JP2021520209A - 癌患者における腫瘍抗原を検出するための診断アッセイ - Google Patents

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Abstract

本発明は概して、試料、特に患者試料を分析し、腫瘍抗原の発現を定量することによって癌を診断し、および/または癌免疫療法に対する臨床応答を予測するための、細胞培養物を用いる診断アッセイ、特にキメラ抗原受容体(CAR)発現レポーター細胞アッセイに関する。本発明のさらなる態様は、例えば、癌免疫療法の安全性を改善することである。【選択図】なし

Description

本発明は概して、試料、特に患者試料を分析し、腫瘍抗原の発現を定量することによって癌を診断し、および/または癌免疫療法に対する臨床応答を予測するための、細胞培養物を用いる診断アッセイ、特にキメラ抗原受容体(CAR)発現レポーター細胞アッセイに関する。本発明のさらなる態様は、例えば、癌免疫療法の安全性を改善することである。
癌は、すべての年齢コホート全体での死亡に対する主たる原因のうちの1つである。癌とは、1つ以上の細胞集団の制御されていない増殖をもたらす、細胞の異常なステージである。最終的に、増殖は、複数の臨床的および非臨床的な症状をもたらす、正常な生物学的機能の異常をもたらす。腫瘍細胞は、形態学的特徴、胎児抗原の発現、接触阻止の欠如および成長因子の非依存性など、腫瘍細胞を正常細胞と区別する特性のうちの1つまたはいくつかを典型的に提示する。
残念なことに、たいていの癌は、例えば、肺癌については早期のなおも局在しているステージにおいて15%しか認められない誘発的な状況をもたらす疾患の早期のステージで無症候性である。しかしながら、このような早期の診断された患者について、5年生存率は85%と高い可能性があるのに対し、癌が他の器官に拡大した後にこのような患者の2%しか5年生存しない。癌療法に対する改善を何十年も奨励しているにもかかわらず、癌の成功する処置についての最も有意な予測因子は、疾患の早期検出および分類のままである。
典型的には、免疫系は、「自己」に始発するこれらの細胞の性質のため、腫瘍細胞の認知を警告および惹起しない。癌免疫療法は、腫瘍によってのみ発現する独特なタンパク質を認識し、例えば、腫瘍細胞の破壊を可能にする抗体依存性細胞障害作用(ADCC)またはT細胞障害作用を介して、免疫細胞の作用に同時に関与することによって、免疫系が腫瘍細胞を標的とするのを害するのを目的とする。この関与は、従来のADCC適格細胞および/もしくはT細胞の二重特異性抗体を介して、または腫瘍抗原を認識する生来のT細胞受容体を発現するように操作されたT細胞(TCR−T)もしくは人工のキメラ抗原を発現するように操作されたT細胞(CAR−T)を介して達成されることができる。抗体は、MHC複合体の流れにおいて提示される従来の腫瘍表面タンパク質またはタンパク質由来ペプチド(pMHC)のいずれかを認識する。いずれかのアプローチにおいて、腫瘍細胞表面上に発現する腫瘍抗原またはpMHCの密度が、癌のすべての種類にわたって患者間で大きく異なるので、患者が必ずしも全員、診療所における療法に対して応答するわけではない。
それゆえ、腫瘍抗原(表面および/またはpMHC)の量を検出および定量するための確固たるツールは、癌患者のより良好な診断を保証するであろうし、個々の癌免疫療法に対する臨床応答の尤度を予測し得る。さらに、癌免疫療法は、正常組織を標的とする望ましくない免疫応答を惹起する可能性が時折ある。免疫療法の安全性の早期予測は、医師が患者における潜在的な致死的副作用を監視するのに役立つであろう。
異なる体液における腫瘍抗原の検出は、例えば、リンパまたは血液における既に非常に少数の生腫瘍細胞の存在が、疾患の進行における重要な特徴を示すことがあることを考慮すると、非常に重要なままである。免疫学的診断アッセイは、種々の疾患容態を検出することができるこの目的のために重要なツールを与える。しかしながら、このようなアッセイは、例えば、MHC提示タンパク質由来ペプチドの流れにおける腫瘍細胞を信頼して検出するのに必ずしも十分に感度があるおよび/または特異度があるわけではないことがある。
したがって、悪性細胞を検出する上での使用に適した癌抗原を検出しおよび/または標的オン組織オフの効果を予測して免疫療法の安全性を改善しおよび特定の免疫療法薬に対する患者の応答を予測するための非常に感度がありかつ頑強な診断アッセイについての必要性があるままである。
本発明者らは、従来の表面元抗原とMHC複合体提示タンパク質由来ペプチドとに両方とも適用可能な癌患者における腫瘍抗原をスクリーニングするための高処理量フォーマットについて実現可能である、集積されたかつ直接的に順方向の読み出しを備えた非常に多用途のアッセイを開発した。本発明は、癌患者の診断、免疫療法に対する臨床応答の予測、および免疫療法の安全性測定に応用される。
本発明は概して、試料における、特に患者由来の試料における標的抗原、例えば、腫瘍標的抗原および/または腫瘍細胞の存在を判定するための診断アッセイに関し、標的抗原の検出を腫瘍細胞への応答におけるレポーター細胞の活性化と組み合わせる。本発明のアッセイは、患者の試料をスクリーニングするのに適しており、表面抗原および/またはMHC提示タンパク質由来ペプチドの流れにおける抗原密度の正確な測定を可能にする。本発明のアッセイは、癌免疫療法に対する臨床応答の尤度を予測するのにさらに有用である。
したがって、試料における腫瘍細胞の存在を判定するための診断アッセイが本明細書に与えられており、診断アッセイは、以下のステップ:
a) 試料をキメラ抗原受容体(CAR)発現レポーターT(CAR−T)細胞と接触させることであって、レポーターCAR−T細胞が、
i. 腫瘍細胞と特異的な相互作用ができるCARであって、応答要素へ作用可能に連結された、CARと、
ii. 応答要素の制御下にあるレポーター遺伝子とを含む、接触させること、および
b) 腫瘍細胞の存在を確立するためにレポーター遺伝子の発現を測定することによってT細胞の活性化を判定すること
を含む。
一実施形態において、CARは、腫瘍標的抗原に特異的に結合することができる標的抗原結合部分を含む。
一実施形態において、標的抗原結合部分は、Fabフラグメントである。
一実施形態において、レポーターT細胞は、Jurkat細胞である。
一実施形態において、腫瘍標的抗原は、細胞表面抗原および/または細胞表面受容体である。
一実施形態において、腫瘍標的抗原は、CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1からなる群、またはこれらのフラグメントから選択される。
一実施形態において、腫瘍標的抗原は、ヒト主要組織適合性複合体(MHC)の分子へ結合したペプチドである。
一実施形態において、標的抗原結合部分は、T細胞受容体様(TCRL)抗原結合部分である。
一実施形態において、CARは、少なくとも1つの細胞内刺激シグナル伝達ドメインおよび/または同時刺激シグナル伝達ドメインである。
一実施形態において、細胞内シグナル伝達および/または同時シグナル伝達ドメインの活性化は、応答要素の活性化をもたらす。
一実施形態において、応答要素の活性化は、レポーター遺伝子の発現をもたらす。
一実施形態において、応答要素は、NFAT経路、NF−κB経路またはAP−1経路の一部である。
一実施形態において、レポーター遺伝子は、発光タンパク質についてコードしている。
一実施形態において、レポーター遺伝子は、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはルシフェラーゼについてコードしている。
一実施形態において、試料は、疾患に罹患している個体に由来する患者試料であり、疾患は癌である。
一実施形態において、抗腫瘍CAR−T細胞処置の有効性を予測するための方法であって、腫瘍を有する対象に由来の試料を与えることと、実施形態1〜15のいずれか1つに記載の診断アッセイによってレポーター遺伝子の発現を測定することによってT細胞の活性化を判定することとを含み、レポーター遺伝子の活性化は、対象へ適用される際の抗腫瘍CAR−T細胞処置の有効性を示す。
診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイの概略図を図示する。図1Aは、診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイの一実施形態を図示する。腫瘍関連抗原(TAA)は、Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞を発現する抗TAA抗原結合受容体によって認識されることができる。この認識は、ルミネセンスを測定することによって検出することができる細胞の活性化をもたらす。図1Bは、診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイの別の実施形態を図示する。Fc(認識ドメイン)においてジゴキシゲニンを付加した標的抗原結合IgGは、Jurkat NFATレポーターT細胞を発現する抗ジゴキシゲニンCARによって認識されることができる。この認識は、ルミネセンス(cps)を測定することによって検出することができる細胞の活性化をもたらす。図1Cは、診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイの別の実施形態を図示する。P329G突然変異を保有するTAA結合IgGは、Jurkat NFATレポーターT細胞を発現する抗P329G CARによって認識されることができる。この認識は、ルミネセンス(cps)を測定することによって検出することができる細胞の活性化をもたらす。 本発明において使用される異なるCARフォーマットのアーキテクチャを図示する。図2Aは、Fabフォーマットのアーキテクチャを示す。Ig重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。重鎖へ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Bは、重鎖と軽鎖との交換を有するFabフォーマットのアーキテクチャを示す。Ig重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。軽鎖定常ドメインへ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Cは、scFabフォーマットのアーキテクチャを示す。いずれもリンカーによって結合しているIg重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。重鎖へ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Dは、VH−VL交換を有する交差Fabフォーマットのアーキテクチャを示す。VHドメインおよびVLドメインが交換されたIg重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。重鎖定常ドメインへ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Eは、CH−CL交換を有する交差Fabフォーマットのアーキテクチャを示す。CHドメインおよびCLドメインが交換されたIg重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。軽鎖定常ドメインへ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Fは、いずれもリンカーによって結合している可変重鎖と可変軽鎖とからなる、細胞外抗原認識ドメインを有する従来のscFvフォーマットのアーキテクチャを示す。可変軽鎖へ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。 本発明において使用される異なるCARフォーマットのアーキテクチャを図示する。図2Aは、Fabフォーマットのアーキテクチャを示す。Ig重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。重鎖へ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Bは、重鎖と軽鎖との交換を有するFabフォーマットのアーキテクチャを示す。Ig重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。軽鎖定常ドメインへ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Cは、scFabフォーマットのアーキテクチャを示す。いずれもリンカーによって結合しているIg重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。重鎖へ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Dは、VH−VL交換を有する交差Fabフォーマットのアーキテクチャを示す。VHドメインおよびVLドメインが交換されたIg重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。重鎖定常ドメインへ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Eは、CH−CL交換を有する交差Fabフォーマットのアーキテクチャを示す。CHドメインおよびCLドメインが交換されたIg重鎖フラグメントとIg軽鎖とからなる抗原結合部分を含む細胞外ドメインが図示されている。軽鎖定常ドメインへ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。図2Fは、いずれもリンカーによって結合している可変重鎖と可変軽鎖とからなる、細胞外抗原認識ドメインを有する従来のscFvフォーマットのアーキテクチャを示す。可変軽鎖へ付着すると、リンカーは、抗原認識ドメインを足場性膜貫通ドメイン(ATD)と結合させ、ATDは、細胞内同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)へ融合し、次はCSDが、刺激シグナル伝達ドメイン(SSD)へ融合する。 本発明により使用されるCARをコードする例示的な発現コンストラクトのモジュール組成を示す概略図を図示する。図3Aおよび図3Bは、例示的なFabフォーマットを図示する。図3Cは、例示的なscFabフォーマットを図示する。図3Dおよび図3Eは、例示的な交差Fabフォーマットを図示する。図3Fは、従来のscFvフォーマットを図示する。 CD20発現SUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として使用する診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイを図示する。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞の単一のクローンをレポーター細胞として使用した。 CD20発現SUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として使用する診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイを図示する。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDまたは抗CD20−交差Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞のプールをレポーター細胞として使用した。 CD20発現SUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として使用する診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイを図示する。抗CD20−scFab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞のプールをレポーター細胞として使用した。 CD20発現SUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として使用する診断用Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイを図示する。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDまたは抗CD20−scFv−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞のプールをレポーター細胞として使用した。 RMF−ペプチドまたはVLD−ペプチドでパルスしたT2細胞を用いたFACSによるWT1/HLA−結合剤5E11および33H09の特異性の評価を図示する。 RMF−ペプチドまたはVLD−ペプチドでパルスしたT2細胞を用いたFACSによるWT1/HLA−結合剤5E11および33H09の特異性の評価を図示する。 RMF−またはVLD−ペプチドでパルスしたT2細胞との共インキュベーションの際のJurkat NFATレポーター抗WT1/HLA−Fab−CAR−T細胞プールにおけるCAR−NFATシグナル伝達の活性化を図示する。RMF−ペプチド(標的)対VLD−ペプチド(オフターゲット)に関するシグナルの比較は、活性化の特異性を評価するのに役立つ。 RMF−またはVLD−ペプチドでパルスしたT2細胞との共インキュベーションの際のJurkat NFATレポーター抗WT1/HLA−Fab−CAR−T細胞プールにおけるCAR−NFATシグナル伝達の活性化を図示する。RMF−ペプチド(標的)対VLD−ペプチド(オフターゲット)に関するシグナルの比較は、活性化の特異性を評価するのに役立つ。標的細胞なしでインキュベートされたNFARレポーターCAR−T細胞プールのシグナルは、アッセイの低い背景を示す。 異なるペプチド/HLA−標的へのCAR−結合剤を発現するJurkat NFAT Fab−CAR−T細胞プールにおけるCAR−NFATシグナル伝達の活性化を図示する。Jurkat NFJAT CAR−T細胞プールF06、F29およびF30は、無関連ペプチドと結合したペプチド/HLA−標的へ結合する。 MHC提示ペプチドの検出のための診断用レポーターCAR−T細胞アッセイの概略図を図示する。 抗WT1/HLA−Fab−CARを導入したJurkat NFATレポーター細胞を用いて急性骨髄性白血病患者の骨髄におけるWT1陽性細胞を検出する診断用レポーターCAR−T細胞アッセイの概略図を図示する。
「親和性」は、分子の単一の結合部位(例えば、抗体またはCAR)と、その結合パートナー(例えば、リガンド)との間の非共有結合性相互作用の合計強度を指す。特に示されない限り、本明細書で使用される場合、「結合親和性」は、結合対のメンバー(例えば、抗原結合部分および抗原ならびに/または受容体およびそのリガンド)間の1:1相互作用を反映する固有の結合親和性を指す。分子Xの結合対Yに対する分子Xの親和性は概して、解離定数(K)によって表すことができ、解離速度定数と会合速度定数(それぞれkoffおよびkon)の比である。したがって、速度定数の比率が同じままである限り、等価の親和性は、異なる速度定数を含むことができる。親和性は、本明細書に説明するものを含め、当技術分野で公知の十分に確立された方法によって測定することができる。親和性を測定するための好ましい方法は表面プラズモン共鳴(SPR)であり、測定についての好ましい温度は25℃である。
「アミノ酸」(「aa」)という用語は、天然アミノ酸および合成アミノ酸、ならびに天然アミノ酸と類似の様式で機能するアミノ酸類似体およびアミノ酸模倣体を指す。天然アミノ酸は、遺伝子コードによってコードされた天然アミノ酸、ならびに後に修飾される天然アミノ酸、例えば、ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタマート、およびO−ホスホセリンである。アミノ酸類似体は、天然アミノ酸と同じ塩基化学構造を有する化合物、すなわち、水素、アミノ基、およびR基へ結合したα炭素、例えば、ホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホキシド、メチオニンメチルスルホニウムを指す。このような類似体は、修飾されたR基(例えば、ノルロイシン)または修飾されたペプチド主鎖を有するが、天然アミノ酸と同じ塩基化学構造を保有している。アミノ酸模倣体は、アミノ酸の一般的か化学構造とは異なる構造を有するが、天然アミノ酸と類似の様式で機能する化合物を指す。アミノ酸は、IUPAC−IUB生化学命名法委員会によって推奨されるアミノ酸の一般的に公知の3文字表記によってまたは1文字表記によって本明細書で言及されてもよい。
本明細書で使用される場合の「アミノ酸の突然変異」という用語は、アミノ酸の置換、欠失、挿入、および修飾を包含することを意味している。置換、欠失、挿入、および修飾の何らかの組合せは、最終コンストラクトに到達するように行うことができ、ただし、最終コンストラクトが、所望の特徴を有することを条件とする。アミノ酸配列の欠失および挿入は、アミノ末端および/またはカルボキシ末端のアミノ酸の欠失および挿入を含む。特定のアミノ酸の突然変異は、アミノ酸の置換である。アミノ酸の置換には、非天然アミノ酸による置き換え、または20種類の標準的なアミノ酸の天然アミノ酸誘導体(例えば、4−ヒドロキシプロリン、3−メチルヒスチジン、オルニチン、ホモセリン、5−ヒドロキシリジン)による置き換えが含まれる。アミノ酸突然変異は、当技術分野で周知の遺伝的方法または化学的方法を用いて生じさせることができる。遺伝的方法とには、特定部位の突然変異誘発、PCR、遺伝子合成などが含まれ得る。遺伝子工学以外の方法によってアミノ酸の側鎖基を変える方法、例えば、化学修飾も有用な場合があることが想定される。
本明細書の「抗体」という用語は、最も広範な意味で使用されており、所望の抗原結合活性を呈する限り、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、および抗体フラグメントを含むがこれらに限定されない、種々の抗体構造を包含する。したがって、本発明の脈絡において、抗体という用語は、完全な免疫グロブリン分子およびこのような免疫グロブリン分子の部分に関する。さらに、本用語は、本明細書で考察される場合、修飾されたおよび/または変更された抗体分子、特に修飾された抗体分子に関する。本用語はまた、組換えでまたは合成で生じた/合成された抗体にも関する。本発明の脈絡において、抗体という用語は、免疫グロブリンという用語と相互交換可能に使用される。
