JP2021534154A - 脊髄性筋萎縮症のための併用療法 - Google Patents

脊髄性筋萎縮症のための併用療法 Download PDF

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Abstract

本出願の態様は、対象における脊髄性筋萎縮症を治療するための組成物及び方法に関する。具体的には、本出願は、生存運動ニューロン1(SMN1)タンパク質をコードする組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)と、全長生存運動ニューロン2(SMN2)mRNAを増加させるアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)(例えば、生存運動ニューロン2(SMN2)をコードする核酸分子を標的とし、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)と、の治療的組み合わせを提供する。

Description

関連出願
本出願は、「脊髄性筋萎縮症のための併用療法」と題する2018年8月15日出願の米国仮出願第62/764,893号、及び「脊髄性筋萎縮症のための併用療法」と題する2018年12月20日出願の米国仮出願第62/783,189号の出願日の利益を米国特許法第119条(e)の下で主張する。それぞれの出願の内容は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、脊髄性筋萎縮症(SMA)を治療するための方法及び組成物に関する。
脊髄性筋萎縮症(SMA)は、テロメア側に位置するSMN1が変異することによって誘発される神経筋疾患であり、SMN1は、スプライソソームの生成に関与する遍在性発現タンパク質(生存運動ニューロン(SMN))をコードする遺伝子である。
SMN遺伝子産物は細胞内に存在しており、SMNが欠損すると、下位運動ニューロンに選択毒性が加わる結果、ニューロン脱落及び筋力低下が進行する。セントロメア側には重複相同遺伝子(SMN2)が存在しているが、SMN2は、全長SMN転写物がごく少量しか産生しなくなるスプライス部位変異を保有しており、当該疾患の重症度はSMN2のコピー数によって変化する。SMN2の保有コピー数が1〜2である患者は重篤な形態のSMAを呈し、この形態のSMAは、生後数ヶ月のうちに発症し、急速に進行して呼吸不全に至ることによって特徴付けられる。SMN2の保有コピー数が3である患者が呈する当該疾患の形態は、一般に、軽症化したものであり、典型的には、6ヶ月齢以降に現れてくる。多くは歩行能力を得ることは決してないものの、進行して呼吸不全に至ることは稀であり、成人期まで生きることが多い。SMN2の保有コピー数が4である患者は、筋力低下が徐々に生じるものの、成人期まで症状が現れないこともあり得る。
SMAの治療法はいくつか開発されてはいるものの、疾患重症度レベルが異なる患者を対象とする、脊髄性筋萎縮症に関与する運動ニューロン中の細胞内SMN活性を上昇させる治療が依然として必要とされている。
いくつかの態様では、本出願は、脊髄性筋萎縮症(SMA)の治療に関し、この治療は、生存運動ニューロン1(SMN1)をコードする組換え核酸と、全長生存運動ニューロン2(SMN2)mRNAを増加させるオリゴマー化合物とを、SMAを有する対象に併用投与することを伴う。いくつかの態様では、SMN1をコードする組換え核酸は、ウイルスベクター(例えば、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV))において提供される。いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、対象における全長SMN2 mRNAを増加させるアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)である(この増加は、例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることが増加するようにSMN2 pre−mRNAのスプライシングが調節されることによって生じる)。
いくつかの態様では、本出願は、脊髄性筋萎縮症(SMA)の治療に関し、この治療は、生存運動ニューロン1(SMN1)をコードする組換え核酸と、生存運動ニューロン2(SMN2)をコードする核酸においてエクソンスキッピングを誘導するオリゴマー化合物とを、SMAを有する対象に併用投与することを伴う。いくつかの態様では、SMN1をコードする組換え核酸は、ウイルスベクター(例えば、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV))において提供される。いくつかの態様では、SMN2をコードする核酸においてエクソンスキッピングを誘導するオリゴマー化合物は、SMN2 pre−mRNAにおいてエクソンスキッピングを誘導するアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)である。
いくつかの態様では、組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)及びASOは、合剤化され、単一の組成物として対象に投与される。いくつかの態様では、組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)及びASOは、別々の組成物として提供されるが、対象に同時(例えば、同じ時刻または同じ期間(例えば、同じ医療訪問の間、例えば、同じ時間または同じ日の間))に投与される。いくつかの態様では、組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)及びASOは、別々の組成物として提供され、治療の過程において(例えば、1週間、2〜4週間、1ヶ月、1〜12ヶ月、1年、2〜5年、またはそれを超える期間にわたる治療レジメンの間に)別々の医療訪問の間(例えば、異なる時刻、例えば、異なる日)に連続的に対象に投与される。いくつかの態様では、ASOは、組換え核酸の投与前及び/または投与後に投与される。いくつかの態様では、組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)及び/またはASOは、異なる頻度で投与される。いくつかの態様では、対象は、a)組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)及びASOの両方を含む組成物と、b)組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)またはASOのいずれかを含む別の組成物と、を組み合わせて治療される。いくつかの態様では、2つ以上の異なる組換えSMN1核酸が対象に投与される。いくつかの態様では、2つ以上の異なるSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、異なる組換えSMN1核酸及び/または異なるSMN2 ASOが、異なる医療訪問の間に対象に投与される。
したがって、いくつかの態様では、SMAを有する対象(例えば、ヒト対象)におけるSMAの治療方法は、SMN1をコードする組換え核酸(組換えSMN1遺伝子とも称される)と、対象における全長SMN2 mRNAを増加させるASO(SMN2 ASOとも称される)と、を対象に投与することを伴う。いくつかの態様では、対象におけるSMAの治療方法は、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOを、SMAを有する対象に有効量で投与することを含む。
いくつかの態様では、SMAを有する対象は、1つ以上のSMA症状(例えば、四肢筋萎縮、歩行困難もしくは歩行不能、呼吸困難、または他のSMA症状)を有する。いくつかの態様では、SMAを有する対象は、ゲノムSMN1遺伝子の変異アレルを2つ有する。いくつかの態様では、対象は、各SMN1アレル中に欠失または機能喪失型点変異を有する。いくつかの態様では、対象は、SMN1遺伝子変異についてホモ接合型である。いくつかの態様では、対象は、2つの異なるSMN1遺伝子変異についてヘテロ接合型である。
いくつかの態様では、対象は、ヒト対象である。いくつかの態様では、対象は、小児集団及び成人集団から選択される。いくつかの態様では、対象は、18歳以上(例えば、18歳またはそれを超える歳)である。いくつかの態様では、対象は、18歳未満、10歳未満、または6歳未満である。いくつかの態様では、対象は、約2週齢、約1ヶ月齢、約3ヶ月齢、約6ヶ月齢、約1歳、約2歳、約3歳、約4歳、または約5歳である。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子は、プロモーターに機能可能なように連結される。いくつかの態様では、SMN1遺伝子は、ヒトSMN1遺伝子である。いくつかの態様では、SMN1遺伝子は、(例えば、ヒトにおける発現について)コドンが最適化される。いくつかの態様では、SMN1遺伝子をコードする組換え核酸は、隣接AAV逆位末端反復配列(ITR)を含む組換えAAVゲノムである。いくつかの態様では、組換え核酸は、AAV粒子内に含めて投与される。いくつかの態様では、AAV粒子は、AAVカプシドタンパク質(例えば、AAV9カプシドタンパク質、AAVrh10カプシドタンパク質、AAV8カプシドタンパク質)を含む。いくつかの態様では、AAV粒子は、AAVhu68カプシドタンパク質を含む。いくつかの態様では、AAV粒子は、AAV9カプシドタンパク質を含む。いくつかの態様では、ASOは、生存運動ニューロン2(SMN2)pre−mRNAのスプライシングパターンを変化させる。いくつかの態様では、ASOは、生存運動ニューロン2(SMN2)mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン6またはイントロン7に相補的な配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン6に相補的な配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン7に相補的な配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1の配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、ヌシネルセンである。いくつかの態様では、ASOは、1つ以上の核酸塩基修飾または骨格修飾を含む。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター中のもの)は、SMN2 ASO治療で以前に治療された対象に投与される(例えば、1回以上投与される)。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター中のもの)は、SMN2 ASO治療での治療を現在受けている対象に投与される(例えば、1回以上投与される)。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター中のもの)及びSMN2 ASOの同時投与または連続投与を含む治療が、対象に対して開始される。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子を含むrAAV(SMN1 rAAVとも称される)と、SMN2 ASOとは、同じ時刻に投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、同時に投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、単一の組成物において一緒に投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、別々に投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、連続的に投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、異なる頻度で投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAVは、1回投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、1年に1〜6回投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOが初回投与された後、SMN2 ASO単独の後続用量が2回以上投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAVの追加用量が対象に1回以上投与される。いくつかの態様では、1回目の投与と2回目の投与との間を6ヶ月超または1年超開けてSMN1 rAAVが対象に投与される。いくつかの態様では、1回目のSMN1 rAAV組成物及び2回目のSMN1 rAAV組成物は、同じrAAVカプシドタンパク質を含む。いくつかの態様では、1回目のSMN1 rAAV組成物及び2回目のSMN1 rAAV組成物は、異なるrAAVカプシドタンパク質を含む。
いくつかの態様では、SMN1 rAAVは、1×1010〜5×1014GCの用量で投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAVは、2×1010〜2×1014GCの用量で投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAVは、3×1013〜5×1014GCの用量で投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAVは、2×1014GCの用量で投与される。
いくつかの態様では、用量当たり合計5mg〜60mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計5mg〜20mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜50mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜48mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜36mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計28mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量体積は、5mLである。
いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、対象のくも膜下腔内に投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、対象の大槽内腔に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOの初回用量及び/または後続用量は、静脈内または筋肉内に投与される。
いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOの投与は、対象における細胞内SMNタンパク質レベルを上昇させる。いくつかの態様では、対象の頸髄部、胸髄部、及び腰髄部においてSMNタンパク質レベルが上昇する(この上昇は、例えば、対象の脳及び/または脊髄における運動ニューロン中で生じる)。
したがって、いくつかの態様では、SMAを有する対象に対してSMN1 rAAV及びSMN2 ASOを含む組成物を有効量で投与することによって、当該対象におけるSMNタンパク質の発現が増加する。いくつかの態様では、対象は、以前にSMN1 rAAVを投与されたことがある。いくつかの態様では、対象は、以前にSMN2 ASOで治療されたことがある。いくつかの態様では、SMN1 rAAVで以前に治療された対象に対してSMN2 ASOを有効量で投与することによって、当該対象におけるSMNタンパク質の発現が増加する。いくつかの態様では、SMN2 ASOで以前に治療された対象に対してSMN1 rAAVを有効量で投与することによって、当該対象におけるSMNタンパク質の発現が増加する。いくつかの態様では、医薬組成物は、対象のCNSまたはCSFに投与される。いくつかの態様では、医薬組成物は、対象の静脈内に投与される。
いくつかの態様では、組成物は、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOの両方を含む。いくつかの態様では、医薬組成物は、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOの両方と、医薬的に許容可能な担体と、を含む。いくつかの態様では、医薬組成物は、それを必要とする対象に対して治療的に有効な量で投与される。
いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASO(例えば、単一の組成物においてそれら両方が一緒になったもの、または2つの別々の組成物としてのもの)は、くも膜下腔内経路を介して対象(例えば、ヒト対象)に1回以上併用投与される。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASOは、後頭下穿刺または他の適切な経路によって脊柱管、くも膜下腔、脳室、または腰椎のCSFに1回以上併用投与される(この投与は、例えば、注射を介して、注入を介して、ポンプ及びカテーテルを使用して、または他の適切な手法を介して行われる)。いくつかの態様では、SMN1 rAAV及びSMN2 ASO(例えば、単一の組成物においてそれら両方が一緒になったもの、または2つの別々の組成物としてのもの)は、頭蓋内経路、脳室内経路、脳内経路、脳実質内経路、静脈内経路、または他の適切な経路を介して対象(例えば、ヒト対象)に1回以上併用投与される。同時または連続的に投与されるかどうかにかかわらず、当該技術分野で知られる任意の適切または妥当な手段によってSMN1 rAAv及びSMN2 ASOのそれぞれを投与することができ(例えば、くも膜下腔内、静脈内などに投与することができる)、同じまたは異なる手段によってSMN1 rAAV及びSMN2 ASOを投与することができる(例えば、同じまたは異なる投与経路を介して投与することができる)。
いくつかの態様では、SMN1 rAAV及び/またはSMN2 ASOは、生存運動ニューロンタンパク質(SMN)と関連する疾患または状態(脊髄性筋萎縮症(SMA)など)を治療するための薬剤の製造において使用される。
いくつかの態様では、本開示は、脊髄性筋萎縮症(SMA)を有する対象におけるSMAの治療方法に関し、この方法は、全長SMN2 mRNAを増加させるASOで以前に治療された対象に対して、SMN1をコードするrAAVを含む組成物を有効量で投与することを含む。
いくつかの態様では、本開示は、脊髄性筋萎縮症(SMA)を有する対象におけるSMAの治療方法に関し、この方法は、SMN1をコードするrAAVが以前に投与された対象に対して、全長SMN2 mRNAを増加させるASOを含む組成物を有効量で投与することを含む。
本開示の他の態様は、SMN1をコードするrAAVと、全長SMN2 mRNAを増加させる能力を有するASOと、を含む組成物に関する。いくつかの態様では、rAAVは、AAV9カプシドタンパク質を含む。いくつかの態様では、ASOは、ヌシネルセンである。いくつかの態様では、組成物は、医薬組成物であり、医薬的に許容可能な担体を含む。
本発明の他の態様及び利点については、後述の本発明の詳細な説明から容易に明らかとなるであろう。
下記の図面は、本明細書の一部を形成し、本出願のある特定の態様をさらに示すために含められており、こうした態様については、こうした図面の1つ以上を、本明細書に示される特定の態様の詳細な説明と併せて参照することによって理解を深めることができる。
SMN1をコードする組換え核酸と、全長SMN2 mRNAを増加させる(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する)アンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、ヌシネルセン)と、を併用する治療を受けている対象では、より多くの数の運動ニューロン中のSMN活性のレベルが上昇することを示す。 SMN1をコードする核酸の非限定的な例を模式的に表したものである。 全長SMN2 mRNAを増加させる(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する)アンチセンスオリゴヌクレオチドの非限定的な例として、ヌシネルセンの化学構造を示す。 同上。 非ヒト霊長類において異なる様式の投与を行った後のrAAVの分布を示す。 SMN1をコードする組換え核酸と、全長SMN2 mRNAを増加させる(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する)アンチセンスオリゴヌクレオチドとが、物理的及び生物学的な適合性を有することを示す。 SMN1遺伝子(例えば、rAAVベクター中のもの)またはSMN2 ASO(例えば、ヌシネルセン、例えば、単回用量中のもの)のいずれかを投与すると、投薬後に、出生後日数(PND)8の時点で運動機能が部分的に救援され**、PND16の時点で運動機能が完全に救援されることを示す。WT対照と比較したときの体重増加の遅延も示す。Aは、ASO(ヌシネルセン)の投与から8日後及び16日後の4つの別々の群の立ち直り反射(RR)を示す一連のグラフである。Bは、ASO(ヌシネルセン)の投与から8日後及び16日後の4つの別々の群の体重を示す一連のグラフである。RR(PND7〜16)及び体重の部分的な救援は、この前臨床モデルにおいて併用療法を行えば追加の恩恵が得られるいうきっかけを与えるものである。 SMN1遺伝子治療(rAAVベクターにて行うもの)とASO(ヌシネルセン)との併用治療に対するプライマリーエンドポイントとして体重及びRRを用いた1回目の試験の結果を示す。体重変化を(日数で)経時的に示すグラフである。 SMN1遺伝子治療(rAAVベクターにて行うもの)とASO(ヌシネルセン)との併用治療に対するプライマリーエンドポイントとして体重及びRRを用いた1回目の試験の結果を示す。RRの変化を(日数で)経時的に示すグラフである。 SMN1遺伝子治療(rAAVベクターにて行うもの)とASO(ヌシネルセン)との併用治療に対するプライマリーエンドポイントとして体重及びRRを用いた1回目の試験の結果を示す。3つの試験群についての条件の概要を示すチャートである。 SMN1遺伝子治療(rAAVベクターにて行うもの)とASO(ヌシネルセン)との併用治療に対するプライマリーエンドポイントとして体重及びRRを用いた2回目の試験の結果を示す。3つの試験群についての条件の概要を示すチャートである。 SMN1遺伝子治療(rAAVベクターにて行うもの)とASO(ヌシネルセン)との併用治療に対するプライマリーエンドポイントとして体重及びRRを用いた2回目の試験の結果を示す。体重変化を(日数で)経時的に示すグラフである。 SMN1遺伝子治療(rAAVベクターにて行うもの)とASO(ヌシネルセン)との併用治療に対するプライマリーエンドポイントとして体重及びRRを用いた2回目の試験の結果を示す。RRの変化を(日数で)経時的に示すグラフである。 PND7〜PND13における体重の変化%を比較したものを示す。Aは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):1×1010GC/ASO(ヌシネルセン):1μgでの体重の変化%を示す。Bは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):3×1010GC/ASO(ヌシネルセン):3μgでの体重の変化%を示す。 PND7〜PND13におけるRRの変化%を比較したものを示す。Aは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):1×1010GC/ASO(ヌシネルセン):1μgでのRRの変化%を示す。Bは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):3×1010GC/ASO(ヌシネルセン):3μgでのRRの変化%を示す。 併用療法に対する神経細胞及び非神経細胞における相補性を示す。
本出願は、対象(例えば、脊髄性筋萎縮症(SMA)を有するヒト対象)におけるSMAを治療するための組成物及び方法に関する。いくつかの態様では、治療は、SMN1遺伝子を発現する組換え核酸(例えば、ウイルスベクター中のもの)と、対象における全長SMN2 mRNAを増加させるアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)と、の両方を、SMAを有する対象に投与することを含む。
いくつかの態様では、SMN1を発現する組換え核酸と、全長SMN2 mRNAを増加させるアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)と、を併用すると、いくつかの運動ニューロン中の細胞内SMNタンパク質レベルが増進し、さらには、組換え核酸またはASOのいずれかでの単独治療と比較して細胞内生存運動ニューロン(SMN)タンパク質レベルが上昇する運動ニューロンの数も増加し得る。このことは、図1及び図11に示される。SMN1を発現する組換え核酸と、SMN2中の全長SMN2 mRNAを増加させるASO(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)と、を併用投与するための方法及び組成物は、SMAを有する対象において治療的に有効なレベルのSMNタンパク質を生成させることに加えて、疾患重症度のレベルが異なる対象を治療することにも有用であり得る。
脊髄性筋萎縮症または近位性脊髄性筋萎縮症(SMA)は、脊髄運動ニューロンが脱落することによって特徴付けられる遺伝性の神経変性障害である。SMAは、早期に発症する常染色体劣性疾患であり、現在のところ、幼児における死因の第1位である。SMAの重症度は、患者によって異なることから、発症年齢及び運動発達マイルストーンに応じて異なる型に分類されている。発症が出生前であり、重度の関節性拘縮、顔面神経麻痺、及び呼吸不全を伴うことを反映するにはSMA0を指定することが提唱されている。SMAの出生後形態には、3つの型が指定されている。I型SMA(ウェルドニッヒ・ホフマン病とも呼ばれる)は、発症時期が出生時または生後6ヶ月以内である最も重篤な形態であり、典型的には、2年以内に死に至るものである。I型SMAを有する小児は、座ることまたは歩行することができず、重篤な呼吸器障害を有する。II型SMAは、発症が出生後2年以内である中間形態である。II型SMAを有する小児は、座ることはできるが、立つことまたは歩くことはできない。III型(クーゲルベルグ・ウェランダー病とも呼ばれる)は、18ヶ月齢〜2歳以降に始まり(Lefebvre et al.,Hum.Mol.Genet.,1998,7,1531−1536)、通常、慢性的に進行する。III型SMAを有する小児は、少なくとも幼児期には介助がなくても立つこと及び歩行することができる。成人形態(IV型)は、最も穏やかな形態のSMAであり、その発症は30歳以降であり、症例はほとんど報告されていない。III型SMA及びIV型SMAは、遅発型SMAとしても知られている。
