは、ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12のそれぞれの遺伝子の上流のCMVプロモーターを含む。さらにより好ましくは、転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導される、すなわち、各ベクター系は、ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12(ヒトscIL−12)のそれぞれの遺伝子の下流のSV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を含む。なおより好ましくは、各個別のベクターのベクターDNAは、アデノウイルスのベクターDNAである。
したがって、1つの好ましい実施形態では、ベクター系は、各々が(i)ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、またはヒト単鎖IL−12の遺伝子、(ii)ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12のそれぞれの遺伝子の上流のCMVプロモーター、ならびに(iii)ヒト4−1BBL(CD137L)、ヒトIL−2、およびヒト単鎖IL−12のそれぞれの遺伝子の下流のSV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を含む、3つのアデノウイルスベクターを含む。
多様な態様では、ベクター系は、2つの個別のベクター内に構成される、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12の3つの遺伝子を含む。具体的には、多様な実施形態では、2つのベクターのうちの1つは、4−1BBL(CD137L)およびIL−2の遺伝子を含み、他のベクターは、単鎖IL−12の遺伝子を含む。好ましくは、遺伝子は、4−1BBL(CD137L)、IL−2、および単鎖IL−12のヒト遺伝子である。より好ましくは、遺伝子は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、すなわち、ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に含むか、またはヒトIL−2の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の上流に含み、ヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に含む。さらにより好ましくは、転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導される、すなわち、2つのベクターの各々は、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を含む、すなわち、ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の下流に含むか、またはSV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の下流に含み、ヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒトscIL−12の遺伝子の下流に含む。なおより好ましくは、各個別のベクターのベクターDNAは、アデノウイルスのベクターDNAである。
したがって、1つの好ましい実施形態では、ベクター系は、一方がヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトIL−2の遺伝子を含み、他方がヒトscIL−12の遺伝子を含む、2つのアデノウイルスベクターを含み、この場合、(i)ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流にさらに含むか、またはヒトIL−2の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の上流にさらに含み、この場合、ヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に含み、(ii)ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトIL−2の遺伝子を含むベクターはなお、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の核酸配列を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の下流にさらに含むか、またはSV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の下流にさらに含み、この場合、ヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の下流に含む。
他の多様な実施形態では、ベクター系は、2つの個別のベクターを含み、この場合、2つのベクターのうちの1つは、4−1BBL(CD137L)および単鎖IL−12(scIL−12)の遺伝子を含み、他のベクターは、IL−2の遺伝子を含む。好ましくは、遺伝子は、4−1BBL(CD137L)、scIL−12およびIL−2のヒト遺伝子である。より好ましくは、遺伝子は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、すなわち、ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に含むか、またはヒトscIL−12の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に含み、ヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒトIL−2の遺伝子の上流に含む。さらにより好ましくは、転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導される、すなわち、2つのベクターの各々は、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を含む、すなわち、ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の下流に含むか、またはSV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の下流に含み、ヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒトIL−2の遺伝子の下流に含む。なおより好ましくは、各個別のベクターのベクターDNAは、アデノウイルスのベクターDNAである。
したがって、1つの好ましい実施形態では、ベクター系は、一方がヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトscIL−12の遺伝子を含み、他方がヒトIL−2の遺伝子を含む、2つのアデノウイルスベクターを含み、この場合、(i)ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流にさらに含むか、またはヒトscIL−12の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の上流にさらに含み、この場合、ヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒトIL−2の遺伝子の上流に含み、(ii)ヒト4−1BBL(CD137L)およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターはなお、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の下流にさらに含むか、またはSV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒトscIL−12の遺伝子を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の下流にさらに含み、この場合、ヒトIL−2の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒトIL−2の遺伝子の下流に含む。
他の多様な実施形態では、ベクター系は、2つの個別のベクターを含み、この場合、2つのベクターのうちの1つは、IL−2および単鎖IL−12(scIL−12)の遺伝子を含み、他のベクターは、4−1BBL(CD137L)の遺伝子を含む。好ましくは、遺伝子は、IL−2、scIL−12、および4−1BBL(CD137L)のヒト遺伝子である。より好ましくは、遺伝子は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターにより駆動される、すなわち、ヒトIL−2およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒトIL−2の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の上流に含むか、またはヒトscIL−12の遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に含み、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に含む。さらにより好ましくは、転写物のポリアデニル化は、SV40由来のシグナルにより誘導される、すなわち、2つのベクターの各々は、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を含む、すなわち、ヒトIL−2およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、ヒトIL−2の遺伝子をヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列をヒトscIL−12の遺伝子の下流に含むか、またはヒトscIL−12の遺伝子をヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列をヒトIL−2の遺伝子の下流に含み、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の下流に含む。なおより好ましくは、各個別のベクターのベクターDNAは、アデノウイルスのベクターDNAである。
したがって、1つの好ましい実施形態では、ベクター系は、一方がヒトIL−2およびヒトscIL−12の遺伝子を含み、他方がヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を含む、2つのアデノウイルスベクターを含み、この場合、(i)ヒトIL−2およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒトIL−2の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の上流にさらに含むか、またはヒトscIL−12の遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の上流にさらに含み、この場合、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を含むベクターは、CMVプロモーターを、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の上流に含み、(ii)ヒトIL−2およびヒトscIL−12の遺伝子を含むベクターはなお、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子を、ヒトscIL−12の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトscIL−12の遺伝子の下流にさらに含むか、またはSV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒトscIL−12の遺伝子を、ヒトIL−2の遺伝子の上流に配置する場合は、ヒトIL−2の遺伝子の下流にさらに含み、この場合、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子を含むベクターは、SV40のポリアデニル化シグナルをコードする核酸配列を、ヒト4−1BBL(CD137L)の遺伝子の下流に含む。
本開示のウイルス粒子では、発現単位はさらに、パッケージング細胞内の、所望のベクター粒子の作製に必要なエンベロープ/カプシド分子または1もしくは複数の成熟因子をコードする配列を含む。
内部リボソーム侵入部位(IRES)エレメントを使用して、多重遺伝子メッセージ、またはマルチシストロニックメッセージもしくはポリシストロニックメッセージを創出する。IRESエレメントは、5’メチル化キャップ依存性翻訳のリボソーム走査モデルをバイパスし、内部部位において翻訳を開始することが可能である。IRESエレメントは、異種オープンリーディングフレームへと連結することができる。各々がIRESにより隔てられた、複数のオープンリーディングフレームを、併せて転写し、マルチシストロニックもしくはポリシストロニックのメッセージを創出することができる。マルチシストロニックの発現ベクター内で発現させる各構成要素を、IRESエレメントで隔てて、同じプロモーターからの、多様なタンパク質の個別の発現を可能とすることができる。当技術分野では、マルチシストロニックのベクター内の遺伝子エレメント、特に、IRESエレメントを分離するのに使用しうるツールが公知である。特定のマルチシストロニックのベクターの有効性は、標準的なプロトコールを使用して、遺伝子の各々の発現を検出することにより、たやすく調べることができる。