「抗体フラグメント」は、インタクトな抗体が結合する抗原を結合するインタクトな抗体の一部を含むインタクトな抗体以外の分子を指す。抗体フラグメントの例としては、Fv、Fab、乗換えFab、Fab’、Fab’−SH、F(ab’)、ダイアボディ、直鎖抗体、単一ドメイン抗体、一本鎖抗体分子(例えば、scFv、scFab)、および単一ドメイン抗体が挙げられるが、これらに限定されない。ある特定の抗体フラグメントの総説としては、Hudson et al.,Nat Med 9,129−134(2003)を参照されたい。scFvフラグメントの総説としては、例えば、Plueckthun,The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,Springer−Verlag,New York,pp.269−315(1994)を参照されたく、また、国際公開第93/16185号ならびに米国特許第5,571,894号および第5,587,458号を参照されたい。ダイアボディとは、二価または二重特異性であることができる、2つの抗原結合部位を有する抗体フラグメントである。例えば、欧州特許第404,097号、国際公開第1993/01161号、Hudson et al.,Nat Med 9,129−134(2003)、およびHollinger et al.,Proc Natl Acad Sci USA 90,6444−6448(1993)を参照されたい。トリアボディおよびテトラボディも、Hudson et al.,Nat Med 9,129−134(2003)に説明されている。単一ドメイン抗体とは、抗体の重鎖可変ドメインの全部もしくは一部または軽鎖可変ドメインの全部もしくは一部を含む抗体フラグメントである(Domantis,Inc.,Waltham,MA;例えば、米国特許第6,248,516 B1号を参照されたい)。抗体フラグメントは、本明細書に説明されるように、インタクトな抗体のタンパク質分解性消化、および組換え宿主細胞(例えば、E.coliまたはファージ)による産生を含むがこれらに限定されない種々の技術によって作製されることができる。
本明細書で使用される場合、「抗原結合分子」という用語は、最も広範な意味で、抗原決定基を特異的に結合する分子を指す。抗原結合分子の例は、抗体/免疫グロブリンおよびその誘導体、例えばフラグメントである。さらに、本用語は、本明細書で考察される場合、修飾されたおよび/または変更された抗原結合分子、特に修飾された抗体分子に関する。本用語はまた、組換えでまたは合成で生じた/合成された抗体にも関する。本発明の脈絡において、抗原結合分子は好ましくは、抗体またはそのフラグメントである。
本明細書で使用される場合、「抗原結合部分」という用語は、抗原決定基に特異的に結合するポリペプチド分子を指す。一実施形態において、抗原結合部分は、標的部位に、例えば、抗原決定基を有する特定の種類の腫瘍細胞または腫瘍間質に付着する部分(例えば、免疫グロブリンまたはCAR)に、または腫瘍細胞上の抗原決定基に結合している免疫グロブリンに、向かわせることができる。別の実施形態において、抗原結合部分は、その標的抗原を経てシグナル伝達を活性化することができ、例えば、シグナル伝達は、T細胞上のCARへの抗原決定基の結合の際に活性化される。本発明の脈絡において、抗原結合部分は、本明細書にさらに定義されるような抗体およびそのフラグメントならびに抗原結合受容体(例えば、CAR)およびそのフラグメントに含まれていてもよい。抗原結合部分には、例えば、免疫グロブリン重鎖可変領域と免疫グロブリン軽鎖可変領域とを含む抗原結合ドメインが含まれる。
本発明の脈絡において、「抗原結合受容体」という用語は、足場性膜貫通ドメインと、少なくとも1つの抗原結合部分を含む細胞外ドメインとを含む分子に関する。抗原結合受容体(例えば、CAR)は、異なる源由来のポリペプチド部分からつくられることができる。したがって、抗原結合受容体はまた、「融合タンパク質」および/または「キメラタンパク質」としても理解されることもできる。通常、融合タンパク質とは、元々別個のタンパク質についてコードした2つ以上の遺伝子(または好ましくはcDNA)の結合を経て創出されるタンパク質である。この融合遺伝子(または融合cDNA)の翻訳は結果的に、好ましくは元々のタンパク質の各々に由来する機能的特性を有する一本鎖ポリペプチドを生じる。組換え融合タンパク質は、生物学的研究または治療薬において使用するための組換えDNA技術によって人工的に創出される。本発明の脈絡において、CAR(キメラ抗原受容体)は、スペーサー配列によって、例えば、CD3zおよびCD28の細胞内シグナル伝達ドメインにそれ自体が融合した足場性膜貫通ドメインに融合した抗原結合部分を含む細胞外部分を含む抗原結合受容体であると理解されている。
「抗原結合部位」は、抗原との相互作用を与える抗原結合分子の部位、すなわち、1つ以上のアミノ酸残基を指す。天然の免疫グロブリン分子は、典型的には、2つの抗原結合部位を有し、Fab分子またはscFv分子は、典型的には、単一の抗原結合部位を有する。
「抗原結合ドメイン」という用語は、抗原の一部または全部に特異的に結合し、かつこれらに相補的である領域を含む、抗体または抗原結合受容体(例えば、CAR)の一部を指す。抗原結合ドメインは、例えば、1つ以上の免疫グロブリン可変ドメイン(可変領域とも呼ばれる)によって与えられてもよい。特に、抗原結合ドメインは、免疫グロブリン軽鎖可変領域(VL)と免疫グロブリン重鎖可変領域(VH)とを含む。
「可変領域」または「可変ドメイン」という用語は、抗原を結合することに関与する免疫グロブリン重鎖または軽鎖のドメインを指す。天然の抗体の重鎖および軽鎖の可変ドメイン(それぞれVHおよびVL)は、概して、類似の構造を有しており、各ドメインは、4つの保存されたフレームワーク領域(FR)と、3つの超可変領域(HVR)とを含む。例えば、Kindt et al.,Kuby Immunology,6版、W.H.Freeman and Co.,91ページ(2007)を参照されたい。単一のVHドメインまたはVLドメインは、抗原結合特異性を与えるのに通常十分である。
本明細書で使用される「ATD」という用語は、細胞の細胞膜(複数可)において組み込むことのできるポリペプチド鎖を規定する「足場性膜貫通ドメイン」を指す。ATDは、さらなる細胞外ポリペプチドドメインおよび/または細胞内ポリペプチドドメインに融合することができ、この中でこれらの細胞外ポリペプチドドメインおよび/または細胞内ポリペプチドドメインは、細胞膜に同様に閉じ込められることになる。本発明において使用されるような抗原結合受容体の脈絡において、ATDは、抗原結合受容体、例えば、本発明により使用されるCARの膜への付着および閉じ込めを与える。
本発明により使用される抗原結合受容体(例えば、CAR)の脈絡において使用されるような「に結合する」という用語は、「抗原相互作用部位」および抗原の互いの結合(相互作用)を規定する。「抗原相互作用部位」という用語は、特定の抗原または抗原の特定の基との特異的相互作用の能力を示すポリペプチドのモチーフを規定する。結合/相互作用はまた、「特異的認識」を規定するためにも理解される。「特異的に認識する」という用語は、本発明に従って、抗原結合受容体が認識ドメイン、すなわち、本明細書で定義するような修飾された分子と特異的に相互作用することができるおよび/または認識ドメインへ特異的に結合することができるのに対し、非修飾分子は認識されないことを意味する。抗原結合受容体(例えば、CAR)の抗原結合部分は、同じ分子上の異なるエピトープを認識することができ、エピトープと相互作用することができ、および/またはエピトープに結合することができる。本用語は、抗原結合受容体の特異性に、すなわち、分子の特定の領域間で識別する能力に関する。抗原相互作用部位とその特異的抗原との特異的相互作用は、例えば、抗原を含むポリペプチドの閉じ込めの変化の誘導、抗原を含むポリペプチドのオリゴマー化、抗原結合受容体のオリゴマー化などにより、シグナルの開始を結果的に生じることができる。したがって、抗原相互作用部位および抗原のアミノ酸配列における特定のモチーフは、それらの一次構造、二次構造または三次構造の結果および構造の二次修飾の結果として、互いに結合する。「に結合する」という用語は、線状エピトープだけに関するのではなく、立体配座エピトープ、構造エピトープ、または標的分子もしくはその部分の2つの領域からなる不連続なエピトープにも関することがある。本発明の脈絡において、立体配座エピトープは、ポリペプチドが天然タンパク質へ折りたたまれるとき、分子の表面上で互いにやってくる一次配列において分離される2つ以上の離散したアミノ酸配列によって規定される(Sela,Science 166(1969),1365およびLaver,Cell 61(1990),553−536)。その上、「に結合する」という用語は、本発明の脈絡において、「と相互作用する」という用語と相互交換可能に使用される。CARまたは抗体の抗原結合部分(例えば、FabドメインまたはscFvドメイン)が特異的標的抗原決定基に結合する能力は、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)または当業者になじみのある他の技術、例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)技術(BIAcore機で分析される)(Liljeblad et al.,Glyco J 17、323−329(2000))、および従来の結合アッセイ(Heeley、Endocr Res 28、217−229(2002))のいずれかを経て測定することができる。一実施形態において、関連のないタンパク質に対する抗原結合部分の結合度は、特にSPRによって測定されるような標的抗原に対する抗原結合部分の結合の約10%未満である。ある特定の実施形態において、標的抗原に結合する抗原結合部分は、解離定数(K)が、≦1μM、≦100nM、≦10nM、≦1nM、≦0.1nM、≦0.01nM、または≦0.001nM(例えば、10−8M以下、例えば、10−8M〜10−13M、例えば、10−9M〜10−13M)である。抗原結合部分は、Kが1μM以下であるとき、標的抗原に「特異的に結合する」といわれており、このような相互作用は、「特異的結合」と本明細書で呼ばれる。したがって、本発明により使用される抗原結合受容体(例えば、CAR)は、腫瘍標的抗原に特異的に結合し/それと相互作用する。検査下のコンストラクトのパネルの交差反応性は、例えば、従来の条件下で(例えば、Harlow and Lane,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,(1988)およびUsing Antibodies;A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,(1999)を参照されたい)、目的の標的抗原に対する抗原結合部分のパネルの結合を評価することによって検査することができる。これらの方法は、とりわけ、構造上および/または機能上密接に関連しているドメインを用いた結合試験、ブロッキングおよび競合試験を含むことができる。結合試験はまた、FACS解析、表面プラズモン共鳴(SPR,例えば、BIAcoreを使用)、分析用超遠心、等温滴定熱量測定、蛍光アニソトロピー、蛍光分光法、または放射性標識リガンド結合アッセイによるものも含む。
本明細書で採用されるような「CDR」という用語は、当技術分野で周知である「相補性決定領域」に関する。CDRは、分子の特異性を決定しおよび特異的リガンドと接触させる免疫グロブリン、抗原結合部分および/または抗原結合受容体の部分である。CDRは、分子の最も可変的な部分であり、これらの分子の抗原結合多様性に寄与する。各Vドメインにおいては3つのCDR領域、すなわちCDR1、CDR2およびCDR3がある。CDR−Hは、可変重鎖のCDR領域を示し、CDR−Lは、可変軽鎖のCDR領域に関する。VHは、可変重鎖を意味し、VLは、可変軽鎖を意味する。Ig由来領域のCDR領域は、「Kabat」(Sequences of Proteins of Immunological Interest”,第5版..NIH Publication no.91−3242 U.S.Department of Health and Human Services(1991)、Chothia J.Mol.Biol.196(1987),901−917)または「Chothia」(Nature 342(1989),877−883)において説明されるように決定されることができる。
「CD3z」という用語は、「T細胞受容体T3ゼータ鎖」および「CD247」としても公知のT細胞表面糖タンパク質CD3ゼータ鎖を指す。
「キメラ抗原受容体」または「キメラ受容体」または「CAR」という用語は、スペーサー配列によって(例えば、CD3zおよびCD28の)細胞内シグナル伝達ドメインに融合した抗原結合部分(例えば、scFvまたはFab)の細胞外部分から構成された抗原結合受容体を指す。
抗体または免疫グロブリンの「クラス」は、抗体または免疫グロブリンの重鎖が保有する定常ドメインまたは定常領域の種類を指す。抗体の5種類の主要なクラスがあり、すなわち、IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMであり、これらのうちのいくつかは、下位クラス(アイソタイプ)、例えば、IgG、IgG、IgG、IgG、IgA、およびIgAにさらに分けることができる。免疫グロブリンの異なるクラスに対応する重鎖定常ドメインは、それぞれα、δ、ε、γ、およびμと呼ばれる。
「クロスオーバーFab分子」(「交差Fab」または「クロスオーバーFabフラグメント」とも呼ばれる)が意味するのは、Fab分子であり、Fab重鎖および軽鎖の可変領域または定常領域のいずれかが交換され、すなわち、交差Fabフラグメントは、軽鎖可変領域および重鎖定常領域から構成されるペプチド鎖と、重鎖可変領域および軽鎖定常領域から構成されるペプチド鎖とを含む。明確性のために、Fab軽鎖およびFab重鎖の可変領域が交換された交差Fabフラグメントにおいて、重鎖定常領域を含むペプチド鎖は、本明細書ではクロスオーバーFab分子の重鎖と呼ばれる。逆に、Fab軽鎖およびFab重鎖の定常領域が交換された交差Fabフラグメントにおいて、重鎖可変領域を含むペプチド鎖は、本明細書では、交差Fabフラグメントの重鎖と呼ばれる。したがって、交差Fabフラグメントは、重鎖可変領域および軽鎖定常領域(VH−CL)から構成された重鎖または軽鎖と、軽鎖可変領域および重鎖定常領域(VL−CH1)から構成された重鎖または軽鎖とを含む。これとは対照的に、「Fab」または「従来のFab分子」が意味するのは、すなわち、重鎖可変領域および定常領域(VH−CH1)から構成された重鎖と、軽鎖可変領域および定常領域(VL−CL)から構成された軽鎖とを含むその天然のフォーマットにおけるFab分子である。
本明細書で使用する場合の「CSD」という用語は、同時刺激シグナル伝達ドメインを指す。
「エフェクター機能」という用語は、抗体のFc領域に起因する生物活性を指し、抗体のアイソタイプによって変わる。抗体エフェクター機能の例としては、以下のものが挙げられる。すなわち、C1q結合および補体依存性細胞障害(CDC)、Fc受容体結合、抗体依存性細胞障害作用(ADCC)、抗体依存性細胞食作用(ADCP)、サイトカイン分泌、抗原提示細胞による免疫複合体媒介性抗原取り込み、細胞表面受容体(例えば、B細胞受容体)の低下調節、およびB細胞活性化である。
本明細書で使用される場合、「操作する」、「操作された」、「操作すること」という用語は、天然または組換えポリペプチドまたはこれらのフラグメントのペプチド骨格の何らかの操作または翻訳後修飾を含むと考えられる。操作することは、アミノ酸配列の修飾、グリコシル化パターンの修飾、または個々のアミノ酸の側鎖基の修飾、およびこれらのアプローチの組合せを含む。
「発現カセット」という用語は、標的細胞における特定の核酸の転写が可能な一連の特定の核酸要素を有する、組換えでまたは合成で生じるポリヌクレオチドを指す。組換え発現カセットは、プラスミド、染色体、ミトコンドリアDNA、プラスチドDNA、ウイルス、または核酸フラグメントへと組み込むことができる。典型的には、発現ベクターの組換え発現カセット部分は、配列の中でも特に、転写される核酸配列と、プロモーターとを含む。
「Fab分子」は、抗原結合分子の重鎖(「Fab重鎖」)のVHおよびCH1ドメインと、軽鎖(「Fab軽鎖」)のVLおよびCLドメインとからなるタンパク質を指す。
「Fcドメイン」または「Fc領域」という用語は、本明細書において、定常領域の少なくとも一部を含有する免疫グロブリン重鎖のC末端領域を規定するために使用される。本用語は、天然配列Fc領域と可変Fc領域とを含む。IgG重鎖のFc領域の境界は、わずかに変動してもよいが、ヒトIgG重鎖Fc領域は通常、Cys226から、またはPro230から、重鎖のカルボキシ末端まで伸長するよう規定されている。しかしながら、Fc領域のC末端リジン(Lys447)は、存在していてもよく、または存在していなくてもよい。本明細書で特に明記されない限り、Fc領域または定常領域におけるアミノ酸残基の番号付けは、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD,1991において説明されるような、EUインデックスとも呼ばれる「EU番号付け」システムによる。Fcドメインの「サブユニット」は、本明細書で使用される場合、二量体Fcドメインを形成する2つのポリペプチドのうちの1つ、すなわち、安定した自己会合が可能な、免疫グロブリン重鎖のC末端定常領域を含むポリペプチドを指す。例えば、IgG Fcドメインのサブユニットは、IgG CH2とIgG CH3定常ドメインとを含む。
「フレームワーク」または「FR」は、超可変領域(HVR)残基以外の可変ドメイン残基を指す。可変ドメインのFRは、概して、FR1、FR2、FR3およびFR4の4つのFRドメインからなる。したがって、HVR配列およびFR配列は、概して、VH(またはVL)における次の配列において現れる。すなわち、FR1−H1(L1)−FR2−H2(L2)−FR3−H3(L3)−FR4である。
「完全長の抗体」という用語は、2つの「完全長の抗体重鎖」および2つの「完全調の抗体軽鎖」からなる抗体を示す。「完全長の抗体重鎖」とは、N末端からC末端への方向において、抗体重鎖可変ドメイン(VH)、抗体定常重鎖ドメイン1(CH1)、抗体ヒンジ領域(HR)、抗体重鎖定常ドメイン2(CH2)、および抗体重鎖定常ドメイン3(CH3)からなるポリペプチドであり、VH−CH1−HR−CH2−CH3と略記され、ならびに場合により、下位クラスIgEの抗体の場合においては抗体重鎖定常ドメイン4(CH4)からなる。好ましくは、「完全長の抗体重鎖」とは、N末端からC末端への方向においてVH、CH1、HR、CH2およびCH3からなるポリペプチドである。「完全長の抗体軽鎖」とは、N末端からC末端への方向において、抗体軽鎖可変ドメイン(VL)、および抗体軽鎖定常ドメイン(CL)からなるポリペプチドであり、VL−CLと略記される。抗体軽鎖定常ドメイン(CL)は、κ(カッパ)またはλ(ラムダ)であり得る。2つの完全長抗体鎖は、CLドメインとCH1ドメインとの間の、および完全長抗体重鎖のヒンジ領域間のポリペプチド間ジスルフィド結合を介してまとまって連結される。典型的な完全長抗体の例は、IgG(例えば、IgG1およびIgG2)、IgM、IgA、IgD、およびIgEのような天然の抗体である。)抗体は、単一の種、例えば、ヒトに由来し得、または抗体は、キメラ化抗体またはヒト化抗体であり得る。完全長抗体は通常、一対のVHおよびVLによって各々形成される2つの抗原結合部位を含み、いずれも同じ抗原に特異的に結合する。さらに、完全長抗体は、一対のVHおよびVLによって各々形成される2つの抗原結合部位を含むことができ、2つの抗原結合部位は、異なる抗原に結合し、例えば、抗体は二重特異的である。完全長抗体の重鎖または軽鎖のC末端は、重鎖または軽鎖のC末端の最後のアミノ酸を示す。
「融合した」が意味するのは、構成要素(例えば、Fabおよび膜貫通ドメイン)が、ペプチド結合によって直接的にまたは1つ以上のペプチドリンカーを介して連結されていることである。
「宿主細胞」、「宿主細胞株」および「宿主細胞培養物」という用語は、相互交換可能に使用され、外来性核酸が導入された細胞の継代を含む、細胞を指す。宿主細胞は、「形質転換体」および「形質転換された細胞」を含み、これらは、継代数にかかわらず、初代形質転換細胞および細胞に由来する継代を含む。後代は、核酸含有量が親細胞と完全に同一でなくてもよいが、突然変異を含有していてもよい。元々の形質転換された細胞についてスクリーニングされるかまたは選択されるのと同じ機能または生物活性を有する突然変異体の後代は、本発明に含まれる。宿主細胞とは、本発明により使用される抗体を生じるのに使用されることができる何らかの型の細胞系である。宿主細胞としては、培養細胞、例えば、哺乳動物培養細胞、例えば、ほんの数例を挙げると、CHO細胞、BHK細胞、NS0細胞、SP2/0細胞、YO骨髄腫細胞、P3X63マウス骨髄腫細胞、PER細胞、PER.C6細胞またはハイブリドーマ細胞、酵母細胞、昆虫細胞、および植物細胞が挙げられるが、トランスジェニック動物、トランスジェニック植物または培養された植物組織もしくは動物組織内に含まれる細胞も挙げられる。
「超可変領域」または「HVR」という用語は、本明細書で使用される場合、配列において超可変性であり、および/または構造上規定されたループ(「超可変ループ」)を形成する、抗体可変ドメインの領域の各々を指す。概して、ネイティブの4本鎖抗体は、6個のHVRを含み、VHにおいては3個(H1、H2、H3)、VLにおいては3個(L1、L2、L3)を含む。HVRは、概して、超可変ループ由来および/または相補性決定領域(CDR)由来のアミノ酸残基を含み、後者は、最も高い配列可変性を有し、および/または抗原認識に関与している。VHにおけるCDR1を除き、CDRは、概して、超可変ループを形成するアミノ酸残基を含む。超可変領域(HVR)はまた、相補性決定領域(CDR)とも呼ばれ、これらの用語は、本明細書では、抗原結合領域を形成する可変領域の部分に関して相互交換可能に使用される。この特定の領域は、Kabat et al.,U.S.Dept.of Health and Human Services、Sequences of Proteins of Immunological Interest」(1983)およびChothia et al.,J.Mol.Biol.196:901−917(1987)によって説明されており、ここで、この定義は、互いに対して比較したときに、アミノ酸残基の重複またはサブセットを含む。それにもかかわらず、抗体および/もしくは抗原結合受容体のCDRまたはこれらの変異形を指すためのいずれかの定義の適用は、本明細書に定義されおよび使用される用語の範囲内であることが意図されている。先に引用した参考文献の各々によって定義されるようなCDRを包含する適切なアミノ酸残基は、比較として、表1において以下に明らかにする。特定のCDRを包含する実際の残基数は、CDRの配列および大きさによって変わることになる。当業者は、抗体の可変領域のアミノ酸配列を考慮して、どの残基が特定のCDRを含むかを、定められた方法で決定することができる。
Figure 2021520209
表1におけるすべてのCDR定義の番号付けは、Kabat et alによって明らかにされた番号付けによる。(以下を参照されたい)。
表1において使用されるような小文字「b」が付いた「AbM」は、Oxford Molecularの「AbM」抗体モデリングソフトウェアによって定義されるようなCDRを指す。
Kabat et al.はまた、任意の抗体に適用可能な可変領域配列の番号付けシステムも定義した。当業者は、任意の可変領域配列に対し、配列自体以外のいかなる実験データにも頼ることなく、このKabat番号付けのシステムを明確に割り当てることができる。本明細書で使用される場合、「Kabat番号付け」は、Kabat et al、U.S.Dept.of Health and Human Services、「Sequence of Proteins of Immunological Interest」(1983)によって明らかにされた番号付けシステムを指す。特に指定されない限り、抗原結合部分可変領域における特定のアミノ酸残基の位置の番号付けに関する参照は、Kabat番号付けシステムによる。配列表のポリペプチド配列は、Kabat番号付けシステムによって番号付けされていない。しかしながら、配列表の配列の番号付けをKabat番号付けに変換することは十分に、当業者の通常の技術内である。