生存運動ニューロン遺伝子1(SMN1)の両コピーの喪失に起因して生じることがSMAの分子的機序であり、SMN1は、テロメア側SMN(snRNPの生成及び再利用に関与すると考えられる多タンパク質複合体の一部であるタンパク質)としても知られ得る。ほぼ同一の遺伝子であるSMN2(セントロメア側SMNとしても知られ得る)は、染色体5q13上の重複領域中に存在しており、SMN2によって疾患重症度が変化する。正常なSMN1遺伝子が発現すると、それだけで生存運動ニューロン(SMN)タンパク質の発現が生じる。SMN1及びSMN2は、同じタンパク質をコードする能力を潜在的には有するものの、SMN2は、翻訳的にサイレントな変異をエクソン7の+6位に含んでおり、その結果、SMN2転写物中にエクソン7が含まれる効率が不十分なものとなる。したがって、所定形態のSMN2は、エクソン7を欠いた短縮バージョンであり、この短縮バージョンは、不安定かつ不活性である(Cartegni and Krainer,Nat.Genet.,2002,30,377−384)。SMN2遺伝子の発現で生じるものは、約10〜20%がSMNタンパク質であり、80〜90%が不安定/非機能性のSMNデルタ7タンパク質である。SMNタンパク質は、スプライソソームの構築においてよく確立された役割を果たしており、ニューロンの軸索及び神経終末におけるmRNAの輸送も媒介し得る。
SMN1遺伝子の機能性コピーの両方をホモ接合性に喪失することによってSMAが誘発されるが、SMN2遺伝子は、SMN1のものと同じタンパク質をコードし、それ故に、SMA患者の遺伝子異常を克服する潜在力を有する。SMN2は、翻訳的にサイレントな変異(C→T)をエクソン7の+6位に含んでおり、その結果、SMN2転写物中にエクソン7が含まれる効率が不十分なものとなる。それ故に、所定の形態のSMN2は、エクソン7を欠いたものであり、不安定かつ不活性である。
いくつかの態様では、組換えSMNタンパク質の細胞内発現を促進するための組換えSMN1遺伝子をコードする組換え核酸と、エクソン7を含む細胞SMN2転写物のパーセントが上昇し、それによって細胞SMN2転写物からの全長SMNタンパク質の発現が増加するように細胞内SMN2スプライシングを調節するASOと、の両方と運動ニューロンを接触させることによって細胞内SMNタンパク質レベルが上昇し得る。いくつかの態様では、SMN1遺伝子をコードする組換え核酸(本明細書では組換えSMN1遺伝子とも称される)と、全長SMN2 mRNAを増加させるASO(例えば、全長SMN2 mRNAの細胞内レベルを、例えばSMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進することによって、増加させるASO)と、の両方を併用して治療が行われる。いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAの細胞内レベルを上昇させることは、SMAの複数の側面を標的とする上で有用であると共に、SMAの型が異なる患者(SMN2遺伝子のゲノムコピー数が異なる患者を含む)を含めて、疾患重症度が異なる幅広い範囲の対象の治療に有用であり得る。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、SMN1をコードするrAAV)及びSMN2 ASOは、同時に投与される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、SMN1をコードするrAAV)及びSMN2 ASOは、連続的に投与される。
いくつかの態様では、併用治療は、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの両方を合剤化して一緒に含めた組成物を投与することを含む。いくつかの態様では、併用治療は、組換えSMN1遺伝子を含む第1の組成物と、SMN2 ASOを含む別の第2の組成物と、を投与することを含む。いくつかの態様では、第1の組成物及び第2の組成物は、同時(同じ医療訪問(例えば、対象が治療を受ける病院、診療所、または他の医療施設への同じ訪問)の間の同じ時刻または異なる時刻)に投与される。いくつかの態様では、第1の組成物及び第2の組成物は、対象に連続的に投与され、この連続投与は、例えば、第1の組成物または第2の組成物のいずれかが対象に投与される連続的な医療訪問の間に行われる。
したがって、いくつかの態様では、第1の組成物及び第2の組成物は、異なる時刻(例えば、1日の異なる時刻、同じ週の異なる日、または異なる週)に別々に対象に投与される。いくつかの態様では、第1の組成物及び第2の組成物は、異なる頻度で投与される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子を含む組成物の投与頻度は、SMN2 ASOを含む組成物のものと比較して低い。
したがって、いくつかの態様では、対象がSMN2 ASOで治療される前に組換えSMN1遺伝子が対象に投与される。一方で、他の態様では、組換えSMN1遺伝子の投与前に対象がSMN2 ASOで治療される。
いくつかの態様では、対象は、i)組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOを合剤化して一緒に含めた医薬組成物と、ii)組換えSMN1遺伝子またはSMN2 ASOのいずれかを含む別の医薬組成物と、の両方で治療され得る。例えば、いくつかの態様では、対象は、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの両方を含む組成物で最初に治療され、その後に、組換えSMN1遺伝子またはSMN2 ASOのいずれかを含む組成物で治療される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの両方を含む組成物の2回以上の用量と、組換えSMN1遺伝子またはSMN2 ASOのいずれかを含む組成物の2回以上の別用量と、が対象に投与され得る。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが初回投与された後、SMN2 ASO単独の後続用量が1回、2回、またはそれを超える回数投与される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが初回投与された後、組換えSMN1遺伝子の後続用量が1回、2回、またはそれを超える回数投与される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子またはSMN2 ASOのいずれかが単独で初回投与された後、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが投与される。
組換え核酸及びASOの両方を含む組成物と、組換え核酸またはASOのいずれかを含む組成物と、の投与順序及び投与頻度は、個々の治療に合うように調節され得る。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター中のもの)及びSMN2 ASOの両方を含む医薬組成物、または異なる用量の組換えSMN1遺伝子またはSMN2 ASOを含む医薬組成物が提供される。
インビトロでSMNの発現レベル及び活性レベルを測定するためのアッセイは、さまざまなものが存在する。例えば、上で引用したTanguy et al,2015を参照のこと。本明細書に記載の方法は、SMAまたはその症状を治療するための任意の他の治療とも併用され得る。Wang et al,Consensus Statement for Standard of Care in Spinal Muscular Atropy(この文献では、SMAの現在の標準治療について考察されている)及びhttp://ww v.ncbi.nim.nih.g v/3/4oc ^s/ IB 1352/も併せて参照のこと。例えば、SMAにおいて栄養摂取が懸案事項である場合、胃瘻管を留置することが適切である。呼吸機能の悪化に伴って、気管切開術または非侵襲的な呼吸補助が提供される。睡眠呼吸障害は、連続的な陽性気道圧を夜間に適用することで治療され得る。II型SMAを有する個体及びIII型SMAを有する個体における脊柱側弯の手術については、努力性肺活量が30%〜40%を超えるのであれば、安全に実施することができる。電動車椅子及び他の機器によって生活の質が改善することもあり得る。米国特許第8,211,631号(当該文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)も併せて参照のこと。
SMN1をコードする組換え核酸
いくつかの態様では、SMAを治療するための併用療法は、SMN1をコードする組換え核酸(例えば、ウイルスベクター(rAAVなど)において投与されるもの)を含む。いくつかの態様では、SMN1をコードする組換え核酸(本明細書では、組換えSMN1遺伝子とも称される)は、プロモーター(例えば、運動ニューロン中で活性なプロモーター)に機能可能なように連結されたSMN1遺伝子を含む。いくつかの態様では、SMN1をコードする組換え核酸は、非ウイルスベクター(例えば、非ウイルスプラスミド)において提供される。一方で、いくつかの態様では、SMN1をコードする組換え核酸は、組換えウイルスベクター(例えば、ウイルスカプシド内にパッケージングされた組換えウイルスゲノム)において提供される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子は、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ゲノムにおいて提供され、AAVカプシド粒子内にパッケージングされる。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子は、ウイルスベクターにおいて対象に投与される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子は、隣接AAV逆位末端反復配列(ITR)を含む組換えAAVゲノムにおいて投与される。したがって、いくつかの態様では、SMN1をコードする遺伝子を含む組換えウイルス粒子(例えば、rAAV粒子)が、SMN2 ASOと共に対象に投与される。
図2は、プロモーターに機能可能なように連結されたSMN1遺伝子を含む組換えウイルスゲノムの非限定的な例を提供する。図2は、AAV ITRと隣接するSMN1遺伝子を示す。このSMN1遺伝子は、ヒトSMN1コドン最適化SMN1オープンリーディングフレームを含み、CB7プロモーター(サイトメガロウイルス(CMV)エンハンサーと一緒になったニワトリベータアクチンプロモーター)に機能可能なように連結されている。この組換えAAVゲノムは、ニワトリベータ−アクチンイントロン及びウサギベータ−グロビンポリAシグナルも含む。図2に示されるrAAVゲノムは、非限定的なものであり、代替のSMN1コード配列、プロモーター、及び他の調節エレメントも使用され得る。
いくつかの態様では、rAAVゲノムは、ウイルスカプシド内にパッケージングされる。いくつかの態様では、カプシドタンパク質は、hu68血清型カプシドタンパク質である。一方で、他の血清型の他のカプシドタンパク質も使用され得る。
組換えSMN1遺伝子のこうした態様及び他の態様については、後続のパラグラフにより詳細に記載される。
SMN1コード配列:
いくつかの態様では、野生型ヒトSMNタンパク質をコードするコード配列(例えば、SMN1 cDNA配列)が提供される。ヒトSMN1をコードする核酸配列は、当該技術分野で知られている。例えば、ヒトSMN1の核酸配列の非限定的な例については、GenBank受入番号NM_001297715.1、同NM_000344.3、同NM_022874.2、同DQ894095、同NM−000344、同NM−022874、及び同BC062723を参照のこと。野生型ヒトSMNタンパク質のアミノ酸配列の非限定的な例は、UniProtKB/Swiss−Prot:Q16637.1にて提供される。SMN1コード配列が記載されている他の刊行物については、例えば、WO2010129021A1及びWO2009151546A2(これらの文献の内容は、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと。
いくつかの態様では、機能性SMNタンパク質をコードするコード配列が提供される。いくつかの態様では、機能性SMN1のアミノ酸配列は、ヒトSMN1タンパク質のものであるか、またはそれと95%の同一性を共有する配列である。
いくつかの態様では、改変hSMN1コード配列が提供される。いくつかの態様では、改変hSMN1コード配列は、全長天然hSMN1コード配列との同一性が約80%未満であり、好ましくは、約75%またはそれ未満である。いくつかの態様では、改変hSMN1コード配列は、AAV介在性の送達(例えば、rAAV粒子を使用する送達)が行われた後、天然hSMN1と比較して翻訳率が改善することによって特徴付けられる。いくつかの態様では、改変hSMN1コード配列が全長天然hSMN1コード配列と共有する同一性は、約80%未満、約79%未満、約78%未満、約77%未満、約76%未満、約75%未満、約74%未満、約73%未満、約72%未満、約71%未満、約70%未満、約69%未満、約68%未満、約67%未満、約66%未満、約65%未満、約64%未満、約63%未満、約62%未満、約61%、またはそれ未満である。
「同一性パーセント(%)」、「配列同一性」、「配列同一性パーセント」、または「パーセント同一」という用語は、核酸配列との関連では、対応するようにアライメントされると2つの配列中に一致する残基が存在することを指す。配列同一性が比較される長さは、ゲノムの全長にわたり得、遺伝子コード配列の全長、または少なくとも約500〜5000ヌクレオチドの断片であることが望まれる。一方で、より小さな断片(例えば、少なくとも約9ヌクレオチドのもの、通常、少なくとも約20〜24ヌクレオチドのもの、少なくとも約28〜32ヌクレオチドのもの、少なくとも約36ヌクレオチドのもの、またはそれを超えるヌクレオチド数のもの)の間での同一性も望まれ得る。
「アライメントされた」配列または「アライメント」は、複数の核酸配列またはタンパク質(アミノ酸)配列を参照配列と比較して、多くの場合、塩基またはアミノ酸の欠失または追加に対する補正を含めることを指す。
アライメントは、さまざまな公的または商業的に利用可能な複数の配列アライメントプログラムのいずれかを使用して実施され得る。配列アライメントプログラムは、アミノ酸配列に対して利用可能であり、例えば、「Clustal X」プログラム、「MAP」プログラム、「PIMA」プログラム、「MSA」プログラム、「BLOCKMAKER」プログラム、「MEME」プログラム、及び「Match−Box」プログラムが利用可能である。一般に、こうしたプログラムのいずれもデフォルト設定で使用されるが、当業者なら必要に応じてこうした設定を変更することができる。あるいは、当業者なら、こうした参照アルゴリズム及び参照プログラムによって提供されるものと同じレベルの同一性またはアライメントを少なくとも提供する別のアルゴリズムまたはコンピュータープログラムを利用することができる。例えば、J.D.Thomson et al,Nucl.Acids.Res.,“A comprehensive comparison of multiple sequence alignments”,27(13):2682−2690(1999)を参照のこと。
核酸配列に対しても複数の配列アライメントプログラムが利用可能である。そのようなプログラムの例としては、「Clustal W」、「CAP Sequence Assembly」、「BLAST」、「MAP」、及び「MEME」が挙げられ、これらのプログラムは、インターネット上のウェブサーバーを介してアクセス可能である。そのようなプログラムの供給元は、他にも当業者に知られている。あるいは、Vector NTIユーティリティも使用される。ヌクレオチド配列同一性の測定に使用し得るアルゴリズムも当該技術分野では多く知られており、そうしたアルゴリズムには、上記のプログラムに含まれるものが含まれる。別の例として、Fasta(商標)(GCGバージョン6.1に含まれるプログラム)を使用してポリヌクレオチド配列が比較され得る。Fasta(商標)では、問い合わせ配列と検索配列との間で最良のオーバーラップが得られる領域のアライメント及び配列同一性パーセントが提供される。例えば、核酸配列間の配列同一性パーセントは、Fasta(商標)を使用して決定され、この決定では、GCGバージョン6.1(参照によって本明細書に組み込まれる)において提供されるFasta(商標)のデフォルトパラメーター(文字列長6、及びスコア付け行例のためのNOP AM係数)が用いられ得る。
いくつかの態様では、改変hSMN1コード配列は、対象種における発現について最適化されたコドン最適化配列である。本明細書で使用される「対象」は哺乳類であり、こうした哺乳類は、例えば、ヒト、マウス、ラット、モルモット、イヌ、ネコ、ウマ、雌ウシ、ブタ、または非ヒト霊長類(サル、チンパンジー、ヒヒ、もしくはゴリラなど)である。いくつかの態様では、対象は、ヒトである。したがって、いくつかの態様では、SMN1コード配列は、ヒトにおける発現についてコドンが最適化されたものである。
コドン最適化コード領域は、さまざまな異なる方法によって設計され得る。この最適化は、オンラインで利用可能な方法(例えば、GeneArt)、公開された方法、またはコドン最適化サービスを提供する企業(例えば、DNA2.0(Menlo Park,CA))を使用して実施され得る。コドン最適化方法の1つは、例えば、米国国際特許公開公報第WO2015/012924号に記載されており、当該文献は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。例えば、米国特許公開公報第2014/0032186号及び米国特許公開公報第2006/0136184号も併せて参照のこと。
いくつかの態様では、オープンリーディングフレーム(ORF)の全長が改変される。一方で、いくつかの態様では、ORFの断片のみが改変される。こうした方法のうちの1つを使用することによって、任意の所与のポリペプチド配列に頻度を適用し、ポリペプチドをコードするコドン最適化コード領域の核酸断片を得ることができる。したがって、いくつかの態様では、コドン最適化SMN1コード配列(例えば、コドン最適化hSMN1 ORF)が使用される。いくつかの態様では、SMN1コード配列の1つ以上の部分(例えば、最大でORF全体)のコドンが、ヒトにおける発現について最適化される。
コドンに対する実際の変更の実施、または本明細書に記載されるように設計されるコドン最適化コード領域の合成については、多くの選択肢が利用可能である。そのような改変または合成は、当業者によく知られる標準的及び日常的な分子生物学的操作を使用して実施され得る。1つの手法では、長さが各80〜90ヌクレオチドであり、所望の配列の長さをカバーする一連の相補的オリゴヌクレオチド対が標準的な方法によって合成される。こうしたオリゴヌクレオチド対は、突出末端を含む80〜90塩基対の二本鎖断片をアニーリング時に形成するように合成される。例えば、対になる各オリゴヌクレオチドは、対になるもう一方のオリゴヌクレオチドに相補的な領域を超えて3塩基、4塩基、5塩基、6塩基、7塩基、8塩基、9塩基、10塩基、またはそれを超える数の塩基分伸長するように合成される。各オリゴヌクレオチド対の一本鎖末端は、別のオリゴヌクレオチド対の一本鎖末端とアニーリングするように設計される。こうしたオリゴヌクレオチド対はアニーリング可能であり、次に、こうした二本鎖断片のうちの約5〜6つが、突出一本鎖末端を介して一緒にアニーリング可能であり、その後、それらの二本鎖断片は一緒にライゲーションされ、標準的な細菌クローニングベクター(例えば、Invitrogen Corporation,Carlsbad,Califから利用可能なTOPO(登録商標)ベクター)にクローニングされる。次に、標準的な方法によってコンストラクトの配列決定が行われる。塩基対数80〜90の断片である断片5〜6つが一緒にライゲーションされたもの(すなわち、約500塩基対の断片)からなるこうしたコンストラクトがいくつか調製され、その結果、所望の配列全体が一連のプラスミドコンストラクト中に存在することになる。次に、こうしたプラスミドの挿入断片が適切な制限酵素で切断され、一緒にライゲーションされることで最終コンストラクトが形成される。次に、この最終コンストラクトは、標準的な細菌クローニングベクターにクローニングされ、配列決定される。追加または代替の方法(例えば、商業的に利用可能な遺伝子合成サービスを含む)も使用され得る。
いくつかの態様では、SMNl cDNA配列は、当該技術分野で知られる手法を使用してインビトロで合成的に生成され得る。例えば、長鎖DNA配列のPCRベースの精密合成(PCR−based accurate synthesis)(PAS)法を利用することができ、この方法については、Xiong et al,PCR−based accurate synthesis of long DNA sequences,Nature Protocols 1,791−797(2006)によって記載されている。二重非対称PCR法とオーバーラップ伸長PCR法とを組み合わせた方法については、Young and Dong,Two−step total gene synthesis method,Nucleic Acids Res.2004;32(7):e59によって記載されている。Gordeeva et al,J Microbiol Methods.Improved PCR−based gene synthesis method and its application to the Citrobacter freundii phytase gene codon modification.2010 May;81(2):147−52.Epub 2010 Mar 10も併せて参照のこと。オリゴヌクレオチド合成及び遺伝子合成に関する下記の特許も併せて参照のこと。Gene Seq.2012 Apr;6(l):10−21、US8008005、及びUS7985565。これらの文書はそれぞれ、参照によって本明細書に組み込まれる。さらに、PCRを介してDNAを生成させるためのキット及びプロトコールが商業的に利用可能である。こうしたものには、ポリメラーゼを使用するものが含まれ、こうしたポリメラーゼには、限定されないが、Taqポリメラーゼ、OneTaq(登録商標)(New England Biolabs)、Q5(登録商標)High−Fidelity DNA Polymerase(New England Biolabs)、及びGoTaq(登録商標)G2 Polymerase(Promega)が含まれる。本明細書に記載のhSMN配列を含むプラスミドをトランスフェクションした細胞からもDNAを得ることができる。キット及びプロトコールは知られており、商業的にも利用可能であり、こうしたキット及びプロトコールには、限定されないが、QIAGENプラスミドキット、Chargeswitch(登録商標)Pro Filter Plasmid Kits(Invitrogen)、及びGenElute(商標)Plasmid Kits(Sigma Aldrich)が含まれる。本明細書で有用な他の手法には、熱サイクルが不要になる配列特異的等温増幅法が含まれる。こうした方法では、典型的には、Bst DNA Polymerase,Large Fragment(New England Biolabs)のような鎖置換DNAポリメラーゼを熱の代わりに用いて二本鎖DNAが分離される。逆転写酵素(RT)(RNA依存性DNAポリメラーゼ)を使用する増幅によってRNA分子からDNAを生成させることもできる。RTは、元のRNAテンプレートに相補的なDNAの鎖を重合生成させ、こうして生じるDNAの鎖はcDNAと称される。次に、このcDNAは、上に概要が示されるPCR法または等温法によってさらに増幅され得る。限定されないが、GenScript、GENEWIZ(登録商標)、GeneArt(登録商標)(Life Technologies)、及びIntegrated DNA Technologiesを含めて、企業から商業的にカスタムDNAを得ることもできる。
「機能性SMN1」は、天然SMNタンパク質をコードする遺伝子が意図されるか、あるいは天然生存運動ニューロンタンパク質の生物学的活性レベルの少なくとも約50%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、もしくは約100%、または100%超を与える別のSMNタンパク質をコードする遺伝子が意図されるか、あるいは疾患と関連しないその天然バリアントまたは多型含有体をコードする遺伝子が意図される。さらに、SMNlホモログであるSMN2もSMNタンパク質をコードするが、プロセシングによって機能性タンパク質を生成させる効率が低い。機能性hSMNl遺伝子を有さない対象が示すSMAの程度は、SMN2のコピー数によって異なる。したがって、対象によっては、SMNタンパク質が示す生物学的活性が、天然SMNタンパク質の生物学的活性の100%未満となり得る。
いくつかの態様では、そのような機能性SMNは、アミノ酸レベルでの天然タンパク質との同一性が約95%以上、または約97%以上、または約99%である配列を有する。そのような機能性SMNタンパク質は、天然の多型も含み得る。同一性は、配列のアライメントをとり、当該技術分野で知られるか、または商業的に利用可能なさまざまなアルゴリズム及び/またはコンピュータープログラム(例えば、BLAST、ExPASy、ClustalO、FASTA(例えば、Needleman−Wunschアルゴリズム、Smith−Watermanアルゴリズムが使用される))を使用することによって決定され得る。
同一性パーセントは、タンパク質の全長、ポリペプチドの全長、約32アミノ酸、約330アミノ酸、もしくはそのペプチド断片、にわたるアミノ酸配列、または対応する核酸配列コード配列について容易に決定され得る。適切なアミノ酸断片は、少なくともアミノ酸数約8の長さのものであり得、最大でアミノ酸数約700のものであり得る。一般に、2つの異なる配列の間の「同一性」、「相同性」、または「類似性」について言及される場合、「同一性」、「相同性」、または「類似性」は、「アライメントされた」配列に関して決定される。
いくつかの態様では、本明細書に記載の改変SMN1(例えば、hSMN1)遺伝子は、ウイルスベクターの生成に有用であり、及び/または宿主細胞への送達に有用な適切な遺伝エレメント(例えば、ベクター)(例えば、ネイキッドDNA、ファージ、トランスポゾン、コスミド、エピソームなど)へと操作導入され、この遺伝エレメントによって、その保有SMN1配列が導入される。選択されるベクターは、トランスフェクション、電気穿孔、リポソーム送達、膜融合手法、DNA被覆ペレットの高速射出、ウイルス感染、及び原形質融合を含めて、任意の適切な方法によって送達され得る。そのようなコンストラクトの調製に使用される方法は、核酸操作の分野の当業者に知られており、そうした方法には、遺伝子操作、組換え操作、及び合成手法が含まれる。例えば、Sambrook et al,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,NYを参照のこと。