本開示の多様な実施形態では、少なくとも、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする核酸配列を、1つのベクター内に構成し、この場合、scIL−12およびIL−2をコードする核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の下流に配置する。このようなベクターは、マルチシストロニックの発現ベクターであると考えられる。ある特定の実施形態では、マルチシストロニックの発現ベクターは、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする(遺伝子の)核酸配列を含有する、トリシストロニックの発現ベクターであって、遺伝子を、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成した、発現ベクターである。多様な実施形態では、scIL−12およびIL−2をコードする核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の下流に配置する。好ましくは、マルチシストロニックまたはトリシストロニックの発現ベクター内に、IL−2をコードする核酸配列を、4−1BBLをコードする核酸配列の下流に配置し、scIL−12をコードする核酸配列を、IL−2をコードする核酸配列の下流に配置する。マルチシストロニックまたはトリシストロニックの発現についての多様な実施形態では、プロモーターを、4−1BBLをコードする核酸配列の上流に配置するが、scIL−12および/またはIL−2をコードする核酸配列の上流には配置しない。
マルチシストロニックまたはトリシストロニックの発現ベクターについての、ある特定の実施形態では、少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2をコードする核酸配列を、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結する。
具体的例示では、ウイルスベクターのゲノムは、エンハンサー/プロモーター配列、好ましくは、サイトメガロウイルス(CMV)エンハンサー/プロモーター配列;ウイルス5’LTRに由来する、R配列およびU5配列;任意選択のパッケージング配列;内部エンハンサー;内部プロモーター;少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−12をコードする、1または複数のポリヌクレオチド;そのエンハンサー配列を欠失させたU3エレメント;ならびにウイルス3’LTRのR配列およびU5配列を含む。ベクターゲノムの構築は、当技術分野で公知の、任意の適切な遺伝子操作法であって、限定せずに述べると、例えば、Sambrook et al. (1989 and 2001 editions; Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY)において記載されている、例えば、制限エンドヌクレアーゼ消化、ライゲーション、形質転換、プラスミド精製、およびDNAシーケンシングの標準的技法を含む遺伝子操作法を使用して達することができる。
哺乳動物細胞内の一過性発現のために構築されるベクターもまた、使用することができる。一過性発現は、宿主細胞が、発現ベクターの多くのコピーを蓄積し、これが、発現ベクター内のポリヌクレオチドによりコードされる、高レベルのポリペプチドを合成するように、宿主細胞内で効率的に複製することが可能な発現ベクターの使用を伴う。Sambrook et al., supra, pp. 16.17-16.22, 1989を参照されたい。当技術分野では、ポリペプチドの発現への適応に適する、他のベクターおよび方法が周知であり、具体的状況へと、たやすく適応させることができる。
本明細書で提示される教示および当技術分野における知見を使用することにより、当業者は、パッケージング細胞に、レポータータンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を含むベクターをトランスフェクトし、適切な技法を使用して、発現を測定すること、例えば、緑色蛍光タンパク質コンジュゲートからの蛍光を測定することにより、特定の発現系の有効性を調べうることを認識するであろう。当技術分野では、他の適切なレポーター遺伝子が周知である。
本開示ではまた、ある特定の実施形態では、本開示により提示される新規のベクター/ベクター系が、scIL−12ではなく、天然IL−12を含みうる、すなわち、天然IL−12をコードする(遺伝子の)核酸配列を含みうることも想定される。IL−12は、2つの個別にコードされるp35サブユニットおよびp40サブユニットから構成される、ジスルフィド連結されたヘテロ二量体のサイトカインである。多様な実施形態では、(遺伝子の)核酸配列は、天然ヒトIL−12をコードしうる。したがって、多様な実施形態では、本開示により提示される新規のベクター/ベクター系は、(i)4−1BBリガンド(4−1BBL)、(ii)IL−12のp40サブユニットおよびp35サブユニット、ならびに(iii)IL−2をコードする3つの遺伝子であって、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、IL−12 p35サブユニットおよびIL−12 p40サブユニットをコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成した遺伝子を含みうる。
本開示の多様な実施形態では新規のベクター/ベクター系は、4−1BBリガンド(4−1BBL)、天然IL−12、およびIL−2をコードする3つの遺伝子であって、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、IL−12のp35サブユニットおよびp40サブユニットをコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成した遺伝子を含むことが可能であり、この場合、IL−12のサブユニットであるp40およびp35をコードする遺伝子は、配列番号7および9の核酸配列(図16)に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含むことが可能であり、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−12タンパク質をコードする。好ましくは、IL−12のサブユニットであるp35およびp40をコードする遺伝子は、配列番号7および9の核酸配列(図16)に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含むことが可能であり、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−12タンパク質をコードする。より好ましくは、IL−12のサブユニットであるp40およびp35をコードする遺伝子は、配列番号7および9の核酸配列(図16)に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含むことが可能であり、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−12タンパク質をコードする。なおより好ましくは、IL−12のサブユニットであるp40およびp35をコードする遺伝子は、配列番号7および9の核酸配列(図16)に対する、少なくとも95%、96%、97%、98%、または99%の相同性または配列同一性を有する核酸配列を含むことが可能であり、この場合、変異体の核酸配列は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有するIL−12タンパク質をコードする。特に好ましい実施形態では、IL−12のサブユニットであるp40およびp35をコードする遺伝子は、配列番号7および9の核酸配列(図16)を含みうる。ある特定の実施形態では、上記で記載したIL−12のサブユニットであるp35およびp40の変異体は、配列番号7および9の配列によりコードされる、IL−12のサブユニットであるp35およびp40と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する。
多様な実施形態では、IL−12のサブユニットであるp40およびp35の遺伝子は、配列番号8および10(図16)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有するポリペプチドをコードし、この場合、ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。好ましくは、IL−12のサブユニットであるp40およびp35の遺伝子は、配列番号8および10(図16)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有するポリペプチドをコードし、この場合、ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。より好ましくは、IL−12のサブユニットであるp40およびp35の遺伝子は、配列番号8および10(図16)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%または95%の相同性または配列同一性を有するポリペプチドをコードし、この場合、ポリペプチドは、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。なおより好ましくは、IL−12のサブユニットであるp40およびp35の遺伝子は、配列番号8および10(図16)のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする。
好ましくは、本明細書で記載される、ヒトIL−12のサブユニットであるp35およびp40の核酸配列の変異体配列は、マウスIL−12のサブユニットであるp35およびp40をコードするヌクレオチド配列ではない。したがって、好ましくは、上記で記載した、4−1BBリガンド(4−1BBL)、IL−12のサブユニットであるp35およびp40、ならびにIL−2をコードする、3つの遺伝子(すなわち、この場合、前記遺伝子は、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、IL−12のサブユニットであるp35およびp40をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成されている)を含む、本開示の新規のベクター/ベクター系は、マウス由来のIL−12のサブユニットであるp35およびp40をコードする核酸配列を含まない。
別の実施形態では、ベクター粒子が提供される。本開示は、本開示のベクター系を含むウイルス粒子を提示する。ベクター粒子は、本明細書で記載される、少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2をコードするポリヌクレオチド配列を含む、1または複数のベクターを含む新規ベクター/ベクター系のうちのいずれか1つを含む。本明細書ではまた、少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2(本明細書で記載される)をコードする、本開示のベクター系を、標的細胞へと送達するための方法も提示される。このような方法は、標的細胞の、本開示のベクター系を送達する媒体との接触(すなわち、相互作用を可能とすること)を含む。特定の実施形態では、新規のベクター/ベクター系を送達するための方法は、対象へと少なくとも4−1BBL、scIL−12、および/またはIL−2をコードするポリヌクレオチド配列を含む、1または複数のベクターを含む、本開示の新規のベクター/ベクター系を含むベクター粒子を投与することにより、細胞に接触させることを含む。
ある特定の実施形態では、ベクター粒子は、ウイルスベクターの粒子であり、新規のベクター/ベクター系の、1または複数のベクターは、RNAベクター、プラスミドベクター、ナノ粒子ベクター、およびネイキッドDNAのうちのいずれかである。他のある特定の実施形態では、ベクター粒子は、例えば、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、サルモネラ(Salmonella)属種、牛型結核菌(Mycobacterium bovis)、大腸菌(Escherichia coli)、赤痢菌(Shigella)属種、およびエルシニア(Yersinia)属種などの細菌に由来する粒子であり、ベクター系の、1または複数のベクターは、RNAベクター、プラスミドベクター、ナノ粒子ベクター、およびネイキッドDNAのうちのいずれかである。
例示的なウイルスベクターの粒子は、レンチウイルスベクターのゲノムを含む、レンチウイルスベクターの粒子;ポックスウイルスベクターのゲノムを含む、ポックスウイルスベクターの粒子;ワクシニアウイルスベクターのゲノムを含む、ワクシニアウイルスベクターの粒子;アデノウイルスベクターのゲノムを含む、アデノウイルスベクターの粒子;アデノ随伴ウイルスベクターのゲノムを含む、アデノ随伴ウイルスベクターの粒子;ヘルペスウイルス(例えば、I型単純ヘルペスウイルスまたはII型単純ヘルペスウイルス)ベクターのゲノムを含む、ヘルペスウイルスベクターの粒子;またはアルファウイルスベクターのゲノムを含む、アルファウイルスベクターの粒子を含む。