「個体」または「対象」は、哺乳動物である。哺乳動物としては、家畜動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ネコ、イヌ、およびウマ)、霊長類(例えば、ヒト、およびサルなどの非ヒト霊長類)、ウサギ、およびげっ歯類(例えば、マウスおよびラット)が挙げられるが、これらに限定されない。特に、個体または対象は、ヒトである。
「単離された核酸」分子またはポリヌクレオチドが意図するのは、その天然環境から取り出された核酸分子、DNAまたはRNAである。例えば、ベクターにおいて含有されるポリペプチドをコードする組換えポリヌクレオチドは、本発明の目的のために単離されていると考えられる。単離されたポリヌクレオチドのさらなる例としては、異種性宿主細胞において維持された組換えポリヌクレオチド、または溶液中の精製された(部分的にまたは実質的に)、ポリヌクレオチドが挙げられる。単離されたポリヌクレオチドは、元々ポリヌクレオチド分子を含有する細胞において含有されているポリヌクレオチド分子を含むが、ポリヌクレオチド分子は、染色体外に存在するか、またはその天然の染色***置とは異なる染色***置に存在する。単離されたRNA分子は、本発明のインビボまたはインビトロRNA転写産物と、陽性および陰性の鎖形態と、二本鎖形態とを含む。本発明による単離されたポリヌクレオチドまたは核酸は、合成によって産生されるこのような分子をさらに含む。加えて、ポリヌクレオチドまたは核酸は、プロモーター、リボソーム結合部位、または転写ターミネーターなどの調節要素であってもよく、または調節要素を含んでいてもよい。
本発明の参照ヌクレオチド配列に対して少なくとも、例えば95%「同一の」ヌクレオチド配列を有する核酸またはポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチド配列が、参照ヌクレオチド配列の各100ヌクレオチドあたり5個までの点突然変異を含んでいてもよいことを除けば、ポリヌクレオチドのヌクレオチド配列が、参照配列と同一であることを意図している。言い換えると、参照ヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドを得るために、参照配列内のヌクレオチドの5%までが、欠失していてもよく、もしくは別のヌクレオチドで置換されていてもよく、または参照配列内の全ヌクレオチドの5%までが、参照配列内へと挿入されていてもよい。参照配列のこれらの変更は、参照ヌクレオチド配列の5’末端位置もしくは3’末端位置で、または、5’末端位置と3’末端位置との間の、参照配列内の残基間で個々にもしくは参照配列内での1つ以上の連続した基においてかのいずれかに点在しているどこかで起こってもよい。実際問題 として、任意の特定のポリヌクレオチド配列が、本発明のヌクレオチド配列に対して少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一であるかどうかは、ポリペプチドについて後で考察するもの(例えば、ALIGN−2)のような公知のコンピュータプログラムを用いて、従来通りに決定することができる。
「単離されたポリペプチド]またはその変異形、もしくはその誘導体が意図するのは、その天然の環境にはないポリペプチドである。特定のレベルの精製は、必要とされない。例えば、単離されたポリペプチドは、その生来の環境または天然環境から取り出すことができる。宿主細胞内で発現する組換え産生されたポリペプチドおよびタンパク質は、任意の適切な技術によって、分離され、分画され、または部分的にもしくは実質的に精製された、未変性ポリペプチドまたは組換えポリペプチドと同様に、本発明の目的のために単離されると考えられる。
参照ポリペプチド配列に関する「アミノ酸配列の同一率(%)」は、参照ポリペプチド配列と、参照ポリペプチド配列内のアミノ酸残基と同一である候補配列とを整列させ、必要な場合にギャップを導入して、最大の配列同一率を達成した後で、かつ配列同一性の部分としてのいかなる保存的置換も考慮されることなく、候補配列内のアミノ酸残基率と定義される。アミノ酸配列の同一率を決定する目的のための整列は、当技術分野における技術の範囲内にある種々の方法において、例えば、BLAST、BLAST−2、ALIGNまたはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなどの公的に入手可能なコンピュータソフトウェアを用いて達成することができる。当業者は、比較される配列の全長にわたって最大整列度を達成するのに必要とされる任意のアルゴリズムを含め、配列を整列させるのに適切なパラメータを決定することができる。しかしながら、本明細書では目的のために、アミノ酸配列同一%値は、配列比較コンピュータプログラムALIGN−2を用いて生じる。ALIGN−2配列比較コンピュータプログラムは、Genentech,Inc.によって作成されており、ソースコードは、U.S.Copyright Office(Washington D.C.,20559)のユーザドキュメンテーションにファイルされており、U.S.Copyright Registration No.TXU510087の下に登録されている。ALIGN−2プログラムは、Genentech,Inc.(South San Francisco,California)から公的に入手可能であり、またはそのソースコードからコンパイルされてもよい。ALIGN−2プログラムは、デジタルUNIX V4.0Dを含め、UNIXオペレーティングシステムで使用するためにコンパイルされるべきである。すべての配列比較パラメータは、ALIGN−2プログラムによって設定されており、かつ変わらない。ALIGN−2がアミノ酸配列比較に採用されている状況においては、(あるいは所与のアミノ酸配列Bに対する、配列Bとの、または配列Bに対向するある特定のアミノ酸配列同一%を有するかまたは含む所与のアミノ酸配列Aとして購入することができる)所与のアミノ酸配列Aの、所与のアミノ酸配列Bに対する、配列Bとの、または配列Bに対向するアミノ酸配列同一%は、次のように計算される。分数X/Yの100倍、式中、Xは、配列整列プログラムALIGN−2によるAとBとの整列において、プログラムによる同一性一致として点数化されたアミノ酸残基の数であり、かつYは、Bにおけるアミノ酸残基の合計数である。アミノ酸配列Aの長さが、アミノ酸配列Bの長さと等しくない場合、Bに対するAのアミノ酸配列同一%は、Aに対するBのアミノ酸配列同一%に等しくはないことになることは理解されるだろう。別途具体的に述べられていない限り、本明細書で使用されるアミノ酸配列同一%の値はすべて、ALIGN−2コンピュータプログラムを用いた直前の段落において説明されたように得られる。
「核酸分子」という用語は、ポリヌクレオチドによって含まれるプリン塩基およびピリミジン塩基を含む塩基の配列に関し、それにより塩基は、核酸分子の一次構造を表す。本明細書では、核酸分子という用語は、DNA、cDNA、ゲノムDNA、RNA、DNAの合成形態、およびこれらの分子のうちの2つ以上を含む混合ポリマーを含む。加えて、核酸分子という用語は、センス鎖およびアンチセンス鎖の両方を含む。その上、本明細書に説明される核酸分子は、当業者に容易に理解されるように、非天然のまたは誘導体化されたヌクレオチド塩基を含有することができる。
本明細書で使用する場合、「NFAT」は、「活性化型T細胞の核因子」を指し、たいていの免疫細胞内で発現する転写因子のファミリーである。NFATファミリーの転写因子の活性化は、カルシウムシグナル伝達に依存している。例として、T細胞シナプスを経たT細胞の活性化は結果的に、カルシウムの流入を生じる。細胞内カルシウムレベルの上昇は、カルシウム感受性ホスファターゼであるカルシニューリンを活性化させ、NFATタンパク質のアミノ末端におけるセリンの豊富な領域(SRR)およびSPリピートを迅速に脱リン酸化する。このことは結果的に立体配座の変化を生じ、変化によって、NFAT核移入と標的遺伝子の活性化とを促進する核局在シグナルが露出する。
本明細書で使用する場合、「NFAT経路」は、転写因子のNFATファミリーのメンバーの活性化の変調をもたらす刺激を指す。NFAT DNA要素は、当技術分野で公知であり、本明細書ではまた、「NFAT経路の応答要素」とも呼ばれる。この故に、「NFAT経路の受容体」は、NFAT活性の変調を惹起することができる受容体を指す。「NFAT経路の受容体」の例は、例えば、T細胞受容体およびB細胞受容体である。
本明細書で使用する場合、「NF−κB」は、「活性化したB細胞の核因子カッパ−軽鎖−エンハンサー」を指し、アポトーシス、ウイルス複製、腫瘍形成、種々の自己免疫疾患および炎症性応答のメディエーターについてコードする多くの遺伝子の調節に関与する転写因子である。NFκBは、ほぼすべての真核細胞において存在する。概して、NFκBは、阻害性カッパB(IκB)タンパク質との複合体を形成するので、不活性状態でサイトゾル内に局在する。内在性膜受容体(「NF−κB経路の受容体」とも呼ばれる)に対するリガンドの結合を経て、IκBキナーゼ(IKK)は活性化される。IKKとは、2つのキナーゼと1つの調節サブユニットとからなる酵素複合体である。この複合体は、IκBタンパク質をリン酸化し、これがユビキチン化を、それゆえ、プロテアソームによるタンパク質の分解をもたらす。最終的に、遊離NFκBは不活性状態にあり、核へ移動し、κB DNA要素へ結合し、かつ標的遺伝子の転写を誘導する。
本明細書で使用する場合、「NF−κB経路」は、NF−κBの活性の変調をもたらす刺激を指す。例えば、リガンドまたは抗体のいずれかの結合を経たToll様受容体シグナル伝達の活性化、TNF受容体シグナル伝達、T細胞受容体およびB細胞受容体シグナル伝達は結果的に、NF−κBの活性化を生じる。その後、リン酸化したNF−κB二量体は、κB DNA要素へ結合し、標的遺伝子の転写を誘導する。κB DNA要素は、当技術分野で公知であり、本明細書ではまた、「NF−κB経路の応答要素」とも呼ばれる。この故に、「NF−κB経路の受容体」は、NF−κB活性の変調を惹起することができる受容体を指す。「NF−κB経路の受容体」の例は、例えば、Toll様受容体、TNF受容体、T細胞受容体およびB細胞受容体である。
本明細書で使用する場合、「AP−1」は、「活性化因子タンパク質1」を指し、分化、増殖、およびアポトーシスを含む、いくつかの細胞過程を包含した転写因子である。AP−1機能は、AP−1二量体に寄与する特定のFosサブユニットおよびJunサブユニットに依存している。AP−1は、パリンドロームDNAモチーフ(5’−TGA G/C TCA−3’)へ結合して、遺伝子発現を調節する。
「医薬組成物」という用語は、医薬組成物の中に含有される有効成分の生物活性を有効にするような形態にあり、かつ製剤が投与される対象に対して許容し得ないほど毒性である追加の構成要素を含有しない調製物を指す。医薬組成物は通常、1つ以上の医薬的に許容される担体(複数可)を含む。
「医薬的に許容される担体」は、有効成分以外の医薬組成物中の成分であって、対象にとって非毒性である成分を指す。医薬的に許容される担体としては、緩衝剤、賦形剤、安定剤、または防腐剤が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「ポリペプチド」という用語は、アミド結合(ペプチド結合としても公知)によって線状に連結された単量体(アミノ酸)から構成された分子を指す。「ポリペプチド」という用語は、2つ以上のアミノ酸の任意の鎖を指し、特定の長さの生成物を指さない。したがって、ペプチド、ジペプチド、トリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、アミノ酸鎖、または2つ以上のアミノ酸の鎖を指すために使用される任意の他の用語は、ポリペプチドの定義内に含まれており、ポリペプチドという用語は、これらの用語のうちのいずれかの代わりに、または相互交換可能に使用されることができる。「ポリペプチド」という用語はまた、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド化、公知の保護基/ブロック基による誘導体化、タンパク質分解性開裂、または非天然アミノ酸による修飾を含むがこれらに限定されない、ポリペプチドの発現後修飾の産物を指すことも意図されている。ポリペプチドは、天然の生物源から誘導されてもよく、または組換え技術によって産生されてもよいが、指定の核酸配列から必ずしも翻訳されない。ポリペプチドは、化学合成によるものを含め、任意の様式で生じてもよい。本発明のポリペプチドは、約3以上、5以上、10以上、20以上、25以上、50以上、75以上、100以上、200以上、500以上、1,000以上、または2,000以上のアミノ酸の大きさであってよい。ポリペプチドは、規定の三次元構造を有することができるが、ポリペプチドは、このような構造を必ずしも有するものではない。規定の三次元構造を有するポリペプチドは、折りたたまれていると呼ばれ、規定の三次元構造を有していないがむしろ多数の異なる立体配座を採用することができるポリペプチドは、折りたたまれていないと呼ばれる。
「ポリヌクレオチド」といの用語は、単離された核酸分子またはコンストラクト、例えば、メッセンジャーRNA(mRNA)、ウイルス由来のRNA、またはプラスミドDNA(pDNA)を指す。ポリヌクレオチドは、従来のホスホジエステル結合または従来の結合以外の結合(例えば、アミド結合、例えば、ペプチド核酸(PNA)において認められるもの)を含んでいてもよい。「核酸分子」という用語は、1つ以上の任意の核酸セグメント、例えば、ポリヌクレオチド中に存在するDNAフラグメントまたはRNAフラグメントを指す。
「内在性蛍光を有するタンパク質」という用語は、タンパク質内の内部アミノ酸の環化および酸化を経るかまたは蛍光共因子の酵素による付加を介するかのいずれかで、非常に蛍光性のある内在性発色団を形成することができるタンパク質を指す。「内在性蛍光を有するタンパク質」という用語は、スペクトル特性または物理的特性の変化を呈する野生型蛍光タンパク質および変異体を含む。本用語は、タンパク質内の非修飾のチロシン基、トリプトファン基、ヒスチジン基およびフェニルアラニン基の蛍光寄与にのみ起因する弱い蛍光を呈するタンパク質を含まない。内在性蛍光を有するタンパク質は、当技術分野で公知であり、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)、)、赤色蛍光タンパク質(RFP)、青色蛍光タンパク質(BFP、Heim et al.1994,1996)、CFPとしても公知のシアン蛍光変異形(Heim et al.1996、Tsien 1998)、YFPとしても公知の黄色蛍光変異形(Ormo et al.1996、Wachter et al.1998)、サファイアとして公知の紫色励起性緑色蛍光変異形(Tsien 1998、Zapata−Hommer et al.2003)、および高感度緑色蛍光タンパク質またはEGFPとして公知のシアン励起性緑色蛍光変異形(Yang et al.1996)であり、例えば、生細胞撮像(例えば、Incucyte)または蛍光分光測光によって測定することができる。
「結合低減」は、例えばSPRによって測定されるような、ここの相互作用についての親和性における低下を指す。明確性のために、本用語はまた、親和性がゼロ(または分析方法の検出限界を下回る)までの低減、すなわち、相互作用の完全な終止も含む。逆に、「結合上昇」は、個々の相互作用に対する結合親和性における上昇を指す。
「調節配列」という用語は、ライゲートされたコード配列の発現をもたらすのに必要であるDNA配列を指す。このような制御配列の性質は、生物によって異なる。原核生物において、制御配列は概して、プロモーター、リボソーム結合部位、およびターミネーターを含む。真核生物において、概して、制御配列は、プロモーター、ターミネーター、およびいくつかの場合においてはエンハンサー、転写活性化因子または転写因子を含む。「制御配列」という用語は、最低限のすべての構成要素において、発現に必要である存在を含むことが意図されており、また、追加の有利な構成要素も含むことができる。
本明細書で使用する場合、「レポーター遺伝子」は、発現をアッセイすることができる遺伝子を意味する。好ましい一実施形態において、「レポーター遺伝子」は、産生および欠失が検査される抗体またはリガンドの活性を間接的に検出するためのサロゲートとして使用されるタンパク質をコードする遺伝子である。レポータータンパク質とは、レポーター遺伝子によってコードされたタンパク質である。好ましくは、レポーター遺伝子は、触媒活性が単純なアッセイ方法によって検出されることができる酵素、または内在性の蛍光もしくはルミネセンスなどの特性を有し、それによりレポーター遺伝子の発現が最低限の試料調製を必要とする単純かつ迅速なアッセイにおいて検出されることができるタンパク質をコードする。触媒活性を検出することができる酵素の非限定例は、ルシフェラーゼ、ベータガラクトシダーゼ、アルカリホスファターゼである。ルシフェラーゼとは、分子量(MW)が61kDaの単量体酵素である。ルシフェラーゼは、触媒因子として作用し、アデノシン三リン酸(ATP)およびMg2+の存在下でD−ルシフェリンをルシフェニルアデニラートへ転化することができる。加えて、ピロリン酸(PPi)およびアデノシン一リン酸(AMP)は、副産物として生じる。次に、中間体であるルシフェリルアデニラートは、オキシルシフェリン、二酸化炭素(CO)および光へ酸化される。オキシルシフェリンとは、反応から放出された光によって照度計に置いて定量的に測定することができる生物発光産物である。ルシフェラーゼレポーターアッセイは、市販されており、当技術分野で公知であり、例えば、ルシフェラーゼ1000アッセイシステムおよびONE−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイシステムである。
「応答要素」は、ある特定の転写因子の結合の際に活性化されることができるかまたはサイレンシングされることができる特異的転写結合要素またはシス作用性要素を指す。一実施形態において、応答要素とは、転写因子結合の際にレポーター遺伝子の発現を駆動する最小プロモーター(例えば、TATAボックスプロモーター)の上流に位置するシス作用性エンハンサー要素である。
本明細書で使用する場合、「一本鎖」という用語は、ペプチド結合によって線状に連結されたアミノ酸単量体を含む分子を指す。ある特定の実施形態において、抗原結合部分のうちの1つは、scFvフラグメント、すなわち、ペプチドリンカーによって接続されたVHドメインおよびVLドメインである。ある特定の実施形態において、抗原結合部分のうちの1つは、一本鎖Fab分子、すなわち、Fab軽鎖およびFab重鎖がペプチドリンカーによって接続されて単一のペプチド鎖を形成するFab分子である。特定のこのような実施形態において、Fab軽鎖のC末端は、一本鎖Fab分子におけるFab重鎖のN末端に接続される。
本明細書で使用する場合の「SSD」という用語は、刺激シグナル伝達ドメインを指す。
本明細書で使用される場合、「処置」(およびその文法的な変化形、例えば、「処置する」または「処置すること」)は、処置される個体において疾患の本来の経過を変える試行における臨床的介入を指し、予防のために、または臨床病理の経過の間に行うことができる。処置の所望の効果としては、疾患の発症または再発を予防すること、症状の軽減、疾患の任意の直接的または間接的な病理学的結果の減弱、転移を予防すること、疾患進行率を低下させること、病状の寛解または緩和、および回復または改良された予後が挙げられる。
本発明の脈絡において、「タグ」という用語は、タンパク質、特に抗原結合分子などの生体分子へ付着したもしくは移植された、または生体分子上へ付着したもしくは移植された分子を指す。タグの機能とは、「タグ付けした」タンパク質(例えば、免疫グロブリンまたはそのフラグメント)を指標付けまたは標識し、それによりタンパク質が、タグへ結合することができる特異的抗原結合部分によって認識されることができるが、タグ付けされていないタンパク質経は結合することができないことである。本用語は、「分子タグ」と同義であり、蛍光タグ、タンパク質タグ、親和性タグ、可溶化タグ、クロマトグラフィータグ、エピトープタグ、およびハプテンタグなど小分子タグを含むが、これらに限定されない。小分子タグ、例えば、ハプテンは、生体分子へ化学的に共有結合または非共有結合することができるのに対し、「タンパク質タグ」または「ポリペプチドタグ」とは、タンパク質上へ遺伝的に移植することができ、その後、タグへ結合することができる特異的抗原結合部分によって認識されることができるが、タグ付けされていないタンパク質へ結合することはできないペプチド配列である。ハプテンタグは、担体タンパク質へ付着したとき、免疫応答を誘起することができ、それゆえタンパク質などの担体上のタグを認識することができる特異的抗原結合部分を生じるのに適している。本発明の好ましい実施形態において、タグは、ハプテンタグまたはポリペプチドタグである。
本明細書で使用される場合、「標的抗原決定基」という用語は、「標的抗原」、「標的エピトープ」および「標的細胞抗原」と同義であり、抗体が結合して抗原結合部分−抗原複合体を形成するポリペプチド高分子上の部位(例えば、アミノ酸の連続鎖、または異なる領域の非連続アミノ酸から構成された配座立体配置)を指す。有用な抗原決定基は、例えば、腫瘍細胞の表面上に、ウイルス感染した細胞の表面上に、他の罹患した細胞の表面上に、免疫細胞の表面上に、血清中で遊離して、および/または細胞外マトリックス(ECM)内に認めることができる。本明細書で抗原と呼ばれるタンパク質(例えば、CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1)は、特に示されない限り、霊長類(例えば、ヒト)およびげっ歯類(例えば、マウスおよびラット)などの哺乳動物を含む任意の脊椎動物源由来の任意の生来の形態のタンパク質であり得る。特定の実施形態において、標的抗原は、ヒトタンパク質である。本発明の特定のタンパク質について言及される場合、本用語は、「完全長」の未処理の標的タンパク質、および標的細胞における処理から結果的に生じる任意の形態の標的タンパク質を包含する。用語はまた、標的タンパク質の天然の変異形、例えば、スプライス変異形または対立遺伝子変異形も包含する。抗原として有用な例示的なヒト標的タンパク質には、以下が含まれるがこれらに限定されない:CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1。
抗体は、1、2、3またはそれより多数の結合ドメインを有することができ、単一特異性、二重特異性または多重特異性であり得る。抗体は、単一の種に由来する完全長であり得、または、キメラ化もしくはヒト化することができる。2つを超える抗原結合ドメインを有する抗体について、いくつかの結合ドメインは、同一であってもよく、および/または同じ特異性を有していてもよい。
本明細書で使用する場合の「T細胞の活性化」は、増殖、分化、サイトカイン分泌、細胞障害性エフェクター分子の放出、細胞障害性活性、および活性化マーカーの発現から選択される、Tリンパ球、特に細胞障害性Tリンパ球の1つ以上の細胞応答を指す。T細胞の活性化を判定するのに適したアッセイは、当技術分野で公知であり、本明細書で説明されている。