いくつかの態様では、SMN1(例えば、hSMN1)核酸配列(複数可)を含む発現カセットが提供される。本明細書で使用される「発現カセット」は、プロモーターに機能可能なように連結されたSMN1配列を含み、さらに他の調節配列も含み得る核酸分子を指す。いくつかの態様では、発現カセットは、ウイルスベクターのカプシド(例えば、ウイルス粒子)内にパッケージングされる。典型的には、ウイルスベクターを生成させるためのそのような発現カセットは、本明細書に記載のSMN1(例えば、hSMN1)配列を含み、この配列は、ウイルスゲノムのパッケージングシグナル及び他の発現制御配列(本明細書に記載のものなど)と隣接する。例えば、AAVウイルスベクターについては、パッケージングシグナルは、5’逆位末端反復配列(ITR)及び3’ITRである。ITRが発現カセットと一緒になったものは、AAVカプシドにパッケージングされると、rAAV粒子またはカプシド内に含まれる「組換えAAV(rAAV)ゲノム」または「ベクターゲノム」と本明細書で称される。
「発現」という用語は、その広い意味において本明細書で使用され、RNAの産生またはRNA及びタンパク質の産生を含む。RNAに関しては、「発現」または「翻訳」という用語は、具体的には、ペプチドまたはタンパク質の産生に関する。発現は、一過性のものであり得るか、または安定的なものであり得る。
「翻訳」という用語は、本発明との関連では、mRNA鎖がアミノ酸配列の構築を制御してタンパク質またはペプチドを生成させるリボソームでのプロセスに関する。
プロモーター及び調節エレメント:
いくつかの態様では、発現コンストラクトは、SMN1遺伝子のコード配列の発現を促進する配列(例えば、コード配列に機能可能なように連結された発現制御配列)を含む1つ以上の領域を含む。発現制御配列の例としては、限定されないが、プロモーター、インスレーター、サイレンサー、応答エレメント、イントロン、エンハンサー、開始部位、終結シグナル、及びポリ(A)尾部が挙げられる。本明細書では、そのような制御配列の任意の組み合わせ(例えば、プロモーター及びエンハンサー)が企図される。
いくつかの態様では、発現カセットは、発現制御配列の一部としてプロモーター配列を含み、このプロモーター配列は、例えば、5’ITR配列とSMN1コード配列との間に位置する。本明細書に記載の例示のプラスミド及びベクターでは、CMV前初期エンハンサー(CMV IE)と一緒になったユビキタスニワトリβ−アクチンプロモーター(CB)が使用される。あるいは、他のニューロン特異的プロモーターが使用され得る(例えば、http://chinook.uoregon.edu/promoters.htmlにてアクセス可能なLockery Labニューロン特異的プロモーターデータベースを参照のこと)。そのようなニューロン特異的プロモーターには、限定されないが、シナプシンI(SYN)、カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII、チューブリンアルファI、ニューロン特異的エノラーゼ、及び血小板由来増殖因子ベータ鎖プロモーターが含まれる。Hioki et al,Gene Therapy,June 2007,14(l l):872−82(当該文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと。他のニューロン特異的プロモーターには、67kDaグルタミン酸デカルボキシラーゼ(GAD67)プロモーター、ホメオボックスDlx5/6プロモーター、グルタミン酸受容体1(GluRl)プロモーター、プレプロタキキニン1(Tacl)プロモーター、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)プロモーター、及びドーパミン作動性受容体1(Drdla)プロモーターが含まれる。例えば、Delzor et al,Human Gene Therapy Methods.August 2012,23(4):242−254を参照のこと。別の態様では、プロモーターは、GUSbプロモーターである(http://www.jci.Org/articles/view/41615#B30)。
他のプロモーター(構成的プロモーター、調節可能型プロモーターなど)(例えば、WO2011/126808及びWO2013/04943)または生理学的な合図に応答性のプロモーターも使用され得る。プロモーター(複数可)は、異なる供給源から選択することができ、例えば、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)前初期エンハンサー/プロモーター、SV40初期エンハンサー/プロモーター、JCポリオーマウイルスプロモーター、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)またはグリア線維性酸性タンパク質(GFAP)プロモーター、単純ヘルペスウイルス(HSV−1)潜伏関連プロモーター(LAP)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)長鎖末端反復配列(LTR)プロモーター、ニューロン特異的プロモーター(NSE)、血小板由来増殖因子(PDGF)プロモーター、hSYN、メラニン凝集ホルモン(MCH)プロモーター、ニワトリベータ−アクチン(CBA)プロモーター、及びマトリックスメタロタンパク質(MPP)プロモーターから選択することができる。
プロモーターに加えて、発現カセット及び/またはベクターは、他の適切な転写開始配列、終結配列、エンハンサー配列、有効なRNAプロセシングシグナル(スプライシングシグナル及びポリアデニル化(ポリA)シグナルなど)、細胞質mRNAを安定化させる配列(例えばWPRE)、翻訳効率を増進する配列(すなわち、コザックコンセンサス配列)、タンパク質安定性を増進する配列、ならびに必要に応じて、コードされる産物の分泌を増進する配列、を1つ以上含み得る。適切なポリA配列の例としては、例えば、SV40、SV50、ウシ成長ホルモン(bGH)、ヒト成長ホルモン、及び合成のポリAが挙げられる。適切なエンハンサーの一例はCMVエンハンサーである。他の適切なエンハンサーには、CNS徴候に適したものが含まれる。いくつかの態様では、発現カセットは、1つ以上の発現エンハンサーを含む。いくつかの態様では、発現カセットは、2つ以上の発現エンハンサーを含む。これらのエンハンサーは、互いに同じであり得るか、または互いに異なり得る。例えば、エンハンサーは、CMV前初期エンハンサーを含み得る。このエンハンサーは、互いに隣接して位置する2つのコピー中に存在し得る。あるいは、このエンハンサーの当該二重コピーは、1つ以上の配列によって分断されたものであり得る。さらに別の態様では、発現カセットは、イントロン(例えば、ニワトリベータ−アクチンイントロン)をさらに含む。他の適切なイントロンには、当該技術分野で知られるものが含まれ、こうしたイントロンは、例えば、WO2011/126808に記載のものなどである。いくつかの態様では、コード配列の上流にイントロンが組み込まれることでmRNAの5’キャッピング及び安定性が改善される。任意選択で、mRNAが安定化するように1つ以上の他の配列が選択され得る。そのような配列の一例は、改変WPRE配列であり、この改変WPRE配列は、ポリA配列の上流かつ、コード配列の下流の位置に操作導入され得る(例えば、MA Zanta−Boussif,et al,Gene Therapy(2009)16:605−619を参照のこと)。
いくつかの態様では、こうした制御配列は、SMN1遺伝子配列に「機能可能なように連結される」。本明細書で使用される「機能可能なように連結される」という用語は、発現制御配列が目的遺伝子と隣接することも、発現制御配列がトランスで作用して目的遺伝子を制御するか、または発現制御配列が離れて作用して目的遺伝子を制御することも指す。
組換えウイルスベクター:
いくつかの態様では、AAVカプシド及び少なくとも1つの発現カセットを含むアデノ随伴ウイルスベクターが提供される。いくつかの態様では、少なくとも1つの発現カセットは、SMN1をコードする核酸配列と、宿主細胞においてSMN1配列が発現するように導く発現制御配列と、を含む。rAAVベクター遺伝子は、AAV ITR配列も含み得る。いくつかの態様では、ITRは、rAAVゲノムのパッケージングに使用されるカプシドタンパク質の血清型とは異なるAAV血清型に由来するものである。いくつかの態様では、ITR配列は、AAV2に由来するものであるか、またはその欠失バージョン(AITR)に由来するものであり、AITRは、簡便化目的に加えて、規制当局の承認を得やすくするためも使用され得る。一方で、他のAAV源に由来するITRも選択され得る。ITRの由来元がAAV2であり、AAVカプシドの由来元が別のAAVである場合、得られるベクターは、シュードタイプ化されたものと呼ばれ得る。典型的には、rAAVベクターゲノムは、AAV 5’ITR、SMN1コード配列、及び任意の調節配列、ならびにAAV 3’ITRを含む。一方で、こうしたエレメントの他の配置も適切であり得る。5’ITRは、その短縮バージョンが報告されており、この短縮バージョンは、AITRと呼ばれ、AITRでは、D−配列及び末端分解部位(terminal resolution site)(trs)が欠失している。他の態様では、全長のAAV 5’ITR及びAAV 3’ITRが使用される。
本明細書に記載の核酸または核酸ベクターのITR配列は、任意のAAV血清型(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10)に由来するものであり得るか、または複数の血清型に由来するものであり得る。いくつかの態様では、ITR配列、及びITR配列を含むプラスミドは、当該技術分野で知られており、商業的に利用可能なものである(例えば、Vector Biolabs,Philadelphia,PA、Cellbiolabs,San Diego,CA、Agilent Technologies,Santa Clara,Ca、及びAddgene,Cambridge,MAから利用可能な製品及びサービス、ならびにGene delivery to skeletal muscle results in sustained expression and systemic delivery of a therapeutic protein.Kessler PD,Podsakoff GM,Chen X,McQuiston SA,Colosi PC,Matelis LA,Kurtzman GJ,Byrne BJ.Proc Natl Acad Sci U S A.1996 Nov 26;93(24):14082−7、及びCurtis A.Machida.Methods in Molecular Medicine(商標).Viral Vectors for Gene Therapy Methods and Protocols.10.1385/1−59259−304−6:201(著作権)Humana Press Inc.2003.Chapter 10.Targeted Integration by Adeno−Associated Virus.Matthew D.Weitzman,Samuel M.Young Jr.,Toni Cathomen and Richard Jude Samulski、米国特許第5,139,941号及び同第5,962,313号(これらの文献はすべて、参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと)。
いくつかの態様では、rAAV核酸またはrAAVゲノムは、一本鎖(ss)であり得る。一方で、いくつかの態様では、rAAV核酸またはrAAVゲノムは、自己相補型(sc)AAV核酸ベクターであり得る。いくつかの態様では、組換えAAV粒子は、核酸ベクター(一本鎖(ss)または自己相補型(sc)のAAV核酸ベクターなど)を含む。いくつかの態様では、核酸ベクターは、SMN1遺伝子と、発現コンストラクトと隣接する逆位末端反復(ITR)配列(例えば、野生型ITR配列または操作されたITR配列)を含む1つ以上の領域と、を含む。いくつかの態様では、核酸は、ウイルスカプシドによってカプシド封入される。
したがって、いくつかの態様では、AAV粒子は、ウイルスカプシドと、本明細書に記載の核酸ベクターと、を含み、この核酸ベクターは、ウイルスカプシドによってカプシド封入されている。いくつかの態様では、ウイルスカプシドは、VP1、VP2、及びVP3を含む60個のカプシドタンパク質サブユニットを含む。いくつかの態様では、VP1サブユニット、VP2サブユニット、及びVP3サブユニットは、それぞれ約1:1:10の比でカプシド中に存在する。
いくつかの態様では、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)は、標的細胞に送達するための核酸配列がパッケージングされたAAVタンパク質カプシドを有するAAV DNase抵抗性粒子である。いくつかの態様では、AAVカプシドは、選択されるAAVに応じて約1:1:10〜1:1:20の比で正二十面体対称となるように配置された60個のカプシド(cap)タンパク質サブユニット(VP1、VP2、及びVP3)から構成される。AAVカプシドは、当業者に知られるもの(そのバリアントを含む)から選択され得る。いくつかの態様では、AAVカプシドは、神経細胞への形質導入を効率的に生じさせるものから選択される。いくつかの態様では、AAVカプシドは、AAV1、AAV2、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh10、AAV5、AAVhu11、AAV8DJ、AAVhu32、AAVhu37、AAVpi2、AAVrh8、AAVhu48R3、AAVhu68、及びそれらのバリアントから選択される。WO2018160585A2、WO2018160582A1、Royo,et al,Brain Res,2008 Jan,1190:15−22、Petrosyan et al,Gene Therapy,2014 Dec,21(12):991−1000、Holehonnur et al,BMC Neuroscience,2014,15:28、及びCearley et al,Mol Ther.2008 Oct;16(10):1710−1718(これらの文献はそれぞれ、参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと。本明細書で有用な他のAAVカプシドには、AAVrh39、AAVrh20、AAVrh25、AAV10、AAVbb1、及びAAVbb2、ならびにそれらのバリアントが含まれる。AAVウイルスベクター(DNase抵抗性ウイルス粒子)のカプシドの供給源として他のAAV血清型を選択することもでき、こうしたAAV血清型には、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh10、AAVrh64Rl、AAVrh64R2、AAVrh8、及び既知もしくは本明細書に記載のAAVまたは未発見のAAVのいずれかのバリアントが含まれる。例えば、米国公開特許出願第2007−0036760−A1号、米国公開特許出願第2009−0197338−A1号、EP1310571を参照のこと。WO2003/042397(AAV7及び他のサルAAV)、米国特許7790449及び米国特許7282199(AAV8)、WO2005/033321及びUS7,906,111(AAV9)、ならびにWO2006/110689、ならびにWO2003/042397(rh10)も併せて参照のこと。あるいは、記載のAAVのいずれかに基づく組換えAAVが、AAVカプシドの供給源として使用され得る。こうした文書では、AAVを生成させるために選択され得る他のAAVについても記載されており、こうした文書は、参照によって組み込まれる。いくつかの態様では、ウイルスベクターにおいて使用するためのAAVカプシドは、前述のAAVカプシドうちの1つまたはそのコード核酸への変異導入(例えば、挿入、欠失、または置換によるもの)によって生成され得る。いくつかの態様では、AAVカプシドは、前述のAAVカプシドタンパク質のうちの2つまたは3つまたは4つまたはそれを超える数に由来するドメインを含むキメラである。いくつかの態様では、AAVカプシドは、2つまたは3つの異なるAAVまたは組換えAAVに由来するVp1モノマー、Vp2モノマー、及びVp3モノマーのモザイクである。いくつかの態様では、rAAV組成物は、前述のカプシドのうちの1つ以上を含む。AAVに関して本明細書で使用されるバリアントという用語は、既知のAAV配列に由来する任意のAAV配列を意味し、こうしたAAV配列には、アミノ酸配列または核酸配列にわたって少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%、またはそれを超える%の配列同一性を共有するものが含まれる。別の態様では、AAVカプシドには、記載または既知のAAVカプシド配列のいずれかとの差異が最大約10%であり得るバリアントが含まれ得る。すなわち、AAVカプシドは、本明細書で提供され、及び/または当該技術分野で知られるAAVカプシドと約90%の同一性〜約99.9%の同一性、約95%〜約99%の同一性、または約97%〜約98%の同一性を共有する。いくつかの態様では、AAVカプシドは、あるAAVカプシドと少なくとも95%の同一性を共有する。AAVカプシドの同一性パーセントを決定する場合、可変タンパク質(例えば、vp1、vp2、またはvp3)のいずれかにわたって比較がなされ得る。いくつかの態様では、AAVカプシドは、AAV8 vp3と少なくとも95%の同一性を共有する。
いくつかの態様では、自己相補型AAVが提供される。これと関連する「sc」という略語は、自己相補型を指す。「自己相補型AAV」は、組換えAAV核酸配列が保有するコード領域が分子内二本鎖DNAテンプレートを形成するように設計されているコンストラクトを指す。感染時に、第2の鎖の合成を細胞が媒介することを待つのではなく、scAAVの2つの相補的半分鎖が結び付くことで、迅速な複製及び転写の準備が整った1つの二本鎖DNA(dsDNA)単位が形成されることになる。例えば、D M McCarty et al,“Self−complementary recombinant adeno−associated virus(scAAV)vectors promote efficient transduction independently of DNA synthesis”,Gene Therapy,(August 2001),Vol 8,Number 16,Pages 1248−1254を参照のこと。自己相補型AAVについては、例えば、米国特許第6,596,535号、同第7,125,717号、及び同第7,456,683号に記載されており、これらの文献はそれぞれ、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
当該技術分野では、対象への送達に適したAAVウイルスベクターを生成及び単離するための方法が知られている。例えば、米国公開特許出願第2007/0036760号(2007年2月15日)、米国特許7790449、米国特許7282199、WO2003/042397、WO2005/033321、WO2006/110689、及びUS7588772B2を参照のこと。ある1つの系では、ITRと隣接する導入遺伝子をコードするコンストラクトと、rep及びcapをコードするコンストラクト(複数可)とが、産生細胞株に一過性にトランスフェクションされる。第2の系では、rep及びcapを安定的に供給するパッケージング細胞株に対して、ITRと隣接する導入遺伝子をコードするコンストラクトが一過性にトランスフェクションされる。これらの系のそれぞれにおいて、ヘルパーアデノウイルスまたはヘルペスウイルスの感染に応じてAAVビリオンが産生することから、混入ウイルスからrAAVを分離することが必要になる。AAVを回復させるためのヘルパーウイルスの感染が必要のない系も開発されており、こうした系では、必要なヘルパー機能(例えば、アデノウイルスのEl、E2a、VA、及びE4、またはヘルペスウイルスのUL5、UL8、UL52、及びUL29、ならびにヘルペスウイルスポリメラーゼ)も系によってトランスで供給される。こうした系では、必要なヘルパー機能をコードするコンストラクトを細胞に一過性にトランスフェクションすることによってヘルパー機能が供給される得るか、またはヘルパー機能をコードする遺伝子(その発現が転写レベルもしくは転写後レベルで制御され得るもの)を安定的に含むように細胞が操作され得る。さらに別の系では、ITRと隣接する導入遺伝子、及びrep/cap遺伝子は、バキュロウイルスベースのベクターを感染させることによって昆虫細胞に導入される。こうした産生系に関する総説については、一般に、例えば、Zhang et al,2009,“Adenovirus−adeno−associated virus hybrid for large−scale recombinant adeno−associated virus production,”Human Gene Therapy 20:922−929(当該文献のそれぞれの内容は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと。こうしたAAV産生系及び他のAAV産生系の調製方法及び使用方法については、下記の米国特許(これらの文献のそれぞれの内容は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる)にも記載されている:5,139,941、5,741,683、6,057,152、6,204,059、6,268,213、6,491,907、6,660,514、6,951,753、7,094,604、7,172,893、7,201,898、7,229,823、及び7,439,065。
任意選択で、本明細書に記載のSMN1遺伝子を使用してrAAV以外のウイルスベクターを生成させることができ、こうしたウイルスベクターもまた、SMN2 ASOとの併用療法において使用することができる。そのような他のウイルスベクターには、利用され得る遺伝子治療に適した任意のウイルスが含まれ得、こうしたウイルスには、限定されないが、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、レンチウイルス、レトロウイルスなどが含まれる。適切には、こうした他のベクターのうちの1つが生成される場合、そのベクターは、複製欠陥ウイルスベクターとして生成される。
「複製欠陥ウイルス」または「複製欠陥ウイルスベクター」は、目的遺伝子を含む発現カセットがウイルスカプシドまたはエンベロープ内にパッケージングされた合成ウイルス粒子または人工ウイルス粒子を指し、この場合、ウイルスカプシドまたはエンベロープ内に併せてパッケージングされるウイルスゲノム配列はいずれも複製欠損であり、すなわち、それらのウイルスゲノム配列は、子孫ビリオンを生成させることはできないが、標的細胞に感染する能力は保持する。いくつかの態様では、ウイルスベクターのゲノム(このゲノムは、「弱体化」するように操作されたものであり得、当該人工ゲノムの増幅及びパッケージングに必要なシグナルと隣接する目的導入遺伝子のみを含む)は、複製に必要な酵素をコードする遺伝子を含まないが、こうした遺伝子は産生の間に供給され得る。したがって、こうしたウイルスベクターは、複製に必要なウイルス酵素が存在しない限り子孫ビリオンによる複製及び感染が生じ得ないため、遺伝子治療において使用する上で安全なものと見なされる。そのような複製欠陥ウイルスは、アデノ随伴ウイルス(AAV)、アデノウイルス、レンチウイルス(組み込み型もしくは非組み込み型)、または別の適切なウイルス源のものであり得る。
開示のAAV粒子、発現コンストラクト、または核酸ベクターのうちの少なくとも1つを含む宿主細胞も提供される。そのような宿主細胞には、哺乳類宿主細胞(例えば、ヒト宿主細胞)が含まれ、そのような宿主細胞は、細胞培養または組織培養のいずれかにおいて単離され得る。遺伝子改変動物モデル(例えば、マウス)の場合、形質転換される宿主細胞は、非ヒト動物自体の体内に含まれるものであり得る。
全長SMN2 mRNAの産生を増加させるオリゴマー化合物
いくつかの態様では、SMAを治療するための併用療法は、SMN2をコードするpre−mRNAに相補的なASO(本出願ではSMN2 ASOとも称される)を含む。いくつかの態様では、ASOは、全長SMN2 mRNAを増加させる。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのスプライシングを変化させる。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する。SMN2のスプライシングを変化させる上で有用ないくつかの配列及び領域については、PCT/US06/024469(WO/2007/002390として公開されている)及びWO2018014041A2において見つけることができ、これらの文献は、それらの全体があらゆる目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。
いくつかの態様では、SMN2 ASOは、SMN2のスプライシングを効率的に調節する結果、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることが増え、最終的に、エクソン7に対応するアミノ酸を含むSMN2タンパク質が増加する。そのような代替SMN2タンパク質は、野生型SMNタンパク質と100%同一である。
SMN2 mRNAの発現を効率的に調節して機能性SMNタンパク質を生成させるASOは、活性なASOであると考えられる。SMN2の発現の調節は、体液において測定することができ、こうした体液は、動物の細胞、組織、または器官を含むことも含まないこともあり得る。分析のための試料(体液(例えば、痰、血清、CSF)、組織(例えば、生検試料)、または器官など)の取得方法、及び分析を可能にするための試料の調製方法は当業者によく知られている。治療の効果は、本出願に記載の組成物の1つ以上と接触させた動物から採取される1つ以上の生体液、組織、または器官における標的遺伝子発現と関連するバイオマーカーを測定することによって評価され得る。
いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAが増加することは、参照レベル(対照(例えば、SMN2 ASOが投与されていない対象)における全長SMN2 mRNAのレベルなど)と比較して全長SMN2 mRNAの細胞内レベルが高いことを意味する。細胞内全長SMN2 mRNAの増加は、SMN2遺伝子から産生する全長タンパク質及び/またはmRNAのレベルの上昇として測定され得る。いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAの増加は、細胞もしくは生物体の外面的特性を調べることによって決定するか(例えば、実施例に後述されるように行われる)、またはアッセイ手法によって決定することができ、こうしたアッセイ手法は、RNA溶液ハイブリダイゼーション、ヌクレアーゼ保護、ノーザンハイブリダイゼーション、逆転写、マイクロアレイでの遺伝子発現の監視、抗体結合、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、核酸配列決定、ウエスタンブロット、放射免疫アッセイ(RIA)、他の免疫アッセイ、蛍光活性化細胞分析(FACS)、または全長SMN2 mRNAもしくはタンパク質(例えば、対象中もしくは対象から得られる試料中のもの)の存在を検出し得る任意の他の手法もしくはそうした手法の組み合わせなどである。