ベクター粒子(例えば、本明細書で記載されるウイルスベクターの粒子)を、in vivoにおいて、特に、腫瘍へと注射することができ、この場合、粒子は、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の発現により、免疫刺激効果をもたらす。ウイルス粒子の量は、少なくとも3×10ivp(感染性ウイルス粒子)であり、少なくとも1×10ivp、少なくとも3×10ivp、少なくとも1×10ivp、少なくとも3×10ivp、少なくとも1×10ivp、または少なくとも3×10ivpでありうる。選択された間隔で、レシピエントの悪性(腫瘍)組織または標的病原体感染組織に由来する細胞を使用して、例えば、ベクター粒子内に含まれる、ベクター系内に存在するポリヌクレオチド配列により共発現させる場合、GFPまたはルシフェラーゼなど、マーカーの発現を観察することにより、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の発現を測定することができる。特に、ベクター粒子で処置されたレシピエントの、悪性(腫瘍)組織または標的病原体感染組織に由来するT細胞を、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2の発現について測定することができる。
「複製コンピテントアデノウイルスベクター」という用語は、特異的細胞内または特異的組織内のウイルスの複製に要求される任意の遺伝子機能が欠損していない、任意のアデノウイルスベクターを指す。ベクターは、複製およびパッケージングすることが可能でなければならないが、特異的細胞内または特異的組織内で、条件的に複製されうるに過ぎないであろう。
アデノウイルス(Ad)とは、ヒトにも感染するが、広範な宿主範囲を提示する、大型の(約36kb)DNAウイルスである。ヒトアデノウイルスには、約50の血清型が存在し、これらは、分子的基準、免疫学的基準、および機能的基準に基づき、6つのファミリーへと分けられる。成人期までに、事実上大半のヒトは、より一般的なアデノウイルス血清型に感染し、主要な影響は、かぜ様症状である。宿主細胞のアデノウイルス感染は、エピソーム内に維持されるアデノウイルスDNAを結果としてもたらし、これは、ベクターの組込みと関連する、潜在的遺伝子毒性を低減する。アデノウイルスはまた、構造的に安定でもあり、広範な増幅の後でも、ゲノム再配列は検出されていない。
本開示で使用されるアデノウイルスベクターは、ヒトまたは動物を処置する方法における使用に適する、任意のアデノウイルスベクターでありうる。代替的に、本開示に従い、多様な種類のアデノウイルスベクターを使用することができる。ベクターはまた、当技術分野で公知の任意の方式で、例えば、任意のウイルス領域を、欠失させるか、挿入するか、突然変異させるか、または修飾することにより修飾することもできる。ベクターは、複製に関して、腫瘍特異的とすることができる。例えば、アデノウイルスベクターは、腫瘍特異的プロモーターの挿入、領域の欠失、およびトランス遺伝子の挿入など、E1内、E3内、および/またはE4内の修飾を含みうる。
ヒトAd−5は、遺伝子的および生化学的に十分に特徴づけられた、ヒトアデノウイルス血清型(GenBank M73260;AC_000008)である。したがって、好ましい実施形態では、アデノウイルスは、複製コンピテントAd5血清型、またはAd5構成要素を含む、ハイブリッド血清型である。アデノウイルスは、野生型株の場合もあり、例えば、腫瘍細胞内で複製されるウイルスの能力に影響を及ぼさずに、正常休眠細胞内で複製されるウイルスの能力を弱めることにより、腫瘍選択性を増強するように、遺伝子修飾することもできる。本開示により包含されるアデノウイルスの非限定的例は、デルタ24、デルタ24−RGD、ICOVIR−5、ICOVIR−7、ONYX−015、ColoAd1、およびH101を含む。特定の一実施形態では、アデノウイルスは、デルタ24またはデルタ24−RGDである。デルタ24アデノウイルスは、5型アデノウイルス(Ad−5)に由来し、E1 A遺伝子のCR2部分内に、24塩基対の欠失を含有する。デルタ24−RGDは、RGD−4C配列の挿入をさらに含む。E1 Aの欠失は、がん細胞に対するウイルスの選択性を増大させ、RGD−4C配列は、神経膠腫内のウイルスの感染性を増大させる。
さらに、アデノウイルスベクターの骨格は、いかなる血清型のものでもありうる。なおさらに、ベクターは、キメラベクター、例えば、Ad5/3ベクターでありうる。例として述べると、「Ad5/3ベクター」は、Ad5ベクターおよびAd3ベクターの両方の一部を有するキメラベクターを指す。
アデノウイルスは、魅力的な送達系であり、いくつかの治療適用での遺伝子導入における使用のために、十分に確立されている。アデノウイルスは、細胞表面受容体を介して、許容性の宿主細胞に侵入し、次いで、内部化される。
腫瘍型上の、低レベルのコックサッキーウイルスおよびアデノウイルス受容体(CAR)の非存在、または存在は、アデノウイルスの有効性を限定しうる。カプシドの修飾は、CAR非依存性の標的細胞の感染を可能とする。アデノウイルスの、標的組織への取込みもまた、トランスフェクタント様ポリカチオン性化合物の添加により改善することができる。本明細書(実施例10を参照されたい)では、アデノウイルスの取込みが、トランスフェクタント剤であるプロタミン硫酸塩を使用して、特に改善されることが裏付けられている。したがって、多様な実施形態では、プロタミン硫酸塩を、本開示のベクター系のトランスフェクション、好ましくは、本開示のアデノウイルスベクター系のトランスフェクションのために使用する。
発現では、転写物の適正なポリアデニル化を行うように、ポリアデニル化シグナルを含めることが典型的である。ポリアデニル化シグナルの性質は、本開示の実施の成功に極めて重要であるとは考えられず、任意のこのような配列を利用することができる。好ましい実施形態は、多様な標的細胞内で好都合であり、および/またはよく機能することが公知である、SV40のポリアデニル化シグナル、および/またはウシ増殖ホルモンのポリアデニル化シグナルを含む。本明細書ではまた、転写終結部位も、発現構築物のエレメントとして想定される。これらのエレメントは、メッセージレベルを増強し、かつ/またはカセットから、他の配列へのリードスルーを最小化するのにも用いられうる。
本開示のある特定の実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系によって感染させられる細胞は、ベクター系内に、レポーター遺伝子を含めることにより、in vitroにおいて同定することができる。一般に、選択用レポーターとは、選択を可能とする特性を付与するレポーターである。陽性選択用レポーターが、レポーター遺伝子の存在がその選択を可能とするレポーターであるのに対し、陰性選択用レポーターは、その存在がその選択を妨げるレポーターである。陽性選択用マーカーの例は、薬物耐性マーカーである。他の種類のレポーターは、GFP(緑色蛍光タンパク質)など、スクリーニング用レポーターを含む。本開示の実施形態は、ワクチンまたは遺伝子治療用構築物を創出するようにデザインされた、最新のウイルスベクタープラットフォーム技術を使用しうる。ウイルスベクター構築についての態様は、遺伝子素材を、ウイルスベクター内に挿入することと、構築物を、特徴付けにより確認することと、核酸、ウイルス、およびウイルス産物のシーケンシングとを含む。次いで、ウイルスベクターを、スケーラビリティーについて評価するようにデザインされた、一連の実行可能性研究にかける。
本開示は、本開示の新規のベクター/ベクター系をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを提示する。
さらに、本開示は、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を含む組成物を提示する。本開示はまた、本明細書で開示されるポリヌクレオチド、すなわち、本開示の新規のベクター/ベクター系をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを含む組成物も提示する。
理論に束縛されることなく述べると、4−1BBL、scIL−12、およびIL−2を発現させる、新規のベクター/ベクター系の使用は、腫瘍内または腫瘍周囲における、サイトカインの局所的産生を結果としてもたらし、これは、全身的または局所的に誘導された、腫瘍特異的細胞傷害性T細胞を、がんの部位へと導くであろう。この機構によりもたらされる免疫刺激効果を介して、がん、ウイルス感染、および免疫系障害に対する免疫療法の有効性は、大幅に増強されるであろう。実施例では、本開示の新規のベクター/ベクター系によりもたらされる免疫刺激効果を裏付けている。
本開示は、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を、医薬としての使用のために含む組成物を包含する。本開示は、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を含む医薬を提示する。本開示はまた、本明細書で開示されたポリヌクレオチド、すなわち、本開示の新規のベクター/ベクター系をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを含む医薬も提示する。
本開示は、治療用ワクチンとしての使用、より具体的には、がんまたはウイルス感染の処置のための治療用ワクチンとしての使用のための、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を包含する。
本開示はまた、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされた免疫細胞またはがん細胞も提示する。このような形質導入細胞またはトランスフェクト細胞を、ex vivo療法、特に、ex vivoにおけるがん治療のために使用することができる。このような治療についての多様な実施形態では、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞のうちの少なくとも5%は、4−1BBLを発現している。
本開示では、がん細胞は、好ましくは、腫瘍の細胞、すなわち、腫瘍細胞、より具体的には、充実性腫瘍の細胞である。
さらに、本開示は、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたこのような免疫細胞またはがん細胞を含む組成物を提示する。なおさらに、本開示は、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたこのような免疫細胞またはがん細胞を含む医薬を提示する。多様な実施形態では、免疫細胞は、T細胞、NK細胞、単球系統の細胞型(マクロファージ、樹状細胞、ランゲルハンス細胞、マスト細胞)、線維芽細胞である。多様な実施形態では、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞のうちの少なくとも5%は、4−1BBLを発現している。
本開示の新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を、がん、ウイルス感染、および/または免疫系障害を、処置または改善するための方法において使用することができる。また、本開示のポリヌクレオチドも、がん、ウイルス感染、および/または免疫系障害の処置において使用することができる。また、上記の記載された、本開示の組成物または医薬も、がん、ウイルス感染、および/または免疫系障害の処置において使用することができる。多様な実施形態では、本開示の新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子は、活性薬剤と考えることができる。多様な実施形態ではまた、本開示のポリヌクレオチド、すなわち、本開示の新規のベクター/ベクター系をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチド、および本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞も、活性薬剤と考えることができる。これは特に、本明細書で開示される医療処置の文脈で当てはまる。
本開示は、がん、ウイルス感染性疾患(ウイルス感染)、または免疫系障害を、処置または改善するための方法であって、それを必要とする対象へと、治療有効量の、本開示の新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を投与するステップを含む方法を提示する。本開示はまた、がん、ウイルス感染性疾患(ウイルス感染)、または免疫系障害を、処置または改善するための方法であって、それを必要とする対象へと、治療有効量の、本開示のポリヌクレオチド、すなわち、本開示の新規のベクター/ベクター系をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを投与するステップを含む方法も提示する。本開示はまた、がん、ウイルス感染性疾患(ウイルス感染)、または免疫系障害を、処置または改善するための方法であって、それを必要とする対象へと、治療有効量の、本開示の免疫細胞またはがん細胞、すなわち、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされた免疫細胞またはがん細胞を投与するステップを含む方法も提示する。多様な実施形態では、がんを処置または改善する方法を、がん細胞を、患者から得るステップと、自家がん細胞に、本明細書で開示されるベクター系またはウイルス粒子を、形質導入またはトランスフェクトするステップと、本明細書で開示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされた自家がん細胞を、患者へと投与するステップとを含むex vivo療法として実施する。本開示はまた、がん、ウイルス感染性疾患(ウイルス感染)、または免疫系障害を、処置または改善するための方法であって、それを必要とする対象へと、治療有効量の、上記で記載した、本開示の医薬または組成物を投与するステップを含む方法も提示する。
