JP2022515338A - 遺伝子送達のための組み換えアデノ随伴ウイルスベクター - Google Patents

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Abstract

遺伝子療法を改善するための組み換えAAVベクター、AAVウイルスベクター、およびカプシドタンパク質、ならびにそれらの製造および使用のための方法が本明細書に提供される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年12月5日に出願された米国仮特許出願第62/775,871号、2019年2月5日に出願された同第62/801,195号、2019年6月18日に出願された同第62/863,126号、および2019年10月14日に出願された同第62/914,856号に対する優先権を主張するものであり、これらの各々は、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
参照による配列表の組み込み
本明細書に添えて電子的に提出されたテキストファイルの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる:配列表のコンピュータ可読形式のコピー(ファイル名:ABEO_002_04WO_SeqList_ST25、作成日:2019年12月3日、ファイルサイズ:556kb)。
アデノ随伴ウイルスベクターは、遺伝子療法のための送達ベクターとして有望である。しかしながら、それらの治療有効性は、ベクターの送達効率または限定された組織指向性によって損なわれる。したがって、より良好な治療能力を有する新しいAAVベクターに対する緊急の必要性がある。
本開示は、概して、遺伝子療法の分野に関し、具体的には、新規なカプシドタンパク質を有する組み換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター粒子(AAVウイルスベクターとしても知られる)、その製造、および疾患または障害を処置または予防するための導入遺伝子を送達するためのその使用に関する。
AIMカプシドライブラリー構築のための戦略。 組織培養における形質導入効率の比較。HEK293細胞を、ウェル当たり50,000個の細胞で96ウェルプレートにプレーティングした。細胞を、5E+5のMOIで、AAV9-GFPまたはAAV214-GFPウイルスを含有するカプシドを用いて形質導入した。画像は形質導入後45時間に撮影された。 2E+11個のAAV9またはAAV214ウイルスのウイルスゲノム(vg)を投与されたマウスの異なる組織における形質導入効率の比較。 2E+11個のAAV9またはAAV214ウイルスのvgを投与されたマウスの脳における形質導入効率および発現レベルの比較。 AAV投与後のマウスの網膜の走査型レーザー眼底検査撮像。野生型C57BL/6Jマウスには、網膜下(右眼)注射および硝子体内(左眼)注射の両方によって、標識されたAAV血清型が投与された。1μLの5E+12vg/mL(5E+9vg/眼)のAAVベクターを両方の投与方法で注射し、そして動物を10日後に、HRA2 Spectralis Scanning Laser Ophthalmoscope(Heidelberg Engineering、米国カリフォルニア州カールズバッド市)で撮像した。白内障が十分な観察を妨げた画像は図から省略した。 AAV204-GFPを硝子体内投与したマウスの眼のIHC解析。 図4は、RT-qPCRによって霊長類においてAAV204またはAAV9形質導入によって媒介されるGFP発現を比較する。点線は、-RT平均プラス2または4標準偏差として計算されたバックグラウンドに対応する。 図5A~図5Fは、AAV204で媒介された眼の発現を示す。図5Aは、AAV204の硝子体内注射によって媒介された形質導入の広がりを示し、主に周辺であり、一部は中心窩である。図5Bは、AAV204ウイルスの硝子体内注射後の霊長類における光受容体およびRPE細胞を含む様々な網膜細胞の(GFP発現による)形質導入を示す。図5Cは、大部分の錐体(色覚を担う光受容体)が集中している黄斑における大量の光受容体およびRPE形質導入を示す。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2プロモーター)によって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示し、これはRPEに対する細胞特異的プロモーターである。SLO撮像を、2.5×1012個のウイルスゲノム(vg)ベクターの硝子体内注射後、14日目(図5D)および28日目(図5E)に行った。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。 図5A~図5Fは、AAV204で媒介された眼の発現を示す。図5Aは、AAV204の硝子体内注射によって媒介された形質導入の広がりを示し、主に周辺であり、一部は中心窩である。図5Bは、AAV204ウイルスの硝子体内注射後の霊長類における光受容体およびRPE細胞を含む様々な網膜細胞の(GFP発現による)形質導入を示す。図5Cは、大部分の錐体(色覚を担う光受容体)が集中している黄斑における大量の光受容体およびRPE形質導入を示す。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2プロモーター)によって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示し、これはRPEに対する細胞特異的プロモーターである。