本発明に従って、「T細胞受容体」または「TCR」という用語は、当技術分野で一般的に公知である。特に、本明細書では、「T細胞受容体」という用語は、任意のT細胞受容体を指すが、ただし、次の3つの基準が満たされていることを条件とする。(i)腫瘍特異性、(ii)抗原または標的が(たいていの)腫瘍細胞において発現すべきであることを意味する、(たいていの)腫瘍細胞の認識、かつ(iii)TCRが、処置される対象のHLA型と一致していること。この脈絡において、先に言及した3つの基準を満たす適切なT細胞受容体は、NY−ESO−1(配列情報(複数可)については、例えば、PCT/GB2005/001924を参照されたい)および/またはHER2neu(配列情報(複数可)については、WO−A1 2011/0280894を参照されたい)を認識する受容体など、当技術分野で公知である。主要組織適合性複合体(MHC)クラスI分子は、外来性抗原由来のペプチドをCD8+細胞障害性T細胞に提示し、それゆえ、MHC−ペプチド複合体は、免疫治療アプローチに適した標的である。MHC−ペプチド複合体は、組換えT細胞受容体(TCR)によって標的とされることができる。しかしながら、たいていのTCRは、免疫療法にとって低過ぎる親和性を有することがある一方で、TCR特異性を有する高い親和性結合部分は有益であろう。この目的に向けて、TCR様特異性を有する高親和性可溶性抗体分子は、例えば、ファージディスプレイライブラリ(例えば、コンビナトリアルライブラリ)を生じかつ本明細書でさらに説明するようなライブラリをスクリーニングすることによって生じることができる。本明細書に説明するようなTCR様特異性を有するこれらの抗原結合部分、例えば、scFvまたはFabは、「T細胞受容体様抗原結合部分」または「TCRL抗原結合部分」と呼ばれる。
作用剤、例えば、医薬組成物の「治療有効量」は、所望の治療結果または予防結果を達成するための、必要な薬用量かつ必要な時間で、有効な量を指す。作用剤の治療有効量は、例えば、疾患の副作用を除去し、低下させ、遅延させ、最小限にし、または予防する。
「ベクター」または「発現ベクター」という用語は、「発現コンストラクト」と同義語であり、標的細胞において作用可能に会合する特定の遺伝子の発現を導入しかつ指示するために使用されるDNA分子を指す。本用語は、自己複製する核酸構造としてのベクター、およびベクターが導入された宿主細胞のゲノム内へと組み込まれたベクターを含む。本発明の発現ベクターは、発現カセットを含む。発現ベクターによって、安定したmRNAの多量の転写が可能となる。いったん発現ベクターが標的細胞内に入ると、リボ核酸分子または遺伝子によってコードされたタンパク質は、細胞の転写機構および/または翻訳機構によって産生される。一実施形態において、本発明の発現ベクターは、本発明の抗原結合受容体をコードするポリヌクレオチド配列またはそのフラグメントを含む発現カセットを含む。
この脈絡において、診断方法、特に試料中の細胞、特に腫瘍細胞を検出するためのインビトロでの方法が本明細書に与えられる。好ましい実施形態において、試料は、例えば、異常な細胞が検出されることを必要とする生検または体液に由来する、患者試料である。本発明のアッセイは、抗原結合部分、特にscFvフラグメントおよび/またはFabフラグメント、を含むキメラ抗原受容体(CAR)の高い特異性を、受容体シグナルのルミネセンス検出の感度と組み合わせる。本明細書で説明される方法およびアッセイにおいて、標的抗原結合部分は、標的細胞、特に癌細胞と、レポーター細胞、特にT細胞、例えば、Jurkat細胞との間の接触を媒介する。この脈絡において、本明細書に説明する方法は、適切なレポーター細胞、好ましくはレポーターT細胞、例えば、Jurkat細胞内に導入されるCARの結合の特異性により、癌細胞を検出するのに有用である。
したがって、一実施形態において、試料における腫瘍細胞の存在を判定するための診断アッセイが与えられており、診断アッセイは、以下のステップ:
a) 試料をキメラ抗原受容体(CAR)発現レポーターT(CAR−T)細胞と接触させることであって、レポーターCAR−T細胞が、
i. 腫瘍細胞と特異的な相互作用ができるCARであって、応答要素へ作用可能に連結された、CARと、
ii. 応答要素の制御下にあるレポーター遺伝子とを含む、接触させること、および
b) 腫瘍細胞の存在を確立するためにレポーター遺伝子の発現を測定することによって、T細胞の活性化を判定すること
を含む。
本明細書で説明するCAR分子(複数可)の発現が可能な導入されたT細胞は、本発明にさらに与えられおよび使用される。導入されたT細胞は、応答要素の制御下でレポーター遺伝子を含み、CARは、本明細書に説明するように、応答要素に関連付けられて連結されている。標的抗原結合部分を標的細胞、例えば、腫瘍細胞に結合する際、レポーターCAR−T細胞、例えば、Jurkat細胞が活性化され、レポーター遺伝子が発現する。レポーター遺伝子の発現はそれゆえ、T細胞を標的細胞に、例えば、腫瘍細胞上へ結合することによって誘導されるT細胞活性化の脈絡において、CARの(特異的)結合について示す。
この脈絡において、腫瘍標的抗原に特異的結合をすることができるCARが、本発明の方法についてさらに説明されおよび使用される。一実施形態において、CARは、腫瘍標的抗原に特異的に結合することができる標的抗原結合部分を含む。適切な腫瘍標的の例は、例えば、CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1、またはこれらのフラグメントなどだがそれらに限定されない、腫瘍細胞の表面上にのみ発現するかまたは表面上に主に発現するタンパク質である。
本発明はさらに、本明細書に説明するレポーターシステムおよび本明細書に説明するCAR(複数可)を導入するための、CD8+T細胞、CD4+T細胞、CD3+T細胞、γδ T細胞またはナチュラルキラー(NK)細胞および不死化細胞株、例えば、Jurkat細胞などの、T細胞の導入および使用、ならびに標的細胞の表面上の、例えば腫瘍細胞の表面上の標的抗原への直接的な結合ができる、本明細書に説明するCARによって媒介される、T細胞を標的とする動員および活性化を説明する。
したがって、本発明は、CARが免疫細胞に特異的な誘導として使用され得る、特にT細胞が本明細書に説明するCARによって腫瘍細胞を特異的に標的とする、多用途の診断用プラットフォームを与える。腫瘍細胞の表面上の標的抗原に対するCARの結合の後、レポーター細胞は活性化され、活性化は、例えば、蛍光シグナルまたは発光シグナルの読出しによって測定することができる。プラットフォームは、多様な既存のまたは新たに開発された標的抗原結合部分の使用を可能にすることによって、可撓性かつ特異的である。
標的抗原、例えば、腫瘍抗原に対して特異的に結合することができる抗原結合部分は、例えば、哺乳動物免疫系の免疫化によって生じることができる。このような方法は、当技術分野で公知であり、例えば、Methods in Molecular Biology 295:1−12(2005)におけるBurnsにおいて説明されている。あるいは、所望の活性の抗原結合部分は、所望の1つまたは複数の活性を有する抗体について、コンビナトリアルライブラリをスクリーニングすることによって単離されることができる。コンビナトリアルライブラリをスクリーニングするための方法は、例えば、Nature Reviews 16:498−508(2016)におけるLerner et al.においてまとめられている。例えば、ファージディスプレイライブラリを生じ、所望の結合特徴を有する抗原結合部分について、このようなライブラリをスクリーニングするための種々の方法が、当技術分野で公知である。このような方法は、例えば、mAbs 8:1177−1194(2016)におけるFrenzel et al.、Human Vaccines and Immunotherapeutics 8:1817−1828(2012)におけるBazan et al.、およびCritical Reviews in Biotechnology 36:276−289(2016)におけるZhao et al.において、ならびにMethods in Molecular Biology 178:1−37(O’Brien et al.,Human Press編,Totowa,NJ,2001)においてまとめられており、例えば、McCafferty et al.,Nature 348:552−554、Clackson et al.,Nature 352:624−628(1991)、Marks et al.,J.Mol.Biol.222:581−597(1992)において、ならびにMethods in Molecular Biology 248:161−175(Lo,Human Press編,Totowa,NJ,2003)におけるMarks and Bradbury、Sidhu et al.,J.Mol.Biol.338(2):299−310(2004)、Lee et al.,J.Mol.Biol.340(5):1073−1093(2004)、Fellouse,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101(34):12467−12472(2004)、およびLee et al.,J.Immunol.Methods 284(1−2):119−132(2004)においてさらに説明されている。ある特定のファージディスプレイ法において、VH遺伝子およびVL遺伝子のレパートリーは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって個別にクローニングされ、ファージライブラリにおいて無作為に組換えられており、次いで、Annual Review of Immunology 12:433−455(1994)におけるWinter et al.において説明されたように、抗原結合ファージについてスクリーニングすることができる。ファージは、典型的には、一本鎖Fv(scFv)フラグメントとして、またはFabフラグメントとしてのいずれかで、抗体フラグメントを呈する。免疫化された源からのライブラリは、ハイブリドーマを構築する必要なく、免疫原に対する高親和性抗原結合部分を与える。あるいは、生来のレパートリーを(例えば、ヒトから)クローニングし、EMBO Journal 12:725−734(1993)におけるGriffiths et al.によって説明されるようないかなる免疫化をすることもなく、広範囲な非自己および自己抗原にも対する抗原結合部分の単一の源を与えることができる。最終的に、生来のライブラリはまた、Journal of Molecular Biology 227:381−388(1992)におけるHoogenboom and Winterによって説明されるように、再整列していないV遺伝子セグメントを幹細胞からクローニングすること、およびランダム配列を含有するPCRプライマーを用いて、高度に可変性のCDR3領域をコードし、インビトロで再整列を達成することによって、合成により作成することができる。ヒト抗体ファージライブラリを説明する特許公表物としては、例えば、以下のものが挙げられる:米国特許第5,750,373号、第7,985,840号、第7,785,903号および第8,679,490号、ならびに米国特許出願公開第2005/0079574号、第2007/0117126号、第2007/0237764号、第2007/0292936号および第2009/0002360号。所望の1つまたは複数の活性を有する抗原結合部分についてコンビナトリアルライブラリをスクリーニングするための、当技術分野で公知の方法のさらなる例としては、リボソームおよびmRNAディスプレイ、ならびに細菌、哺乳動物細胞、昆虫細胞または酵母細胞上での抗体の呈示および選択のための方法が挙げられる。酵母表面ディスプレイの方法は、例えば、Methods in Molecular Biology 503:135−56(2012)におけるScholler et al.において、およびMethods in Molecular biology 1319:155−175(2015)におけるCherf et al.において、ならびにMethods in Molecular Biology 889:73−84(2012)におけるZhao et al.においてまとめられている。リボソームディスプレイのための方法は、例えば、He et al.Nucleic Acids Research 25:5132−5134(1997)and in Hanes et al、PNAS94:4937−4942(1997)に記載される。
本発明の第1の実例となる実施形態において、概念の証拠として、レポーター細胞、例えば、標的抗原ヒトCD20に対して特異的に結合することができるCARを発現するJurkat細胞の使用が与えられる。
一実施形態において、CD20に特異的に結合することができるCARは、配列番号1、配列番号2および配列番号3の重鎖相補性決定領域(CDR)と、配列番号4、配列番号5および配列番号6の軽鎖CDRとを含む。
1つの好ましい実施形態において、CD20に対して特異的に結合することができるCARは、以下を含む重鎖可変領域:
(a) YSWIN(配列番号1)の重鎖相補性決定領域(CDR H)1アミノ酸配列、
(b) RIFPGDGDTDYNGKFKG(配列番号2)のCDR H2アミノ酸配列、
(c) NVFDGYWLVY(配列番号3)のCDR H3アミノ酸配列と、
以下を含む軽鎖可変領域:
(d) RSSKSLLHSNGITYLY(配列番号4)の軽鎖(CDR L)1アミノ酸配列、
(e) QMSNLVS(配列番号5)のCDR L2アミノ酸配列、および
(f) AQNLELPYT(配列番号6)のCDR L3アミノ酸配列とを含む。
一実施形態において、CD20に特異的に結合することができるCARは、配列番号12のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号10のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、CD20に特異的に結合することができるCARは、配列番号12のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号10のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、少なくとも1つの抗原結合部分は、scFv、Fab、交差FabまたはscFabフラグメントである。一実施形態において、CD20に特異的に結合することができるCARは、Fabフラグメントを含む。好ましい実施形態において、CD20に特異的に結合することができるCARは、配列番号8の重鎖と配列番号9の軽鎖とを含むFabフラグメントを含む。
一実施形態において、CD20に特異的に結合することができる抗原結合部分は、配列番号8のアミノ酸配列を含むかまたはそれからなる重鎖と、配列番号9のアミノ酸配列を含むかまたはそれからなる軽鎖とを含むFabフラグメントである。
特定の実施形態において、抗原結合部分は、CD20に特異的に結合することができるFabフラグメントであって、抗原結合受容体が、配列番号7のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む重鎖融合ポリペプチドと、配列番号9のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む軽鎖ポリペプチドとを含む、Fabフラグメントである。
好ましい実施形態において、抗原結合部分は、CD20に特異的に結合することができるFabフラグメントであって、抗原結合受容体が、配列番号7のアミノ酸配列を含む重鎖融合ポリペプチドと、配列番号9のアミノ酸配列を含む軽鎖ポリペプチドとを含む、Fabフラグメントである。
一実施形態において、CD20に特異的に結合することができるCARは、重鎖可変ドメイン(VH)と、軽鎖可変ドメイン(VL)と、リンカーとからなるポリペプチドであるscFvフラグメントを含み、可変ドメインおよびリンカーは、N末端からC末端への方向において次の立体配置のうちの1つを有する:a)VH−リンカー−VL、またはb)VL−リンカー−VH。好ましい実施形態において、scFvフラグメントは、立体配置VH−リンカー−VLを有する。
本発明の別の実例となる実施形態において、概念の証拠として、レポーター細胞、例えば、ヒト癌胎児性抗原(CEA)に対して特異的に結合することができるCARを発現するJurkat細胞の使用が与えられる。
一実施形態において、CEAに特異的に結合することができるCARは、配列番号36、配列番号37および配列番号38の重鎖相補性決定領域(CDR)と、配列番号39、配列番号40および配列番号41の軽鎖CDRとを含む。
1つの好ましい実施形態において、CEAに対して特異的に結合することができるCARは、以下を含む重鎖可変領域:
(a) EFGMN(配列番号36)の重鎖相補性決定領域(CDR H)1アミノ酸配列、
(b) WINTKTGEATYVEEFKG(配列番号37)のCDR H2アミノ酸配列、
(c) WDFAYYVEAMDY(配列番号38)のCDR H3アミノ酸配列と、
以下を含む軽鎖可変領域:
(d) KASAAVGTYVA(配列番号39)の軽鎖(CDR L)1アミノ酸配列、
(e) SASYRKR(配列番号40)のCDR L2アミノ酸配列、および
(f) HQYYTYPLFT(配列番号41)のCDR L3アミノ酸配列とを含む。
一実施形態において、CEAに特異的に結合することができるCARは、配列番号44のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号45のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、CEAに特異的に結合することができるCARは、配列番号44のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号45のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、少なくとも1つの抗原結合部分は、scFv、Fab、交差FabまたはscFabフラグメントである。一実施形態において、CEAに特異的に結合することができるCARは、重鎖可変ドメイン(VH)と、軽鎖可変ドメイン(VL)と、リンカーとからなるポリペプチドであるscFvフラグメントを含み、可変ドメインおよびリンカーは、N末端からC末端への方向において次の立体配置のうちの1つを有する:a)VH−リンカー−VL、またはb)VL−リンカー−VH。好ましい実施形態において、scFvフラグメントは、立体配置VH−リンカー−VLを有する。
好ましい実施形態において、CEAに対して特異的に結合することができるCARは、配列番号43のアミノ酸配列を含むscFvフラグメントを含む。
本発明の別の実例となる実施形態において、概念の証拠として、レポーター細胞、例えば、ペプチドがヒトウィルムス腫瘍1(WT1)に由来するペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARを発現するJurkat細胞の使用が与えられる。
一実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に特異的に結合することができるCARは、配列番号46、配列番号47および配列番号48の重鎖相補性決定領域(CDR)と、配列番号49、配列番号50および配列番号51の軽鎖CDRとを含む。
別の実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に特異的に結合することができるCARは、配列番号46、配列番号47および配列番号57の重鎖相補性決定領域(CDR)と、配列番号49、配列番号50および配列番号58の軽鎖CDRとを含む。
1つの好ましい実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、以下を含む重鎖可変領域:
(a) GGTFSSYAIS(配列番号46)の重鎖相補性決定領域(CDR H)1アミノ酸配列、
(b) GIIPIFGTANYAQKFQG(配列番号47)のCDR H2アミノ酸配列、
(c) SIELWWGGFDY(配列番号48)およびGSYDLFSLDY(配列番号57)からなる群から選択されるCDR H3アミノ酸配列と、
以下を含む軽鎖可変領域:
(d) RASQSISSWLA(配列番号49)の軽鎖(CDR L)1アミノ酸配列、
(e) DASSLES(配列番号50)のCDR L2アミノ酸配列、および
(f) QQYEDYTT(配列番号51)およびQQYYDGIT(配列番号58)からなる群から選択されるCDR L3アミノ酸配列とを含む。
1つの具体的な実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、以下を含む重鎖可変領域:
(g) GGTFSSYAIS(配列番号46)の重鎖相補性決定領域(CDR H)1アミノ酸配列、
(h) GIIPIFGTANYAQKFQG(配列番号47)のCDR H2アミノ酸配列、
(i) SIELWWGGFDY(配列番号48)のCDR H3アミノ酸配列と、
以下を含む軽鎖可変領域:
(j) RASQSISSWLA(配列番号49)の軽鎖(CDR L)1アミノ酸配列、
(k) DASSLES(配列番号50)のCDR L2アミノ酸配列、および
(l) QQYEDYTT(配列番号51)のCDR L3アミノ酸配列とを含む。
別の具体的な実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、以下を含む重鎖可変領域:
(a) GGTFSSYAIS(配列番号46)の重鎖相補性決定領域(CDR H)1アミノ酸配列、
(b) GIIPIFGTANYAQKFQG(配列番号47)のCDR H2アミノ酸配列、
(c) GSYDLFSLDY(配列番号57)のCDR H3アミノ酸配列と、
以下を含む軽鎖可変領域:
(d) RASQSISSWLA(配列番号49)の軽鎖(CDR L)1アミノ酸配列、
(e) DASSLES(配列番号50)のCDR L2アミノ酸配列、および
(f) QQYYDGIT(配列番号58)のCDR L3アミノ酸配列とを含む。
一実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、配列番号56および配列番号61のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号55及び配列番号62からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、配列番号56のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号55のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、配列番号61のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)と、配列番号62のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)とを含む。
一実施形態において、少なくとも1つの抗原結合部分は、scFv、Fab、交差FabまたはscFabフラグメントである。
特定の実施形態において、抗原結合部分は、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるFabフラグメントであり、抗原結合受容体は、配列番号52のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む重鎖融合ポリペプチドと、配列番号54のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む軽鎖ポリペプチドとを含む。