本明細書で使用される「治療有効量」という用語は、本明細書で開示される活性薬剤、組成物、または医薬の量であって、それにより、疾患または障害(例えば、がんまたは感染性疾患)の有害な影響が、少なくとも、改善される量を指す。好ましい実施形態では、がんは、乳がん、前立腺がん、リンパ腫、皮膚がん、膵臓がん、結腸がん、黒色腫、悪性黒色腫、卵巣がん、脳がん、原発脳癌、頭頸部がん、神経膠腫、神経膠芽腫、肝臓がん、膀胱がん、非小細胞肺がん、頭部または頸部癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、小細胞肺癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣癌、膀胱癌、膵臓癌、胃癌、結腸癌、前立腺癌、尿生殖器癌、甲状腺癌、食道癌、骨髄腫、多発性骨髄腫、副腎癌、腎細胞癌、子宮内膜癌、副腎皮質癌、悪性膵臓膵島細胞腫、悪性カルチノイド癌、絨毛癌、菌状息肉腫、悪性高カルシウム血症、子宮頸過形成、白血病、急性リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性顆粒球性白血病、急性顆粒球性白血病、有毛細胞白血病、神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、真性赤血球増加症、本態性血小板増加症、ホジキン疾患、非ホジキンリンパ腫、軟部組織肉腫、中皮腫、骨肉腫、原発マクログロブリン血症、および網膜芽細胞腫のうちのいずれか1つである。
他の好ましい実施形態では、がんは、黒色腫、がん転移、腺がん、胸腺腫、リンパ腫、肉腫、肺がん、結腸がん、ホジキンリンパ腫、子宮がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、子宮頸がん、腎臓がん、および膵臓がんのうちのいずれか1つである。特に好ましい実施形態では、がんは、泌尿器がん、好ましくは、膀胱がんである。他の特に好ましい実施形態では、がんは、肝臓がんである。さらに他の特に好ましい実施形態では、がんは、皮膚がんである。本開示で提示される手段および方法はまた、がん転移を処置または防止するための方法においても、特に有用である。
多様な実施形態では、がんは、腫瘍への、または腫瘍の周囲への、本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬の、直接的な注射を可能とするようにアクセス可能な、1または複数の腫瘍を含む。特に好ましい実施形態では、がんは、充実性腫瘍を含むか、または充実性腫瘍である。ある特定の実施形態では、充実性腫瘍は、癌、肉腫、またはリンパ腫である。この点で、リンパ腫は一般に、液性腫瘍と考えられるが、リンパ節内では、アクセス可能な「充実性」腫瘍が形成される場合があり、したがって、本明細書で開示される方法および使用に従い処置することができる。多様な実施形態では、感染性疾患は、病原性細菌により引き起こされる感染性疾患である。他の実施形態では、感染性疾患は、ウイルスにより引き起こされる感染性疾患である。さらに他の実施形態では、感染性疾患は、病原性寄生虫、原虫、または真菌により引き起こされる感染性疾患である。
本開示に従い、処置し、それに対して防御し、かつ/または管理しうるウイルス性疾患は、A型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、インフルエンザウイルス(例えば、A型インフルエンザウイルスまたはB型インフルエンザウイルス)、水痘ウイルス、アデノウイルス、I型単純ヘルペスウイルス(HSV−I)、II型単純ヘルペスウイルス(HSV−II)、ライノウイルス、エコーウイルス、ロタウイルス、RS(respiratory syncytial)ウイルス、パピローマウイルス、パポバウイルス、サイトメガロウイルス、エキノウイルス、アルボウイルス、ハンタウイルス、コックサッキーウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ポリオウイルス、天然痘ウイルス、エプスタイン−バーウイルス、I型ヒト免疫不全ウイルス(HIV−I)、II型ヒト免疫不全ウイルス(HIV−II)、エボラウイルス、ジカウイルス、およびウイルス性髄膜炎、脳炎、デング熱、または天然痘など、ウイルス性疾患の病原物質により引き起こされるウイルス性疾患を含むがこれらに限定されない。
細菌により引き起こされる細菌疾患であって、本開示に従い、処置し、それに対して防御し、かつ/または管理しうる細菌疾患は、ライム病、炭疽、破傷風、コレラ、ペスト、ジフテリア、クラミジア感染症、および百日咳を含むがこれらに限定されない。
原虫により引き起こされる原虫疾患であって、本開示に従い、処置し、それに対して防御し、かつ/または管理しうる原虫疾患は、リーシュマニア感染症およびマラリアを含むがこれらに限定されない。寄生虫により引き起こされる寄生虫疾患であって、本開示に従い、処置し、それに対して防御し、かつ/または管理しうる寄生虫疾患は、クラミジア感染症およびリケッチア症を含むがこれらに限定されない。
本開示では、免疫系障害は、免疫系の下方調節、特に、免疫応答の下方調節を特徴とする。本開示の新規のベクター/ベクター系は、不活性の免疫微小環境を、活性の免疫微小環境へと転換し、これにより、免疫系障害を処置することにより、このような免疫系障害のコントロールを可能とする。
同様に、本開示では、がんは、免疫系の下方調節、特に、免疫応答の下方調節を特徴としうる。したがって、本開示の新規のベクター/ベクター系は、不活性の腫瘍微小環境を、活性の腫瘍微小環境へと転換し、これにより、がんを処置またはコントロールすることにより、がんのコントロールまたは処置を可能とする。
本開示ではまた、感染性疾患は、免疫系の下方調節、特に、免疫応答の下方調節も特徴としうる。したがって、本開示の新規のベクター/ベクター系は、不活性の免疫微小環境を、活性の免疫微小環境へと転換し、これにより、感染性疾患を処置またはコントロールすることにより、感染性疾患のコントロールまたは処置を可能とする。
本開示の多様な実施形態では、ベクター系は、1用量単位当たり1×1011ivpを超えないか、好ましくは、1×1010ivpを超えないか、より好ましくは、1×10ivpを超えないか、なおより好ましくは、1×10ivpまたは1×10ivpを超えない濃度で存在する。これは特に、本明細書で開示される医療処置に当てはまるが、これらに限定されない。
さらに、本開示の多様な実施形態では ウイルス粒子は、1用量単位当たり1×1011ivpを超えないか、好ましくは、1×1010ivpを超えないか、より好ましくは、1×10ivpを超えないか、なおより好ましくは、1×10ivpまたは1×10ivpを超えない濃度で存在する。これは特に、本明細書で開示される医療処置に当てはまるが、これらに限定されない。
多様な実施形態では、5×10ivp(感染性ウイルス粒子)の、本開示の新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を、それを必要とする患者へと投与する。他の多様な実施形態では、5×10ivpの、本開示の新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を、それを必要とする患者へと投与する。他の多様な実施形態では、5×10ivpの、本開示の新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子を、それを必要とする患者へと投与する。
本開示では、「医薬」または「医薬組成物」という用語を、互換的に使用することができる。医薬または医薬組成物は、固体形態、半固体形態、または液体形態など、投与に適する任意の形態でありうる。製剤は、溶液、エマルジョン、または懸濁液のうちのいずれか1つであるがこれらに限定されないものでありうる。当業者には、本医薬調製物を製剤化するための手段および方法が公知であり、それ自体公知の方式で製造することができる。医薬(または医薬組成物)は、薬学的に許容される担体、賦形剤、または希釈剤と組み合わせて投与することができる。当技術分野では、薬学的に許容される担体が周知であり、生理食塩液、緩衝生理食塩液、デキストロース、水、グリセロール、アミノ酸、滅菌等張性水性緩衝液、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない。
本開示の活性薬剤(例えば、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、および医薬は、非経口投与することができる。これらの活性化合物の溶液または懸濁液は、ヒドロキシプロピルセルロースなどの界面活性剤と適切に混合された水中で調製することができる。分散液はまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、およびこれらの油中の混合物中でも調製することができる。例示的な油は、石油由来、動物由来、植物由来、または合成由来、例えば、ラッカセイ油由来、ダイズ油由来、または鉱物油由来の油である。一般に、水、生理食塩液、デキストロース水溶液、および関連する糖溶液、ならびにプロピレングリコールまたはポリエチレングリコールなどのグリコールは、特に注射用溶液に好ましい液体担体である。通常の保存条件下および使用条件下では、これらの調製物は、微生物の増殖を防止する保存剤を含有する。当技術分野では、非経口薬物送達および経口(nonparenteral)薬物送達のための製剤が公知であり、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、Remington’s Pharmaceutical Sciences, 19th Edition, Mack Publishing (1995)において明示されている。
注射使用に適する医薬形態は、滅菌水性溶液または滅菌分散液、および滅菌注射用溶液または滅菌分散液を即席で調製するための滅菌粉末を含む。全ての場合に、形態は、滅菌でなければならず、容易なシリンジャビリティーが存在する程度に、流体でなければならない。形態は、製造条件下および保存条件下で安定的でなければならず、細菌および真菌など、微生物の汚染作用から保護されていなければならない。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール)、これらの適切な混合物、および植物油を含有する、溶媒または分散媒でありうる。
本開示に従い処置される対象は、がん、感染性疾患、もしくは免疫系障害を発症する危険性があるか、またはこれらを発症した対象である。このような対象は、ヒトおよび非ヒト動物、好ましくは、哺乳動物または鳥類種を含む。例示的な哺乳動物対象は、限定せずに述べると、ヒト、非ヒト霊長動物、イヌ、ネコ、齧歯動物、ウシ、ウマ、ヒツジ、およびブタを含む。例示的な鳥類対象は、限定せずに述べると、ニワトリ、ウズラ、シチメンチョウ、アヒル、またはカモを含む。
本開示の、治療または予防のための、活性薬剤、組成物、または医薬の有効量は、意図される目標、例えば、腫瘍または感染性疾患に対する免疫応答の刺激に基づき決定される。当業者は、in vivoおよびex vivoにおいて、どのようにして遺伝子送達を適用するのかについて、十分に承知している。ウイルスベクターでは一般に、ウイルスベクター原液を調製する。ウイルスの種類および達成可能な力価に応じて、少なくとも約1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×1010、1×1011、または1×1012個の感染性ウイルス粒子、最大で約これらの数、もしくは約これらの数の感染性ウイルス粒子、またはこれらの間の任意の値もしくは範囲の数の感染性ウイルス粒子を、対象へと送達する。他の態様では、本開示に従うウイルスベクターは、単回投与で投与することもでき、複数回投与で投与することもできる。ウイルスベクターは、1×10個の感染性ウイルス粒子(ivp)、5×10ivp、少なくとも1×10ivp、5×10または約5×10ivp、1×10、少なくとも1×10ivp、1×10または約1×10ivp、少なくとも1×10ivp、約5×10ivpまたは少なくとも5×10ivp、1×10または少なくとも1×10ivp、5×10または少なくとも5×10ivp、1×1010ivpまたは少なくとも1×1010ivp、5×1010または少なくとも5×1010ivp、1×1011または少なくとも1×1011、1×1012または少なくとも1×1012、1×1013または少なくとも1×1013ivpの投与量で投与することができる。例えば、ウイルスベクターは、約10〜1013ivpの間、約10〜1013ivpの間、約10〜1012ivpの間、または約10〜1012ivpの間の投与量で投与することができる。
治療効果は、本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬の、1回の投与だけにより達成することができる。他方、処置は、複数回投与を含有しうる。