いくつかの態様では、SMN2 ASO治療を受けている対象から得られる試料における全長SMN2 mRNAのレベルを、SMN2 ASOで治療されていない対象における全長SMN2 mRNAのレベルと比較することによって、SMN2 ASOによる全長SMN2 mRNAの増加度が決定され得る。いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAの参照レベルは、SMN2 ASOが投与される前の同じ対象から得られる。いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAの参照レベルは、SMN2 ASOを投与されていない対象の集団によって決定される範囲である。
いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAのレベル上昇は、例えば、参照値と比較して1倍超、1.5〜5倍超、5〜10倍超、10〜50倍超、50〜100倍超、約1.1倍超、約1.2倍超、約1.5倍超、約2倍超、約3倍超、約4倍超、約5倍超、約6倍超、約7倍超、約8倍超、約9倍超、約10倍超、約15倍超、約20倍超、約30倍超、約40倍超、約50倍超、約60倍超、約70倍超、約80倍超、約90倍超、約100倍超、またはそれを超える倍率である。
いくつかの態様では、SMN2 ASOが投与されている対象において、より短鎖のSMN2 mRNA(例えば、エクソン7を含まないSMN2 mRNA)に対する全長SMN2 mRNAの比を参照比と比較することによって、SMN2 ASOが全長SMN2 mRNAを増加させたかどうかが決定され得る。いくつかの態様では、参照比は、SMN2 ASOの投与前の短鎖のSMN2 mRNA(例えば、エクソン7を含まないSMN2 mRNA)に対する全長SMN2 mRNAの比である。いくつかの態様では、SMN2 ASOを投与されている対象における短鎖のSMN2 mRNA(例えば、エクソン7を含まないSMN2 mRNA)に対する全長SMN2 mRNAの比は、例えば、参照比と比較して1倍超、1.5〜5倍超、5〜10倍超、10〜50倍超、50〜100倍超、約1.1倍超、約1.2倍超、約1.5倍超、約2倍超、約3倍超、約4倍超、約5倍超、約6倍超、約7倍超、約8倍超、約9倍超、約10倍超、約15倍超、約20倍超、約30倍超、約40倍超、約50倍超、約60倍超、約70倍超、約80倍超、約90倍超、約100倍超、またはそれを超える倍率である。
いくつかの態様では、対象における全長SMN2 mRNAの増加は、参照レベルと比較したときの全長SMNタンパク質の増加によって示され得る。いくつかの態様では、全長SMNタンパク質の参照レベルは、SMAを有する対象またはSMAを有するリスクのある対象から治療前に得られる全長SMNタンパク質のレベルである。いくつかの態様では、エクソン7含有SMNタンパク質の産生は、SMN2 ASOが投与されている対象において増加し、この増加には、エクソン7含有SMNタンパク質レベルの増進が伴い、この増進は、例えば、参照値と比較して少なくとも約1倍超、少なくとも約1.5〜5倍超、少なくとも約5〜10倍超、少なくとも約10〜50倍超、少なくとも約50〜100倍超、少なくとも約1.1倍超、少なくとも約1.2倍超、少なくとも約1.5倍超、少なくとも約2倍超、少なくとも約3倍超、少なくとも約4倍超、少なくとも約5倍超、少なくとも約6倍超、少なくとも約7倍超、少なくとも約8倍超、少なくとも約9倍超、少なくとも約10倍超、少なくとも約15倍超、少なくとも約20倍超、少なくとも約30倍超、少なくとも約40倍超、少なくとも約50倍超、少なくとも約60倍超、少なくとも約70倍超、少なくとも約80倍超、少なくとも約90倍超、少なくとも約100倍超、またはそれを超える倍率のものである。本出願に記載の組成物の1つ以上を有効量で体液、器官、または組織と接触させる方法も企図される。体液、器官、または組織を1つ以上の組成物と接触させると体液、器官、または組織の細胞においてSMN1が発現すると共に、SMN2の発現が調節され得る。組成物の有効量は、対象に投与されるか、または細胞と接触される組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOによる機能性SMNタンパク質の発現に対する効果を監視することによって決定され得る。
1.アンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)
いくつかの態様では、ヒトSMN2をコードする核酸に相補的な配列を含むASOが、生存運動ニューロンタンパク質(SMN)と関連する疾患または状態(脊髄性筋萎縮症(SMA)など)の治療(この治療は、例えば、組換えSMN1遺伝子を併用して行われる)において使用するために提供される。いくつかの態様では、ヒトSMN2をコードする核酸に相補的な配列を含むASOが、中枢神経系(CNS)またはCSFにASOを直接的に投与することによる生存運動ニューロンタンパク質(SMN)と関連する疾患または状態の治療(この治療は、例えば、組換えSMN1遺伝子を併用して行われる)において使用するために提供される。
本明細書で使用される「オリゴマー化合物」という用語は、オリゴヌクレオチドを含む化合物を指す。いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、オリゴヌクレオチドからなる。本明細書で使用される「オリゴヌクレオチド」という用語は、リン酸連結基、ヘテロ環式塩基部分、及び糖部分を含む化合物を指す。いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、1つ以上の複合基及び/または末端基をさらに含む。いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)である。本明細書で使用される「アンチセンスオリゴヌクレオチド」または「ASO」は、そのハイブリダイゼーション先の標的核酸に少なくとも一部が少なくとも部分的に相補的であり、そのようなハイブリダイゼーションの結果、少なくとも1つのアンチセンス活性を生じさせるオリゴマー化合物を指す。
場合によっては、アンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)は、対象における全長SMNタンパク質を増加させる。場合によっては、ASOは、対象における全長SMN 2 mRNAを増加させる。いくつかの態様では、全長SMN2 mRNAを増加させるASOは、SMN2をコードする核酸に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドである。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのスプライシングパターンを変化させることによって全長SMN2 mRNAを増加させる。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのスプライシングの間のエクソンスキッピングを促進する。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのイントロン6、イントロン7、またはエクソン7と隣接イントロンとの間の境界を標的としてSMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するように設計される。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのイントロン6に相補的な核酸塩基配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのエクソン6に相補的な核酸塩基配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのイントロン7に相補的な核酸塩基配列を含む。いくつかの態様では、SMN2 pre−mRNAのイントロン7を標的とするASOは、配列番号1のヌクレオチド配列を含む。いくつかの態様では、SMN2 pre−mRNAのイントロン7を標的とするASOは、ヌシネルセンである。いくつかの態様では、全長SMNタンパク質及び/または全長SMN2 mRNAのレベルを上昇させるために、本明細書に記載のASOのうちの1つ以上が対象に投与され得る。SMN2のスプライシングを変化させる上で有用な配列及び領域の例については、限定されないが、PCT/US06/024469において見つけることができ、当該文献は、その全体があらゆる目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、SMN2のイントロン7に相補的な核酸塩基配列を有する。そのような核酸塩基配列の例としては、限定されないが、以下の表に記載のものが挙げられる。
Figure 2021534154
いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのイントロン7を標的とする。いくつかの態様では、ASOは、TCACTTTCATAATGCTGGという配列(配列番号1)のうちの少なくとも10個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を含む。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも11個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも12個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも13個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも14個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも15個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも16個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1のうちの少なくとも17個の核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1の全核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、配列番号1の全核酸塩基からなる核酸塩基配列を有する。いくつかの態様では、ASOは、10〜18個の連結ヌクレオシドからなり、TCACTTTCATAATGCTGGという配列(配列番号1)の等しい長さの部分と100%同一の核酸塩基配列を有する。
いくつかの態様では、SMN2 ASOは、SMN2タンパク質をコードする核酸分子に相補的である。いくつかの態様では、ASOは、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン6、エクソン7(もしくはエクソン7と隣接イントロンとの境界)、またはイントロン7に相補的である。いくつかの態様では、ASOは、SMN2 pre−mRNAのイントロン7を標的とする。いくつかの態様では、SMN2 pre−mRNAのイントロン7を標的とするSMN2 ASOは、ヌシネルセンである。ヌシネルセンのヌクレオチド配列の例は、UCACUUUCAUAAUGCUGG−3’(配列番号26)である。活性物質(ヌシネルセン(ISIS396443とも称される))は、5’−MeMeCAMeMeMeMeMeCAMeUAAMeUGMeMeUGG−3’という配列(配列番号25)を有する18個のヌクレオチド残基からなる一様に修飾された2’−O−(2−メトキシエチル)ホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチドである。
ヌシネルセンナトリウムという化学名は、C234H323N61O128P17S17Na17という分子式に対応する2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオシチジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−P−チオアデニリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオシチジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオシチジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−P−チオアデニリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−P−チオアデニリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−P−チオアデニリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−P−チオグアニリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオシチジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチル−P−チオウリジリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)−P−チオグアニリル−(3’−O→5’−O)−2’−O−(2−メトキシエチル)グアノシンであり、相対分子質量が7501.0g/molであり、図3に示される構造を有する。
アンチセンスは、1つ以上の特定の遺伝子産物の発現調節に有効な手段であり、多くの治療的用途、診断的用途、及び研究的用途において比類なく有用である。本明細書では、標的を占有することを基礎とするアンチセンス機構を含めて、アンチセンス作用機構を介する遺伝子発現の調節に有用なアンチセンス化合物が提供される。一態様では、本明細書で提供されるアンチセンス化合物は、標的遺伝子のスプライシングを調節する。そのような調節には、エクソンが含まれることを促進または抑制することが含まれる。本明細書では、pre−mRNA分子中に存在するシススプライシング調節エレメントを標的とするアンチセンス化合物がさらに提供され、こうしたシススプライシング調節エレメントには、エクソン内スプライシングエンハンサー、エクソン内スプライシングサイレンサー、イントロン内スプライシングエンハンサー、及びイントロン内スプライシングサイレンサーが含まれる。シススプライシング調節エレメントを乱すと、スプライス部位の選択が変化すると考えられており、これによってスプライス産物の組成が変化し得る。
真核生物のpre−mRNAのプロセシングは、適切なmRNAスプライシングの達成に多数のシグナル及びタンパク質因子を必要とする複雑なプロセスである。スプライソソームによるエクソンの規定に必要なものは、イントロンとエクソンとの境界を規定する標準的なスプライシングシグナルにとどまらない。そのような追加のシグナルの1つは、シス作用性の調節エンハンサー配列及び調節サイレンサー配列によって与えられる。エクソン内スプライシングエンハンサー(ESE)、エクソン内スプライシングサイレンサー(ESS)、イントロン内スプライシングエンハンサー(ISE)、及びイントロン内スプライシングサイレンサー(ISS)は、その作用部位及び作用様式に応じてスプライスドナー部位またはスプライスアクセプター部位の利用を抑制または増進するものとして同定されている(Yeo et al.2004,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.101(44):15700−15705)。こうした調節配列に特異的なタンパク質(トランス因子)が結合すると、スプライシングプロセスが導かれ、特定のスプライス部位の利用が促進または抑制されることで、スプライシング産物の比が調節される(Scamborova et al.2004,Mol.Cell.Biol.24(5):1855−1869:Hovhannisyan and Carstens,2005,Mol.Cell.Biol.25(1):250−263、Minovitsky et al.2005,Nucleic Acids Res.33(2):714−724)。
いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、天然起源のオリゴマーであるオリゴヌクレオチド(DNAまたはRNAなど)と比較して1つ以上の修飾を含む。そのような修飾アンチセンスオリゴヌクレオチドは、1つ以上の望ましい特性を有し得る。いくつかの態様では、修飾は、アンチセンスオリゴヌクレオチドのアンチセンス活性を変化させ、この変化は、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドの標的核酸に対するその親和性の増加、1つ以上のヌクレアーゼに対するその抵抗性の増加、及び/またはオリゴヌクレオチドの薬物動態もしくは組織分布の変化によって生じる。いくつかの態様では、修飾アンチセンスオリゴヌクレオチドは、1つ以上の修飾ヌクレオシド、及び/または1つ以上の修飾ヌクレオシド結合、及び/または1つ以上の複合基を含む。
a.修飾ヌクレオシド
いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、1つ以上の修飾ヌクレオシドを含む。そのような修飾ヌクレオシドは、修飾糖及び/または修飾核酸塩基を含み得る。いくつかの態様では、そのような修飾ヌクレオシドをオリゴヌクレオチド中に含めることで、限定されないが、ヌクレアーゼによる分解に対する抵抗性の向上、及びまたは修飾オリゴヌクレオチドの毒性及び/または取り込み特性の改善を含めて、標的核酸に対する親和性の増加及び/または安定性の向上が得られる。
i.核酸塩基
ヌクレオシドの天然起源の塩基部分は、ヘテロ環式塩基であり、典型的には、プリン及びピリミジンである。「非修飾」核酸塩基または「天然」核酸塩基(プリン核酸塩基(アデニン(A)及びグアニン(G))、ならびにピリミジン核酸塩基(チミン(T)、シトシン(C)、及びウラシル(U)))に加えて、当業者に知られる修飾核酸塩基または核酸塩基模倣体の多くが、本明細書に記載の化合物への組み込みに適している。いくつかの態様では、修飾核酸塩基は、構造が親核酸塩基にかなり類似した核酸塩基であり、こうした核酸塩基は、例えば、7−デアザプリン、5−メチルシトシン、またはG−クランプなどである。いくつかの態様では、核酸塩基模倣体は、より複雑な構造を含む(例えば、三環式フェノキサジン核酸塩基模倣体など)。修飾核酸塩基を調製するための方法は当業者によく知られている。
ii.修飾糖及び糖代替物
本出願のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、天然の糖と比較して糖部分が修飾されたヌクレオシドを任意選択で1つ以上含み得る。糖修飾ヌクレオシドを含むオリゴヌクレオチドは、ヌクレアーゼに対する安定性が増進しているか、結合親和性が増加しているか、または何らかの他の有益な生物学的特性を有し得る。そのような修飾には、限定されないが、置換基を付加するもの、非ジェミナル環原子を架橋して二環式核酸(BNA)を形成させるもの、リボシル環酸素原子をS、N(R)、またはC(R)(R)(R=H、C−C12アルキル、または保護基)で置き換えるもの、及びこうした修飾の組み合わせが含まれ、こうした修飾の組み合わせは、例えば、2’−F−5’−メチル置換ヌクレオシド(他の開示の5’,2’−ビス置換ヌクレオシドについては2008年8月21日公開のPCT国際出願WO2008/101157を参照のこと)、またはリボシル環酸素原子をSで置き換えたものに対してさらに2’位の置換を行うもの(2005年6月16日公開の公開米国特許出願US20050130923を参照のこと)、あるいはBNAの5’位を置換するもの(2007年11月22日公開のPCT国際出願WO2007/134181(この文献では、LNAが、例えば、5’−メチル基または5’−ビニル基で置換されている)を参照のこと)などである。
修飾糖部分を有するヌクレオシドの例としては、限定されないが、5’−ビニル置換基を含むヌクレオシド、5’−メチル(RまたはS)置換基を含むヌクレオシド、4’−S置換基を含むヌクレオシド、2’−F置換基を含むヌクレオシド、2’−OCH置換基を含むヌクレオシド、及び2’−O(CHOCH置換基を含むヌクレオシドが挙げられる。2’位の置換基は、アリル、アミノ、アジド、チオ、O−アリル、O−C−C10アルキル、OCF、O(CH)SCH、O(CH−O−N(R)(R)、及びO−CH−C(=O)−N(R)(R)(式中、それぞれのR及びRは、独立して、Hまたは置換もしくは非置換のC−C10アルキルである)からも選択され得る。
二環式核酸(BNA)の例としては、限定されないが、4’リボシル環原子と2’リボシル環原子との間に架橋を含むヌクレオシドが挙げられる。いくつかの態様では、本明細書で提供されるアンチセンス化合物は、架橋が下記の式のうちの1つを含む1つ以上のBNAヌクレオシドを含む:4’−ベータ−D−(CH)−O−2’(ベータ−D−LNA)、4’−(CH)−S−2、4’−アルファ−L−(CH)−O−2’(アルファ−L−LNA)、4’−(CH−O−2’(ENA)、4’−C(CH−O−2’(PCT/US2008/068922を参照のこと)、4’−CH(CH)−O−2’及び4’−C−H(CHOCH)−O−2’(2008年7月15日発行の米国特許第7,399,845号を参照のこと)、4’−CH−N(OCH)−2’(PCT/US2008/064591を参照のこと)、4’−CH−O−N(CH)−2’(2004年9月2日公開の公開米国特許出願US2004−0171570を参照のこと)、4’−CH−N(R)−O−2’(2008年9月23日発行の米国特許第7,427,672号を参照のこと)、4’−CH−C(CH)−2’及び4’−CH−C(=CH)−2’(PCT/US2008/066154を参照のこと)(Rは、独立して、H、C−C12アルキル、または保護基である)。
いくつかの態様では、修飾ヌクレオシドを構成する修飾糖部分は、二環式糖部分ではない。いくつかの態様では、ヌクレオシドの糖環は、任意の位置が修飾され得る。有用な糖修飾の例としては、限定されないが、OH、F、O−アルキル、S−アルキル、N−アルキル、またはO−アルキル−O−アルキルから選択される糖置換基を化合物に含めるものが挙げられ、こうしたアルキル、アルケニル、及びアルキニルは、置換または非置換のC−C10アルキルまたはC−C10アルケニル及びC−C10アルキニルであり得る。いくつかの態様では、そのような置換基は、糖の2’位に位置する。
いくつかの態様では、修飾ヌクレオシドは、糖の2’位に置換基を含む。いくつかの態様では、そのような置換基は、ハロゲン化物(限定されないがFを含む)、アリル、アミノ、アジド、チオ.O−アリル、O−C−C10アルキル、−OCF、O−(CH−O−CH、2’−O(CHSCH、O−(CH−O−N(R)(R)、またはO−CH−C(=O)−N(R)(R)(式中、それぞれのR及びRは、独立して、Hまたは置換もしくは非置換のC−C10アルキルである)から選択される。
いくつかの態様では、本発明における使用に適した修飾ヌクレオシドは、2−メトキシエトキシ、2’−Oメチル(2’−OCH)、2’−フルオロ(2’−F)である。
いくつかの態様では、修飾ヌクレオシドが2’位に有する置換基は、O[(CHO]CH、O(CHNH、O(CHCH、O(CHONH、OCHC(=O)N(H)CH、及びO(CHON[(CHCH3](式中、n及びmは、1〜約10である)から選択される。他の2’−糖置換基には、C−C10アルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリル、アラルキル、O−アルカリルまたはO−アラルキル、SH、SCH、OCN、Cl、Br、CN、CF、OCF、SOCH、SOCH、ONO、NO、N、NH、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルカリル、アミノアルキルアミノ、ポリアルキルアミノ、置換シリル、RNA切断基、レポーター基、インターカレーター、オリゴマー化合物の薬物動態特性を改善するための基またはオリゴマー化合物の薬力学的特性を改善するための基、及び同様の特性を有する他の置換基が含まれる。
いくつかの態様では、修飾ヌクレオシドは、2’−MOE側鎖を含む(Baker et al.,J.Biol.Chem.,1997,272,11944−12000)。そのような2’−MOE置換は、非修飾ヌクレオシド及び他の修飾ヌクレオシド(2’−O−メチル、O−プロピル、及びO−アミノプロピルなど)と比較して結合親和性を改善するものである説明されている。2’−MOE置換基を有するオリゴヌクレオチドは、インビボでの使用に有望な特徴を有する遺伝子発現のアンチセンス阻害剤であることも示されている(Martin,P.,Helv.Chim.Acta,1995,78,486−504、Altmann et al.,Chimia,1996,50,168−176、Altmann et al.,Biochem.Soc.Trans.,1996,24,630−637、及びAltmann et al.,Nucleosides Nucleotides,1997,16,917−926)。
いくつかの態様では、2’−糖置換基は、アラビノ(上向き)位またはリボ(下向き)位のいずれかに位置する。いくつかの態様では、2’−アラビノ修飾は、2’−Fアラビノ(FANA)である。同様の修飾を、糖の他の位置に施すこともでき、具体的には、3’末端ヌクレオシドまたは2’−5’連結オリゴヌクレオチドの糖の3’位、及び5’末端ヌクレオチドの5’位に施すことができる。
いくつかの態様では、適切なヌクレオシドは、リボフラノシル糖の代わりに糖代替物(シクロブチルなど)を有する。そのような修飾糖構造の調製について教示する代表的な米国特許には、限定されないが、米国4,981,957、米国5,118,800、米国5,319,080、米国5,359,044、米国5,393,878、米国5,446,137、米国5,466,786、米国5,514,785、米国5,519,134号、米国5,567,811、米国5,576.427、米国5,591,722、米国5,597,909、米国5,610,300、米国5,627,053、米国5,639,873、米国5,646,265、米国5,658,873、米国5,670,633、米国5,792,747、及び米国5,700,920が含まれ、これらの文献はそれぞれ、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
いくつかの態様では、ヌクレオシドは、糖の2’位に修飾を含む。いくつかの態様では、ヌクレオシドは、糖の5’位に修飾を含む。いくつかの態様では、ヌクレオシドは、糖の2’位及び5’位に修飾を含む。いくつかの態様では、修飾ヌクレオシドは、オリゴヌクレオチドへの組み込みに有用であり得る。いくつかの態様では、修飾ヌクレオシドは、オリゴヌクレオチドの5’末端の位置でオリゴヌクレオシドに組み込まれる。
b.ヌクレオシド間結合