好ましい実施形態において、抗原結合部分は、WT1/MHC複合体に対して特異的に結合することができるFabフラグメントであり、抗原結合受容体は、配列番号52のアミノ酸配列を含む重鎖融合ポリペプチドと、配列番号54のアミノ酸配列を含む軽鎖ポリペプチドとを含む。
一実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、重鎖可変ドメイン(VH)と、軽鎖可変ドメイン(VL)と、リンカーとからなるポリペプチドであるscFvフラグメントを含み、可変ドメインおよびリンカーは、N末端からC末端への方向において次の立体配置のうちの1つを有する:a)VH−リンカー−VL、またはb)VL−リンカー−VH。好ましい実施形態において、scFvフラグメントは、立体配置VH−リンカー−VLを有する。
好ましい実施形態において、WT1ペプチド/MHC複合体に対して特異的に結合することができるCARは、配列番号60のアミノ酸配列を含むscFvフラグメントを含む。
特定の実施形態において、WT1ペプチド/MHCに対して特異的に結合することができるCARは、配列番号59のアミノ酸配列に対して少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む。
好ましい実施形態において、WT1ペプチド/MHCに対して特異的に結合するCARcapableは、配列番号59のアミノ酸配列を含む。
本明細書に説明するようなFabフラグメント、交差Fabフラグメント、scFvフラグメントおよびscFabフラグメントなど、重鎖可変ドメイン(VH)と軽鎖可変ドメイン(VL)とを含む抗原結合部分は、VHドメインとVLドメインとの間に鎖間ジスルフィド架橋を導入することによってさらに安定し得る。したがって、一実施形態において、本発明による抗原結合受容体において含まれる交差Fabフラグメント(複数可)、scFvフラグメント(複数可)および/またはscFabフラグメント(複数可)は、システイン残基の挿入を介した鎖間ジスルフィド結合の生成によってさらに安定し得る(例えば、Kabatの番号付けによる可変重鎖における位置44および可変軽鎖における位置100)。このような安定した抗原結合部分は、本明細書で「ds」という用語によって言及される。
本明細書で与えられおよび使用されるCARは、標的抗原に対して特異的に結合することができる抗原結合部分と、足場性膜貫通ドメインと、少なくとも1つの細胞内シグナル伝達ドメインおよび/または少なくとも1つの同時刺激シグナル伝達ドメインとを含む細胞外ドメインを含む。足場性膜貫通ドメインは、レポーター細胞、例えば、Jurkat細胞の細胞膜へのCARの閉じ込めを媒介する。細胞内シグナル伝達ドメインおよび/または少なくとも1つの同時刺激シグナル伝達ドメインは、CARの結合を細胞内シグナル、例えば、T細胞活性化へと移し、このことは、レポーター遺伝子の発現を測定することによって評価することができる。本発明の脈絡において、本明細書に説明するようなレポーター遺伝子の発現は、標的抗原に対する標的抗原結合部分の結合、および結果として生じる本明細書に説明するようなT細胞活性化について示す。
CARの足場性膜貫通ドメインは、哺乳動物プロテアーゼについての開裂部位を有さないことを特徴とすることができる。プロテアーゼは、プロテアーゼの開裂部位を含む膜貫通ドメインのアミノ酸配列を加水分解することができるタンパク質分解性酵素を指す。プロテアーゼという用語は、エンドペプチダーゼおよびエキソペプチダーゼの両方を含む。本発明の脈絡において、とりわけCD命名法によって定められるような膜貫通タンパク質の任意の足場性膜貫通ドメインを使用して、本発明により適切なCARを生じてもよく、CARは、本明細書で説明されるように、標的細胞への結合の際にT細胞を活性化する。
したがって、本発明の脈絡において、足場性膜貫通ドメインは、ネズミ/マウスまたは好ましくはヒト膜貫通ドメインの部分を含むことができる。このような足場性膜貫通ドメインについての例は、例えば、(配列番号29に示されるDNA配列によってコードされるような)本明細書に配列番号14において示されるようなアミノ酸配列を有する、CD28の膜貫通ドメインである。本発明の脈絡において、CARの膜貫通ドメインは、(配列番号29に示されるDNA配列によってコードされるような)配列番号14に示されるようなアミノ酸配列を含んでもよい/からなってもよい。
あるいは、とりわけ、CD命名法によって与えられるように、膜貫通ドメインを有する任意のタンパク質は、本明細書において与えられおよび使用されるCARの足場性膜貫通ドメインとして使用してもよい。先に説明したとおり、CARは、(配列番号67に示されるcDNA配列によってコードされるような)配列番号68に示されるようなヒト完全長CD28タンパク質のアミノ酸153〜179、154〜179、155〜179、156〜179、157〜179、158〜179、159〜179、160〜179、161〜179、162〜179、163〜179、164〜179、165〜179、166〜179、167〜179、168〜179、169〜179、170〜179、171〜179、172〜179、173〜179、174〜179、175〜179、176〜179、177〜179または178〜179に位置するCD28の足場性膜貫通ドメインを含んでもよい。したがって、本発明の脈絡において、足場性膜貫通ドメインは、(配列番号29に示されるようなDNA配列によってコードされるような)配列番号14に示されるようなアミノ酸配列を含んでもよいかまたはアミノ酸配列からなってもよい。
本明細書で説明される場合、本発明により使用されるCARは、少なくとも1つの刺激シグナル伝達ドメインおよび/または同時刺激シグナル伝達ドメインを含む。刺激シグナル伝達ドメインおよび/または同時刺激シグナル伝達ドメインは、レポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)において、腫瘍標的抗原に対するCARの結合を細胞内シグナルに変換する。したがって、CARは好ましくは、刺激シグナル伝達ドメインを含み、これがT細胞活性化を与える。好ましい実施形態において、標的に対する標的抗原結合部分の結合は、細胞内シグナル伝達ドメインおよび/または同時シグナル伝達ドメインの活性化をもたらす。ある特定の実施形態において、本明細書に与えられるCARは、ネズミ/マウスもしくはヒトCD3z(ヒトCD3zのUniProt登録は、P20963のフラグメント部分/ポリペプチド部分(配列番号2のバージョン番号177、ネズミ/マウスCD3zのUniProt登録は、P24161(一次引用可能受入番号)またはバージョン番号143および配列番号1のQ9D3G3(二次引用可能受入番号)である))、FCGR3A(ヒトFCGR3AのUniProt登録は、P08637である(配列番号2のバージョン番号178))、またはNKG2D(ヒトNKG2DのUniProt登録は、P26718である(配列番号1のバージョン番号151)、ネズミ/マウスNKG2DのUniProt登録は、O54709である(配列番号2のバージョン番号132))である刺激シグナル伝達ドメインを含む。したがって、CARにおいて含まれる刺激シグナル伝達ドメインは、CD3z、FCGR3AまたはNKG2Dの完全長のフラグメント/ポリペプチド部分であってもよい。CD3zのネズミ/マウス完全長のアミノ酸配列は、本明細書に配列番号65として示される(配列番号66に示されるDNA配列によってコードされるようなネズミ/マウス)。ヒト完全長CD3zのアミノ酸配列は、本明細書に配列番号63として示される(配列番号64に示されるDNA配列によってコードされるようなヒト)。本発明により与えられおよび使用されるCARは、CD3z、FCGR3AまたはNKG2Dのフラグメントを刺激ドメインとして含んでもよく、ただし、少なくとも1つのシグナル伝達ドメインが含まれることを条件とする。特に、CD3z、FCGR3A、またはNKG2Dの任意の部分/フラグメントは、少なくとも1つのシグナル伝達の原因が含まれる限り、刺激ドメインとして適切である。しかしながら、より好ましくは、CARは、ヒト起源に由来するポリペプチドを含む。好ましくは、CARは、本明細書に配列番号63として示されるようなアミノ酸配列(CD3z)を含む(配列番号64に示されるDNA配列によってコードされるようなヒト(CD3z))。例えば、CARにおいて含まれることができるヒトCD3zのフラグメント/ポリペプチド部分は、(配列番号31に示されるDNA配列によってコードされるような)配列番号16に示されるアミノ酸配列を含んでもよいかまたはアミノ酸配列からなってもよい。したがって、一実施形態において、CARは、配列番号16に示されるような配列、または配列番号16と比較して1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、23、24、25、26、27、28、29もしくは30個までの置換、欠失もしくは挿入を有しかつ刺激シグナル伝達活性を有することを特徴とする配列を含む。刺激シグナル伝達ドメインを含むCARの具体的な立体配置は、本明細書で以下にならびに実施例および図面において与えられる。刺激シグナル伝達活性は、例えばELISAによって測定されるようなサイトカイン(IL−2、IFNγ、TNFα)放出の増強、(細胞数の増強によって測定されるような)増殖活性の増強、またはLDH放出アッセイによって測定されるような溶解活性の増強によって決定することができる。
CARは好ましくは、追加の活性をレポーターCAR−T細胞に与える少なくとも1つの同時シグナル伝達ドメインをさらに含む。CARは、ネズミ/マウスまたはヒトCD28(ヒトCD28のUniProt登録は、P10747であり(配列番号1のバージョン番号173)、ネズミ/マウスCD28のUniProt登録は、P31041である(配列番号2のバージョン番号134))、CD137(ヒトCD137のUniProt登録は、Q07011であり(配列番号1のバージョン番号145)、ネズミ/マウスCD137のUniProt登録は、P20334である(配列番号1のバージョン番号139))、OX40(ヒトOX40のUniProt登録は、P23510であり(配列番号1のバージョン番号138)、ネズミ/マウスOX40のUniProt登録は、P43488である(配列番号1のバージョン番号119))、ICOS(ヒトICOSのUniProt登録は、Q9Y6W8であり(配列番号1のバージョン番号126))、ネズミ/マウスICOSのUniProt登録は、Q9WV40(一次引用可能受入番号)もしくはQ9JL17(二次引用可能受入番号)であり、バージョン番号102および配列バージョン2))、CD27(ヒトCD27のUniProt登録は、P26842であり(配列番号2のバージョン番号160)、ネズミ/マウスCD27のUniprot登録は、P41272である(配列バージョン1のバージョン番号137))、4−1−BB(ネズミ/マウス4−1−BBのUniProt登録は、P20334であり(配列バージョン1のバージョン番号140)、ヒト4−1−BBのUniProt登録は、Q07011である(配列バージョンのバージョン番号146))、DAP10(ヒトDAP10のUniProt登録は、Q9UBJ5であり(配列番号1のバージョン番号25)、ネズミ/マウスDAP10のUniProt登録は、Q9QUJ0(一次引用可能受入番号)もしくはQ9R1E7(二次引用可能受入番号)であり、バージョン番号101および配列番号1))またはDAP12(ヒトDAP12のUniProt登録は、O43914であり(バージョン番号146および配列番号1)、ネズミ/マウスDAP12のUniProt登録は、O054885(一次引用可能受入番号)もしくはQ9R1E7(二次引用可能受入番号)であり、バージョン番号123および配列番号1)のフラグメント/ポリペプチド部分である同時刺激シグナル伝達ドメインを含んでもよい。ある特定の実施形態において、CARは、本明細書で定義される同時刺激シグナル伝達ドメインを1個以上、すなわち、1、2、3、4、5、6または7個含んでもよい。したがって、本発明の脈絡において、CARは、ネズミ/マウスまたは好ましくはヒトCD28のフラグメント/ポリペプチド部分を第1の同時刺激シグナル伝達ドメインとして含んでもよく、第2の同時刺激シグナル伝達ドメインは、ネズミ/マウスまたは好ましくはヒトCD27、CD28、CD137、OX40、ICOS、DAP10およびDAP12、またはこれらのフラグメントからなる群から選択される。好ましくは、CARは、ヒト起源に由来する同時刺激シグナル伝達ドメインを含む。したがって、より好ましくは、CARにおいて含まれる同時刺激シグナル伝達ドメイン(複数可)は、(配列番号30に示されるDNA配列によってコードされるような)配列番号15に示されるようなアミノ酸配列を含んでもよいかまたはアミノ酸配列からなってもよい。
したがって、CARにおいて任意に含まれてもよい同時刺激シグナル伝達ドメインは、完全長のCD27、CD28、CD137、OX40、ICOS、DAP10およびDAP12のフラグメント/ポリペプチド部分である。ネズミ/マウス完全長CD28のアミノ酸配列は、本明細書に配列番号70として示される(配列番号69に示されるDNA配列によってコードされるようなネズミ/マウス)。しかしながら、ヒト配列は、本発明の脈絡において最も好ましいので、CARタンパク質において任意に含まれ得る同時刺激シグナル伝達ドメインは、ヒト完全長CD27、CD28、CD137、OX40、ICOS、DAP10またはDAP12のフラグメント/ポリペプチド部分である。ヒト完全長CD28のアミノ酸配列は、本明細書に配列番号68として示される(配列番号67に示されるDNA配列によってコードされるようなヒト)。
1つの好ましい実施形態において、CARは、CD28またはそのフラグメントを同時刺激シグナル伝達ドメインとして含む。CARは、CD28のフラグメントを同時刺激シグナル伝達ドメインとして含んでもよく、ただし、CD28の少なくとも1つのシグナル伝達ドメインが含まれることを条件とする。特に、CD28の任意の部分/フラグメントは、CD28のシグナル伝達の原因のうちの少なくとも1つが含まれる限り、CARに適切である。例えば、CARにおいて含まれるヒトCD28ポリペプチドは、(配列番号30に示されるDNA配列によってコードされるような)配列番号15に示されるアミノ酸配列を含んでもよいかまたはアミノ酸配列からなってもよい。本発明において、同時刺激シグナル伝達ドメインとして機能するCD28の細胞内ドメインは、配列(複数可)YMNM(配列番号71)および/またはPYAP(配列番号72)を有するCD28ポリペプチドの細胞内ドメインに由来する配列を含んでもよい。好ましくは、CARは、ヒト起源に由来するポリペプチドを含む。例えば、CARにおいて含まれることができるヒトCD28のフラグメント/ポリペプチド部分は、(配列番号30に示されるDNA配列によってコードされるような)配列番号15に示されるアミノ酸配列を含んでもよいかまたはアミノ酸配列からなってもよい。したがって、一実施形態において、CARは、配列番号15に示されるような配列、または配列番号15と比較して1、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個までの置換、欠失もしくは挿入を有しかつ同時刺激シグナル伝達活性を有することを特徴とする配列を含む。同時刺激シグナル伝達ドメイン(CSD)を含むCARの具体的な立体配置は、本明細書で以下にならびに実施例および図面において与えられる。同時刺激シグナル伝達活性は、例えばELISAによって測定されるようなサイトカイン(IL−2、IFNγ、TNFα)放出の増強、(細胞数の増強によって測定されるような)増殖活性の増強、またはLDH放出アッセイによって測定されるような溶解活性の増強によって決定することができる。
先に記載のとおり、本発明の実施形態において、CARの同時刺激シグナル伝達ドメインは、ヒトCD28遺伝子(UniProt登録番号P10747(登録バージョン173および配列のバージョン1の受入番号)に由来し得、転換されたT細胞のように、本明細書に説明する転換された細胞のサイトカイン産生、増殖および溶解活性として定義されるCD28活性を与える。CD28活性は、インターフェロン−ガンマ(IFN−γ)もしくはインターロイキン2(IL−2)などのサイトカインのELISAもしくはフローサイトメトリーによるサイトカインの放出、例えばki67測定によって測定されるT細胞の増殖、フローサイトメトリーによる細胞の定量、または(例えば、Thakur et al.,Biosens Bioelectron.35(1)(2012),503−506、Krutzik et al.,Methods Mol Biol.699(2011),179−202、Ekkens et al.,Infect Immun.75(5)(2007),2291−2296、Ge et al.,Proc Natl Acad Sci USA.99(5)(2002),2983−2988、Duewell et al.,Cell Death Differ.21(12)(2014),1825−1837,訂正:Cell Death Differ.21(12)(2014),161において説明されるようなICELLligence機を用いることによる)標的細胞のリアルタイムインピーダンス測定によって評価されるような溶解活性によって測定することができる。同時刺激シグナル伝達ドメインPYAPおよびYMNMは、先に列挙したCD28ポリペプチドの機能および該機能の効果について有益である。YMNMドメインのアミノ酸配列は、配列番号71に示されており、PYAPドメインのアミノ酸配列は、配列番号72に示されている。したがって、本明細書に与えられおよび説明されるようなCARにおいて、CD28ポリペプチドは好ましくは、配列YMNM(配列番号71)および/または配列PYAP(配列番号72)を有するCD28ポリペプチドの細胞内ドメインに由来する配列を含む。これらのシグナル伝達の原因は、CARの細胞内ドメイン内の任意の部位に存在し得る。
標的抗原に対して特異的に結合することができる少なくとも1つの抗原結合部分を含む細胞外ドメインまたは修飾された認識ドメイン、哺乳動物プロテアーゼについての開裂部位を有さない足場性膜貫通ドメイン、同時刺激シグナル伝達ドメインおよび刺激シグナル伝達ドメインは、一本鎖多機能性ポリペプチドにおいて含まれることができる。一本鎖融合コンストラクトは、例えば、少なくとも1つの抗原結合部分を含む細胞外ドメイン(複数可)、足場性膜貫通ドメイン(複数可)、同時刺激シグナル伝達ドメイン(複数可)および/または刺激シグナル伝達ドメイン(複数可)を含むポリペプチド(複数可)からなってもよい。代替的な実施形態において、CARは、一本鎖融合コンストラクトではない抗原結合部分を含み、すなわち、抗原結合部分は、Fabフラグメントまたは交差Fabフラグメントである。このような実施形態において、CARは、唯一のポリペプチド鎖を含む一本鎖融合コンストラクトではない。好ましくは、このようなコンストラクトは、免疫グロブリン軽鎖と組み合わされた一本鎖重鎖融合ポリペプチドを含むことになり、例えば、重鎖融合ポリペプチドは、免疫グロブリン重鎖(複数可)、足場性膜貫通ドメイン(複数可)、同時刺激シグナル伝達ドメイン(複数可)および/または刺激シグナル伝達ドメイン(複数可)を含み、かつ免疫グロブリン軽鎖(複数可)と組み合わされている。したがって、細胞外ドメイン、足場性膜貫通ドメイン、同時刺激シグナル伝達ドメインおよび刺激シグナル伝達ドメインは、1つ以上の同一のまたは異なるペプチドリンカーによって接続されてもよい。例えば、認識ドメインに対して特異的に結合することができる少なくとも1つの抗原結合部分を含む細胞外ドメインと足場性膜貫通ドメインとの間のリンカーは、配列番号20に示されるようなアミノ酸配列を含んでもよいかまたはアミノ酸配列からなってもよい。したがって、足場性膜貫通ドメイン、同時刺激シグナル伝達ドメインおよび/または刺激ドメインは、ペプチドリンカーによってまたはそれに代わるものとしてドメインの直接的な融合によって互いに接続されてもよい。
いくつかの実施形態において、細胞外ドメインにおいて含まれる抗原結合部分は、10〜約25個のアミノ酸の短鎖リンカーペプチドで接続された抗体の重鎖(VH)および軽鎖(VL)の可変領域の融合タンパク質である一本鎖可変フラグメント(scFv)である。リンカーは、通常、可撓性のためにグリシンが豊富であり、溶解度のためにセリンまたはトレオニンが豊富であり、VHのN末端とVLのC末端とを、またはその逆で接続することができる。例えば、リンカーは、配列番号19に示されるようなアミノ酸アミノ酸配列を有してもよい。scFv抗原結合部分は、定常領域の除去およびリンカーの導入にもかかわらず、元々の抗体の特異性を保持している。scFv抗体は、例えば、Houston,J.S.,Methods in Enzymol.203(1991)46−96)において説明されている。
CARまたはその部分は、シグナルペプチドを含んでもよい。このようなシグナルペプチドは、T細胞膜の表面にタンパク質をもたらすことになる。例えば、シグナルペプチドは、(配列番号74に示されるDNA配列によってコードされるような)配列番号73に示されるようなアミノ酸アミノ酸配列を有してもよい。
CARの構成要素は、種々の立体配置において互いに融合して、T細胞を活性化するCARを生じることができる。いくつかの実施形態において、CARは、足場性膜貫通ドメインへ結合した、重鎖可変ドメイン(VH)と軽鎖可変ドメイン(VL)とから構成された細胞外ドメインを含む。いくつかの実施形態において、VHドメインは、C末端で、任意にペプチドリンカーを経て、VLドメインのN末端へ融合する。他の実施形態において、CARはさらに、刺激シグナル伝達ドメインおよび/または同時刺激シグナル伝達ドメインを含む。具体的なこのような実施形態において、CARは、1つ以上のペプチドリンカーによって結合したVHドメインおよびVLドメインと、足場性膜貫通ドメインと、任意で刺激シグナル伝達ドメインとから本質的になり、VHドメインは、C末端で、VLドメインのN末端に融合し、かつVLドメインは、C末端で足場性膜貫通ドメインのN末端に融合し、足場性膜貫通ドメインは、C末端で刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合する。任意で、CARはさらに、同時刺激シグナル伝達ドメインを含む。1つのこのような具体的な実施形態において、抗原結合受容体は、VHドメインおよびVLドメインと、足場性膜貫通ドメインと、刺激シグナル伝達ドメインと、1つ以上のペプチドリンカーによって結合した同時刺激シグナル伝達ドメインとから本質的になり、VHドメインは、C末端で、VLドメインのN末端に融合し、かつVLドメインは、C末端で足場性膜貫通ドメインのN末端に融合し、足場性膜貫通ドメインは、C末端で刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合し、刺激シグナル伝達ドメインは、C末端で同時刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合する。代替的な実施形態において、同時刺激シグナル伝達ドメインは、刺激シグナル伝達ドメインの代わりに、足場性膜貫通ドメインに結合する。好ましい実施形態において、CARは、VHドメインおよびVLドメインと、足場性膜貫通ドメインと、同時刺激シグナル伝達ドメインと、1つ以上のペプチドリンカーによって結合した刺激シグナル伝達ドメインとから本質的になり、VHドメインは、C末端で、VLドメインのN末端に融合し、かつVLドメインは、C末端で足場性膜貫通ドメインのN末端に融合し、足場性膜貫通ドメインは、C末端で同時刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合し、同時刺激シグナル伝達ドメインは、C末端で刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合する。