ベクターの有効用量は、少なくとも、処置を必要とする対象、疾患の種類、および疾患の病期に依存する。用量は、例えば、約1×10ivp(感染性ウイルス粒子)〜約1×1014ivp、具体的には、約1×10ivp〜約1×1013ivpで変動する場合があり、より具体的には、約5×10ivp〜約1×1012ivpで変動する場合がある。
本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬の投与は、当業者に公知の、任意の適切な方法により行うことができる。本開示の一実施形態では、投与を、腫瘍内注射、動脈内注射、静脈内注射、胸膜内注射、膀胱内注射、腔内注射もしくは腹腔内注射、または経口投与により行う。本開示の別の実施形態では、投与を、筋内、皮内、皮下、非経口、鼻腔内、髄腔内、経皮、脊髄内、眼内、または頭蓋内で行う。また、異なる投与経路を組み合わせることも可能である。好ましい実施形態では、投与を、腫瘍内投与、すなわち、本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬の、腫瘍への投与により行う。
本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬はまた、他の治療剤もしくは治療法または処置の組合せと併せて(同時に、逐次的に、または共時的に)使用することもできる。例えば、本開示の治療法または使用はさらに、放射線治療、化学療法、他の薬物、例えば、腫瘍増殖機構に対処する抗体の投与、免疫細胞チェックポイント標的、がんワクチン、または任意の臨床操作も含みうる。
本明細書で記載される通り、免疫刺激(すなわち、特に、目的の部位への(例えば、腫瘍、または感染の粘膜部位への)免疫刺激により誘導され、活性化され、かつ/または刺激された細胞を引き込むか、または動員するために、がん、感染性疾患、または免疫系障害の処置の文脈で、免疫応答機構を誘導し、制御し、かつ/または活性化させ、かつ/または刺激すること)のための方法および使用がもたらされる。免疫応答に関与する免疫系の細胞を一般に、免疫細胞と称し、リンパ球と、アクセサリー細胞などの非リンパ系細胞とを含む。リンパ球は、外来抗原を特異的に認識し、これに応答する細胞である。リンパ球の主要なクラスは、Bリンパ球(B細胞)と、Tリンパ球(T細胞)と、大型の顆粒状リンパ球である、ナチュラルキラー(NK)細胞とを含む。B細胞は、抗体を産生することが可能である。Tリンパ球はさらに細分され、ヘルパーT細胞(CD4+ T細胞)および細胞溶解性T細胞または細胞傷害性T細胞(CD8+ T細胞)を含む。ヘルパー細胞は、サイトカインを分泌し、T細胞、ならびにB細胞およびマクロファージを含む他の細胞の増殖および分化を促進し、炎症性白血球を動員し、活性化させる。調節性T細胞またはサプレッサーT細胞と呼ばれる、T細胞の別の亜群は、免疫系の活性化を、能動的に抑制し、病理学的な自己反応性、すなわち、自己免疫疾患を防止する。
本明細書で記載される免疫刺激法は、多様な種類のT細胞を伴う細胞媒介性免疫応答を誘導すると考えられる。細胞媒介性応答では、多様な種類のTリンパ球が、多数の機構により、抗原を消失させるように作用する。例えば、特異的抗原を認識することが可能なヘルパーT細胞は、サイトカインなどの可溶性メディエーターを放出することにより応答して、さらなる免疫系の細胞を、免疫応答に参与するように動員しうる。細胞傷害性T細胞もまた、抗原を特異的に認識することが可能であり、抗原保有細胞または抗原保有粒子に結合し、これらを破壊または損傷することにより応答しうる。
宿主または対象における免疫応答は、当業者が精通している、任意の数の周知の免疫学的方法により決定することができる。本明細書で記載される通り、免疫応答の存在およびレベルを決定するための方法および技法は、例えば、蛍光共鳴エネルギー移動、蛍光分極、時間分解蛍光共鳴エネルギー移動、シンチレーション近接アッセイ、レポーター遺伝子アッセイ、蛍光消光型酵素基質、発色型酵素基質、および電気化学発光、イムノアッセイ(酵素免疫測定アッセイ(ELISA)、ラジオイムノアッセイ、免疫ブロット法、免疫組織化学など)、表面プラズモン共鳴、レポーター遺伝子を使用するアッセイなど、細胞ベースのアッセイ、機能的アッセイ(例えば、免疫機能および免疫応答性を測定するアッセイ)を含む。
このようなアッセイは、可溶性抗体、サイトカイン(例えば、IFN−γ、IL−2、IL−4、IL−10、IL−12、IL−6、IL−23、TNF−a、およびTGF−β)、リンホカイン、ケモカイン、ホルモン、増殖因子などのほか、他の可溶性の小型ペプチド、炭水化物、ヌクレオチド、および/または脂質メディエーターなどの可溶性メディエーターの存在およびレベルの、in vivoまたはin vitroにおける決定を含むがこれらに限定する必要はない。サイトカインのレベルは、当技術分野で記載および実施されている方法であって、例えば、ELISA、ELISPOT、細胞内サイトカイン染色、およびフローサイトメトリー、ならびにこれらの組合せ(例えば、細胞内サイトカイン染色およびフローサイトメトリー)を含む方法に従い決定することができる。
イムノアッセイはまた、免疫系の細胞の機能的特性または構造的特性の変更、例えば、細胞の増殖、運動性の変更、特異的遺伝子の発現または細胞溶解性挙動など、特化した活性の誘導;刺激に応答した樹状細胞の成熟など、細胞の成熟;Th1応答と、Th2応答との間の関係の変更;表面抗原発現プロファイルの変更またはアポトーシス(プログラム細胞死)の開始を含む、免疫系の細胞による細胞の分化を解析することにより、細胞の活性化状態の変化を決定することも含む。他の方法もまた、抗原特異性CD4+ T細胞および/またはCD8+ T細胞、エフェクターメモリーT細胞(Tem)、セントラルメモリーT細胞(Tcm)、および/または組織常在性メモリーT細胞(Trm)などであるがこれらに限定されない、多様な免疫細胞集団を同定する細胞表面マーカーを測定するために利用可能である。これらのアッセイおよび同様のアッセイを実施するための手順は、文献に記載されている。CTL活性(またはCD8+ T細胞活性)を決定するための細胞傷害作用アッセイは、当技術分野で常套的に実施されるいくつかの技法および方法のうちのいずれか1つを使用して実施することができる。
特定の実施形態では、本明細書で開示される方法および使用の後に、局所浸潤性抗原特異的T細胞の2〜50倍の増大が観察される。ある特定の実施形態では、局所浸潤性(例えば、腫瘍−浸潤性)抗原特異的T細胞の、2〜40倍の増大、2〜30倍の増大、2〜20倍の増大、2〜10倍の増大、3〜8倍の増大、4〜7倍の増大、または5〜6倍の増大が観察される。一般に、局所浸潤性抗原特異的T細胞の増大を、投与の非存在下で存在する局所浸潤性抗原特異的T細胞の数と比較するか、または適切な対照投与と比較する。本明細書で開示される方法および使用は、本開示の活性薬剤、組成物、または医薬の投与の非存在下における適切な対照と比較した、局所浸潤性抗原特異的T細胞の増大を、統計学的、生物学的、および/または臨床的に有意な形でもたらすと考えられる。
本明細書で開示される方法に従う、本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬による処置を施された対象における免疫応答の存在およびレベルを決定するために、生物学的試料を、対象から得ることができる。本明細書で使用される「生物学的試料」とは、血液試料(そこから、血清または血漿を調製しうる)、アフェレーシス試料、生検検体、腫瘍生検検体、体液(例えば、肺洗浄液、腹水、粘膜洗浄液、滑液)、骨髄、リンパ節、組織移植片、臓器培養物、または対象もしくは生物学的供給源に由来する、他の任意の組織調製物もしくは細胞調製物でありうる。
免疫応答を決定するための、本明細書で記載される、全てのイムノアッセイおよび方法に関して、当業者はまた、これらの方法を実施する場合に、どの対照を含めると適切であるのかもたやすく察知し、理解するであろう。反応成分の相互作用を可能とするのに十分な、反応成分の濃度、緩衝液、温度、および時間は、当業者が精通する方法に従い、決定および/または調整することができる。
本開示の別の態様は、腫瘍微小環境内のT細胞を増大させる方法であって、腫瘍を有する対象へと、本明細書で開示される方法に従う、本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬を投与し、これにより、腫瘍に対する免疫応答を誘導するステップを含む方法を提示する。医療技術分野の当業者により理解される通り、「〜を処置する」および「処置」という用語は、対象(すなわち、患者)の疾患、障害、または状態の医学的管理を指す。一般に、適切な投与レジメンおよび処置レジメンは、本開示の活性薬剤(例えば、ベクター系またはウイルス粒子)、組成物、または医薬を、治療および/または予防利益をもたらすのに十分な量で施す。治療および/または予防利益は、例えば、臨床転帰の改善、治療処置および予防措置または防止措置の両方を含み、この場合、目的は、所望されない生理学的変化もしくは障害を、防止するか、もしくは緩徐化するか、もしくは遅延させる(減じる)か、またはこのような疾患もしくは障害の拡大もしくは重症度を、防止するか、もしくは緩徐化するか、もしくは遅らせる(減じる)ことである。対象を処置することによる、有益な臨床結果または所望される臨床結果は、処置される疾患または障害から生じるか、またはこれらと関連する症状の、除去、軽減、または緩和;症状の発生の低下;生活の質の改善;無病状態の長期化(すなわち、それに基づき疾患の診断がなされる症状を、対象が提示する可能性または傾向の減少)、疾患の程度の減弱;疾患状態の安定化(すなわち、非悪化);疾患進行の遅延または緩徐化;疾患状態の改善または抑制;および検出可能であれ、検出不能であれ、寛解(部分寛解であれ、完全寛解であれ);ならびに/または全生存を含むがこれらに限定されない。「処置」とはまた、対象が処置を施されなかった場合に予測される生存と比較して、生存を延長することも意味する。処置を必要とする対象は、疾患または障害を既に有する対象、ならびに疾患または障害を有する傾向があるか、またはこれを発症する危険性がある対象を含む。本開示に従うベクター系を含む核酸分子を、細胞へと、当技術分野で記載されるいくつかの方法のうちのいずれか1つに従い送達することができる。当業者に公知のこのような送達法は、リポソームへの封入、イオントフォレーシスによるもの、または生体分解性ポリマー;ハイドロゲル;シクロデキストリン;ポリ(乳酸−co−グリコール酸)(PLGA)およびPLCAマイクロスフェア;生体分解性ナノカプセル;および生体接着性マイクロスフェアなど、他の媒体への組込みによるもの、またはタンパク質性ベクターによるものを含むがこれらに制約されない。
本開示は、4−1BBリガンド(4−1BBL)、IL−2、および単鎖IL−12(scIL−12)を含むタンパク質の組合せであって、4−1BBLの量が、scIL−12およびIL−2の量より高量である組合せを提示する。
多様な実施形態では、4−1BBリガンドは、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、4−1BBリガンドは、T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。好ましくは、4−1BBリガンドは、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、4−1BBリガンドは、T細胞、好ましくは、CD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。より好ましくは、4−1BBリガンドは、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、4−1BBリガンドは、T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。なおより好ましくは、4−1BBリガンドは、配列番号2(図13)のアミノ酸配列に対する、少なくとも95%の相同性または同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、4−1BBリガンドは、T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に特異的に結合することが可能である。ある特定の実施形態では、上記で記載した4−1BBLの変異体は、配列番号2(図13)のアミノ酸配列を有する、天然の4−1BBLと同じ、T細胞、好ましくは、活性化したCD4+ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞に対する結合特異性を呈する。
本開示の多様な実施形態では、IL−2タンパク質は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、IL−2タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。好ましくは、IL−2タンパク質は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を示し、この場合、IL−2タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。より好ましくは、IL−2タンパク質は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を示し、この場合、IL−2タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。なおより好ましくは、IL−2タンパク質は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列に対する、少なくとも95%の相同性または配列同一性を示し、この場合、IL−2タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。ある特定の実施形態では、上記で記載したIL−2の変異体は、配列番号4(図14)のアミノ酸配列を有する、天然のIL−2と同じ免疫刺激活性、好ましくは、ヘルパーT細胞およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する。