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、1つ以上の修飾ヌクレオシド間結合を任意選択で含み得る。連結基の2つの主要クラスは、リン原子の存在有無によって規定される。代表的なリン含有結合には、限定されないが、ホスホジエステル(P=O)、ホスホトリエステル、メチルホスホネート、ホスホロアミデート、及びホスホロチオエート(P=S)が含まれる。代表的な非リン含有連結基には、限定されないが、メチレンメチルイミノ(−CH−N(CH)−O−CH2)、チオジエステル(−O−C(O)−S−)、チオノカルバメート(−O−C(O)(NH)−S−)、シロキサン(−O−Si(H)−O−)、及びN,N’−ジメチルヒドラジン(−CH−N(CH)−N(CH)−)が含まれる。非リン連結基を有するオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオシドと称される。天然のホスホジエステル結合と比較して改変されている結合は、オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ抵抗性を変化させるために使用され得る(典型的には、向上させるために使用され得る)。いくつかの態様では、キラル原子を有する結合がラセミ混合物(別々のエナンチオマー)として調製され得る。代表的なキラル結合には、限定されないが、アルキルホスホネート及びホスホロチオエートが含まれる。リン含有結合及び非リン含有結合の調製方法は、当業者によく知られている。
本明細書に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、1つ以上の不斉中心を含み得るため、エナンチオマー、ジアステレオマー、及び絶対立体化学に関して、糖アノマーなどについては(R)もしくは(S)、またはアミノ酸などについては(D)もしくは(L)として規定され得る他の立体異性配置が生じ得る。本明細書で提供されるアンチセンス化合物には、そのような可能な異性体ならびにそのラセミ形態及び光学的に純粋な形態がすべて含まれ得る。
いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合を有する。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも2つの修飾ヌクレオシド間結合を有する。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも3つの修飾ヌクレオシド間結合を有する。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも10個の修飾ヌクレオシド間結合を有する。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドの各ヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である。いくつかの態様では、そのような修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエート結合である。
c.長さ
いくつかの態様では、本発明は、さまざまな範囲の長さのいずれのアンチセンスオリゴヌクレオチドも提供する。いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、X〜Y個の連結ヌクレオシドを含むか、またはX〜Y個の連結ヌクレオシドからなり、X及びYはそれぞれ、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、及び50から独立して選択される(但し、X〜Yとなることが条件である)。例えば、いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、8〜9つ、8〜10個、8〜11個、8〜12個、8〜13個、8〜14個、8〜15個、8〜16個、8〜17個、8〜18個、8〜19個、8〜20個、8〜21個、8〜22個、8〜23個、8〜24個、8〜25個、8〜26個、8〜27個、8〜28個、8〜29個、8〜30個、9〜10個、9〜11個、9〜12個、9〜13個、9〜14個、9〜15個、9〜16個、9〜17個、9〜18個、9〜19個、9〜20個、9〜21個、9〜22個、9〜23個、9〜24個、9〜25個、9〜26個、9〜27個、9〜28個、9〜29個、9〜30個、10〜11個、10〜12個、10〜13個、10〜14個、10〜15個、10〜16個、10〜17個、10〜18個、10〜19個、10〜20個、10〜21個、10〜22個、10〜23個、10〜24個、10〜25個、10〜26個、10〜27個、10〜28個、10〜29個、10〜30個、11〜12個、11〜13個、11〜14個、11〜15個、11〜16個、11〜17個、11〜18個、11〜19個、11〜20個、11〜21個、11〜22個、11〜23個、11〜24個、11〜25個、11〜26個、11〜27個、11〜28個、11〜29個、11〜30個、12〜13個、12〜14個、12〜15個、12〜16個、12〜17個、12〜18個、12〜19個、12〜20個、12〜21個、12〜22個、12〜23個、12〜24個、12〜25個、12〜26個、12〜27個、12〜28個、12〜29個、12〜30個、13〜14個、13〜15個、13〜16個、13〜17個、13〜18個、13〜19個、13〜20個、13〜21個、13〜22個、13〜23個、13〜24個、13〜25個、13〜26個、13〜27個、13〜28個、13〜29個、13〜30個、14〜15個、14〜16個、14〜17個、14〜18個、14〜19個、14〜20個、14〜21個、14〜22個、14〜23個、14〜24個、14〜25個、14〜26個、14〜27個、14〜28個、14〜29個、14〜30個、15〜16個、15〜17個、15〜18個、15〜19個、15〜20個、15〜21個、15〜22個、15〜23個、15〜24個、15〜25個、15〜26個、15〜27個、15〜28個、15〜29個、15〜30個、16〜17個、16〜18個、16〜19個、16〜20個、16〜21個、16〜22個、16〜23個、16〜24個、16〜25個、16〜26個、16〜27個、16〜28個、16〜29個、16〜30個、17〜18個、17〜19個、17〜20個、17〜21個、17〜22個、17〜23個、17〜24個、17〜25個、17〜26個、17〜27個、17〜28個、17〜29個、17〜30個、18〜19個、18〜20個、18〜21個、18〜22個、18〜23個、18〜24個、18〜25個、18〜26個、18〜27個、18〜28個、18〜29個、18〜30個、19〜20個、19〜21個、19〜22個、19〜23個、19〜24個、19〜25個、19〜26個、19〜29個、19〜28個、19〜29個、19〜30個、20〜21個、20〜22個、20〜23個、20〜24個、20〜25個、20〜26個、20〜27個、20〜28個、20〜29個、20〜30個、21〜22個、21〜23個、21〜24個、21〜25個、21〜26個、21〜27個、21〜28個、21〜29個、21〜30個、22〜23個、22〜24個、22〜25個、22〜26個、22〜27個、22〜28個、22〜29個、22〜30個、23〜24個、23〜25個、23〜26個、23〜27個、23〜28個、23〜29個、23〜30個、24〜25個、24〜26個、24〜27個、24〜28個、24〜29個、24〜30個、25〜26個、25〜27個、25〜28個、25〜29個、25〜30個、26〜27個、26〜28個、26〜29個、26〜30個、27〜28個、27〜29個、27〜30個、28〜29個、28〜30個、または29〜30個の連結ヌクレオシドを含むか、またはその個数の連結ヌクレオシドからなる。
いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレオシド数15の長さを有する。いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレオシド数16の長さを有する。いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレオシド数17の長さを有する。いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレオシド数18の長さを有する。いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレオシド数19の長さを有する。いくつかの態様では、アンチセンス化合物またはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ヌクレオシド数20の長さを有する。
d.オリゴヌクレオチドモチーフ
いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、その長さに沿って特定の向きで配置された化学的に修飾されたサブユニットを有する。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、完全に修飾される。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、一様に修飾される。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、一様に修飾され、各ヌクレオシドは、2−MOE糖部分を含む。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、一様に修飾され、各ヌクレオシドは、2’−OMe糖部分を含む。いくつかの態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、一様に修飾され、各ヌクレオシドは、モルホリノ糖部分を含む。
いくつかの態様では、オリゴヌクレオチドは、交互モチーフを含む。いくつかの態様では、交互修飾型は、2’−MOE、2’−F、二環式糖修飾ヌクレオシド、及びDNA(非修飾2’−デオキシ)の中から選択される。いくつかの態様では、各交互領域は、単一のヌクレオシドを含む。
いくつかの態様では、オリゴヌクレオチドは、第1の型のヌクレオシドのブロックを1つ以上含むと共に、第2の型のヌクレオシドのブロックを1つ以上含む。
いくつかの態様では、交互モチーフ中の1つ以上の交互領域は、ある1つ型のヌクレオシドを1つ含むにとどまらない。例えば、オリゴマー化合物は、下記のヌクレオシドモチーフのいずれかの1つ以上の領域を含み得る:
Nu1 Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu1、
Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu2 Nu2、
Nu1 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1 Nu2、
Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1 Nu2 Nu2、
Nu1 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1、
Nu1 Nu1 Nu2 Nu1 NU2 Nu1 Nu2、
Nu1 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1、
Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1、
Nu2 Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1、または
Nu1 Nu2 Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu1 Nu2 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu2 Nu1 Nu1、
配列中、Nu1は、第1の型のヌクレオシドであり、Nu2は、第2の型のヌクレオシドである。いくつかの態様では、Nu1及びNu2の一方は、2’−MOEヌクレオシドであり、Nu1及びNu2のもう一方は、2’−OMe修飾ヌクレオシド、BNA、及び非修飾DNAヌクレオシドまたは非修飾RNAヌクレオシドから選択される。
2.オリゴマー化合物
いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、オリゴヌクレオチドのみから構成される。いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、オリゴヌクレオチドと、1つ以上の複合基及び/または末端基と、を含む。そのような複合基及び/または末端基は、本出願に記載の化学モチーフのいずれかを有するオリゴヌクレオチドに付加され得る。したがって、例えば、交互ヌクレオシドの領域を1つ以上有するオリゴヌクレオチドを含むオリゴマー化合物は、末端基を含み得る。
a.複合基
いくつかの態様では、オリゴヌクレオチドは、1つ以上の複合基を付加することによって修飾される。一般に、複合基は、付加を受けるオリゴマー化合物の特性を1つ以上改変するものであり、改変される特性には、限定されないが、薬力学、薬物動態、安定性、結合、吸収、細胞分布、細胞への取り込み、電荷、及びクリアランスが含まれる。複合基は、化学的分野で日常的に使用されており、親化合物(オリゴマー化合物(オリゴヌクレオチドなど)など)に対して、直接的に連結されるか、または任意選択の複合連結部分もしくは複合連結基を介して連結される。複合基には、限定されないが、インターカレーター、レポーター分子、ポリアミン、ポリアミド、ポリエチレングリコール、チオエーテル、ポリエーテル、コレステロール、チオコレステロール、コール酸部分、葉酸、脂質、リン脂質、ビオチン、フェナジン、フェナントリジン、アントラキノン、アダマンタン、アクリジン、フルオレセイン、ローダミン、クマリン、及び色素が含まれ得る。ある特定の複合基については、これまでに報告されており、こうした複合基は、例えば、コレステロール部分(Letsinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1989,86,6553−6556)、コール酸(Manoharan et al.,Bioorg.Med.Chem.Let.,1994,4,1053−1060)、チオエーテル(例えば、ヘキシル−S−トリチルチオール)(Manoharan et al.,Ann.N.Y.Acad.Sci.,1992,660,306−309、Manoharan et al.,Bioorg.Med.Chem.Let.,1993,3,2765−2770)、チオコレステロール(Oberhauser et al.,Nucl.Acids Res.,1992,20,533−538)、脂肪族鎖(例えば、ド−デカン−ジオール残基もしくはウンデシル残基)(Saison−Behmoaras et al.,EMBO.J.,1991,10,1111−1118、Kabanov et al.,FEBS Lett.,1990,259,327−330、Svinarchuk et al.,Biochimie,1993,75,49−54)、リン脂質(例えば、ジ−ヘキサデシル−rac−グリセロールもしくはトリエチル−アンモニウム1,2−ジ−O−ヘキサデシル−rac−グリセロ−3−H−ホスホネート)(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651−3654、Shea et al.,Nucl.Acids Res.,1990,18,3777−3783)、ポリアミン鎖もしくはポリエチレングリコール鎖(Manoharan et al.,Nucleosides & Nucleotides,1995,14,969−973)、またはアダマンタン酢酸(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651−3654)、パルミチル部分(Mishra et al.,Biochim.Biophys.Acta,1995,1264.229−237)、あるいはオクタデシルアミン部分またはヘキシルアミノ−カルボニル−オキシコレステロール部分(Crooke et al.,J.Pharmacol.Exp.Ther.,1996,277,923−937)である。
いくつかの態様では、複合基は、活性原薬を含み、こうした活性原薬は、例えば、アスピリン、ワルファリン、フェニルブタゾン、イブプロフェン、スプロフェン、フェン−ブフェン、ケトプロフェン、(S)−(+)−プラノプロフェン、カプロフェン、ダンシルサルコシン、2,3,5−トリヨード安息香酸、フルフェナム酸、フォリン酸、ベンゾサイアジアザイド、クロロチアジド、ジアゼピン、インド−メチシン(indo−methicin)、バルビツール酸、セファロスポリン、サルファ剤、抗糖尿病剤、抗細菌剤、または抗生物質である。オリゴヌクレオチド−薬物複合体及びその調製については、米国特許出願第09/334,130号に記載されている。
オリゴヌクレオチド複合体の調製を教示する代表的な米国特許については、限定されないが、米国4,828,979、米国4,948,882、米国5,218,105、米国5,525,465、米国5,541,313、米国5,545,730、米国5,552,538、米国5,578,717、米国5,580,731、米国5,580,731、米国5,591,584、米国5,109,124、米国5,118,802、米国5,138,045、米国5,414,077、米国5,486,603、米国5,512.439、米国5,578,718、米国5,608,046、米国4,587,044、米国4,605,735、米国4,667,025、米国4,762,779、米国4,789,737、米国4,824,941、米国4,835,263、米国4,876,335、米国4,904,582、米国4,958,013、米国5,082,830、米国5,112,963、米国5,214,136、米国5,082,830、米国5,112,963、米国5,214,136、米国5,245,022、米国5,254,469、米国5,258,506、米国5,262,536、米国5,272,250、米国5,292,873、米国5,317,098、米国5,371,241、米国5,391,723、米国5,416,203、米国5,451,463、米国5,510,475、米国5,512,667、米国5,514,785、米国5,565,552、米国5,567,810、米国5,574,142、米国5,585,481、米国5,587,371、米国5,595,726、米国5,597.696、米国5,599,923、米国5,599,928、及び米国5,688,941が含まれる。複合基は、オリゴヌクレオチドの一方もしくは両方の末端(末端複合基)、及び/または任意の内部位置に付加され得る。
b.末端基
いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、一方または両方の末端に末端基を含む。いくつかの態様では、末端基は、本出願に記載の複合基のいずれかを含み得る。いくつかの態様では、末端基は、追加のヌクレオシド及び/または反転脱塩基ヌクレオシド(inverted abasic nucleoside)を含み得る。いくつかの態様では、末端基は、安定化基である。
いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、特性(例えば、ヌクレアーゼ安定性など)を増進する末端安定化基を1つ以上含む。安定化基には、キャップ構造が含まれる。本明細書で使用される「キャップ構造」または「末端キャップ部分」という用語は、オリゴマー化合物の末端の両方または一方に付加され得る化学修飾を指す。ある特定の末端修飾は、末端核酸部分を有するオリゴマー化合物をエキソヌクレアーゼによる分解から保護し、細胞内への送達及び/または細胞内での局在化を支援し得る。キャップは、5’末端(5’キャップ)もしくは3’末端(3’キャップ)に存在し得るか、または両末端に存在し得る(より詳細な情報については、限定されないが、Wincott et al.,国際PCT公開公報第WO97/26270号、Beaucage and Tyer,1993,Tetrahedron 49,1925:米国特許出願公開公報第US2005/0020525号、及びWO03/004602を参照のこと)。
いくつかの態様では、オリゴマー化合物のオリゴヌクレオチドの一方または両方の末端に対して1つ以上の追加のヌクレオシドが付加される。そのような追加の末端ヌクレオシドは、末端基ヌクレオシドと本明細書で称される。二本鎖化合物では、そのような末端基ヌクレオシドは、末端(3’及び/または5’)オーバーハングである。二本鎖アンチセンス化合物との関連では、そのような末端基ヌクレオシドは、標的核酸に相補的であることもないこともあり得る。いくつかの態様では、末端基は、非ヌクレオシド末端基である。そのような非末端基は、ヌクレオシド以外の任意の末端基であり得る。
c.オリゴマー化合物モチーフ
いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、T−(Nun1,−(Nun2−(Nun3−(Nun4−(Nun5−T2というモチーフを含み、モチーフ中:
Nuは、第1の型のヌクレオシドであり、
Nuは、第2の型のヌクレオシドであり、
n1及びn5はそれぞれ、独立して0〜3であり、
n2とn4との合計は、10〜25であり、
n3は、0〜5であり、
それぞれのT及びTは、独立して、H、ヒドロキシル保護基、任意選択で連結された複合基、またはキャッピング基である。
いくつかの態様では、n2とn4との合計は、13または14であり、n1は、2であり、n3は、2または3であり、n5は、2である。いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、表Aから選択されるモチーフを含む。
Figure 2021534154
3.アンチセンス
いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、アンチセンス化合物である。したがって、いくつかの態様では、オリゴマー化合物は、標的核酸(例えば、標的pre−mRNAまたは標的mRNA)とハイブリダイゼーションしてアンチセンス活性を示す。
a.ハイブリダイゼーション
いくつかの態様では、特異的結合が望まれる条件(例えば、インビボアッセイまたは治療的治療の場合は生理学的条件、インビトロアッセイの場合はアッセイが実施される条件)の下で非標的核酸配列にアンチセンス化合物が非特異的に結合することを回避する上で十分な度合いの相補性が存在する場合、アンチセンス化合物は、標的核酸に特異的にハイブリダイゼーションする。
したがって、「厳密なハイブリダイゼーション条件」または「厳密な条件」は、アンチセンス化合物が標的配列にハイブリダイゼーションするが、アンチセンス化合物によるハイブリダイゼーションを受ける他の配列の数は最小限にとどまる条件を意味する。厳密な条件は、配列依存性であると共に、状況が異なれば異なることになり、アンチセンスオリゴヌクレオチドが標的配列にハイブリダイゼーションする「厳密な条件」は、アンチセンスオリゴヌクレオチドの性質及び組成、ならびにアンチセンスオリゴヌクレオチドが調べられるアッセイによって決定される。
当該技術分野では、ヌクレオチドに親和性修飾を施すことで、非修飾化合物と比較して許容ミスマッチ数が増え得ることが知られている。同様に、ある特定の核酸塩基配列は、他の核酸塩基配列と比較してミスマッチに対する寛容性が高くあり得る。当業者なら、オリゴヌクレオチド間、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドと標的核酸との間の適切なミスマッチ数を決定する能力を有し、この決定は、融解温度(Tm)の決定などによって行われる。TmまたはATmは、当業者に知られる手法によって計算され得る。例えば、当業者なら、Freier et al.(Nucleic Acids Research,1997,25,22:4429−4443)に記載の手法を用いれば、RNA:DNA二本鎖の融解温度を上昇させる能力についてヌクレオチド修飾を評価することが可能である。
b.pre−mRNAプロセシング
いくつかの態様では、本明細書で提供されるアンチセンス化合物は、pre−mRNAに相補的である。いくつかの態様では、そのようなアンチセンス化合物は、pre−mRNAのスプライシングを変化させる。いくつかの態様では、標的pre−mRNAに対応する成熟mRNAのあるバリアントと、その成熟mRNAの別のバリアントとの比が変化する。いくつかの態様では、標的pre−mRNAから発現するタンパク質のあるバリアントと、タンパク質の別のバリアントとの比が変化する。pre−mRNAのスプライシングを変化させるために使用され得るある特定のオリゴマー化合物及び核酸塩基配列は、例えば、米国特許第6,210,892号、米国特許第5,627,274号、米国特許第5,665,593号、米国特許第5,916,808号、米国特許第5,976,879号、US2006/0172962、US2007/002390、US2005/0074801、US2007/0105807、US2005/0054836、WO2007/090073、WO2007/047913、Hua et al.,PLoS Biol 5(4):e73、Vickers et al.,J.Immunol.2006 Mar.15;176(6):3652−61、及びHua et al.,American J.of Human Genetics(April 2008)82,1−15(これらの文献はそれぞれ、その全体があらゆる目的のために参照によって本明細書に組み込まれる)において見つけることができる。いくつかの態様では、スプライシングを変化させるアンチセンス配列は、本出願に記載のモチーフに従って修飾される。
いくつかの態様では、ASOまたはオリゴマー化合物は、WO/2018/014043(PCT/US2017/042465)、WO/2018/014042(PCT/US2017/042464)、WO/2018/014041(PCT/US2017/042463)に記載の修飾を1つ以上含み得、これらの文献の内容は、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
併用投与及び併用治療