好ましい実施形態において、結合部分のうちの1つは、Fabフラグメントまたは交差Fabフラグメントである。1つの好ましい実施形態において、抗原結合部分は、Fab重鎖または交差Fab重鎖のC末端で足場性膜貫通ドメインのN末端に、任意でペプチドリンカーを経て融合する。代替的な実施形態において、抗原結合部分は、Fab軽鎖または交差Fab軽鎖のC末端で足場性膜貫通ドメインのN末端に、任意でペプチドリンカーを経て融合する。他の実施形態において、CARはさらに、刺激シグナル伝達ドメインおよび/または同時刺激シグナル伝達ドメインを含む。具体的なこのような実施形態において、CARは、1つ以上のペプチドリンカーによって結合したFabフラグメントまたは交差Fabフラグメントと、足場性膜貫通ドメインと、任意で刺激シグナル伝達ドメインとから本質的になり、Fabフラグメントまたは交差Fabフラグメントは、その重鎖または軽鎖のC末端で、足場性膜貫通ドメインのN末端に融合し、足場性膜貫通ドメインは、C末端で刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合する。好ましくは、CARはさらに、同時刺激シグナル伝達ドメインを含む。1つのこのような実施形態において、CARは、1つ以上のペプチドリンカーによって結合したFabフラグメントまたは交差Fabフラグメントと、足場性膜貫通ドメインと、刺激シグナル伝達ドメインと、同時刺激シグナル伝達ドメインとから本質的になり、Fabフラグメントまたは交差Fabフラグメントは、その重鎖または軽鎖のC末端で、足場性膜貫通ドメインのN末端に融合し、足場性膜貫通ドメインは、C末端で同時刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合する。好ましい実施形態において、同時刺激シグナル伝達ドメインは、刺激シグナル伝達ドメインの代わりに、足場性膜貫通ドメインに結合する。最も好ましい実施形態において、CARは、Fabフラグメントまたは交差Fabフラグメントと、足場性膜貫通ドメインと、同時刺激シグナル伝達ドメインと、刺激シグナル伝達ドメインとから本質的になり、Fabフラグメントまたは交差Fabフラグメントは、重鎖のC末端で、足場性膜貫通ドメインのN末端にペプチドリンカーを経て融合し、足場性膜貫通ドメインは、C末端で同時刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合し、同時刺激シグナル伝達ドメインは、C末端で同時刺激シグナル伝達ドメインのN末端に融合する。
抗原結合部分、足場性膜貫通ドメインおよび同時刺激シグナル伝達ドメインおよび/または同時刺激シグナル伝達ドメインは、互いに直接的に、または1つ以上のアミノ酸、典型的には約2〜20個のアミノ酸を含む1つ以上のペプチドリンカーを経て融合してもよい。ペプチドリンカーは、当技術分野で公知であり、本明細書に説明される。適切な非免疫原性ペプチドリンカーとしては、例えば、(GS)ペプチドリンカー、(SGペプチドリンカー、(GS)ペプチドリンカーまたはG(SGペプチドリンカーが挙げられ、「n」は概して、1〜10の、典型的には2〜4の数である。抗原結合部分と足場性膜貫通ドメインとを結合させるための好ましいペプチドリンカーは、配列番号20によるGGGGS(GS)である。可変重鎖(VH)と可変軽鎖(VL)とを結合させるのに適した例示的なペプチドリンカーは、配列番号19によるGGGSGGGSGGGSGGGS(GS)である。
加えて、リンカーは、免疫グロブリンヒンジ領域(の一部)を含んでいてもよい。特に、抗原結合部分が、足場性膜貫通ドメインのN末端に融合する場合、免疫グロブリンヒンジ領域またはその一部を介して、追加のペプチドリンカーを用いて、または用いずに融合することができる。
本明細書に説明するように、本発明により与えられおよび使用されるCARは、少なくとも1つの抗原結合部分を含む細胞外ドメインを含む。単一の抗原結合部分を有するCARは、特にCARの多量の発現が必要とされる場合において、有用でありかつ好ましい。このような場合において、1つを超える抗原結合部分の存在は、CARの発現効率を制限することがある。しかしながら、その他の場合においては、標的部位へのターゲティングを最適化するために、または標的細胞抗原の架橋を可能にするために、2つ以上の抗原結合部分を含むCARを有することは有利であることとなる。
本発明による方法の脈絡において、レポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)を標的細胞(例えば、腫瘍細胞)の表面上に標的抗原を含む標的細胞と接触させることは、本明細書に説明するようなレポーター遺伝子の発現をもたらす。したがって、一実施形態において、本明細書に説明するような細胞内シグナル伝達および/または同時シグナル伝達ドメインの活性化は、本明細書に説明するように、応答要素の活性化をもたらす。好ましい実施形態において、応答要素は、レポーター遺伝子の発現を制御する。好ましい実施形態において、応答要素の活性化は、レポーター遺伝子の発現をもたらす。したがって、レポーター細胞におけるレポーター遺伝子は、標的抗原結合部分を標的に結合する際に発現する。一実施形態において、レポーター遺伝子の発現は、標的抗原結合部分を標的抗原に結合していることを示す。この脈絡において、CARがその標的に結合することは、細胞の応答を誘起し、このことが結果的に、応答要素の活性の変調を直接的にまたは細胞のシグナル伝達のカスケードを経てのいずれかで生じる。応答要素は、サイレンシングすることができるかまたは転写因子もしくはそれに類するものによって活性化することができるDNA要素である。応答要素は、当技術分野で公知であり、例えば、レポーターベクターにおいて市販されている。通常、応答要素は、DNA反復要素を含んでおり、転写因子結合の際にレポーター遺伝子の発現を駆動する最小プロモーターの上流に位置するシス作用性エンハンサー要素である。
標的抗原に対するCARの結合は、応答要素を活性化する。一実施形態において、応答要素は、細胞の核内に位置する核応答要素である。別の実施形態において、応答要素は、レポーター細胞内のプラスミド上に位置する。一実施形態において、アッセイは、応答要素の制御下のレポーター遺伝子についてコードするDNA配列を含む発現ベクターを、レポーター細胞、例えば、Jurkat細胞にトランスフェクトする予備ステップを含む。加えて、レポーター細胞には、CARについてコードするDNA配列を含む発現ベクターをトランスフェクトすることができる。レポーター細胞には、シグナル伝達カスケードのすべての要素を含む発現ベクター、または異なる構成要素を個々に発現する異なるベクターをトランスフェクトすることができる。一実施形態において、レポーター細胞は、応答要素の制御下にあるレポーター遺伝子についてコードするDNA配列と、CARについてコードするDNA配列とを含む。
したがって、本明細書で説明されるように、CARは、応答要素へ機能的に連結される。一実施形態において、応答要素は、レポーター遺伝子の発現を制御する。一実施形態において、応答要素は、NFAT経路、NF−κB経路またはAP−1経路、好ましくはNFAT経路の一部である。
一実施形態において、レポーター遺伝子は、蛍光タンパク質についてコードする遺伝子、または触媒活性を欠失させることができる酵素についてコードする遺伝子から選択される。一実施形態において、レポーター遺伝子は、発光タンパク質についてコードしている。さらなる実施形態において、蛍光タンパク質は、緑色蛍光タンパク質(GFP)、)、赤色蛍光タンパク質(RFP)、青色蛍光タンパク質(BFP、Heim et al.1994,1996)、CFPとしても公知のシアン蛍光変異形(Heim et al.1996、Tsien 1998)、YFPとして公知の黄色蛍光変異形(Ormo et al.1996、Wachter et al.1998)、サファイアとして公知の紫色励起性緑色蛍光変異形(Tsien 1998、Zapata−Hommer et al.2003)、および高感度緑色蛍光タンパク質またはEGFPとして公知のシアン励起性緑色蛍光変異形(Yang et al.1996)高感度緑色蛍光タンパク質(EGFP)から選択され、例えば、生細胞撮像(例えば、Incucyte)または蛍光分光測光によって測定することができる。一実施形態において、その触媒活性を検出することができる酵素は、ルシフェラーゼ、ベータガラクトシダーゼおよびアルカリホスファターゼからなる群から選択される。一実施形態において、レポーター遺伝子は、GFPについてコードしている。好ましい実施形態において、レポーター遺伝子は、ルシフェラーゼについてコードしている。ルシフェラーゼの活性は、市販のアッセイによって、例えば、ルシフェラーゼ1000アッセイシステムまたはONE−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイシステム(いずれもPromega)によって検出することができる。ルシフェラーゼ1000アッセイシステムは、補酵素A(CoA)をルシフェリンの他に基質として含有し、結果として、強い光強度が少なくとも1分間持続する。細胞内ルシフェラーゼを圧制するために、細胞を検出前に溶解することが必要である。反応の副産物として生じる光は、照度計によって可視スペクトル全体から収集される。本明細書に示される実施例において、シグナルは、生じたルシフェラーゼの量に比例しており、それゆえNFATプロモーターの活性化の強度に比例していた。別の実施形態において、細胞から分泌されたルシフェラーゼのアッセイが使用される。この故に、アッセイは、細胞の溶解をすることなく実施することができる。
本明細書で説明されるように、レポーター遺伝子の発現は、標的細胞、およびレポーターCAR−T細胞、例えば、形質導入したJurkat細胞の結果として生じる活性化に対する標的抗原結合部分の結合と直接相関することができる。例えば、ルシフェラーゼについてコードする遺伝子をレポーター遺伝子として使用するとき、細胞から検出された光の量は、標的抗原結合と直接相関しており、適切な制御状況と比較すると、標的抗原結合を示す。
一実施形態において、標的抗原は、細胞表面抗原および/または細胞表面受容体である。一実施形態において、標的抗原は、CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1からなる群、またはこれらのフラグメントから選択される。しかしながら、標的抗原は、細胞表面上に位置するタンパク質に限定されないが、一次的にまたは永久的に細胞内に位置するポリペプチドまたはタンパク質にも由来し得る。このような場合において、細胞内ポリペプチドまたは細胞内タンパク質に由来する標的抗原は、主要組織適合性複合体(MHC)の1つまたはいくつかの分子によって細胞表面上に提示することができる。実際、言に利用可能な診断アッセイは通常、細胞表面上に提示された蛋白質に限定されるが、MHC複合体によって提示されるペプチドは、検証標的のままである。ペプチド/MHC複合体が高感度で特異的に検出することができることは、本発明の診断アッセイが特に有利である。したがって、一実施形態において、標的抗原は、MHCの分子に結合したペプチドである。一実施形態において、MHCは、ヒトMHCである。一実施形態において、MHCの分子に結合したペプチドは、8〜100個のアミノ酸、好ましくは8〜30個のアミノ酸、およびより好ましくは8〜16個のアミノ酸からなる全体長を有する。一実施形態において、標的抗原は、腫瘍組織においてのみまたは腫瘍組織内に主に発現するタンパク質に由来する。一実施形態において、タンパク質は、細胞内タンパク質であり、ペプチドは、MHC−I経路またはMHC−II経路によって生じ、MHCクラスIまたはMHCクラスII複合体によって提示される。一実施形態において、ペプチドは、MHC−I経路によって生じ、MHCクラスI複合体によって提示される。一実施形態において、標的抗原結合部分は、T細胞受容体様(TCRL)抗原結合部分である。TCRL抗原結合部分は、腫瘍組織内においてのみまたは腫瘍組織内に主に発現するペプチド抗原に特異的に結合することができ、ペプチド抗原は、標的細胞、特に癌細胞の表面上に位置するMHCの分子に結合している。この脈絡において、本発明の方法は、標的細胞、例えば、腫瘍細胞の存在を、標的細胞の表面上の特定のペプチド/MHC複合体の存在に基づいて、確立されたまたは新規のTCRL標的抗原結合部分を用いて検出するのに適している。
標的抗原に対するCARの結合は、定性的にまたは定性的に、すなわちレポーター遺伝子の発現の有無によって、結合がないことを示す任意の蛍光またはルミネセンスの非存在を用いて、決定することができる。結合および活性化の定量的特性のために、レポーター遺伝子の活性化の量は、基準と比較することができる。したがって、本明細書に説明される診断アッセイは、レポーター遺伝子の発現のレベルを基準と比較するステップを追加で含むことができる。適切な基準は通常、アッセイまたは方法の1つまたはいくつかの本質的な構成要素(複数可)を省略する参照アッセイと実質的に同一である陰性対照を含む。本発明の方法について、省略された構成要素は、例えば、標的抗原を発現しない細胞を含む標的細胞の省略であり得る。あるいは、標的細胞および/または抗原結合分子の認識ドメインに対して結合することができないレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)を使用することができる。一実施形態において、基準は、標的細胞の非存在下でのレポーター遺伝子の発現である。別の実施形態において、基準は、標的細胞に対して特異的に結合することができるCARを発現しないJurkat細胞の存在下でのレポーター遺伝子の発現である。具体的な実施形態において、レポーター遺伝子の発現は、基準の存在下でのレポーター遺伝子の発現と比較して少なくとも2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、100倍、1000倍、または10000倍多い。
あるいは、レポーター遺伝子発現の非存在は、ある特定の閾値によって、すなわち、背景シグナルの差し引き後に規定することができる。背景シグナルは通常、全部の試薬を用いるが標的抗原の非存在下でアッセイを実施することによって測定される。本発明による診断アッセイからの陽性シグナルは、標的抗原の非存在下でのレポーター遺伝子の発現に関する標的抗原の存在下でのレポーター遺伝子の発現のレベルが、事前に規定した閾値よりも高い場合に得られる。具体的な実施形態において、閾値は、2、3、4、5、10、100、1000、または10000である。
本明細書に説明する新規の診断アッセイは、頑強で、高スループットフォーマットにおける使用に適しており、アッセイを達成するのに必要とされる所要時間の点で効率的である。さらに、本発明の診断アッセイは、分析される試料における死細胞の存在を許容する。このことは、抗原結合分子の結合および機能性が細胞生存度または細胞死を測定することによって決定される細胞アッセイとは対照的である。
本明細書に説明する新たな診断アッセイの1つのさらなる利点は、洗浄ステップが必要とされないことである。検査されるレポーター細胞および/または抗原結合分子は、標的細胞、例えば、腫瘍細胞に、いずれかの順序でまたは同時に添加することができる。一実施形態において、レポーターCAR−T細胞および腫瘍試料は、適切な細胞培養フォーマットにおいて、例えば、24ウェルプレートのウェル内のまたは96ウェルプレートのウェル内の細胞培養培地へ添加される。好ましくは、検査培地は、細胞が48時間まで生存可能な条件を与える培地である。一実施形態において、診断アッセイは、マイクロタイタープレートにおいて実施される。一実施形態において、マイクロタイタープレートは、高スループットスクリーニングに適している。本発明の診断アッセイは、複数の反応の迅速な調製、プロセシング、および分析を可能にする任意のフォーマットにおいて実施することができる。このことは、例えば、多重ウェルアッセイプレート(例えば、24ウェル、96ウェルまたは384ウェル)において可能である。種々の作用剤のためのストック溶液は、手動でまたはロボットで行うことができ、その後のピペット操作、希釈、混合、分注、洗浄、インキュベーション、試料読出し、データ収集および解析は、市販の分析ソフトウェア、ロボット技術、蛍光シグナルおよび/または発光シグナルを検出することができる検出機器を用いてロボットで行うことができる。
一実施形態において、24ウェルプレートの1つのウェルあたり約100000〜約1000000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。好ましい実施形態において、24ウェルプレートの1つのウェルあたり約300000〜約700000個の細胞または約400000〜約600000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、24ウェルプレートの1つのウェルあたり約500000個のCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、96ウェルプレートの1つのウェルあたり約10000〜約100000個のレポーターCAR−T(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。好ましい実施形態において、96ウェルプレートの1つのウェルあたり約30000〜約70000個のレポーターCAR−T細胞または約40000〜約60000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、96ウェルプレートの1つのウェルあたり約50000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、384ウェルプレートの1つのウェルあたり約3000〜約30000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。好ましい実施形態において、384ウェルプレートの1つのウェルあたり約5000〜約15000個の細胞または約8000〜約12000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、384ウェルプレートの1つのウェルあたり約10000個のレポーターCAR−T細胞(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、細胞培養培地1mlあたり約200000〜約2000000個のレポーターCAR−T(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。好ましい実施形態において、細胞培養培地1mlあたり約600000〜約1400000個のレポーターCAR−T(例えば、Jurkat細胞)または約800000〜約1200000個のレポーターCAR−T(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。一実施形態において、細胞培養培地1mlあたり約1000000個のレポーターCAR−T(例えば、Jurkat細胞)が、ステップc)において与えられる。
本明細書に説明されるようなCARを発現することができる形質転換したT細胞、すなわち、レポーターCAR−T細胞(例えば、形質転換したJurkat細胞)、および本発明による診断アッセイにおける細胞の使用がさらに与えられる。CARは、T細胞の表面の中および/または上に天然には含まれずかつ正常な(非形質転換)T細胞の中または上に(内在性に)発現していない分子に関する。したがって、本明細書でT細胞の中および/または上で使用されるようなCARは、人為的にT細胞内へと導入される。T細胞、例えば、レポーターCAR−T細胞の表面の中および/または上に人為的に導入され、かつその後に提示されるCAR分子は、抗原に対して(インビトロでまたはインビボで)接近可能な1つ以上の抗原結合部分を含むドメインを含む。この脈絡において、これらの人為的に導入された分子は、本明細書でいかに説明されるような形質転換後にT細胞の表面の中および/または上に提示される。したがって、形質転換後、本開示によるT細胞は、標的抗原によって活性化することができる。
また、本明細書に説明されるCARをコードする核酸分子(複数可)によってコードされるCARを発現する形質転換されたT細胞(例えば、Jurkat細胞)も本明細書に与えられる。したがって、本発明の脈絡において、形質転換された細胞は、本明細書に与えられおよび使用されるCARをコードする核酸分子を含むことができる。
本発明の脈絡において、「形質転換されたT細胞」(例えば、形質転換されたJurkat細胞)という用語は、遺伝的に修飾されたT細胞(すなわち、核酸分子が意図的に導入されたT細胞)に関する。特に、本明細書に説明されるCARをコードする核酸分子は、レトロウイルスまたはレンチウイルスの形質転換を用いることによって、T細胞のゲノム内へと安定して組込むことができる。CARの細胞外ドメインは、本明細書に説明される抗原結合部分の完全な細胞外ドメインを含むことができ、その部分もまたそうである。必要とされる最小限の大きさは、CARにおける抗原結合部分の抗原結合部位である。CARの細胞外部分(すなわち、抗原結合部分を含む細胞外ドメイン)は、細胞表面上で検出できるのに対し、細胞内部分(すなわち、同時刺激シグナル伝達ドメイン(複数可)および刺激シグナル伝達ドメイン)は、細胞表面上で検出することができない。CARの細胞外ドメインの検出は、この細胞外ドメインに特異的に結合する抗体を用いることによって実施することができ、標的抗原を細胞外ドメインは結合することができる。細胞外ドメインは、これらの抗体または抗原を用いて、フローサイトメトリーまたは顕微鏡法によって検出することができる。
形質転換された細胞は、任意の免疫細胞であってよい。これらは、B細胞、T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、ナチュラルキラー(NK)T細胞、γδT細胞、自然リンパ球、マクロファージ、単球、樹状細胞、または好中球、およびこれらの不死化細胞株(例えば、Jurkat細胞)を含むが、それらに限定されない。優先的に、免疫細胞は、リンパ球、優先的にはNK細胞またはT細胞であろう。T細胞は、CD4 T細胞およびCD8 T細胞を含む。白血球の表面上のCARの惹起によって、細胞は、細胞が生来する系譜とは無関係の標的細胞に対して応答性にする。活性化は、CARに対して選択された刺激シグナル伝達ドメインまたは同時刺激シグナル伝達ドメインとは無関係に起こることになっており、追加のサイトカインの外来性供給に依存していない。
形質転換された細胞は、さらなる核酸分子を、例えば、本明細書に説明されるような応答要素をコードする核酸分子を同時形質導入されてもよい。