SLO撮像を、2.5×1012個のウイルスゲノム(vg)ベクターの硝子体内注射後、14日目(図5D)および28日目(図5E)に行った。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。 図5A~図5Fは、AAV204で媒介された眼の発現を示す。図5Aは、AAV204の硝子体内注射によって媒介された形質導入の広がりを示し、主に周辺であり、一部は中心窩である。図5Bは、AAV204ウイルスの硝子体内注射後の霊長類における光受容体およびRPE細胞を含む様々な網膜細胞の(GFP発現による)形質導入を示す。図5Cは、大部分の錐体(色覚を担う光受容体)が集中している黄斑における大量の光受容体およびRPE形質導入を示す。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2プロモーター)によって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示し、これはRPEに対する細胞特異的プロモーターである。SLO撮像を、2.5×1012個のウイルスゲノム(vg)ベクターの硝子体内注射後、14日目(図5D)および28日目(図5E)に行った。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。 図5A~図5Fは、AAV204で媒介された眼の発現を示す。図5Aは、AAV204の硝子体内注射によって媒介された形質導入の広がりを示し、主に周辺であり、一部は中心窩である。図5Bは、AAV204ウイルスの硝子体内注射後の霊長類における光受容体およびRPE細胞を含む様々な網膜細胞の(GFP発現による)形質導入を示す。図5Cは、大部分の錐体(色覚を担う光受容体)が集中している黄斑における大量の光受容体およびRPE形質導入を示す。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2プロモーター)によって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示し、これはRPEに対する細胞特異的プロモーターである。SLO撮像を、2.5×1012個のウイルスゲノム(vg)ベクターの硝子体内注射後、14日目(図5D)および28日目(図5E)に行った。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。 図5A~図5Fは、AAV204で媒介された眼の発現を示す。図5Aは、AAV204の硝子体内注射によって媒介された形質導入の広がりを示し、主に周辺であり、一部は中心窩である。図5Bは、AAV204ウイルスの硝子体内注射後の霊長類における光受容体およびRPE細胞を含む様々な網膜細胞の(GFP発現による)形質導入を示す。図5Cは、大部分の錐体(色覚を担う光受容体)が集中している黄斑における大量の光受容体およびRPE形質導入を示す。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2プロモーター)によって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示し、これはRPEに対する細胞特異的プロモーターである。SLO撮像を、2.5×1012個のウイルスゲノム(vg)ベクターの硝子体内注射後、14日目(図5D)および28日目(図5E)に行った。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。 図5A~図5Fは、AAV204で媒介された眼の発現を示す。図5Aは、AAV204の硝子体内注射によって媒介された形質導入の広がりを示し、主に周辺であり、一部は中心窩である。図5Bは、AAV204ウイルスの硝子体内注射後の霊長類における光受容体およびRPE細胞を含む様々な網膜細胞の(GFP発現による)形質導入を示す。図5Cは、大部分の錐体(色覚を担う光受容体)が集中している黄斑における大量の光受容体およびRPE形質導入を示す。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2プロモーター)によって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示し、これはRPEに対する細胞特異的プロモーターである。SLO撮像を、2.5×1012個のウイルスゲノム(vg)ベクターの硝子体内注射後、14日目(図5D)および28日目(図5E)に行った。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。 図6は、エクスビボで実施されたNHPの眼の外植形質導入のIHC解析を示す。 中和抗体定量戦略。発光の欠如は、標的AAVが中和抗体によって結合されたことを示した。 図8は、AAV204およびAAV9の異なる免疫原性を実証する。中和抗体価は、社内で開発されたプロセスを使用して得られた。AAV9-LucまたはpA-AAV204-Lucのいずれかを、25,000のMOIで様々な希釈の血清と共にインキュベートした。インキュベーションの後、ウイルス/血清混合物を、20,000個のLec2細胞を含有するウェルに移し、そして細胞と共に24時間インキュベートし、その後、発光を測定し、同じMOIでウイルスのみで形質導入された細胞からの対照値と比較した。 