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター(例えば、rAAV)中のもの)、SMN2 ASO、またはそれらの組み合わせが、「治療的に有効な」量で本明細書に記載の対象に送達されることで(この送達は、例えば、同時投与または連続投与を介して行われる)、所望の結果(例えば、SMAまたはその1つ以上の症状の治療)が達成される。いくつかの態様では、所望の結果には、筋力低下の低減、筋力及び筋緊張の増加、脊柱側弯の阻止もしくは低減、または呼吸器の健康の維持もしくは向上、または振戦もしくは単収縮の低減が含まれる。他の所望のエンドポイントは、医師によって決定され得る。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて体重が増加する。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて筋力低下が阻止または低減される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて筋力が増加する。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて筋緊張が増加する。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて脊柱側弯が阻止または低減される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて振戦または単収縮が低減される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて呼吸器の健康が維持されるか、または向上する。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されてニューロンの脱落が阻止または低減される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが対象に送達されて運動ニューロンの脱落が阻止または低減される。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせが投与されることで相乗作用が得られる。いくつかの態様では、組み合わせによって、組換えSMN1遺伝子の作用が増強され、対象への送達用量を低減すること(例えば、組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの用量を低減すること)が可能になる。いくつかの態様では、組み合わせによって、SMN2 ASOの作用が増強され、対象へのASOの投与用量を低減することが可能になる。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの低減用量は、1×1010GC未満である。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの低減用量は、1.0×10〜1.0×1010GCである。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの低減用量は、1.0×10〜1.0×1010GCである。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの低減用量は、1.0×1010〜1.0×1013GCである。いくつかの態様では、ヒト対象に投与される組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの低減用量は、3×1013GCである。いくつかの態様では、ヒト対象に投与される組換えSMN1遺伝子をコードするrAAVの低減用量は、1×1014GC未満であり、例えば、ヒト対象に投与される用量当たり1×1013〜1×1014GC、1×1012〜1×1013GC、1×1011〜1×1012GC、1×1010〜1×1011GC、もしくは1×10〜1×1010GC、またはそれ未満である。
いくつかの態様では、SMN2 ASOの低減用量は、12mgである。用量当たり合計5mg〜60mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜48mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜36mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mgのSMN2 ASOが対象に投与される。
場合によっては、SMAは、妊娠の30〜36週辺りの胎児において検出される。この状況では、分娩後、可能な限り早急に新生児を治療することが望ましくあり得る。子宮内の胎児を治療することも望ましくあり得る。したがって、SMAを有する新生児対象を救援及び/または治療する方法が提供され、この方法は、組換えSNM1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせを胎児及び/または新生児対象(例えば、ヒト胎児及び/または新生児)の神経細胞に送達するステップを含む。いくつかの態様では、SMAを有する胎児を救援及び/または治療する方法が提供され、この方法は、組換えSNM1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせを子宮内の胎児の神経細胞に送達するステップを含む。いくつかの態様では、組み合わせは、くも膜下腔内注射を介して本明細書に記載の組成物の1つ以上において送達される。いくつかの態様では、子宮内治療は、胎児におけるSMAの検出後に本明細書に記載の組換えSNM1遺伝子及びSMN2 ASOの組み合わせを投与するものと定義される。例えば、David et al,Recombinant adeno−associated virus−mediated in utero gene transfer gives therapeutic transgene expression in the sheep,Hum Gene Ther.2011 Apr;22(4):419−26.doi:10.1089/hum.2010.007.Epub 2011 Feb 2(当該文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと。
いくつかの態様では、新生児治療は、組換えSNM1遺伝子及びSMN2 ASOの一方または両方の少なくとも1回の用量を、分娩から8時間以内、最初の12時間以内、最初の24時間以内、または最初の48時間以内に送達することを伴う。別の態様では、特に霊長類(ヒトまたは非ヒト)については、新生児送達は、約12時間〜約1週間、約2週間、約3週間、もしくは約1ヶ月の期間内、または約24時間〜約48時間後に行われる。
いくつかの態様では、遅発性のSMAについては、組換えSNM1遺伝子及びSMN2 ASOの一方または両方が、症状の発症後に送達される。いくつかの態様では、患者の治療(例えば、1回目の注射)は、1歳を迎える前に開始される。別の態様では、1歳以降、または2〜3歳以降、5歳以降、11歳以降、またはそれを超える年齢で治療が開始される。
いくつかの態様では、組換えSNM1遺伝子及びSMN2 ASOの一方または両方が、後日に再投与される。
いくつかの態様では、複数回の再投与が行われる。そのような再投与は、同じ型のウイルスベクターにおける組換えSMN1遺伝子の再投与、異なるウイルスベクターにおける組換えSMN1遺伝子の再投与(例えば、異なる血清型のAAVカプシドタンパク質を使用するもの)、または非ウイルス送達を介する組換えSMN1遺伝子の再投与を伴い得る。例えば、SMN1をコードする第1のrAAV(例えば、rAAV9)で患者が治療され、(例えば、SMN2 ASOの投与に加えて)組換えSMN1遺伝子での2回目の治療が患者に必要な場合、組換えSMN1遺伝子をコードする第2の異なるrAAV(例えば、rAAVhu68)をその後に投与することができ、逆もまた同様である。同様に、第1のrAAV血清型に対する中和抗体を患者が有する場合、第2の異なるrAAV血清型を使用して第2の用量の組換えSMN1遺伝子を対象に送達することができる。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター(rAAVなど)中のもの)を併用して行うSMA患者の治療では、さらなる治療(本出願に記載の組成物での治療の前、間、及び/または後に行う免疫抑制剤での一過性の同時治療など)が必要であり得る。そのような同時治療のための免疫抑制剤には、限定されないが、ステロイド、代謝拮抗剤、T細胞抑制剤、及びアルキル化剤、または循環抗体を除去するための手順(プラスマフェレーシスなど)が含まれる。例えば、そのような一過性の治療には、約60mgを開始用量として用量を10mg/日減らして7日間(7日目は投与なし)行う1日1回のステロイド(例えば、プレドニゾンまたはプレドニゾロン)の投与が含まれ得る。他の用量及び免疫抑制剤も選択され得る。
いくつかの態様では、対象は、SMAの指標を1つ以上有する。いくつかの態様では、対象においては、1つ以上の筋肉の電気的活動が低下している。いくつかの態様では、対象は、変異SMN1遺伝子を有する(例えば、SMN1遺伝子の変異アレルを2つ有する)。いくつかの態様では、対象のSMN1遺伝子(例えば、SMN1遺伝子の両アレル)は、存在しないか、または機能性SMNタンパク質の産生能力を有さない。いくつかの態様では、対象は、各SMN1アレル中に欠失または機能喪失型点変異を有する。いくつかの態様では、対象は、SMN1遺伝子変異についてホモ接合型である。いくつかの態様では、対象は、遺伝子検査によって診断される。いくつかの態様では、対象は、筋肉生検によって同定される。いくつかの態様では、対象は、背筋を伸ばして座ることができない。いくつかの態様では、対象は、立つことまたは歩くことができない。いくつかの態様では、対象は、呼吸及び/または摂食に介助を必要とする。いくつかの態様では、対象は、筋肉の電気生理学的測定及び/または筋肉生検によって同定される。
いくつかの態様では、対象は、I型SMAを有する。いくつかの態様では、対象は、II型SMAを有する。いくつかの態様では、対象は、III型SMAを有する。いくつかの態様では、対象は、子宮内でSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、出生後1週間以内にSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、出生後1ヶ月以内にSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、3ヶ月齢までにSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、6ヶ月齢までにSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、1歳までにSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、1〜2歳の間にSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、1〜15歳の間にSMAを有すると診断される。いくつかの態様では、対象は、対象が15歳超のときにSMAを有すると診断される。
いくつかの態様では、医薬組成物(例えば、組換えSMN1遺伝子、SMN2 ASO、または両方の組み合わせ、の医薬組成物)の第1の用量は、子宮内に投与される。いくつかのそのような態様では、第1の用量は、血液脳関門が完全に発達する前に投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、子宮内の対象に全身性に投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、血液脳関門の形成後に子宮内に投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、CSFに投与される。
いくつかの態様では、医薬組成物(例えば、組換えSMN1遺伝子、SMN2 ASO、または両方の組み合わせ、の医薬組成物)の第1の用量は、対象が1週齢未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が1ヶ月齢未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が3ヶ月齢未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が6ヶ月齢未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が1歳未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が2歳未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が15歳未満のときに投与される。いくつかの態様では、第1の用量は、対象が15歳超のときに投与される。
いくつかの態様では、SMN2 ASOは、1年に1〜6回投与され、組換えSMN1遺伝子(例えば、rAAV中のもの)は、最初に1回投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換えSMN1遺伝子が初回投与された後、SMN2 ASO単独の後続用量が2回以上投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、1ヶ月に2回投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、1ヶ月ごとに投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、2ヶ月ごとに投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、6ヶ月ごとに投与される。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、rAAV中のもの)は、初回投与から、例えば1年以上(例えば、2〜5年、5〜10年、10〜15年、15〜20年、またはそれを超える期間)後に再投与される。
いくつかの態様では、医薬組成物(例えば、組換えSMN1遺伝子、SMN2 ASO、または両方の組み合わせ、の医薬組成物)が少なくとも1つ投与されると、対象の表現型が変化する。いくつかの態様では、そのような表現型変化には、限定されないが、組換えSMN mRNA及び/またはエクソン7を含む細胞SMN mRNAの絶対量の増加、エクソン7を含まないSMN mRNAに対するエクソン7を含むSMN mRNAの比の増加、SMNタンパク質の絶対量の増加、筋力の改善、少なくとも1つの筋肉における電気的活動の改善、呼吸の改善、体重増加の改善、疲労の減少、ならびに生存期間の長期化が含まれる。いくつかの態様では、対象の運動ニューロンにおいて少なくとも1つの表現型変化が検出される。いくつかの態様では、本出願に記載の医薬組成物が少なくとも1つ投与されると、対象は、背筋を伸ばして座ること、立つこと、及び/または歩くことができるようになる。いくつかの態様では、少なくとも1つの医薬組成物が投与されると、対象は、介助なしに摂食すること、飲むこと、及び/または呼吸することができるようになる。いくつかの態様では、治療の有効性は、筋肉の電気生理学的評価によって評価される。いくつかの態様では、医薬組成物が投与されると、SMAの症状の少なくとも1つが改善される。いくつかの態様では、医薬組成物が投与されると、SMAの症状の少なくとも1つが改善され、炎症作用はほとんど生じないか、または全く生じない。いくつかの態様では、炎症作用が存在しないことは、治療時にAif1レベルが顕著に上昇しないことによって決定される。
いくつかの態様では、少なくとも1つの医薬組成物が投与されると、SMAの症状の少なくとも1つの発症が遅延する。いくつかの態様では、少なくとも1つの医薬組成物が投与されると、SMAの症状の少なくとも1つの進行が鈍化する。いくつかの態様では、少なくとも1つの医薬組成物が投与されると、SMAの症状の少なくとも1つの重症度が低減される。いくつかの態様では、少なくとも1つの医薬組成物が投与されると、望ましくない副作用が生じる。いくつかの態様では、望ましくない副作用を回避しつつ症状が望ましく軽快する治療レジメンが同定される。
用量及び製剤
したがって、いくつかの態様では、治療的に有効な量のSMN2 ASOが、SMAを有する対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、単独で対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、他の化合物及び/または医薬組成物と共に対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸(例えば、rAAV中のもの)が対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸(例えば、rAAV中のもの)とが、同時(例えば、同じ時刻もしくは同じ医療訪問の間)または連続的(例えば、異なる医療訪問の間)に対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸は、単一の組成物において一緒に対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸は、別々に対象に投与される。
いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸とは、同時(例えば、病院、診療所、または他の医療施設への訪問の間の同じ時刻または異なる時刻、例えば、同じ医療訪問日の間の異なる時刻)に対象に投与される。したがって、いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸とを同時に投与することは、同じ医療訪問の間(例えば、同じ診療日の間)の投与を意味する。いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸とを同時に投与することは、同じ訪問の間(例えば、同じ診療日の間)の異なる時刻の投与を意味する。いくつかの態様では、SMN1遺伝子(例えば、SMN1をコードするrAAV)及びSMN2 ASOの同時投与は、新たな治療の開始にあたる。他の態様では、SMN1遺伝子(例えば、SMN1をコードするrAAV)及びSMN2 ASOの同時投与は、異なる組成物または単一の組成物(例えば、SMN1遺伝子治療単独またはSMN2 ASO治療単独)で現在治療されている対象に対する追加の治療にあたる。
いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸とは、異なる訪問の間(例えば、異なる診療日)に連続的に対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸とを連続的に投与することは、SMN1をコードする組換え核酸を最初の訪問の間に投与した後、異なる訪問の間(例えば、異なる診療日)にSMN2 ASOを投与することを意味する。いくつかの態様では、SMN2 ASOと、SMN1をコードする組換え核酸とを連続的に投与することは、最初の訪問の間にSMN2 ASOを投与した後、SMN1をコードする組換え核酸を異なる訪問の間(例えば、異なる診療日)に投与することを意味する。いくつかの態様では、SMN1をコードする組換え核酸と、SMN2 ASOとは、異なる頻度で投与される。本明細書で使用される連続投与は、医療訪問の間の第1の治療剤(例えば、SMN1をコードする組換え核酸)の投与前または投与後に、1回以上の異なる医療訪問の間に第2の治療剤(例えば、SMN2 ASO)が1回以上投与され得る投与プロトコールを含み得る。
いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸は、異なる頻度で投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、対象に1年当たり1〜6回投与される。いくつかの態様では、組換え核酸は、1回投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸が初回投与された後、SMN2 ASO単独の後続用量が2回以上投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOが対象に投与された後、同じ組成物においてSMN2 ASO及び組換え核酸を組み合わせたものが投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、対象の体重キログラム当たり0.01〜25ミリグラム(例えば、0.01〜10ミリグラム、0.05〜5ミリグラム、0.1〜2ミリグラム、または0.5〜1ミリグラム)の用量で対象に投与され、組換え核酸は、2×1010〜2×1014GC(例えば、1.0×1013〜1.0×1014GC、または例えばIT投薬については、約1.0×1013〜5.0×1014GC)の用量でrAAVにおいて投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、対象の体重キログラム当たり0.001〜25ミリグラム(例えば、0.001〜10ミリグラム、0.005〜5ミリグラム、0.01〜2ミリグラム、または0.05〜1ミリグラム)の用量で対象に投与され、組換え核酸は、1×1010〜2×1014GC(例えば、1.0×1013〜1.0×1014GC、または例えばIT投薬については、約1.0×1013〜5.0×1014GC、または例えばIV投薬については、約3×1013〜5×1014GC)の用量でrAAVにおいて投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、対象の体重キログラム当たり0.01〜10ミリグラムの用量で投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、対象の体重キログラム当たり0.001〜10ミリグラムの用量で投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASOは、対象の体重キログラム当たり0.001ミリグラム未満の用量で投与される。
いくつかの態様では、用量当たり合計5mg〜60mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計5mg〜20mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜48mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mg〜36mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計28mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、用量当たり合計12mgのSMN2 ASOが対象に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び/または組換えSMN1遺伝子は、対象の静脈内または筋肉内に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び/または組換えSMN1遺伝子は、対象のくも膜下腔内に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び/または組換えSMN1遺伝子は、対象の大槽内腔に投与される。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸の投与は、対象における細胞内SMNタンパク質レベルを上昇させる。いくつかの態様では、SMN2 ASO及び組換え核酸の投与は、対象の運動ニューロンの頸髄部、胸髄部、及び腰髄部における細胞内SMNタンパク質レベルを上昇させる。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、rAAV中のもの)の用量及びSMN2 ASOの用量は、CSFへのボーラス注射によって投与される。いくつかの態様では、用量は、LP及び/またはICMボーラス注射によって投与される。いくつかの態様では、用量は、ボーラス全身注射(例えば、皮下注射、筋肉内注射、または静脈内注射)によって投与される。いくつかの態様では、CSFへのボーラス注射及びボーラス全身注射が対象に施される。いくつかの態様では、CSFボーラスの用量と全身ボーラスの用量とは、互いに同じまたは異なり得る。いくつかの態様では、CSF用量及び全身用量は、異なる頻度で投与される。
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、rAAV中のもの)、SMN2 ASO、またはそれらの組み合わせを含む医薬組成物が提供される。医薬組成物は、それを必要とする対象に対して、任意の適切な経路または異なる経路の組み合わせによって送達されるように設計され得る。例えば、1つ以上の組成物は、脳室内(ICV)、静脈内(IV)、及びくも膜下腔内(IT)(例えば、腰椎穿刺(LP)送達及び/または大槽内(ICM)送達を介するもの)を含む経路を使用してヒト対象に投与され得る。
いくつかの態様では、CNSへの直接的な送達が望まれ、この送達は、くも膜下腔内注射を介して実施され得る。「くも膜下腔内投与」という用語は、脳脊髄液(CSF)を標的とする送達を指す。これは、脳室CSFまたは腰椎CSFへの直接的な注射、後頭下穿刺、または他の適切な手段によって実施され得る。Meyer et al,Molecular Therapy(31 October 2014)では、直接的なCSF注射を行うと、IV適用と比較して10倍低い用量を使用した場合でもマウス及び非ヒト霊長類の脊髄を通じて幅広い導入遺伝子発現を生じさせる効力が得られることが実証された。この文書は、参照によって本明細書に組み込まれる。いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子は、脳室内へのウイルス注射を介して送達される(例えば、Kim et al,J Vis Exp.2014 Sep 15;(91):51863(当該文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと)。Passini et al,Hum Gene Ther.2014 Jul;25(7):619−30(当該文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)も併せて参照のこと。いくつかの態様では、組成物は、腰椎注射を介して送達される。
いくつかの態様では、送達手段及び製剤は、本出願に記載のAAV組成物(複数可)を含む懸濁液の直接的な全身性送達が回避されるように設計される。適切には、このことは、全身投与と比較して全身曝露を低減し、毒性を低減し、及び/またはAAV及び/または導入遺伝子産物に対する望ましくない免疫応答を低減するという利点を有し得る。
組換えSMN1遺伝子(例えば、rAAV中のもの)及び/またはSMN2 ASOを含む組成物は、任意の適切な投与経路(例えば、経口経路、吸入経路、鼻腔内経路、気管内経路、動脈内経路、眼内経路、静脈内経路、筋肉内経路、及び他の非経口経路)向けに製剤化され得る。
いくつかの態様では、本出願に記載の組換えSMN1遺伝子送達コンストラクトは、単一の組成物または複数の組成物において送達され得る。いくつかの態様では、2つ以上の異なるAAVが送達され得る(例えば、WO2011/126808及びWO2013/049493を参照のこと)。いくつかの態様では、そのような複数のウイルスは、異なる複製欠陥ウイルス(例えば、AAV、アデノウイルス、及び/またはレンチウイルス)を含み得る。あるいは、さまざまな送達組成物及びナノ粒子(例えば、ミセル、リポソーム、カチオン性脂質−核酸組成物、ポリ−グリカン組成物及び他のポリマー、脂質及び/またはコレステロールベースの核酸複合体を含む)と組み合わさった非ウイルスコンストラクト(例えば、「ネイキッドDNA」、「ネイキッドプラスミドDNA」、RNA、及びmRNA)、ならびに他のコンストラクト(本出願に記載のものまたは当該技術分野で知られるものなど)によって送達が媒介され得る。例えば、X.Su et al,Mol.Pharmaceutics,2011,8(3),pp 774−787;web publication:March 21,2011、WO2013/182683、WO2010/053572、及びWO2012/170930(これらの文献は両方共、参照によって本明細書に組み込まれる)を参照のこと。非ウイルスSMN1送達コンストラクトもまた、任意の適切な適切な投与経路向けに製剤化され得る。