形質転換された1つの/複数の細胞は好ましくは、その天然環境の外側の、制御されていない条件下で成長する。特に、「培養すること」という用語は、細胞(例えば、形質転換された細胞(複数可))がインビトロであることを意味する。細胞を培養することは、生来の組織源から分離された細胞を活きたままにする実験技術である。本明細書では、本発明により使用される形質転換された細胞は、形質転換された細胞の中または上で、導入された遺伝子の発現を可能にする条件下で培養される。導入遺伝子の発現を可能にする条件は、当技術分野で一般的に公知である。
本発明により使用される1つまたはいくつかのCARをコードする核酸およびベクターは、本明細書でさらに与えられる。核酸分子は、調節配列の制御下であってよい。例えば、CARの発現誘導を可能にするプロモーター、転写エンハンサーおよび/または配列を採用してもよい。本発明の脈絡において、核酸分子は、構成プロモーターまたは誘導性プロモーターの制御下で発現する。適切なプロモーターは、例えば、CMVプロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、UBCプロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、PGK(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、EF1Aプロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、CAGGプロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、SV40プロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、COPIAプロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、ACT5Cプロモーター(Qin et al.,PLoS One 5(5)(2010),e10611)、TREプロモーター(Qin et al.,PLoS One.5(5)(2010),e10611)、Oct3/4プロモーター、S367−S367(Chang et al.,Molecular Therapy 9(2004),S367−S367(doi:10.1016/j.ymthe.2004.06.904))、またはNanogプロモーター(Wu et al.,Cell Res.15(5)(2005),317−24)である。本明細書では、ベクターという用語は、導入された細胞において(すなわち、形質転換された細胞において)自己複製することができる環状または線状の核酸分子に関する。選択が所望の機能に依存するであろう多くの適切なベクターは、分子生物学における当業者に公知であり、プラスミド、コスミド、ウイルス、バクテリオファージおよび遺伝子工学において従来より使用されている他のベクターを含む。当業者に周知である方法は、種々のプラスミドベクターを構築するために使用することができ、例えば、Sambrook et al.(loc cit.)and Ausubel,Current Protocols in Molecular Biology,Green Publishing Associates and Wiley Interscience,N.Y.(1989),(1994)において説明されている技術を参照されたい。あるいは、ポリヌクレオチドおよびベクターは、標的細胞への送達のためにリポソーム内へと再構成することができる。関連する配列は、特定のポリペプチドの発現を必要とする発現ベクター内へと移すことができる。典型的なクローニングベクターは、pBluescript SK、pGEM、pUC9、pBR322、pGA18およびpGBT9を含む。典型的な発現ベクターは、pTRE、pCAL−n−EK、pESP−1、pOP13CATを含む。ベクターは、ポリシストロン性であり得る。このような調節配列(制御要素)は、当業者に公知であり、プロモーター、スプライスカセット、翻訳開始コドン、ならびにベクター(複数可)内へインサートを導入するための翻訳および挿入部位を含むことができる。本発明の脈絡において、核酸分子(複数可)は、真核細胞または原核細胞における発現を可能にする発現制御配列へ作用するように連結される。ベクター(複数可)は、本明細書に定義されるようなCARをコードする核酸分子(複数可)を含む発現ベクター(複数可)であると想定される。作用可能に連結されたとは、そのように説明される構成要素が、意図する様式で機能することができる関係性にある事実を指す。コード配列へ作用可能に連結された制御配列は、コード配列の発現が制御配列と互換性のある条件下で達成されるような方法でライゲートされる。制御配列がプロモーターである場合、二本鎖核酸が好ましくは使用されることは当業者に明白である。
本発明の脈絡において、列挙されたベクター(複数可)は、発現ベクター(複数可)である。発現ベクターとは、選択された細胞を形質転換するのに使用することができるコンストラクトであり、選択された細胞におけるコード配列の発現を準備する。発現ベクター(複数可)は、例えば、ベクター(複数可)、バイナリーベクター(複数可)または組込みベクター(複数可)をクローニングすることであり得る。発現は、核酸分子から好ましくは翻訳可能なmRNA内への転写を含む。原核細胞および/または真核細胞における発現を確保する調節要素は、当業者に周知である。真核細胞の場合において、細胞は普通、転写の開始を確保するプロモーターと、任意に、転写の終結および転写産物の安定化を確保するポリAシグナルとを含む。原核宿主細胞における発現を可能にする考えられ得る調節要素は、例えば、E.coliにおけるPLプロモーター、lacプロモーター、trpプロモーターもしくはtacプロモーターを含み、真核宿主細胞における発現を可能にする調節要素の例は、酵母におけるAOX1プロモーターもしくはGAL1プロモーターであり、または哺乳動物細胞および他の動物細胞におけるCMVプロモーター、SV40プロモーター、RSVプロモーター(ラウス肉腫ウイルス)、CMVエンハンサー、SV40エンハンサーもしくはグロビンイントロンである。
転写の開始の原因となる要素の他に、このような調節要素はまた、ポリヌクレオチドの下流に、SV40−ポリA部位またはtk−ポリA部位のような、転写終結シグナルも含むことができる。さらに、使用される発現系に応じて、ポリペプチドを細胞区画へ差し向けることができる、またはポリペプチドを培地中へと分泌することができる、リーダー配列をコードするシグナルペプチドは、列挙された核酸配列のコード配列へ付加されてもよく、当技術分野で周知であり、また、例えば、添付の実施例も参照されたい。
リーダー配列(複数可)は、適切な相において、翻訳配列、開始配列および終止配列、ならびに好ましくは、翻訳されたタンパク質またはその部分を細胞周辺腔または細胞外培地内へと分泌するのを差し向けることができるリーダー配列と重合する。任意で、異種性配列は、所望の特徴、例えば、発現した組換え産物の安定化または簡素化した精製を付与するN末端特定ペプチドを含むCARをコードすることができる。この脈絡において、適切な発現ベクターは、Okayama−Berg cDNA expression vector pcDV1(Pharmacia)、pCDM8、pRc/CMV、pcDNA1、pcDNA3(Invitrogene)、pEF−DHFR、pEF−ADAもしくはpEF−neo(Raum et al.Cancer Immunol Immunother 50(2001),141−150)またはpSPORT1(GIBCO BRL)など、当技術分野で公知である。
T細胞またはその前駆細胞の中に導入される説明された核酸分子(複数可)またはベクター(複数可)は、細胞のゲノム内へと組込むことができるかまたは染色体外で維持することができる。
例示的な実施形態
1.試料における腫瘍細胞の存在を判定するための診断アッセイであって、以下のステップ:
a) 試料をキメラ抗原受容体(CAR)発現レポーターT(CAR−T)細胞と接触させることであって、レポーターCAR−T細胞が、
i. 腫瘍細胞へ特異的な結合ができるCARであって、応答要素へ作用可能に連結された、CARと、
ii. 応答要素の制御下にあるレポーター遺伝子とを含む、接触させること、および
b) 腫瘍細胞の存在を確立するためにレポーター遺伝子の発現を測定することによってT細胞の活性化を判定すること
を含む、診断アッセイ。
2.CARが、腫瘍標的抗原に特異的に結合することができる標的抗原結合部分を含む、実施形態1または2に記載の診断アッセイ。
3.腫瘍標的抗原が、細胞表面抗原および/または細胞表面受容体である、実施形態2に記載の診断アッセイ。
4.腫瘍標的抗原が、CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1からなる群、またはこれらのフラグメントから選択される、実施形態2または3に記載の診断アッセイ。
5.腫瘍標的抗原が、ヒト主要組織適合性複合体(MHC)の分子へ結合したペプチドである、実施形態2〜4のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
6.標的抗原結合部分が、T細胞受容体様(TCRL)抗原結合部分である、実施形態2〜5のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
7.標的抗原結合部分が、Fabフラグメントである、実施形態2〜6のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
8.前記レポーターCAR−T細胞が、Jurkat細胞である、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
9.CARが、少なくとも1つの細胞内刺激シグナル伝達および/または同時刺激シグナル伝達ドメインを含む、実施形態1〜8のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
10.標的抗原に対する標的抗原結合部分の結合が、細胞内シグナル伝達ドメインおよび/または同時シグナル伝達ドメインの活性化をもたらす、実施形態9に記載の診断アッセイ。
11.細胞内シグナル伝達および/または同時シグナル伝達ドメインの活性化が、応答要素の活性化をもたらす、実施形態9または10に記載の診断アッセイ。
12.応答要素が、レポーター遺伝子の発現を制御する、実施形態1〜11のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
13.応答要素の活性化が、レポーター遺伝子の発現をもたらす、実施形態1〜12のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
14.応答要素が、NFAT経路、NF−κB経路またはAP−1経路の一部である、実施形態1〜13のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
15.レポーター遺伝子が、発光タンパク質についてコードしている、実施形態1〜14のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
16.レポーター遺伝子が、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはルシフェラーゼについてコードしている、実施形態1〜15のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
17.試料が、疾患に罹患している個体に由来する患者試料であり、特に疾患が、癌である、実施形態1〜16のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
18.以下のステップ:
c)レポーター遺伝子の発現を基準と比較すること
を追加で含む、実施形態1〜17のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
19.基準が、基準試料の存在下でのレポーター遺伝子の発現であり、基準試料が、腫瘍細胞を含まない、実施形態18に記載の診断アッセイ。
20.患者試料の存在下でのレポーター遺伝子の発現が、基準試料の存在下でのレポーター遺伝子の発現と比較して少なくとも2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、100倍、1000倍、または10000倍多い、実施形態19に記載の診断アッセイ。
21.試料が、患者試料である、実施形態1〜20のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
22.以下のステップ:
d)基準の存在下でのレポーター遺伝子の発現と関連した患者試料の存在下でのレポーター遺伝子の発現が、事前に規定した閾値よりも高い場合、腫瘍細胞の存在を確立すること
を追加で含む、実施形態21に記載の診断アッセイ。
23.基準が、基準試料の存在下でのレポーター遺伝子の発現であり、基準試料が、腫瘍細胞を含まない、実施形態22に記載の診断アッセイ。
24.閾値が、2、3、4、5、10、100、1000、または10000である、実施形態22または23に記載の診断アッセイ。
25.患者が、哺乳動物であり、特に患者が、ヒトである、実施形態1〜24のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
26.癌の診断における使用のための、実施形態1〜25のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
27.抗腫瘍処置の有効性を監視するための方法であって、抗腫瘍処置を受けた対象からの試料を与えることと、実施形態1〜25のいずれか1つに記載の診断アッセイを用いて、腫瘍細胞の存在を判定することとを含む、方法。
28.抗腫瘍CAR−T細胞処置の有効性を予測するための方法であって、腫瘍を有する対象に由来の試料を与えることと、実施形態1〜25のいずれか1つに記載の診断アッセイによってレポーター遺伝子の発現を測定することによってT細胞の活性化を判定することとを含む、方法であって、レポーター遺伝子の活性化が、対象へ適用される際の抗腫瘍CAR−T細胞処置の有効性を示す、方法。
29.実施例のいずれかに、または添付の図面のいずれか1つに関して先に説明された、診断アッセイおよび方法。
以下は、本発明の方法及および組成物の例である。先に与えた一般的な説明を考慮すると、種々の他の実施形態が実施されてもよいことは理解される。
組換えDNA技術
標準的な方法を使用して、Sambrook et al.,Molecular Cloning:A laboratory manual;Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York,1989において説明されるように、DNAを操作した。分子生物学的試薬は、製造元の説明書によって使用した。ヒト免疫グロブリンの軽鎖および重鎖のヌクレオチド配列に関する一般的な情報は、以下に与えられる:Kabat,E.A.et al.,(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版,NIH Publication No 91−3242に示されている。
DNA配列決定
DNA配列は、二本鎖配列決定によって決定した。
遺伝子合成
所望の遺伝子セグメントは、適切なテンプレートを使用したPCRによって生じたか、またはGeneart AG(Regensburg,Germany)によって、合成オリゴヌクレオチドおよびPCR産物から自動遺伝子合成によって合成した。単一の制限エンドヌクレアーゼ開裂部位に隣接する遺伝子セグメントを、標準的なクローニング/配列決定ベクター内へとクローニングした。プラスミドDNAを形質転換細菌から精製し、濃度をUV分光法によって測定した。サブクローニングした遺伝子フラグメントのDNA配列は、DNA配列決定によって確認した。遺伝子セグメントは、それぞれの発現ベクター内へのサブクローニングを可能にする適切な制限部位を用いて設計した。すべてのコンストラクトは、真核細胞における分泌のためのタンパク質を標的とするリーダー配列についてコードする5’末端DNA配列を用いて設計した。
タンパク質精製
タンパク質は、標準プロトコルに言及される、フィルタにかけた細胞培養物上清から精製した。簡潔に述べると、抗体を、Protein A Sepharoseカラム(GE healthcare)に適用し、PBSで洗浄した。抗体の溶離は、pH2.8で達成され、その後、試料を即時中和した。凝集したタンパク質は、PBS中での、または20mM ヒスチジン、150mM NaCl(pH6.0)中でのサイズ排除クロマトグラフィー(Superdex 200、GE Healthcare)によって、単量体抗体から分離した。単量体抗体画分をプールし、例えば、MILLIPORE Amicon Ultra(30分子量カットオフ)遠心分離濃縮器を用いて濃縮し、凍結させ、−20℃または−80℃で保存した。試料の一部を、例えば、SDS−PAGEおよびサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によるその後のタンパク質分析および分析による特徴づけに準備した。
SDS−PAGE
NuPAGE(登録商標)Pre−Castゲルシステム(Invitrogen)を、製造元の説明書により使用した。特に、10%または4〜12%のNuPAGE(登録商標)Novex(登録商標)Bis−TRIS Pre−Castゲル(pH6.4)、およびNuPAGE(登録商標)MES(還元型ゲル、NuPAGE(登録商標)酸化防止剤ランニングバッファー助剤を添加)またはMOPS(非還元型ゲル)ランニングバッファーを使用した。
分析用サイズ排除クロマトグラフィー
抗体の凝集およびオリゴマー状態を決定するためのサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)は、HPLCクロマトグラフィーによって行った。簡潔に述べると、プロテインA精製抗体を、Agilent HPLC 1100システムの300mM NaCl、50mM KHPO/KHPO(pH7.5)におけるTosoh TSKgel G3000SWカラムに、またはDionex HPLC−Systemの2×PBSにおけるSuperdex 200カラム(GE Healthcare)に適用した。溶離したタンパク質をUV吸光度およびピーク面積の積分によって定量した。BioRad Gel Filtration Standard 151−1901を標準物質として供した。
抗体作製
個々の抗体は、HEK293−EBNA細胞に、ポリエチレンイミンを用いて哺乳動物発現ベクターを同時トランスフェクトすることによって作製した。細胞に、重鎖および軽鎖について対応する発現ベクターを1:1の比においてトランスフェクトした。
Jurkat NFAT CAR−T細胞のレンチウイルス形質転換
レンチウイルスベクターを作製するために、CARの正確な集合体のための個々のDNA配列を、構成的に活性のあるヒトサイトメガロウイルス前初期プロモーター(CMV)の下で、レンチウイルスポリヌクレオチドベクターにおいてインフレームでクローニングした。レトロウイルスベクターは、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節要素(WPRE)、中央ポリプリントラクト(cPPT)要素、pUC複製起点、ならびに細菌における増殖および選択を容易にする抗生物質耐性についてコードする遺伝子を含有していた。
機能的ウイルス粒子を作製するために、リポフェクタミンLTX(商標)系トランスフェクションを、60〜70%集密的Hek293T細胞(ATCC CRL3216)、ならびに3:1:1:1の比のCAR含有ベクターおよびpCMV−VSV−G移動ベクター:pRSV−REV移動ベクター:pCgpV移動ベクターを用いて実施した。48時間後、上清を収集し、250gで5分間遠心分離して、細胞デブリを除去し、0.45μmまたは0.22μmのポリエーテルスルホンフィルタにかけた。濃縮したウイルス粒子(Lenti−x−Concentrator,Takara)を用いて、Jurkat NFAT細胞を形質転換した(Signosis)。陽性形質転換細胞を、FACS−ARIA選別機(BD Bioscience)を用いて、プールまたは単一のクローンとして選別した。適切な密度まで細胞を増殖させた後、Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞を実験に使用した。
CD20を発現するSUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として、および抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するJurkat NFAT T細胞の選別された単一のクローンを標的細胞として用いる、Jurkat NFAT T細胞レポーターアッセイが本明細書に説明される(図4)。陽性対照として、96ウェルプレート(Cellstar Greiner−bio−one、カタログ番号655185)のいくつかのウェルを、リン酸緩衝塩類溶液(PBS)における10μg/mlのCD3抗体(Biolegend(登録商標)製)で、4℃で一晩または37℃で少なくとも1時間のいずれかでコーティングした。CD3抗体でコーティングしたウェルをPBSで2回洗浄し、最終洗浄ステップの後、PBSを完全に除去した。抗原結合受容体抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するよう操作されたJurkat NFAT野生型細胞またはJurkat NFAT CAR細胞(レポーター細胞とさらに称す)を計数し、Cedex HiResを用いて該細胞の生存度についてチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに調整した。それゆえ、適切な一定分量の細胞懸濁液を210gで室温(RT)で5分間ペレットにし、新鮮なRPMI−160+10%FCS+1%Glutamax(成長培地)において再懸濁した。目的の抗原を発現する標的細胞を計数し、該細胞の生存度について同様にチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに成長培地において調整した。標的細胞およびレポーター細胞を96ウェル懸濁培養プレート(Greiner−bio one)において三つ組で、200μlの最終容積で、10:1、5:1、2:1または1:1のE:T比(1つのウェルあたり合計110,000個の細胞)で播種した。その後、96ウェルプレートを190gかつRTで2分間遠心分離し、Parafilm(登録商標)で密封した。
湿潤大気インキュベーションにおける37℃かつ5%COで20時間の後、各ウェルの内容物をマルチチャネルピペットを用いてピペット操作で10回上下にすることによって混合した。100μlの細胞懸濁液を新たな白色透明底96ウェルプレート(Greiner−bio−one)へ移し、100μlのONE−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイ(Promega)を添加した。回転式振盪器上で300rpmで暗所において15分間のインキュベーションの後、RTルミネセンスを、Tecan(登録商標)Spark10Mプレートリーダーを用いて、1秒/ウェルを検出時間として測定した。