本開示の多様な実施形態では、scIL−12タンパク質は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、scIL−12タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。好ましくは、scIL−12タンパク質は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも80%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、scIL−12タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。より好ましくは、scIL−12タンパク質は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも90%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、scIL−12タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。なおより好ましくは、scIL−12タンパク質は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列に対する、少なくとも95%の相同性または配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、この場合、scIL−12タンパク質は、免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を有する。ある特定の実施形態では、上記で記載したscIL−2の変異体は、配列番号6(図15)のアミノ酸配列を有する、天然のscIL−2と同じ免疫刺激活性、好ましくは、単球、ヘルパーT細胞、およびCD8+ T細胞を刺激する活性を呈する。
本明細書で開示される通り、タンパク質は、それが、天然IL−12タンパク質の2つのサブユニットであるp35およびp40を、融合タンパク質として含むアミノ酸配列を含む場合、scIL−12タンパク質と考えられる。配列番号8および10の配列は、ヒトIL−12の、40kDaのサブユニットおよび35kDaのサブユニットのアミノ酸配列を示す。ある特定の実施形態では、上記で記載したscIL−12の変異体は、配列番号8および10のアミノ酸配列によりコードされる天然scIL−12と同じ免疫刺激活性を呈する。好ましくは、本開示のscIL−12のリンカーは、ペプチドリンカーまたはポリペプチドリンカーである。本開示は、本明細書で記載される、scIL−12の変異体であって、特に、図15(配列番号5および6)に太字で示されるリンカー配列を、リンカー配列の長さに関して、特異的に修飾した変異体を包含する。リンカーのアミノ酸配列の長さは、経験的に選択することもでき、構造情報による誘導により選択することもでき、2つの手法の組合せを使用して選択することもできる。当業者は、長さまたは組成が変動する、多くのこのような配列であって、それらが長過ぎも短過ぎもしないことを主要な検討事項とするリンカーとして用いられうる配列が存在することを認識するであろう。
本開示により提示される、新規のベクター/ベクター系またはウイルス粒子は、キットとしてパッケージングすることができる。キットは、任意選択で、使用および投与のための指示書、デバイス(例えば、1または複数の組成物を、対象へと投与するための)、ならびにさらなる試薬、ならびに方法の実施および使用のための構成要素であって、試験管、容器、例えば、バイアルおよびシリンジなどの構成要素など、1または複数の構成要素を含みうる。本明細書ではまた、本開示のベクター系をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを含むキットも想定される。本明細書ではまた、本開示のベクター系またはウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞を含むキットも想定される。本明細書ではまた、本開示の活性薬剤、組成物、または医薬を含むキットも想定される。本明細書ではまた、本開示の新規のウイルスベクター/ベクター系と、任意選択で、成熟因子をコードするポリヌクレオチド配列とを含むキットも想定される。
本開示に照らして、本明細書の別の箇所で記載される態様および実施形態の文脈にあると考えられる以下の項目も、これらに限定せずに述べると、本明細書に包含される。
1.4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする遺伝子であって、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、scIL−12をコードする遺伝子が、1位にはないことを条件として構成した、遺伝子の核酸配列を含むベクター。
2.アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、RNAベクター、プラスミドベクター、ナノ粒子ベクター、およびネイキッドDNAのうちのいずれか1つである、項目1のベクター。
3.RNAベクターが、修飾リボヌクレオチドの挿入を含む、項目2のベクター。
4.4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列が、ヒトcDNAであり、scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列が、ヒトcDNAであり、かつ/またはIL−2をコードする遺伝子の核酸配列が、ヒトcDNAである、項目1〜3のうちのいずれか1つのベクター。
5.4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列が、配列番号1(図13)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列が、T細胞、好ましくは、活性化T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする、項目1〜4のうちのいずれか1つのベクター。
6.IL−2をコードする遺伝子の核酸配列が、配列番号3(図14)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列が、免疫刺激活性を有するIL−2タンパク質をコードする、項目1〜4のうちのいずれか1つのベクター。
7.scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列が、配列番号5(図15)の核酸配列に対する、少なくとも70%の相同性または配列同一性を示し、この場合、変異体の核酸配列が、免疫刺激活性を有するscIL−12タンパク質をコードする、項目1〜4のうちのいずれか1つのベクター。
8.scIL−12およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を、4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列の下流に配置する、項目1〜7のうちのいずれか1つのベクター。
9.IL−2をコードする遺伝子の核酸配列を、4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列の下流に配置し、scIL−12をコードする遺伝子の核酸配列を、IL−2をコードする核酸配列の下流に配置する、項目8のベクター。
10.プロモーターを、4−1BBLをコードする遺伝子の核酸配列の上流に配置するが、scIL−12および/またはIL−2をコードする遺伝子の核酸配列の上流には配置しない、項目8または9のベクター。
11.4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする遺伝子の核酸配列を、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結した、項目8〜10のうちのいずれか1つのベクター。
12.項目1〜11のうちのいずれか1つのベクターを含むウイルス粒子。
13.項目1〜11のうちのいずれか1つのベクターをコードする核酸配列を含むポリヌクレオチド。
14.項目1〜11のうちのいずれか1つのベクター、または項目12のウイルス粒子を形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞または免疫細胞。
15.項目1〜11のうちのいずれか1つのベクター、項目12のウイルス粒子、項目13のポリヌクレオチド、または項目14のがん細胞もしくは免疫細胞を含む組成物。
16.項目1〜11のうちのいずれか1つのベクター、項目12のウイルス粒子、項目13のポリヌクレオチド、または項目14のがん細胞もしくは免疫細胞を含む医薬。
17.がん、ウイルス感染、および/または免疫系障害を処置する方法における使用のための、項目1〜11のうちのいずれか1つのベクター、項目12のウイルス粒子、項目13のポリヌクレオチド、項目14のがん細胞もしくは免疫細胞、項目15の組成物、または項目16の医薬。
18.がんが、乳がん、前立腺がん、リンパ腫、皮膚がん、膵臓がん、結腸がん、黒色腫、悪性黒色腫、卵巣がん、脳がん、原発脳癌、頭頸部がん、神経膠腫、神経膠芽腫、肝臓がん、膀胱がん、非小細胞肺がん、頭部または頸部癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、小細胞肺癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣癌、膀胱癌、膵臓癌、胃癌、結腸癌、前立腺癌、尿生殖器癌、甲状腺癌、食道癌、骨髄腫、多発性骨髄腫、副腎癌、腎細胞癌、子宮内膜癌、副腎皮質癌、悪性膵臓膵島細胞腫、悪性カルチノイド癌、絨毛癌、菌状息肉腫、悪性高カルシウム血症、子宮頸過形成、白血病、急性リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性顆粒球性白血病、急性顆粒球性白血病、有毛細胞白血病、神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、真性赤血球増加症、本態性血小板増加症、ホジキン疾患、非ホジキンリンパ腫、軟部組織肉腫、中皮腫、骨肉腫、原発マクログロブリン血症、および網膜芽細胞腫のうちのいずれか1つである、項目17による使用のためのベクター、項目17による使用のためのウイルス粒子、項目17による使用のためのポリヌクレオチド、項目17による使用のためのがん細胞もしくは免疫細胞、項目17による使用のための組成物、または項目17による使用のための医薬。
19.がんの転移を防止または処置する方法における使用のための、項目1〜11のうちのいずれか1つのベクター、項目12のウイルス粒子、項目13の組成物、または項目14の医薬。
20.ベクター系が、1用量単位当たり1×1011ivp(感染性ウイルス粒子)を超えないか、好ましくは、1×1010ivpを超えないか、より好ましくは、1×10ivpを超えないか、なおより好ましくは、1×10ivpまたは1×10ivpを超えない濃度で存在することを特徴とする、項目17〜19のうちのいずれか1つの使用のためのベクター。
21.ウイルス粒子が、1用量単位当たり1×1011ivpを超えないか、好ましくは、1×1010ivpを超えないか、より好ましくは、1×10ivpを超えないか、なおより好ましくは、1×10ivpまたは1×10ivpを超えない濃度で存在することを特徴とする、項目17〜19のうちのいずれか1つの使用のためのウイルス粒子。
22.4−1BBリガンド(4−1BBL)、IL−2、および単鎖IL−12(scIL−12)を含むタンパク質の組合せであって、4−1BBLの量が、scIL−12およびIL−2の量より高量である組合せ。
本開示は、それらは、変動しうるので、本明細書で記載される特定の方法、プロトコール、細胞株、属、および試薬に限定されるものでないことを認められたい。また、本明細書で使用される用語法は、特定の実施形態について記載することだけを目的とするものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことも認められたい。
以下の実施例は、例示を目的として示されるものであり、限定を目的として示されるものではない。
当業者には、本開示に照らし、他の実施形態および使用も明らかとなるであろう。以下の例は、多様な実施形態についての例示的な例だけとして提示されるものであり、いかなる形であれ、本開示を限定するものとは見なされないものとする。
[実施例1]
マウスIm01およびヒトIm01による、IL−12、IL−2、および4−1BBLのトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答
Im01は、以下のスキーム:
において示される順序で、単鎖IL−12、4−1BBL、およびIL−2のヒト遺伝子を含む発現構築物を含むアデノウイルスベクターである。
ベクターIm01の構築については、国際公開第2004/035799号パンフレットの図1に描示されている上記のスキームと共に、国際公開第2004/035799号パンフレットに記載されている。国際公開第2004/036799号パンフレットにおけるベクター名は、「Ad−3」である。本開示では、早期ベクターの内部ベクターコードは、Im01である。