ウイルスベクター、または非ウイルスDNA導入部分もしくは非ウイルスRNA導入部分は、遺伝子導入用途及び遺伝子治療用途で使用するための生理学的に許容可能な担体を用いて製剤化され得る。多くの適切な精製方法を選択することができる。ベクター粒子からの空カプシドの分離に適した精製方法の例については説明されており、例えば、「AAV8のための拡張可能な精製方法」と題する2016年12月9日出願の国際特許出願第PCT/US16/65976号ならびにその優先権文書(2016年4月13日出願の米国特許出願第62/322,098号及び2015年12月11日出願の米国特許出願第62/266,341号)(当該文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)に記載のプロセスが挙げられる。2016年12月9日出願の国際特許出願第PCT/US16/65974号ならびにその優先権文書(2016年4月13日出願の米国特許出願第62/322,083号及び2015年12月11出願の同第62/266,351号)(AAV1)、2016年12月9日出願の国際特許出願第PCT/US16/66013号ならびにその優先権文書(2016年4月13日出願の米国仮出願第62/322,055号及び2015年12月11日出願の同第62/266,347号)(AAVrhlO)、ならびに2016年12月9日出願の国際特許出願第PCT/US16/65970号ならびにその優先出願(米国仮出願第62/266,357号及び同第62/266,357号)(AAV9)(これらの文献は、参照によって本明細書に組み込まれる)に記載の精製方法も併せて参照のこと。簡潔に記載すると、rAAV産生細胞培養物の清澄化濃縮上清からゲノム含有rAAVベクター粒子を選択的に捕捉及び単離する2段階精製スキームについて記載されている。このプロセスでは、高塩濃度で親和性捕捉法が実施され、その後、高pHでアニオン交換樹脂法が実施されることで、rAAV中間体を実質的に含まないrAAVベクター粒子が得られる。
AAVウイルスベクターの場合、製剤中に含まれる用量の尺度として、ゲノムコピー(「GC」)の定量化が行われ得る。本発明の複製欠陥ウイルス組成物のゲノムコピー(GC)数の決定には、当該技術分野で知られる任意の方法が使用され得る。AAV GC数の決定を実施するための方法の1つは下記のものである:精製したAAVベクター試料をDNaseで最初に処理して産生プロセス由来の混入宿主DNAを除去する。次に、DNase抵抗性粒子を熱処理に供してカプシドからゲノムを遊離させる。次に、遊離したゲノムを、ウイルスゲノムの特定の領域(例えば、ポリAシグナル)を標的とするプライマー/プローブセットを使用するリアルタイムPCRによって定量化する。ゲノムコピー数を決定するための別の適切な方法は、定量的PCR(qPCR)であり、具体的には、最適化qPCRまたはdigital droplet PCR(Lock Martin,et al,Human Gene Therapy Methods.April 2014,25(2):115−125.doi:10.1089/hgtb.2013.131(2013年12月13日にオンライン公開された編集前のもの))である。
いくつかの態様では、複製欠陥ウイルス組成物は、用量単位で、単独で製剤化するか、またはASOと合剤化することができ、この製剤化または合剤化は、約1.0×10GC〜約1.0×1015GCの範囲の量(範囲内の整数または分数量をすべて含む)の複製欠陥ウイルスを含むように行われ(これによって、例えば、体重70kgの平均的な対象が治療される)、この含量は、ヒト患者については、好ましくは1.0×1012GC〜1.0×1014GCである。対象に投与される総用量は、投与経路に依存し得る。いくつかの態様では、組成物は、用量当たり少なくとも1×10GC、少なくとも2×10GC、少なくとも3×10GC、少なくとも4×10GC、少なくとも5×10GC、少なくとも6×10GC、少なくとも7×10GC、少なくとも8×10GC、または少なくとも9×10GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。別の態様では、組成物は、用量当たり少なくともl×1010GC、少なくとも2×1010GC、少なくとも3×1010GC、少なくとも4×1010GC、少なくとも5×1010GC、少なくとも6×1010GC、少なくとも7×1010GC、少なくとも8×1010GC、または少なくとも9×1010GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。別の態様では、組成物は、用量当たり少なくともl×1011GC、少なくとも2×1011GC、少なくとも3×1011GC、少なくとも4×1011GC、少なくとも5×1011GC、少なくとも6×1011GC、少なくとも7×1011GC、少なくとも8×1011GC、または少なくとも9×1011GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。別の態様では、組成物は、用量当たり少なくとも1×1012GC、少なくとも2×1012GC、少なくとも3×1012GC、少なくとも4×1012GC、少なくとも5×1012GC、少なくとも6×1012GC、少なくとも7×1012GC、少なくとも8×1012GC、または少なくとも9×1012GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。別の態様では、組成物は、用量当たり少なくともl×1013GC、少なくとも2×1013GC、少なくとも3×1013GC、少なくとも4×1013GC、少なくとも5×1013GC、少なくとも6×1013GC、少なくとも7×1013GC、少なくとも8×1013GC、または少なくとも9×1013GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。別の態様では、組成物は、用量当たり少なくともl×1014GC、少なくとも2×1014GC、少なくとも3×1014GC、少なくとも4×1014GC、少なくとも5×1014GC、少なくとも6×1014GC、少なくとも7×1014GC、少なくとも8×1014GC、または少なくとも9×1014GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。別の態様では、組成物は、用量当たり少なくともl×1015GC、少なくとも2×1015GC、少なくとも3×1015GC、少なくとも4×1015GC、少なくとも5×1015GC、少なくとも6×1015GC、少なくとも7×1015GC、少なくとも8×1015GC、または少なくとも9×1015GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)を含むように製剤化される。いくつかの態様では、ヒト用途については、ウイルス(例えば、rAAV)の用量の範囲は、用量当たりl×1010〜約l×1012GC(範囲内の整数または分数量をすべて含む)であり得る。
こうした上記用量は、治療すべき領域のサイズ、使用されるウイルス力価、投与経路、及び方法の所望の効果に応じて、約25マイクロリットル〜約1,000マイクロリットルまたは〜約10ミリリットルまたは〜最大20ミリリットルの範囲(範囲内の数をすべて含む)のさまざまな体積の担体、医薬品添加物、または緩衝製剤において投与され得る。いくつかの態様では、担体、医薬品添加物、または緩衝剤の体積は、少なくとも約25μlである。いくつかの態様では、体積は、約50μlである。別の態様では、体積は、約75μlである。別の態様では、体積は、約100μlである。別の態様では、体積は、約125μlである。別の態様では、体積は、約150μlである。別の態様では、体積は、約175μlである。さらに別の態様では、体積は、約200μlである。別の態様では、体積は、約225μlである。さらに別の態様では、体積は、約250μlである。さらに別の態様では、体積は、約275μlである。さらに別の態様では、体積は、約300μlである。さらに別の態様では、体積は、約325μlである。別の態様では、体積は、約350μlである。別の態様では、体積は、約375μlである。別の態様では、体積は、約400μlである。別の態様では、体積は、約450μlである。別の態様では、体積は、約500μlである。別の態様では、体積は、約550μlである。別の態様では、体積は、約600μlである。別の態様では、体積は、約650μlである。別の態様では、体積は、約700μlである。別の態様では、体積は、約700〜1000μlである。
他の態様では、約1μl〜150mLの体積を選択することができ、成人については大きめの体積が選択される。典型的には、新生幼児については、適切な体積は、約0.5mL〜約10mLである。少し年齢が進んだ幼児については、約0.5mL〜約15mLが選択され得る。ちょうど歩き始める年代の幼児については、約0.5mL〜約20mLの体積が選択され得る。小児については、最大約30mLの体積が選択され得る。約11〜12歳の小児及び約13歳〜19歳の若年者については、最大約50mLの体積が選択され得る。さらに他の態様では、患者へのくも膜下腔内投与の体積として、約5mL〜約15mLまたは約7.5mL〜約10mLが選択され得る。他の適切な体積及び用量も決定され得る。用量は、任意の副作用に対する治療効果のバランスがとれるように調節されることになり、そのような用量は、組換えベクターが用いられる治療用途に応じて変わり得る。
組換えSMN1遺伝子(例えば、ウイルスベクター(例えば、rAAV内にパッケージングされたもの)中のもの)は、適切な方法を使用して宿主細胞に送達され得る。rAAVは、好ましくは、生理学的に適合性の担体に懸濁され、ヒト患者または非ヒト哺乳類患者に投与され得る。いくつかの態様では、組成物は、担体、希釈剤、医薬品添加物、及び/または補助剤を含む。適切な担体は、投与経路に合うように選択され得る。例えば、適切な担体の1つには生理食塩水が含まれ、こうした生理食塩水は、さまざまな緩衝液(例えば、リン酸緩衝生理食塩水)を用いて製剤化され得る。他の担体の例としては、滅菌生理食塩水、ラクトース、スクロース、リン酸カルシウム、ゼラチン、デキストラン、寒天、ペクチン、ピーナッツ油、ゴマ油、及び水が挙げられる。
いくつかの態様では、組成物は、rAAV及び/またはASOならびに担体(複数可)に加えて、他の従来の医薬成分(保存剤または化学安定化剤など)も含み得る。適切な保存剤の例としては、クロロブタノール、ソルビン酸カリウム、ソルビン酸、二酸化硫黄、没食子酸プロピル、パラベン、エチルバニリン、グリセリン、フェノール、及びパラクロロフェノールが挙げられる。適切な化学安定化剤には、ゼラチン及びアルブミンが含まれる。
いくつかの態様では、rAAV及び/またはASOを含む組成物は、医薬的に許容可能な担体を含み、及び/または注射、浸透圧ポンプ、くも膜下腔内カテーテルを介して対象に送達されるように設計された適切な医薬品添加物、または別の機器もしくは経路によって送達されるように設計された適切な医薬品添加物、と混合され得る。一例では、組成物は、くも膜下腔内送達向けに製剤化される。いくつかの態様では、くも膜下腔内送達は、脊柱管(例えば、くも膜下腔)への注射を含む。
本出願に記載のウイルスベクターは、SMN1を、それを必要とする対象(例えば、ヒト患者)に送達し、機能性SMNを対象に供給し、及び/または1つ以上のSMN2 ASOとの併用療法において脊髄性筋萎縮症を治療するための薬剤の調製において使用され得る。
いくつかの態様では、rAAVを含む医薬製剤の緩衝剤、担体、及び/または他の成分は、注入管へのrAAVの付着は阻止するが、インビボでのrAAVの結合活性は妨害しない1つ以上の成分を含むように選択される。ASOと合剤化する場合についても、ASOとの望ましくない相互作用が回避されるように緩衝剤、担体、及び/または他の成分が選択され得る。
いくつかの態様では、SMN2 ASOは、単独送達向けに製剤化されるか、または組換えSMN1遺伝子と合剤化される(例えば、SMN1遺伝子をコードする組換え核酸を含むrAAVと合剤化される)。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり5mg〜60mgの範囲のASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり5mg〜20mgの範囲のASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり12mg〜50mgの範囲のASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり12mg〜48mgの範囲のASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり12mg〜36mgの範囲のASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり28mgのASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、用量当たり12mgのASO量での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかのそのような態様では、用量体積は、5mLである。
いくつかのそのような態様では、ASO(例えば、SMN2 ASO)は、0.1mg/kg〜200mg/kg(ASO/患者体重)の範囲での送達(例えば、全身投与)向けに(単独で、または組換えSMN1遺伝子と一緒に)製剤化される。いくつかの態様では、用量は、0.1mg/kg〜100mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、0.5mg/kg〜100mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、1mg/kg〜100mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、1mg/kg〜50mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、1mg/kg〜25mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、0.1mg/kg〜25mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、0.1mg/kg〜10mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、1mg/kg〜10mg/kgである。いくつかの態様では、用量は、1mg/kg〜5mg/kgである。
いくつかの態様では、対象へのASOの投薬は、誘導期及び維持期に分けられる。いくつかのそのような態様では、誘導期の間の投与用量は、維持期の間の投与用量と比較して多い。いくつかの態様では、誘導期の間の投与用量は、維持期の間の投与用量と比較して少ない。いくつかの態様では、誘導期は、ボーラス注射によって達成され、維持期は、持続注入によって達成される。いくつかの態様では、誘導期の間は複合製剤が使用される。
いくつかの態様では、医薬組成物は、ボーラス注射として投与される。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計5mg〜60mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計5mg〜20mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計12mg〜50mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計12mg〜48mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計12mg〜36mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計28mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、用量当たり合計12mgのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)を含む。いくつかのそのような態様では、用量体積は、5mLである。
いくつかの態様では、医薬組成物は、ボーラス注射として投与される。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.01〜25ミリグラムである。いくつかのそのような態様では、ボーラス注射の用量は、対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.01〜10ミリグラムである。いくつかの態様では、用量は、対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.05〜5ミリグラムである。いくつかの態様では、用量は、対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.1〜2ミリグラムである。いくつかの態様では、用量は、対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.5〜1ミリグラムである。
いくつかの態様では、そのような用量は、1ヶ月に2回投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、1ヶ月ごとに投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、2ヶ月ごとに投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、6ヶ月ごとに投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、CSFへのボーラス注射によって投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、くも膜下腔内ボーラス注射によって投与される。いくつかの態様では、そのような用量は、ボーラス全身注射(例えば、皮下注射、筋肉内注射、または静脈内注射)によって投与される。いくつかの態様では、CSFへのボーラス注射及びボーラス全身注射が対象に施される。そのような態様では、CSFボーラスの用量と全身ボーラスの用量とは、互いに同じまたは異なり得る。いくつかの態様では、CSF用量及び全身用量は、異なる頻度で投与される。いくつかの態様では、本発明は、少なくとも1回のボーラスくも膜下腔内注射及び少なくとも1回のボーラス皮下注射を含む投薬レジメンを提供する。
いくつかの態様では、医薬組成物は、持続注入によって投与される(例えば、一定期間(例えば、24時間)にわたって用量が投与され得る)。そのような持続注入は、CSFに医薬組成物を送達する注入ポンプによって達成され得る。いくつかの態様では、そのような注入ポンプは、医薬組成物をITまたはICVに送達する。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)5mg〜60mgである。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)5mg〜20mgである。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)12mg〜50mgである。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)12mg〜48mgである。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)12mg〜36mgである。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)28mgである。いくつかのそのような態様では、投与される用量は、1日当たり用量当たりアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、SMN2 ASO)12mgである。いくつかのそのような態様では、用量体積は、5mLである。
他の態様では、投与される用量は、1日当たり対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.05〜25ミリグラムである。いくつかの態様では、投与される用量は、1日当たり対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.1〜10ミリグラムである。いくつかの態様では、投与される用量は、1日当たり対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.5〜10ミリグラムである。いくつかの態様では、投与される用量は、1日当たり対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物0.5〜5ミリグラムである。いくつかの態様では、投与される用量は、1日当たり対象の体重キログラム当たりアンチセンス化合物1〜5ミリグラムである。いくつかの態様では、本発明は、CNSへの注入及び少なくとも1回のボーラス全身注射を含む投薬レジメンを提供する。いくつかの態様では、本発明は、CNSへの注入及び少なくとも1回のボーラス皮下注射を含む投薬レジメンを提供する。いくつかの態様では、用量は、ボーラスまたは注入を問わず、アンチセンス化合物の濃度がCNS組織グラム当たり0.1〜100マイクログラムを達成または維持するように調節される。いくつかの態様では、用量は、ボーラスまたは注入を問わず、アンチセンス化合物の濃度がCNS組織グラム当たり1〜10マイクログラムを達成または維持するように調節される。いくつかの態様では、用量は、ボーラスまたは注入を問わず、アンチセンス化合物の濃度がCNS組織グラム当たり0.1〜1マイクログラムを達成または維持するように調節される。
いくつかの態様では、本発明は、CNSへの注入及び少なくとも1回のボーラス全身注射を含む投薬レジメンを提供する。いくつかの態様では、本発明は、CNSへの注入及び少なくとも1回のボーラス皮下注射を含む投薬レジメンを提供する。いくつかの態様では、用量は、ボーラスまたは注入を問わず、アンチセンス化合物の濃度がCNS組織グラム当たり0.1〜100マイクログラムを達成または維持するように調節される。いくつかの態様では、用量は、ボーラスまたは注入を問わず、アンチセンス化合物の濃度がCNS組織グラム当たり1〜10マイクログラムを達成または維持するように調節される。いくつかの態様では、用量は、ボーラスまたは注入を問わず、アンチセンス化合物の濃度がCNS組織グラム当たり0.1〜1マイクログラムを達成または維持するように調節される。
したがって、いくつかの態様では、本発明は、1つ以上の治療用分子(例えば、1つ以上の組換え核酸(例えば、ウイルスベクター(例えば、rAAV内にパッケージングされたもの)中のもの))及び/またはアンチセンス化合物を含む医薬組成物を提供する。いくつかの態様では、そのような医薬組成物は、滅菌生理食塩水及び1つ以上の治療用分子を含む。いくつかの態様では、そのような医薬組成物は、滅菌生理食塩水及び1つ以上の治療用分子からなる。いくつかの態様では、治療用分子は、医薬組成物または製剤を調製するための医薬的に許容可能な活性物質及び/または不活性物質と混合され得る。医薬組成物を製剤化するための組成物及び方法は、多くの基準に依存し、こうした基準には、限定されないが、投与経路、疾患度合い、または投与用量が含まれる。いくつかの態様では、治療用分子は、そのような治療用分子を適切な医薬的に許容可能な希釈剤または担体と組み合わせることによって医薬組成物において利用され得る。いくつかの態様では、医薬的に許容可能な希釈剤には、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)が含まれる。PBSは、非経口的に送達すべき組成物における使用に適した希釈剤である。したがって、いくつかの態様では、1つ以上の治療用分子と、医薬的に許容可能な希釈剤と、を含む医薬組成物が、本明細書に記載の方法において用いられる。いくつかの態様では、医薬的に許容可能な希釈剤は、PBSである。本出願に記載の治療用分子を1つ以上含む医薬組成物は、任意の医薬的に許容可能な塩、エステル、またはそのようなエステルの塩を含む。いくつかの態様では、ASOを含む医薬組成物は、1つ以上のオリゴヌクレオチドを含み、この1つ以上のオリゴヌクレオチドは、ヒトを含む動物に投与されると、その生物学的に活性な代謝物または残留物を(直接的または間接的に)生成する能力を有する。したがって、いくつかの態様では、ASOの医薬的に許容可能な塩、プロドラッグ、そのようなプロドラッグの医薬的に許容可能な塩、及び他の生物学的均等物が提供される。適切な医薬的に許容可能な塩には、限定されないが、ナトリウム塩及びカリウム塩が含まれる。
いくつかの態様では、プロドラッグには、オリゴマー化合物の一方または両方の末端に追加のヌクレオシドを含めたものが含まれ得、当該追加のヌクレオシドが体内の内在性ヌクレアーゼによって切断されると、活性なアンチセンスオリゴマー化合物が形成される。さまざまな方法の核酸治療において、脂質ベースのベクターが使用されている。例えば、1つの方法では、カチオン性脂質と中性脂質との混合物から構成される事前に形成されたリポソームまたはリポプレックスに核酸が導入される。別の方法では、中性脂質の非存在下でモノ−カチオン性またはポリ−カチオン性の脂質とのDNA複合体が形成される。Akinc et al.,Nature Biotechnology 26,561−569(1 May 2008)(当該文献は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる)では、いくつかの調製物について記載されている。
キット
いくつかの態様では、組換えSMN1遺伝子(例えば、rAAV中のもの)及び/またはSMN2 ASO(これらは、例えば、医薬組成物中に含まれる)を含むキットが提供される。いくつかの態様では、そのようなキットは、追加の治療剤(1つ以上の免疫抑制剤など)をさらに含む。いくつかの態様では、そのようなキットは、送達手段(例えば、シリンジまたは注入ポンプ)をさらに含む。
下記の実施例は例示にすぎず、本発明の限定を意図するものではない。
実施例1:hSMN1遺伝子を含むrAAVベクター
コドン最適化ヒトSMN1 cDNAを保有する組換え向神経性AAVウイルスを構築した。
実施例2:(例えば、hSMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進することによって)全長SMN2 mRNAを増加させるASO
全長SMN2 mRNAを増加させるASO(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)を調製した(図3)。
実施例3:hSMN1遺伝子を含むAAVベクターと、全長SMN2 mRNAを増加させるASO(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)と、の投与及び生体内分布。
実施例1に記載のrAAVと、実施例2に記載のASOとが、動物SMA疾患モデル及び対照動物(マウス、ブタ、及び非ヒト霊長類(例えば、マカク)のSMA疾患モデル及び対照動物モデルを含む)に投与される。