棒ダイヤグラムは、異なるE:T比によるかつ標的細胞との共培養の時間による、抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞の活性化を示す。Jurkat NFAT T細胞の活性化は、標的細胞との共培養の持続時間に依存し、かつE:T比に依存することが示されている。検査したすべての条件につて、20時間のインキュベーション時間は、最も高いルミネセンスシグナルを呈示する。さらに、異なるE:T比のうち、10:1のE:T比は、最も高い検出可能なルミネセンスシグナルを示す。Jurkat NFAT野生型T細胞は、ルミネセンスシグナルにおける時間依存性上昇のみを示し、それにより、40時間後に、最も高いルミネセンスシグナルを検出することができる。検出されたルミネセンスシグナルは、E:T比に非依存的であり、また概して、個々の時点で抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞について検出した各ルミネセンスシグナルよりも明らかに低い。概して、最も高いルミネセンスシグナルは、細胞がCD3抗体でコーティングしたウェルにおいてインキュベートされたかどうかを検出することができる。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞は、形質転換されていないJurkat NFAT 対照T細胞と比較して、より高いシグナルを示す。各点は、技術的な二つ組の平均を表す。
CD20を発現するSUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として、および抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDまたは抗CD20−交差Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するJurkat NFAT T細胞の選別されたプールを標的細胞として用いる、Jurkat NFAT T細胞レポーターアッセイが本明細書に説明される(図5)。陽性対照として、96ウェルプレート(Cellstar Greiner−bio−one、カタログ番号655185)のウェルを、リン酸緩衝塩類溶液(PBS)における10μg/mlのCD3抗体(Biolegend(登録商標)製)で、4℃で一晩コーティングした。CD3抗体でコーティングしたウェルをPBSで2回洗浄し、最終洗浄ステップの後、PBSを完全に除去した。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDまたは抗CD20−交差Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するよう操作されたJurkat NFAT野生型細胞またはJurkat NFAT CAR細胞(レポーター細胞とさらに称す)を計数し、Cedex HiResを用いて該細胞の生存度についてチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに調整した。それゆえ、適切な一定分量の細胞懸濁液を210gで室温(RT)で5分間ペレットにし、新鮮なRPMI−160+10%FCS+1%Glutamax(成長培地)において再懸濁した。目的の抗原を発現する標的細胞を計数し、該細胞の生存度について同様にチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに成長培地において調整した。標的細胞およびレポーター細胞を96ウェル懸濁培養プレート(Greiner−bio one)において三つ組で、200μlの最終容積で、5:1のE:T比(1つのウェルあたり合計110,000個の細胞)で播種した。その後、96ウェルプレートを190gかつRTで2分間遠心分離し、Parafilm(登録商標)で密封した。
湿潤大気インキュベーションにおける37℃かつ5%COで20時間の後、各ウェルの内容物をマルチチャネルピペットを用いてピペット操作で10回上下にすることによって混合した。100μlの細胞懸濁液を新たな白色透明底96ウェルプレート(Greiner−bio−one)へ移し、100μlのONE−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイ(Promega)を添加した。回転式振盪器上で300rpmで暗所において15分間のインキュベーションの後、RTルミネセンスを、Tecan(登録商標)Spark10Mプレートリーダーを用いて、1秒/ウェルを検出時間として測定した。
棒ダイヤグラムは、標的細胞との共培養の際に、抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞および抗CD20−交差Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞の活性化を示す。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞もしくは抗CD20−交差Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞またはJurkat NFAT対照T細胞を標的細胞なしで培養した場合、ルミネセンスシグナルは検出されなかった。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞もしくは抗CD20−交差Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞またはJurkat NFAT対照T細胞のいずれかを、CD3抗体でコーティングしたプレートにおいて標的細胞と共培養したとき、最も高いルミネセンスシグナルを検出した。驚くべきことに、交差Fabフォーマットは、CD3媒介性シグナル伝達と併せてJurkat NFAT T細胞の強い活性化をもたらす。各点は、技術的な三つ組の平均値を表す。標準偏差は、誤差バーによって示されている。
CD20を発現するSUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として、および抗CD20−scFab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するJurkat NFAT T細胞の選別されたプールを標的細胞として用いる、Jurkat NFAT T細胞レポーターアッセイが本明細書に説明される(図6)。
陽性対照として、96ウェルプレート(Cellstar Greiner−bio−one、カタログ番号655185)のウェルを、リン酸緩衝塩類溶液(PBS)における10μg/mlのCD3抗体(Biolegend(登録商標)製)で、4℃で一晩または37℃で少なくとも1時間のいずれかでコーティングした。CD3抗体でコーティングしたウェルをPBSで2回洗浄し、最終洗浄ステップの後、PBSを完全に除去した。抗CD20−scFab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するよう操作されたJurkat NFAT野生型細胞またはJurkat NFAT T細胞(レポーター細胞とさらに称す)を計数し、Cedex HiResを用いて該細胞の生存度についてチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに調整した。それゆえ、適切な一定分量の細胞懸濁液を210gで室温(RT)で5分間ペレットにし、新鮮なRPMI−160+10%FCS+1%Glutamax(成長培地)において再懸濁した。目的の抗原を発現する標的細胞を計数し、該細胞の生存度について同様にチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに成長培地において調整した。標的細胞およびレポーター細胞を96ウェル懸濁培養プレート(Greiner−bio one)において三つ組で、200μlの最終容積で、10:1、5:1、2:1または1:1のE:T比(1つのウェルあたり合計110,000個の細胞)で播種した。その後、96ウェルプレートを190gかつRTで2分間遠心分離し、Parafilm(登録商標)で密封した。
湿潤大気インキュベーションにおける37℃かつ5%COで20時間の後、各ウェルの内容物をマルチチャネルピペットを用いてピペット操作で10回上下にすることによって混合した。100μlの細胞懸濁液を新たな白色透明底96ウェルプレート(Greiner−bio−one)へ移し、100μlのONE−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイ(Promega)を添加した。回転式振盪器上で300rpmで暗所において15分間のインキュベーションの後、RTルミネセンスを、Tecan(登録商標)Spark10Mプレートリーダーを用いて、1秒/ウェルを検出時間として測定した。
棒ダイヤグラムは、異なるE:T比における、SUDHL4標的細胞との20時間の共培養の後の、抗CD20−scFab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞の活性化を示す。異なるE:T比のうち、10:1および5:1のE:T比は、最も高いルミネセンスシグナルを示す(図6黒色バー)。また、CD3抗体でコーティングしたウェルにおいて10:1のE:T比で共培養した抗CD20−scFab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞も、CD3刺激なしでの同じ条件に匹敵する高いルミネセンスシグナルを示す。
さらなるJurkat NFAT野生型細胞は、異なるE:T比に非依存的ないかなる活性も示さないが、CD3抗体でコーティングしたウェルにおける10:1のE:T比において共培養した場合、明らかなルミネセンスシグナルが検出可能であり、細胞の機能性を証明している。
さらなる対照実験は、標的細胞単独または抗CD20−scFab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現T細胞単独、およびCD3抗体でコーティングしたウェルに標的細胞を入れたものが、いかなる活性も示さないことを示している。各点は、技術的な三つ組の平均値を表す。標準偏差は、誤差バーによって示されている。
CD20を発現するSUDHDL4腫瘍細胞を標的細胞として、および抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するJurkat NFAT T細胞または抗CD20−scFv−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するJurkat NFAT T細胞の選別されたプールを標的細胞として用いる、Jurkat NFAT T細胞レポーターアッセイが本明細書に説明される(図7)。
陽性対照として、96ウェルプレート(Cellstar Greiner−bio−one、カタログ番号655185)のウェルを、リン酸緩衝塩類溶液(PBS)における10μg/mlのCD3抗体(Biolegend(登録商標)製)で、4℃で一晩または37℃で少なくとも1時間のいずれかでコーティングした。CD3抗体でコーティングしたウェルをPBSで2回洗浄し、最終洗浄ステップの後、PBSを完全に除去した。抗CD20−Fab−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDまたは抗CD20−scFv−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSDを発現するよう操作されたJurkat NFAT野生型細胞またはJurkat NFAT T細胞(レポーター細胞とさらに称す)を計数し、Cedex HiResを用いて該細胞の生存度についてチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに調整した。それゆえ、適切な一定分量の細胞懸濁液を210gで室温(RT)で5分間ペレットにし、新鮮なRPMI−160+10%FCS+1%Glutamax(成長培地)において再懸濁した。目的の抗原を発現する標的細胞を計数し、該細胞の生存度について同様にチェックした。細胞数を1×10個の生存可能細胞/mlに成長培地において調整した。標的細胞およびレポーター細胞を96ウェル懸濁培養プレート(Greiner−bio one)において三つ組で、200μlの最終容積で、10:1、5:1、2:1または1:1のE:T比(1つのウェルあたり合計110,000個の細胞)で播種した。その後、96ウェルプレートを190gかつRTで2分間遠心分離し、Parafilm(登録商標)で密封した。
湿潤大気インキュベーションにおける37℃かつ5%COで20時間の後、各ウェルの内容物をマルチチャネルピペットを用いてピペット操作で10回上下にすることによって混合した。100μlの細胞懸濁液を新たな白色透明底96ウェルプレート(Greiner−bio−one)へ移し、100μlのONE−Glo(商標)ルシフェラーゼアッセイ(Promega)を添加した。回転式振盪器上で300rpmで暗所において15分間のインキュベーションの後、RTルミネセンスを、Tecan(登録商標)Spark10Mプレートリーダーを用いて、1秒/ウェルを検出時間として測定した。
棒ダイヤグラムは、5:1のE:T比における、SUDHL4標的細胞との20時間の共培養の後の、抗CD20−scFv−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞の活性化を示す。CD3抗体でコーティングしたウェルにおいて標的細胞と共培養した抗CD20−scFv−CD28ATD−CD28CSD−CD3zSSD発現Jurkat NFAT T細胞は、CD3刺激なしでの同じ条件に匹敵する最も高いルミネセンスシグナルを示した。さらなるJurkat NFAT野生型細胞は、いかなる活性も示さないが、CD3抗体でコーティングしたウェルにおける10:1のE:T比において共培養した場合、明らかなルミネセンスシグナルが検出可能であり、該細胞の機能性を証明している。各バーは、技術的な三つ組の平均値を表す。標準偏差は、誤差バーによって示されている。
2つの抗体候補5E11および33H09は元々、MHCIとの複合体におけるWT1−ペプチド「RMF」に結合させるために、ファージディスプレイライブラリスクリーニングによって選択した。IgGフォーマットにおける両結合剤の連続希釈物を結合についてフローサイトメトリーによってチェックした。それゆえ、10μMの標的ペプチド「RMF」、10μMのオフターゲットペプチド「VLD」でパルスしたT2細胞、またはパルスせずのままのT2細胞を、抗体の連続希釈物とともに氷上で30分間インキュベートした。結合していない結合剤を除去する洗浄ステップ後、細胞を、蛍光標識した二次抗体(抗huFc、Jackson ImmunoResearch)とともにインキュベートした後、別の洗浄ステップおよび残存する抗体のフローサイトメトリーによる検出が続いた。重要なことに、本アッセイにおいて、いずれの評価した候補(5E11および33H09)も特異性の点で類似しているようであり、オフターゲットペプチド「VLD」でパルスしたT2細胞またはパルスしていないT2細胞に対する結合がないことと比較して、標的ペプチド「RMF」でパルスしたT2細胞において、明らかな濃度依存的シグナルがあった(図8)。
同じ2つの抗体候補(5E11および33H09)に加えて、同じ標的ペプチド/MHCに対する2つのさらなる候補(ESK1および11D06)を、図9に示すJurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイにおいて評価した。
このJurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイは、細胞表面上に発現しているキメラ抗原受容体内へと植え込まれた4つの異なるFab(それぞれ、5E11(配列番号145および配列番号146)、ESK1、33H09(配列番号143および配列番号144)または11D06(配列番号141および配列番号142))を介して、HLA−A2/WT1ペプチドRMFを認識するJurkat NFATレポーター細胞のプールを採用する。
Jurkat NFATレポーター細胞との共インキュベーションに先立って、T2細胞を10−5Mの個々のペプチドで37℃で2時間パルスしたか、またはパルスせずのままとした。標的細胞およびレポーター細胞を384白色透明平底プレート(Greiner−bio−one)において三つ組で、5:1のE:T比(1つのウェルあたり2000個の標的細胞あたり10,000個のエフェクター)で播種した。Jurkat NFATレポーターCAR−T細胞および標的細胞を37℃で7時間共インキュベートした後、ONE−Glo(商標)ルシフェラーゼ基質(Promega)のウェルあたり6μlの添加およびTECAN無限M1000Proプレートリーダーを用いたルミネセンスの直接的な測定が続いた。RMF−ペプチドでパルスしたT2細胞またはVLD−ペプチドでパルスしたT2細胞における三つ組測定からのCAR−NFATシグナル伝達の活性化を柱状グラフとして表す(図9)。RMF−ペプチド(標的)対VLD−ペプチド(オフターゲット)に関するシグナルの比較、およびルシフェラーゼ基質とはインキュベートしたがレポーター細胞とはインキュベートしていない異なってパルスしたT2細胞は、個々の結合剤の活性化の特異性を評価するのに役立つ。
従来の抗体系診断アッセイと比較することができる図8に示したFACS系スクリーニングとは異なり、このJurkat NFATレポーターCAR−T細胞アッセイは、オフターゲットに関する特異的ではない活性化とは対照的に、標的に関して特異的なT細胞活性化の点で、異なる治療候補5E11および33H09を明確に区別しない。したがって、本発明による診断アッセイは、従来の抗体系診断アッセイと比較して、癌の免疫療法の治療有効性を予測するのにより適している。
先のようにルシフェラーゼ基質とともにインキュベートしたが、標的細胞といかなる共インキュベーションもしていない個々のJurkat NFATレポーター細胞プールの背景シグナルは、図10に示すように、低い。
このJurkat NFATレポーターCAR−T細胞は、2つの異なるHLA−A2/ペプチド標的を認識するJurkat NFATレポーター細胞のプールを採用する。プールF06、F29およびF30は、結合したペプチド/HLA−標的に結合するよう選択された候補Fabを表すのに対し、Fab33H09を有するプールは、HLA−A2/WT1ペプチドRMFに特異的である。
Jurkat NFATレポーター細胞との共インキュベーションに先立って、T2細胞を10−5Mの個々のペプチドで37℃で2時間パルスしたか、またはパルスせずのままとした。標的細胞およびレポーター細胞を384白色透明平底プレート(Greiner−bio−one)において三つ組で、5:1のE:T比(1つのウェルあたり2000個の標的細胞あたり10,000個のエフェクター)で播種した。Jurkat NFATレポーター細胞および標的細胞を37℃で7時間共インキュベートした後、ONE−Glo(商標)ルシフェラーゼ基質(Promega)のウェルあたり6μlの添加およびTECAN無限M1000Proプレートリーダーを用いたルミネセンスの直接的な測定が続いた。T2細胞における三つ組測定からのCAR−NFATシグナル伝達の活性化を柱状グラフとして表す(図11)。異なるペプチドに関する4つの異なる細胞プールから得られたシグナルの比較は、個々の候補の所望の標的ペプチド/HLAに対する候補の活性化の高い特異性を示す。
例示的な配列
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Claims (15)

  1. 試料における腫瘍細胞の存在を判定するための診断アッセイであって、以下のステップ:
    a) 前記試料をキメラ抗原受容体(CAR)発現レポーターT(CAR−T)細胞と接触させることであって、前記レポーターCAR−T細胞が、
    i. 前記腫瘍細胞へ特異的な結合ができるCARであって、応答要素へ作用可能に連結された、CARと、
    ii. 前記応答要素の制御下にあるレポーター遺伝子とを含む、接触させること、および
    b) 前記腫瘍細胞の存在を確立するために前記レポーター遺伝子の発現を測定することによってT細胞の活性化を判定すること
    を含む、診断アッセイ。
  2. 前記CARが、腫瘍標的抗原に特異的に結合することができる標的抗原結合部分を含む、請求項1に記載の診断アッセイ。
  3. 前記標的抗原結合部分が、Fabフラグメントである、請求項2に記載の診断アッセイ。
  4. 前記レポーターCAR−T細胞が、Jurkat細胞である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の診断アッセイ。
  5. 前記腫瘍標的抗原が、細胞表面抗原および/または細胞表面受容体である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の診断アッセイ。
  6. 前記腫瘍標的抗原が、CD20、CD38、CD138、CEA、EGFR、FolR1、HER2、LeY、MCSP、STEAP1、TYRP1、およびWT1からなる群、またはこれらのフラグメントから選択される、請求項2または5に記載の診断アッセイ。
  7. 前記腫瘍標的抗原が、ヒト主要組織適合性複合体(MHC)の分子へ結合したペプチドである、請求項2〜6のいずれか1項に記載の診断アッセイ。
  8. 前記CARが、少なくとも1つの細胞内刺激シグナル伝達および/または同時刺激シグナル伝達ドメインを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の診断アッセイ。
  9. 前記細胞内シグナル伝達および/または同時シグナル伝達ドメインの活性化が、前記応答要素の活性化をもたらす、請求項8に記載の診断アッセイ。
  10. 前記応答要素の活性化が、前記レポーター遺伝子の発現をもたらす、請求項1〜9のいずれか1項に記載の診断アッセイ。
  11. 前記応答要素が、NFAT経路、NF−κB経路またはAP−1経路の一部である、実施形態1〜10のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
  12. 前記レポーター遺伝子が、発光タンパク質についてコードしている、実施形態1〜11のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
  13. 前記レポーター遺伝子が、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはルシフェラーゼについてコードしている、実施形態1〜12のいずれか1つに記載の診断アッセイ。
  14. 前記試料が、疾患に罹患している個体に由来する患者試料であり、特に前記疾患が、癌である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の診断アッセイ。
  15. 抗腫瘍CAR−T細胞処置の有効性を予測するための方法であって、腫瘍を有する対象に由来の試料を与えることと、実施形態1〜15のいずれか1つに記載の診断アッセイによって前記レポーター遺伝子の発現を測定することによってT細胞の活性化を判定することとを含み、前記レポーター遺伝子の活性化が、前記対象へ適用される際の前記抗腫瘍CAR−T細胞処置の有効性を示す、方法。
JP2020554287A 2018-04-04 2019-04-02 癌患者における腫瘍抗原を検出するための診断アッセイ Pending JP2021520209A (ja)

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