ヒトA549細胞およびマウスHepa1−6細胞に、3つのヒト遺伝子またはマウス遺伝子を、それぞれ、表示の感染多重度(MOI;[カッコ]内に示された数字)で保有するIm01を、1時間にわたり形質導入した。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)またはマウスリンパ球を、形質導入の4時間後に添加し、上清を、共培養の34時間後に、サイトカインアッセイのために回収した。サイトカインレベルを、ELISA(eBioscience)により検出した。腫瘍細胞を解離し、フローサイトメトリーにより、4−1BBLの発現についてアッセイした。結果として、マウスベクターおよびヒトベクターのアーキテクチャーは同一であるが、トランス遺伝子の発現レベルは、ヒトIm01が、マウスのIm01の、最大15倍のIL−12発現を示すという点で、明らかに、マウス種とヒト種との間で変化する。臨床状況では、このようなIL−12レベルの上昇は、毒性の危険性および治療への適用可能性の制限をもたらす。
[実施例2]
ベクターのデザインおよび研究の概観
Im02
本開示に従うベクターは、ex vivoにおける治療シミュレーション研究のために、デザインされ、作製されている。ベクターは、アデノウイルスベクターに基づき、Im02(内部ベクターコード:「Im02」)と名付けられている。Im02は、以下のスキーム:
において示される順序で、4−1BBL、IL−2、および単鎖IL−12(scIL−12)のヒト遺伝子を含む発現構築物を含む。
図2は、シャトルプラスミドであるpE1.1 Im02についての、概略的遺伝子マップを示す。Im02の発現カセットを、例えば、アデノウイルスのベクターDNAを保有するプラスミドへのサブクローニングに適する、プラスミドpE1.1に基づく先駆的導入プラスミドとして例示する。より具体的には、アデノウイルスベクターIm02内に含有される発現カセットは、図18に示される発現カセットであって、配列番号12のヌクレオチド配列を含む発現カセットである。本開示のベクターは、腫瘍内免疫微小環境の多価修飾により、膀胱がん内の腫瘍細胞に対する免疫防御機構を誘導することが同定されている。
患者コホートの概観
ヒト腫瘍生検試料のex vivo培養物を、新規のベクター系のための研究モデルとして選び出した。試料は、Clinic of Urology、Asklepios hospital、Hamburg−Barmbekにより提供された。合計で、43人の患者に由来する、244例の腫瘍試料と、270例の正常膀胱組織対照生検とについて解析した。試料は、8例の患者から、経尿道的切除術(TUR)時に回収し研究組入れ試料の大部分は、膀胱切除術に由来した。本研究では、腫瘍組織および膀胱組織を、早期〜後期と変化する広範な病期にわたり解析した。16人の女性および27人の男性に由来する試料を解析した。前立腺癌の共時的診断のために、この患者コホートにおける前処置は、連続TUR、化学療法、または抗アンドロゲン療法であった。
[実施例3]
Im02および早期ベクターIm01による、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答
Im02(実施例2を参照されたい)および早期ベクターIm01(実施例1を参照されたい)による、4−1BBL、IL−2、およびIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答を比較した。
ヒトA549細胞に、Im01またはIm02を、図3に表示のMOI(感染多重度、すなわち、標的細胞1個当たりの感染性ウイルス粒子数)(MOI;カッコ内の数字)で、1時間にわたり形質導入した。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を、形質導入の4時間後に添加し、上清を、共培養の34時間後に、サイトカインアッセイのために回収した。サイトカインレベルを、ELISAにより検出した。腫瘍細胞を解離し、4−1BBLについて陽性の細胞を、フローサイトメトリーにより検出した。表示のデータ点は、各例4連とする、4例の個々のドナーの平均値である。
図3に示す通り、Im02内の4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の遺伝子の配置は、Im01内の同じ遺伝子の配置と比較した、4−1BBLの発現の上昇であって、IL−12の減少と共時的であり、IFN−γ応答の増大をもたらす上昇をもたらす。
特に、Im02内の、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12の遺伝子の配置は、早期ベクターIm01内の遺伝子の配置と比較して、平均値で、4−1BBLの発現の1.7倍の増大、およびIL−2の発現の1.5倍の増大をもたらす。これは、IL−12の発現レベルの2.6分の1の低下と組み合わされている。Im02内の遺伝子の配置により、IL−2/IL−12のモル比は、平均で2.5%から、9.1%へと増大した。さらに、IL−2および4−1BBLの発現の増大は、MOI2.5、5、10、および50の全ての用量範囲で検出される、1.4倍のIFN−γの誘導をもたらす。
Im02は、Im01によるIFN−γ応答より優れたIFN−γ応答をもたらす。結果として、Im02は、早期ベクターIm01と比較した、免疫刺激効果の改善を示す。
[実施例4]
組織ベースのモデルにおける、単一のベクターならびにIm02およびIm01の比較
scIL−12、IL−2、または4−1BBLを発現させるアデノウイルスベクターを使用する単回投与による処置単独、ならびにIm02およびIm01(後者のさらなる詳細については、実施例1を参照されたい)について検討した。
Im02の、腫瘍微小環境に対する効果について研究するために、非解離腫瘍組織試料に基づく治療シミュレーションモデルを確立した。経尿道的切除術または膀胱切除術に由来する組織試料を使用した。
膀胱腫瘍(「T」)組織および正常膀胱(「B」)組織に、10ivp(感染性ウイルス粒子)のIm02またはIm01を形質導入した。酵素的LDH放出アッセイを使用して、腫瘍組織試料および膀胱組織試料の生存率を、培養培地上清中でモニタリングした。トランス遺伝子の発現およびIFN−γ応答を、形質導入後6日目に、培養物上清中で、ELISAにより測定した。結果を、図4に示す。scIL−12およびIL−2の発現レベルが、単独で高度であってもなお、IFN−γ応答は、バックグラウンドに近い。この結果は、膀胱組織および腫瘍組織の文脈における、3つの遺伝子の協同的作用を示唆する。さらに、Im02は、IL−2応答およびIFN−γ応答の、Im01と比較した増大をもたらす。図4は、早期ベクターIm01と比較した、Im02の、腫瘍微小環境内の免疫刺激効果の改善を示す。
[実施例5]
異なる用量レベルにおける、Im02およびIm01の比較
Im02およびIm01(これらのベクターのさらなる詳細については、実施例2および3を参照されたい)を、漸増用量で、腫瘍微小環境内のトランス遺伝子の発現およびIFN−γ応答について比較した。
腫瘍試料は、個々の患者に由来し、膀胱腫瘍(「T」)組織および正常膀胱(「B」)組織のマッチさせた対を、10〜10ivp(感染性ウイルス粒子)の用量レベルについて検討した。発現を、ELISAにより、6日目に測定した。結果を、図5に示す。異なる用量レベルで、Im02は、Im01のIFN−γ応答より優れたIFN−γ応答をもたらす。結果として、異なる用量レベルで、Im02は、早期ベクターIm01と比較した、腫瘍微小環境内の免疫刺激効果の改善を示す。
[実施例6]
Im02およびIm01についての遺伝子発現プロファイリング
Im02についての治療用遺伝子発現プロファイルを示すために、トランスクリプトーム解析を実施した。特に、Im02およびIm01による、白血球活性化についての包括的プロファイルを得るために、腫瘍細胞およびPBMCによる共培養物実験の腫瘍細胞に、Im02、Im01、およびAd0(空ベクター)を形質導入し、白血球についてのmRNA遺伝子活性解析(lllumina Chip HT12全ゲノム発現解析)を実施した。この目的で、形質導入の後で、末梢白血球を、共培養物へと添加した。非形質導入腫瘍細胞に対する白血球を、対照として使用した。4、24、32、48、72、および96時間後に、白血球を回収し、RNAを単離および精製した。品質チェックの後、RNAを、相補性DNA(cDNA)へと逆転写し、ビーズチップのプロトコールに従い標識し、ビーズチップであるHT12へとロードし、走査を実施した(Life & Brain、department of human genetics at the University of Bonn)。得られたデータを、GenomeStudio Software(lllumina)へと転送した。その後、IPA(登録商標)Software(Ingenuity)を使用して、データを査定した。示差的に調節された過程を示す、コア解析を実施した。調節された過程についての概観を得、それらの重要性と、関与する分子数とを例示するために、IPA(登録商標)過程解析を実施した。表1および2を参照されたい。
結果として、Im02は、生理学的発生および機能のうちで、最も強く調節される5つの過程(関与する分子の重要性および数により)の中の、調節される61の遺伝子(表1の下方を参照されたい)を伴う、「細胞媒介性免疫応答」を特徴とする免疫刺激をもたらす。Im01(表2の下方を参照されたい)では、この場合、示差的に調節される分子が、合計28だけであるため、この機能(すなわち、「細胞媒介性免疫応答」)は、生理学的発生および機能のうちで、最も強く調節される5つの過程の中に現れない。表中で言及されている他の系(血液系、免疫細胞のトラフィッキング、組織の形状、および一般的な組織発生のような)は、多価免疫療法剤により引き起こされる広範な変化を示唆する。トランスクリプトーム解析から明らかとなることは、Im02についての、治療用遺伝子の発現プロファイルは、固有であり、優れており、特に、早期ベクターIm01の発現プロファイルより優れていることである。
調節される過程は、IPA(登録商標)ソフトウェア(Ingenuity Pathway Analysis、Qiagen)を使用して、特異的に調節される(細胞)機能へと割り当てられている。これは、生物学的過程の活性化/不活化に関する、より正確な情報を可能とする。
結果として(データは示さない)、最も強く誘導される5つの機能は、リンパ球の活性化、単核白血球の活性化、白血球の細胞傷害作用、単核白血球の分化、およびTリンパ球(T細胞)の活性化である。
[実施例7]
主要な免疫細胞型の活性化についての遺伝子発現解析
全ての主要な免疫細胞型の存在および活性化状態について、遺伝子発現データの解析を可能とするCELLMIXソフトウェアを使用して、96時間の時間経過にわたる、主要な免疫細胞型の活性化について解析した。図6の熱プロットは、RT−4ヒト膀胱がん細胞と共培養される、4日間(96時間)の時間経過にわたる、B細胞(末梢血単核細胞、PBMC)を除く、全ての主要な血中免疫細胞亜型の活性化を例示する。図6に示す通り、Im02によるヘルパーT細胞および細胞傷害性T細胞の活性化は、Im01による同じ免疫細胞の活性化より優れている。
[実施例8]
ex vivo組織についての研究結果
組織学による組織プロファイリング
組織の品質および細胞の組成のばらつきについて、ホルマリン固定およびパラフィン包埋の後、または組織の凍結および固定の後における組織切片内でモニタリングした。全般的な品質は、ヘマトキシリン−エオシン染色(HE)の後で査定した。
図7に示す通り、Im02は、Ad0対照ベクター(B)または単一遺伝子ベクター(データは示さない)では見られなかった、組織学的再配置(C)を誘導した。Im02により誘導される形状の変更であって、腫瘍組織(図7、パネルC)内で観察される変更は、対照Ad0/AdNull(パネルB)または単一遺伝子ベクター(データは示さない)で処置された組織に照らした、免疫細胞浸潤物の数および分布を含む。
さらに、図8は、Im02が、白血球浸潤物の分布および頻度の、明らかな組織学的再配置を誘導することを示す。図8の下パネル中の矢印は、細胞死の徴候を伴う腫瘍領域を指し示す。これらの形状の変化は、Im02により誘導される免疫応答についての組織学的証拠をもたらす。
標的細胞型の同定
Im02を形質導入した組織についての透過電子顕微鏡法(TEM)を実施して、とりわけ、小胞膜の存在および形状、ならびに細胞1個当たりの粒子の存在度により判定される、アデノウイルス粒子の取込みの標的細胞型、取込みの経路を同定した。
膀胱切除術による腫瘍組織を切除し、試料を、10ivpのIm02を含有する500μlの培養培地に37℃で1時間にわたり浸漬することにより形質導入し、2%のグルタルアルデヒドを含有する氷冷固定液による培地の置きかえにより、取込みを停止させた。次いで、標準的な手順により、組織試料を加工し、Vironova SA、Stockholm、Swedenにより提供されている透過電子顕微鏡法により、画像を撮影した。
陽性染色透過電子顕微鏡法では、アデノウイルス粒子を、約80nmのそれらのサイズおよび粒子形状により同定した。結果を、図9に示す。形質導入の1時間後、Im02アデノウイルス粒子は、微細構造的形状解析により同定される通り、様々な細胞型内で検出可能である。アデノウイルス粒子周囲の小胞構造の存在および形状は、取込み機構を指し示す。
それらの個々の形状により、異なる細胞型を、膀胱癌試料中の標的細胞であって、腫瘍細胞(図示しない)、腫瘍間質の結合組織細胞(線維芽細胞、パネル4)、および免疫細胞を含む標的細胞として見出した。アデノウイルス粒子を、リンパ球形状(パネル3)および単球形状(パネル2)の細胞内で検出した。膀胱癌内では、単球形状は、ランゲルハンス細胞、マクロファージ、または樹状細胞の存在を指し示す。