rAAV及びASOは、くも膜下腔内経路及び全身経路(例えば、腰椎穿刺送達、大槽内送達、及び静脈内送達を介するもの)を含めて、異なる経路を介して投与される。
動物モデルにおいてrAAV及びASOの分布が評価される。具体的には、脊髄内での分布が評価されることで、例えば、脊髄の頸部、胸部、及び腰部におけるrAAV及び/またはASOの相対量が決定される。
図4は、腰椎穿刺送達または大槽内送達を介して3×1013GCのrAAVを投与した結果と、2×1014GCを静脈内に投与した結果とを示す。
実施例4:hSMN1遺伝子を含むrAAVベクターと、全長SMN2 mRNAを増加させるASO(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)と、の合剤
図5は、rAAVベクター(hSMN1遺伝子)と、全長SMN2 mRNAを増加させるASO(例えば、SMN2 mRNA中にエクソン7が含まれることを促進するASO)との両方を含む組成物を物理的及び生物学的に特徴付けた非限定的な例を示す。
図5Aは、rAAVベクター単独のSEC−HPLCプロファイルを示す。図5Bは、ASO単独のSEC−HPLCプロファイルを示す。図5Cは、rAAVベクター及びASOを同じ製剤中に一緒に配合したときのそれらのSEC−HPLCプロファイルを示す。rAAVベクターのHPLCプロファイル及びASOのHPLCプロファイルは、図5Cにおいて変化しておらず、このことは、rAAVとASOとを合剤化しても顕著な不適合性は生じないことを示している。
図5Dは、rAAVベクター単独での送達、またはrAAVベクターとASOとを組み合わせての送達を行った際の、インビトロでの細胞へのrAAVの感染力についてのデータを提供する。この結果は、合剤中にASOが存在していてもrAAVの感染力が顕著な影響を受けないことを示す。
図5Eは、rAAV、ASO、または両方での処理後の細胞における細胞内SMNタンパク質発現レベル及びGEM形成を示す。
実施例5:ヌシネルセン及びAAV−SMN1の脳室内(ICV)投与
マイクロ浸透圧ポンプ(ALZET Osmotic Pumps,Cupertino,Calif.,USA)を使用することで、ヒトSMN2導入遺伝子を有する新生仔(P0〜P1)SMAマウスの脳脊髄液(CSF)に右側脳室を介してヌシネルセン及びAAV−SMN1が送達される。低用量または高用量のヌシネルセン(それぞれ1μg及び4μg)が、低用量または高用量のAAV−SMN1(それぞれ1×1010GCまたは8×1010GC)と共に出生時点(P0〜P1)のマウスに投与される。マウスの体重及び立ち直り反射が測定され、ヌシネルセンまたはAAV−SMN1のいずれかが単独投与されている同じ遺伝子型の対照マウスの体重及び立ち直り反射と比較される。
ヌシネルセン及びAAV−SMN1の両方が投与されたマウスは、対照と比較して体重が有意に重くなり、立ち直り反射が有意に早くなる。
ヌシネルセン及びAAV−SMN1を脳室内(ICV)投与すると、脊髄中にSMN2エクソン7が含まれることが増加することが試験によって明らかにされることになる。対照と比較して、SMN発現が増加している脊髄運動ニューロンの数が増加することが、さらなる試験によって示されることになる。
実施例6:ヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物の投与
マイクロ浸透圧ポンプ(ALZET Osmotic Pumps,Cupertino,Calif.,USA)を使用することで、ヒトSMN2導入遺伝子を有する新生仔(P0〜P1)SMAマウスの脳脊髄液(CSF)に右側脳室を介してヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物が送達される。低用量のヌシネルセン(1μg)及び低用量のAAV−SMN1(1×1010GC)の組成物、または低用量のヌシネルセン(1μg)及び高用量のAAV−SMN1(8×1010GC)の組成物、または高用量のヌシネルセン(4μg)及び低用量のAAV−SMN1(1×1010GC)の組成物、または高用量のヌシネルセン(4μg)及び高用量のAAV−SMN1(8×1010GC)の組成物が、出生時点(P0〜P1)のマウスに投与される。マウスの体重及び立ち直り反射が測定され、ヌシネルセンまたはAAV−SMN1のいずれかが単独投与されている同じ遺伝子型の対照マウスの体重及び立ち直り反射と比較される。
ヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物が投与されたマウスは、対照と比較して体重が有意に重くなり、立ち直り反射が有意に早くなる。
ヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物を脳室内(ICV)投与すると、脊髄中にSMN2エクソン7が含まれることが増加することが試験によって明らかにされることになる。対照と比較して、SMN発現が増加している脊髄運動ニューロンの数が増加することが、さらなる試験によって示されることになる。
実施例7:非ヒト哺乳類におけるヌシネルセン及びAAV−SMN1の投与及び分布分析
SMAマウス、SMAアカゲザル、及びSMAカニクイザルを使用することで、異なる用量及び投与経路でのヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物の分布が評価される。ヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物は、脳室内(ICV)注入またはくも膜下腔内(IT)注入によって約1mg/kgの用量で何匹かのマウス及び何匹かのサルに24時間にわたって投与される。注入時間の終了から96時間後に動物が屠殺され、組織が回収される。脊髄の頸部、胸部、及び腰部に由来する試料中のヌシネルセン及びAAV−SMN1の濃度が測定される。
上記のものと同じ遺伝子型の追加のマウス、アカゲザル、及びカニクイザルに対して、ヌシネルセン及びAAV−SMN1組成物がICV注入またはIT注入によって同じ用量(約1mg/kg)で投与される。これらの動物は、ヌシネルセン及びAAV−SMN1の組成物を3日間、7日間、または14日間にわたって投与された後、注入期間の終了から5日後に屠殺される。
実施例8:ヒト対象に対するヌシネルセン及びAAV−SMN1の投与
脳室内(ICV)、静脈内(IV)、及びくも膜下腔内(IP)(例えば、腰椎穿刺(LP)送達及び/または大槽内(ICM)送達を介するもの)を含む経路を使用してヌシネルセン及びAAV−SMN1がヒト対象に投与される。組成物は、小児及び成人の両方において試験される。
いくつかの態様では、rAAV−SMN1組成物が、約1×1014GCの用量で小児(例えば、SMAを有する小児)に投与され、この投与は、例えば、腰椎穿刺(LP)注入によって(例えば、24時間にわたって)行われる。いくつかの態様では、rAAV−SMN1組成物が、約1.5×1014GCの用量で成人(例えば、SMAを有する成人)に投与され、この投与は、例えば、大槽内(ICM)注入によって(例えば、24時間にわたって)行われる。
いくつかの態様では、他のrAAV−SMN1用量を使用することができ、こうした用量は、例えば、約5〜6×1013GC以上、例えば、約1.2×1014GC、または1.5〜1.8×1014GCである。任意の適切な投与経路を使用することができ、こうした投与経路は、例えば、IT送達を介するもの(例えば、24時間にわたる注入)、例えば、LP送達またはICM送達を介するものである。
実施例9:ヌシネルセン及びAAV−SMN1の脳室内(ICV)投与
ヒトSMN2導入遺伝子を有する新生仔(P0〜P1)SMAマウスにヌシネルセン及びAAV−SMN1を投与した。低用量または高用量のヌシネルセン(それぞれ1μg及び3μg)を、低用量または高用量のAAV−SMN1(それぞれ1×1010GCまたは3×1010GC)と共に、出生時点(P0〜P1)のマウスに投与した。マウスの体重及び立ち直り反射を測定し、ヌシネルセンまたはAAV−SMN1のいずれかが単独投与されている同じ遺伝子型の対照マウスの体重及び立ち直り反射と比較した。
ヌシネルセン及びAAV−SMN1の両方が投与されたマウスは、対照と比較して体重が有意に重く、立ち直り反射が有意に早い。
図6A〜6Bは、SMN1遺伝子(例えば、rAAVベクター中のもの)またはASO(ヌシネルセンなど)(例えば、単回用量中のもの)のいずれかを用いたものを示す。この実験は、投薬後に、出生後日数(PND)8の時点で運動機能が部分的に救援され**、PND16の時点で運動機能が完全に救援されたことを示す。図6Aは、ヌシネルセンの投与から8日後及び16日後の4つの別々の群のマウスの立ち直り反射(RR)を示す。図6Bは、ヌシネルセンの投与から8日後及び16日後の4つの別々の群のマウスの体重を示す。併用療法を用いれば、単剤療法で見られたRR(PND7〜16)及び体重の部分的な救援に改善が加わる可能性がある。
図7A〜7Cは、SMN1遺伝子治療とヌシネルセンとを組み合わせたときの体重及びRRに対する効果を示す1回目の併用療法試験の結果を示す。図7Aは、体重変化を経時的に示す。図7Bは、RRの変化を経時的に示す。図7Cは、試験した3つの動物群について条件の概要を示すチャートである。
図8A〜8Cは、SMN1遺伝子治療とヌシネルセンとを組み合わせたときの体重及びRRに対する効果を示す2回目の併用療法の結果を示す。図8Aは、試験した3つの動物群について条件の概要を示すチャートである。図8Bは、体重変化を経時的に示し、図8Cは、RRの変化を(日数で)経時的に示す。
図9A〜9Bは、PND7〜PND13における体重の変化%を比較したものを示す。図9Aは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):1×1010GC/ASO(ヌシネルセン):1μgでの体重の変化%を示す。図9Bは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):3×1010GC/ASO(ヌシネルセン):3μgでの体重の変化%を示す。図10A〜10Bは、PND7〜PND13におけるRRの変化%を比較したものを示す。図10Aは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):1×1010GC/ASO(ヌシネルセン):1μgでのRRの変化%を示す。図10Bは、一定用量の遺伝子治療(rAAV):3×1010GC/ASO(ヌシネルセン):3μgでのRRの変化%を示す。
他の態様
本明細書に開示の特徴はすべて、任意の組み合わせで組み合わせることができる。本明細書に開示の各特徴は、同じ、同等、または同様の目的を果たす代替の特徴によって置き換えることができる。したがって、別段の明確な記載がない限り、開示の各特徴は、一般的な一連の同等または同様の特徴の一例にすぎない。
上記の説明から、当業者なら、本開示の必要不可欠な特徴を容易に確かめることができ、その趣旨及び範囲を逸脱することなく、本開示に対してさまざまな変更及び改変を加えてそれをさまざまな用法及び条件に適応させることができる。したがって、他の態様のまた、特許請求の範囲に含まれる。
均等物
本明細書には発明の態様がいくつか記載及び例示されているが、本明細書に記載の機能を実施し、及び/または本明細書に記載の結果を得、及び/または本明細書に記載の利点の1つ以上を得るためのさまざまな他の手段及び/または構造を当業者なら容易に構想するであろうし、そのような変形及び/または改変はそれぞれ、本明細書に記載の発明の態様の範囲に含まれるものと見なされる。より一般には、本明細書に記載のパラメーター、寸法、材料、及び配置はすべて、例示を意図するものであり、実際のパラメーター、寸法、材料、及び/または配置は、本発明の教示事項の使用目的である特定の用途(複数可)に依存することになることを当業者なら容易に理解するであろう。当業者なら、日常的な実験手法を使用するだけで、本明細書に記載の特定の発明の態様の均等物を多く認識または確かめることができるであろう。したがって、前述の態様が例示にすぎないものであり、添付の特許請求の範囲及びそれに対する均等物の範囲内で、具体的に記載及び請求される以外の様式で発明の態様を実施できることが理解されよう。本開示の発明の態様は、本明細書に記載のそれぞれの特徴、系、物品、材料、キット、及び/または方法を個別に対象とする。さらに、2つ以上のそのような特徴、系、物品、材料、キット、及び/または方法の組み合わせはいずれも、そのような特徴、系、物品、材料、キット、及び/または方法が互いに不整合でないならば、本開示の発明の範囲に含まれる。
本明細書で規定及び使用される定義はすべて、辞書の定義、参照によって組み込まれる文書における定義、及び/または定義される用語の通常の意味に優先することを理解されたい。
本明細書に開示の参考文献、特許、及び特許出願はすべて、それぞれの引用目的の対象に関して参照によって組み込まれ、そうした対象は、場合によっては、文書の全体を包含し得るものである。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「a」及び「an」という不定冠詞は、異なる定義が明確に示されない限り、「少なくとも1つ」を意味することを理解されたい。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「及び/または」という語句は、そのように等位接続される要素、すなわち、接続的に存在することもあれば、離接的に存在することもある要素の「いずれかまたは両方」を意味することを理解されたい。「及び/または」を用いて列挙される複数の要素は、同じ様式で解釈すべきであり、すなわち、そのように等位接続される要素のうちの「1つ以上」であると解釈すべきである。「及び/または」節によって具体的に特定される要素以外にも、具体的に特定されるそうした要素との関連の有無にかかわらず、他の要素が任意選択で存在し得る。したがって、非限定的な例として、「A及び/またはB」に対する参照は、非限定型の言葉(「含む」など)と併用される場合、一実施形態では、Aのみ(B以外の要素を任意選択で含む)を指し、別の実施形態では、Bのみ(A以外の要素を任意選択で含む)を指し、さらに別の実施形態では、A及びBの両方(他の要素を任意選択で含む)を指すなどし得る。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「または」は、上に定義される「及び/または」と同じ意味を有することを理解されたい。例えば、リストの項目が「または」あるいは「及び/または」によって分離されている場合、そうした「または」あるいは「及び/または」は包含的であり、すなわち、いくつかの要素または一連の要素のうちの少なくとも1つを含むだけなく、そのうちの複数も含み、さらには、任意選択で、列挙されていない項目も追加で含むと解釈されるものとする。これと異なることを明確に示す用語(「のうちの1つのみ」もしくは「のうちの厳密に1つ」、または特許請求の範囲で使用される場合は、「からなる」など)のみが、いくつかの要素または一連の要素のうちの厳密に1つの要素を含むことを指すことになる。一般に、本明細書で使用される「または」という用語は、排他性の用語(「いずれか」、「のうちの1つ」、「のうちの1つのみ」、または「のうちの厳密に1つ」など)に先行する場合、排他的選択肢を指すもの(すなわち、「一方またはもう一方であるが、両方ではない」)としてのみ解釈されるものとする。「から本質的になる」は、特許請求の範囲で使用される場合、特許法の分野で使用されるその通常の意味を有するものとする。
1つ以上の要素のリストに関して本明細書及び特許請求の範囲で使用される「少なくとも1つ」という語句は、要素のリスト中の要素のうちの任意の1つ以上から要素が少なくとも1つ選択されることを意味するが、要素のリスト中に具体的に列挙されるありとあらゆる要素のうちの少なくとも1つを含むことは必ずしも必要なく、さらには、要素のリスト中の要素の任意の組み合わせを除外しないことを理解されたい。この定義では、「少なくとも1つ」という語句が指す要素のリスト中で具体的に特定される要素以外の要素が、具体的に特定されるそうした要素との関連の有無にかかわらず、任意選択で存在し得ることも許容される。したがって、非限定的な例として、「A及びBのうちの少なくとも1つ」(あるいは同等の「AまたはBのうちの少なくとも1つ」、あるいは同等の「A及び/またはBのうちの少なくとも1つ」)は、一実施形態では、Bが存在しない少なくとも1つのA(任意選択で複数のAを含む)(加えて任意選択でB以外の要素を含む)を指し、別の実施形態では、Aが存在しない少なくとも1つのB(任意選択で複数のBを含む)(加えて任意選択でA以外の要素を含む)を指し、さらに別の実施形態では、少なくとも1つのA(任意選択で複数のAを含む)及び少なくとも1つのB(任意選択で複数のBを含む)(加えて任意選択で他の要素を含む)を指すなどし得る。
異なる定義が明確に示されない限り、本明細書で請求される方法が複数のステップまたは行為を含む場合、そうした方法のいずれにおいても、そうした方法のそうしたステップまたは行為の順序は、そうした方法のそうしたステップまたは行為が記載される順序に必ずしも限定されないことも理解されたい。
特許請求の範囲ならびに本明細書の上部では、「含む(comprising)」、「含む(including)」、「保有する(carrying)」、「有する(having)」、「含む(containing)」、「伴う(involving)」、「保持する(holding)」、「から構成される(composedof)」、及び同様のものなどの移行句はすべて、非限定的であり、すなわち、含むが、限定されないという意味を有することが理解されよう。「からなる」及び「から本質的になる」という移行句のみが、それぞれ限定的または半限定的な移行句となるものとし、このことは、米国特許庁特許審査便覧のセクション2111.03に記載されている。非限定型の移行句(例えば、「含む」)を使用して本文書中に記載される態様は、代替の態様では、そうした非限定型の移行句によって記載される特徴「からなる」及び当該特徴「から本質的になる」も企図するものであることを理解されたい。例えば、本開示において「A及びBを含む組成物」と記載される場合、本開示は、「A及びBからなる組成物」及び「A及びBから本質的になる組成物」という代替の態様も企図する。
本出願に添付される配列表は、必要に応じて各配列を「RNA」または「DNA」のいずれかとして特定するものであるが、実際には、そうした配列は、化学修飾の任意の組み合わせで修飾され得る。修飾オリゴヌクレオチドを説明するためになされる「RNA」または「DNA」としてのそのような指定は、場合によっては、任意であることを当業者なら容易に理解するであろう。例えば、2’−OH糖部分及びチミン塩基を含むヌクレオシドを含むオリゴヌクレオチドは、修飾糖(DNAの天然の2’−Hが2’−OHとなっている)を有するDNA、または修飾塩基(RNAの天然のウラシルがチミンとなっている(ウラシルがメチル化されている))を有するRNAとして説明され得る。
したがって、本明細書で提供される核酸配列は、限定されないが、配列表に記載のものを含めて、天然のRNA及び/またはDNAあるいは修飾されたRNA及び/またはDNAを任意の組み合わせで含む核酸(限定されないが、修飾核酸塩基を有するそのような核酸を含む)を包含することが意図される。限定されないが、追加例として、「ATCGATCG」という核酸塩基配列を有するオリゴマー化合物は、修飾の有無にかかわらず、そのような核酸塩基配列を有する任意のオリゴマー化合物を包含し、こうしたオリゴマー化合物には、限定されないが、RNA塩基を含むそのような化合物(「AUCGAUCG」という配列を有するものなど)、ならびにいくつかのDNA塩基及びいくつかのRNA塩基を有するもの(「AUCGATCG」など)、ならびに他の修飾核酸塩基を有するオリゴマー化合物(「AT“CGAUCG」(配列中、“Cは、5位にメチル基を含むシトシン塩基を示す)など)が含まれる。

Claims (44)

  1. 脊髄性筋萎縮症(SMA)を有する対象におけるSMAの治療方法であって、前記方法が、
    a)生存運動ニューロン1(SMN1)タンパク質をコードする組換え核酸と、
    b)全長生存運動ニューロン2(SMN2)mRNAを増加させるアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)と、
    を前記対象に投与することを含む、前記方法。
  2. 前記対象が、SMAの症状を1つ以上有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記症状が、四肢筋萎縮、歩行困難もしくは歩行不能、または呼吸困難を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記対象が、小児集団及び成人集団から選択されるヒト対象である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記対象が、18歳以上である、請求項4に記載の方法。
  6. 前記対象が、18歳未満である、請求項5に記載の方法。
  7. 前記対象が、約2週齢、約1ヶ月齢、約3ヶ月齢、約6ヶ月齢、約1歳、約2歳、約3歳、約4歳、または約5歳である、請求項6に記載の方法。
  8. 前記ASOが、生存運動ニューロン2(SMN2)pre−mRNAのスプライシングパターンを変化させる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記ASOが、生存運動ニューロン2(SMN2)mRNA中にエクソン7が含まれることを促進する、請求項8に記載の方法。
  10. 前記ASOが、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン6またはイントロン7に相補的な配列を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記ASOが、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン6に相補的な配列を含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記ASOが、SMN2タンパク質をコードする核酸分子のイントロン7に相補的な配列を含む、請求項10に記載の方法。
  13. 前記ASOが、配列番号1の核酸配列を含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記ASOが、ヌシネルセンである、請求項13に記載の方法。
  15. 前記ASOが、1つ以上の核酸塩基修飾または骨格修飾を含む、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記組換え核酸が、前記SMN1遺伝子に機能可能なように連結されたプロモーターを含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記組換え核酸が、隣接AAV逆位末端反復配列(ITR)を含む組換えAAV(rAAV)ゲノムである、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記組換え核酸がrAAV粒子内にパッケージングされ、前記rAAV粒子が前記対象に投与される、請求項17に記載の方法。
  19. 前記rAAV粒子が、AAV9カプシドタンパク質を含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記rAAV及び前記ASOが、同じ時刻に投与される、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
  21. 前記rAAV及び前記ASOが、同時に投与される、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
  22. 前記rAAV及び前記ASOが、単一の組成物において一緒に投与される、請求項20または請求項21に記載の方法。
  23. 前記rAAV及び前記ASOが、別々の組成物において投与される、請求項20または請求項21に記載の方法。
  24. 前記rAAV及び前記ASOが、異なる頻度で投与される、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
  25. 前記rAAV及び前記ASOが、連続的に投与される、請求項1〜19または請求項24のいずれか1項に記載の方法。
  26. 前記ASOが、1年に1〜6回投与される、請求項1〜25のいずれか1項に記載の方法。
  27. 前記rAAVが、1回投与される、請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法。
  28. 前記rAAV及び前記ASOが初回投与された後、前記ASO単独の後続用量が2回以上投与される、請求項24〜27のいずれか1項に記載の方法。
  29. 前記SMN1 rAAVが、2×1010〜2×1014GCの用量で投与され、前記ASOが、前記対象の体重キログラム当たり0.01〜10ミリグラムの用量で投与される、請求項1〜28のいずれか1項に記載の方法。
  30. 用量当たり合計5mg〜20mgのASOが前記対象に投与される、請求項29に記載の方法。
  31. 用量当たり12mgのASOが前記対象に投与される、請求項30に記載の方法。
  32. 前記rAAV及び前記ASOが、前記対象のくも膜下腔内に投与される、請求項1〜31のいずれか1項に記載の方法。
  33. 前記rAAV及び前記ASOが、前記対象の大槽内腔に投与される、請求項1〜31のいずれか1項に記載の方法。
  34. 前記ASOの初回用量及び/または後続用量が、静脈内または筋肉内に投与される、請求項1〜31のいずれか1項に記載の方法。
  35. 前記rAAV及び前記ASOの投与によって、前記対象の運動ニューロン中の細胞内SMNタンパク質レベルが上昇する、請求項1〜34のいずれか1項に記載の方法。
  36. 前記対象の頸髄部、胸髄部、及び腰髄部においてSMNタンパク質レベルが上昇する、請求項35に記載の方法。
  37. 前記対象が、各SMN1アレル中に欠失または機能喪失型点変異を有する、請求項1〜36のいずれか1項に記載の方法。
  38. 前記対象が、SMN1遺伝子変異についてホモ接合型である、請求項37に記載の方法。
  39. 脊髄性筋萎縮症(SMA)を有する対象におけるSMAの治療方法であって、前記方法が、全長SMN2 mRNAを増加させるASOで以前に治療された対象に対して、SMN1をコードするrAAVを含む組成物を有効量で投与することを含む、前記方法。
  40. 脊髄性筋萎縮症(SMA)を有する対象におけるSMAの治療方法であって、前記方法が、SMN1をコードするrAAVが以前に投与された対象に対して、全長SMN2 mRNAを増加させるASOを含む組成物を有効量で投与することを含む、前記方法。
  41. SMN1をコードするrAAVと、全長SMN2 mRNAを増加させる能力を有するASOと、を含む、組成物。
  42. 前記rAAVが、AAV9カプシドタンパク質を含む、請求項41に記載の組成物。
  43. 前記ASOが、ヌシネルセンである、請求項41または請求項42に記載の組成物。
  44. 請求項41〜43のいずれかに記載の組成物と、医薬的に許容可能な担体と、を含む、医薬組成物。
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