重要なことには、同定されたこれらの標的免疫細胞の全ては、サイトカインを形質導入した後で、エフェクター細胞型への活性化および分化を経ることが記載されており、一方、4−1BBLの発現は、抗原提示細胞内およびリンパ球において発現する場合に、逆シグナル伝達により、過程の活性化を支援することが示されている(Ju et al., 2009, International Immunology, 21 (10), 1135-1144)ので、この知見は、作用方式について特に有用である。
取込みの経路および存在度:アデノウイルス粒子は、標的細胞の細胞質内の、異なる位置において、異なる環境と共に見出された。古典的な取込みは、コックサッキーおよびアデノウイルス受容体への結合に続く、エンドサイトーシス小胞のシャトリングの後で媒介される。
粒子を小胞形成の過程中にイメージングしたパネル6Aでは、この経路が活性であることが示唆される。パネル6Bでは、アデノウイルス粒子は、他の未規定の構造もまた含有する、大型の小胞内に位置することから、取込みの飲作用的方式が示唆される。パネル3Aでは、アデノウイルス粒子は、円形の膜構造内に捕捉されていることから、エンドサイトーシスによる取込みの進展が示唆された。
組織試料の、Im02への、1時間に限る曝露を、将来の膀胱内点滴プロトコールに合致するものとして選び出した。本発明者による組織モデルでは、粒子は、数細胞層の深さの領域に達する。通常、細胞1個当たりのアデノウイルス粒子、最大で30の群を同定した(パネル5A)。
[実施例9]
正常膀胱試料中および膀胱腫瘍試料中の、示差的発現の比較
正常膀胱組織および腫瘍組織に、10ivpのIm02を形質導入した。培養は、6日目まで継続した。示差的発現は、対照としてのAd0(空アデノウイルスベクター)で処置された試料と比較して決定した。図10は、9例の膀胱組織試料および10例の腫瘍組織試料のプールについての結果を示す。全体的な刺激(すなわち、免疫応答過程の誘導)は、正常膀胱組織内より、腫瘍組織内で高度である(図10を参照されたい)。この効果は、正常組織と腫瘍組織との、微小環境の差違、例えば、免疫細胞の浸潤物の数、または腫瘍細胞の近傍における抑制のレベルの差違を指示する。
[実施例10]
アデノウイルスを取り込むためのトランスフェクタントの検討
トランスフェクタント様ポリカチオン性化合物を添加することにより、無傷の膀胱組織へのアデノウイルスの取込みを改善することができる。Im02による、ex vivoにおける組織試料の灌流のために、細胞株のセット内の、候補化合物のスクリーンにおいて、プロタミン硫酸塩(10μg/ml)が、コックサッキー−アデノウイルス受容体(CAR)の発現に依存しない、アデノウイルス生成物の取込みを可能とすることを同定した(図11を参照されたい)。ヒト膀胱がん細胞株であるRT−4が、CARを発現するのに対し、マウス結腸がん細胞株であるCT−26は、CARを発現しないことが報告されている。図11のキャプション中に表示の通り、アデノウイルス生成物を、緩衝液中で製剤化した。ヒト膀胱がん細胞株であるRT−4、およびCAR陰性マウス結腸がん細胞株であるCT−26に、標的細胞1個当たり、異なる多重度(MOI:感染多重度)で、Ad−GFP(GFPを保有するアデノウイルスベクター)を形質導入した。結果を、形質導入の48時間後における、GFP陽性細胞の百分率であって、フローサイトメトリーにより測定される百分率として例示する。結果として、いずれの細胞株でも、10μg/mlのプロタミン硫酸塩は、最高の形質導入効率を可能とした。
略号:Merck緩衝液:pH8.0の5mMトリス、75mMのNaCl、5%のスクロース、0.005%のポリソルベート80、1mMのMgCl;全てのさらなる添加物も、Merck緩衝液中で製剤化する;キトサン:1%、マンニトール:1M;プロタミン:10μg/mlのプロタミン硫酸塩、Pluronic F68:0.001%;ブレンド:スクロース、マンニトール、およびPluronic F68のブレンド。Merck緩衝液とは、トランスフェクタント添加剤の支援を伴わない基礎製剤を指し示す。CARの存在は、低感染多重度(MOI;標的細胞1個当たりの感染性ウイルス粒子)における、十分な形質導入により指し示される。CARの非存在下では、取込みは、インテグリン媒介性の取込みを介する、低アフィニティーの取込みだけにより達成される。添加剤を伴わない効果を、CT−26内(MOIを5000とする場合の、<5%の形質導入)と対比したRT−4内(MOIを100とする場合の、約25%の形質導入)で例示する。10μg/mlのプロタミン硫酸塩の添加は、RT−4内の形質導入を倍加させ、CT−26内の形質導入を3倍加させる。
ex vivoの組織培養物中ではまた、プロタミン硫酸塩の協同的アジュバント効果も見出された(図12を参照されたい)。10μg/mlプロタミン硫酸塩の添加を伴うかまたは伴わずに、腫瘍組織および膀胱組織に、10ivpのIm02またはAd0(空アデノウイルスベクター)を形質導入した。トランス遺伝子の発現と、応答サイトカインとしてのIFN−γの発現とを、形質導入後6日目の、培養物上清中で、ELISAにより測定した。10μg/mlのプロタミン硫酸塩の存在下では、トランス遺伝子の発現が低度の場合であってもなお、応答サイトカインであるIFN−γの発現が高度であることから、プロタミン硫酸塩の存在下のIm02が、より多くの免疫細胞を刺激することが示唆される。
細胞株のパネルについての結果と、標的細胞の状態についての査定とに基づき、この製剤を、ex vivoの治療シミュレーション研究に適用した。
[実施例11]
異なるMOIの、Im02および単一遺伝子発現ベクターによる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答
Im02と、単一遺伝子発現ベクターの組合せとによる、4−1BBL、IL−2、およびscIL−12のトランス遺伝子の発現、ならびにIFN−γ応答は、IFN−γの発現が、4−1BBLレベルの上昇に依存することを明らかにする。
ヒトA549細胞に、カッコ内の数字で指し示される感染多重度(MOI、すなわち、標的細胞1個当たりの感染性ウイルス粒子)の、Im02、またはscIL−12、IL−2、および4−1BBLのそれぞれを発現させる、単一遺伝子アデノウイルスベクターの組合せを、1時間にわたり形質導入した(図19を参照されたい)。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を、形質導入の4時間後に添加し、上清を、共培養の34時間後に、サイトカインアッセイのために回収した。サイトカインレベルを、ELISAにより検出した。腫瘍細胞を解離し、4−1BBLについて陽性の細胞を、フローサイトメトリーにより検出した。表示のデータ点は、各例4連とする、4例の個々のドナーの平均値である。
図19に示す通り、IL−12、IL−2、および4−1BBLを単独で発現させる、MOI[5]の単一遺伝子ベクターは、最大で4.2ng/mlのIFN−γの基礎レベルの誘導をもたらす。IL−12およびIL−2の組合せは、このレベルをそれほど上昇させない。いずれもMOI[5]の、レベルを一定とするIL−12およびIL−2の、MOI[100]まで漸増するレベルの4−1BBLとの組合せは、中程度のIL−12レベルで、IFN−γの誘導をもたらす。
実施例3(図3を参照されたい)で記載したベクターIm01による発現のように、IL−12の発現を、無際限に上昇させてはならないことに注意することが重要である。高度なIL−12発現は、免疫活性化の下方調節を誘導し、毒性を引き起こすと考えられる。この、高度なIFN−γ発現および中程度のIL−12発現の状態は、本開示のベクター、特に、ベクターIm02で示される、4−1BBL、IL−2、およびIL−12の配置により実現される。

Claims (18)

  1. 4−1BBリガンド(4−1BBL)、単鎖IL−12(scIL−12)、およびIL−2をコードする核酸配列を含み、少なくとも1つの調節核酸配列、好ましくは、プロモーター配列をさらに含み、scIL−12およびIL−2の発現レベルと比較した、4−1BBLの発現レベルの上昇をもたらすベクター。
  2. 前記4−1BBLの発現レベルが、ベクターIm01の発現構築物(図20)により得られる4−1BBLの発現レベルと比較して上昇している、請求項1に記載のベクター。
  3. ベクターIm01の発現構築物(図20)により得られるscIL−12および/またはIL−2の発現レベルと比較して、前記scIL−12の発現レベルが低下し、かつ/または前記IL−2の発現レベルが上昇している、請求項1または2に記載のベクター。
  4. 4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする前記核酸配列を、5’〜3’方向に、1、2、3の順序で、scIL−12をコードする前記配列が、1位にはないことを条件として構成した、請求項1から3のいずれか一項に記載のベクター。
  5. アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、RNAベクター、プラスミドベクター、ナノ粒子ベクター、およびネイキッドDNAのうちのいずれか1つである、請求項1から4のいずれか一項に記載のベクター。
  6. 4−1BBLをコードする前記核酸配列が、ヒトcDNAであり、scIL−12をコードする前記核酸配列が、ヒトcDNAであり、かつ/またはIL−2をコードする前記核酸配列が、ヒトcDNAである、請求項1から5のいずれか一項に記載のベクター。
  7. 4−1BBLをコードする前記核酸配列が、配列番号1の核酸配列に対する、少なくとも70%の配列同一性を示し、前記変異体の核酸配列が、活性化T細胞に特異的に結合することが可能な、4−1BBLタンパク質をコードする、請求項1から6のいずれか一項に記載のベクター。
  8. IL−2をコードする前記核酸配列が、配列番号3の核酸配列に対する、少なくとも70%の配列同一性を示し、前記変異体の核酸配列が、免疫刺激活性を有するIL−2タンパク質をコードする、請求項1から6のいずれか一項に記載のベクター。
  9. scIL−12をコードする前記核酸配列が、配列番号5の核酸配列に対する、少なくとも70%の配列同一性を示し、前記変異体の核酸配列が、免疫刺激活性を有するscIL−12タンパク質をコードする、請求項1から6のいずれか一項に記載のベクター。
  10. scIL−12およびIL−2をコードする前記核酸配列を、4−1BBLをコードする前記核酸配列の下流に配置する、請求項1から9のいずれか一項に記載のベクター。
  11. IL−2をコードする前記核酸配列を、4−1BBLをコードする前記核酸配列の下流に配置し、scIL−12をコードする前記核酸配列を、IL−2をコードする前記核酸配列の下流に配置する、請求項10に記載のベクター。
  12. プロモーターを、4−1BBLをコードする前記核酸配列の上流に配置するが、scIL−12および/またはIL−2をコードする前記核酸配列の上流には配置しない、請求項10または11に記載のベクター。
  13. 4−1BBL、scIL−12、およびIL−2をコードする前記核酸配列を、内部リボソーム侵入部位(IRES)により連結した、請求項1から12のいずれか一項に記載のベクター。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載のベクターを形質導入またはトランスフェクトされたがん細胞または免疫細胞。
  15. 請求項1から13のいずれか一項に記載のベクター、または請求項14に記載のがん細胞もしくは免疫細胞を含む医薬。
  16. がん、ウイルス感染、および/または免疫系障害を処置する方法における使用のための、請求項1から13のいずれか一項に記載のベクター、請求項14に記載のがん細胞もしくは免疫細胞、または請求項15に記載の医薬。
  17. 前記がんが、膀胱がん、乳がん、前立腺がん、リンパ腫、皮膚がん、膵臓がん、結腸がん、黒色腫、悪性黒色腫、卵巣がん、脳がん、原発性脳癌、頭頸部がん、神経膠腫、神経膠芽腫、肝臓がん、非小細胞肺がん、頭部または頸部癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、小細胞肺癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣癌、膀胱癌、膵臓癌、胃癌、結腸癌、前立腺癌、尿生殖器癌、甲状腺癌、食道癌、骨髄腫、多発性骨髄腫、副腎癌、腎細胞癌、子宮内膜癌、副腎皮質癌、悪性膵臓膵島細胞腫、悪性カルチノイド癌、絨毛癌、菌状息肉腫、悪性高カルシウム血症、子宮頸過形成、白血病、急性リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性顆粒球性白血病、急性顆粒球性白血病、有毛細胞白血病、神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、真性赤血球増加症、本態性血小板増加症、ホジキン疾患、非ホジキンリンパ腫、軟部組織肉腫、中皮腫、骨肉腫、原発マクログロブリン血症、および網膜芽細胞腫のうちのいずれか1つである、請求項16に記載の使用のためのベクター、または請求項16に記載の使用のためのがん細胞もしくは免疫細胞、または請求項16に記載の使用のための医薬。
  18. がんの転移を防止または処置する方法における使用のための、請求項1から13のいずれか一項に記載のベクター、または請求項14に記載のがん細胞もしくは免疫細胞、または請求項15に記載の医薬。
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