図9は、気管内送達を介したAAV204またはAAV6(AAV肺形質導入のベンチマーク)を使用した肺形質導入の比較を示す。 図10A~図10Cは、FLIPRアッセイ(図10A)および用量応答(図10B)による、AAV204を充填したCFTRΔR発現カセット処置に対する、CFTRΔRおよび完全長発現カセットの機能性を示す。図10Cは、FLIPRによってアッセイされた膜電位に関して、CFTRΔR対完全長コドン最適化CFTR発現の比較を示す。タンパク質を発現するAAV204を用いて293個の細胞を形質導入し、蛍光の変化をモニターした。ベースラインを1分間読み取り、次いで50μMのフォルスコリンを細胞に添加した。 図10A~図10Cは、FLIPRアッセイ(図10A)および用量応答(図10B)による、AAV204を充填したCFTRΔR発現カセット処置に対する、CFTRΔRおよび完全長発現カセットの機能性を示す。図10Cは、FLIPRによってアッセイされた膜電位に関して、CFTRΔR対完全長コドン最適化CFTR発現の比較を示す。タンパク質を発現するAAV204を用いて293個の細胞を形質導入し、蛍光の変化をモニターした。ベースラインを1分間読み取り、次いで50μMのフォルスコリンを細胞に添加した。 図10A~図10Cは、FLIPRアッセイ(図10A)および用量応答(図10B)による、AAV204を充填したCFTRΔR発現カセット処置に対する、CFTRΔRおよび完全長発現カセットの機能性を示す。図10Cは、FLIPRによってアッセイされた膜電位に関して、CFTRΔR対完全長コドン最適化CFTR発現の比較を示す。タンパク質を発現するAAV204を用いて293個の細胞を形質導入し、蛍光の変化をモニターした。ベースラインを1分間読み取り、次いで50μMのフォルスコリンを細胞に添加した。 図11A~図11Cは、AAV204の培養したCF患者の細胞を形質導入する能力(図11A)、CFTRΔR発現、および細胞膜における適切な局在化(図11B)、およびヒトCF患者の細胞におけるCFTR電流を回復させるCFTRΔRの発現(図11C)を示す。 図11A~図11Cは、AAV204の培養したCF患者の細胞を形質導入する能力(図11A)、CFTRΔR発現、および細胞膜における適切な局在化(図11B)、およびヒトCF患者の細胞におけるCFTR電流を回復させるCFTRΔRの発現(図11C)を示す。 図11A~図11Cは、AAV204の培養したCF患者の細胞を形質導入する能力(図11A)、CFTRΔR発現、および細胞膜における適切な局在化(図11B)、およびヒトCF患者の細胞におけるCFTR電流を回復させるCFTRΔRの発現(図11C)を示す。 図12Aは、嚢胞性線維症のマウスモデルに対して、CFTR導入遺伝子を含むAAV204粒子を鼻に投与することのインビボ効果を示す。 図12Bは、異なるCF患者の細胞におけるAAV204/CFTRΔR処置(鼻の膜電位の増加による)治療の効果を示す。 図13は、ウイルス粒子の静脈内投与の30日後のCLN3Δex7/8マウスモデルにおけるAAV9-CLN3ベクターおよびAAV214-CLN3ベクターの生体内分布を示す。 図14は、RT-qPCRによって測定された、CLN3Δex7/8マウス脳組織におけるAAV9-CLN3ベクターおよびAAV214-CLN3ベクターの発現を示す。 図15は、形質導入されたHEK293細胞におけるGLA発現の免疫ブロットを示す。 図16は、AAV投与後のC57BL/6マウスにおける血漿、脳、肝臓、脊髄、心臓、腎臓、および眼のGLAの酵素活性(超生理学的な)を示す。 図17は、静脈内注射によるAAV投与後のC57BL/6マウスにおける脳、二頭筋、横隔膜、および肝臓におけるGAAの酵素活性を示す。 図18A~図18Bは、トランスフェクションによってHEK293細胞内で発現された組み換えhGAAの免疫ブロット解析(図18A)および酵素解析(図18B)を示す。 図18A~図18Bは、トランスフェクションによってHEK293細胞内で発現された組み換えhGAAの免疫ブロット解析(図18A)および酵素解析(図18B)を示す。 図19A~図19Eは、AAV投与後のC57BL/6マウス内の血漿(図19A)、脳(図19B)、二頭筋(図19C)、横隔膜(図19D)、または肝臓(図19E)におけるGAAの酵素活性を示す。図19Fは、AAVカプシドでIV処置されたGAA-/-マウスにおけるグリコーゲンレベルを示す。データは、GAA-/-マウスに見られるグリコーゲンの%として提示される。グリコーゲンの減少は、コドン最適化GAA酵素のAAV9およびAAV214媒介性発現によるGAA機能性の回復を示す。 図19A~図19Eは、AAV投与後のC57BL/6マウス内の血漿(図19A)、脳(図19B)、二頭筋(図19C)、横隔膜(図19D)、または肝臓(図19E)におけるGAAの酵素活性を示す。図19Fは、AAVカプシドでIV処置されたGAA-/-マウスにおけるグリコーゲンレベルを示す。データは、GAA-/-マウスに見られるグリコーゲンの%として提示される。グリコーゲンの減少は、コドン最適化GAA酵素のAAV9およびAAV214媒介性発現によるGAA機能性の回復を示す。 図19A~図19Eは、AAV投与後のC57BL/6マウス内の血漿(図19A)、脳(図19B)、二頭筋(図19C)、横隔膜(図19D)、または肝臓(図19E)におけるGAAの酵素活性を示す。図19Fは、AAVカプシドでIV処置されたGAA-/-マウスにおけるグリコーゲンレベルを示す。データは、GAA-/-マウスに見られるグリコーゲンの%として提示される。グリコーゲンの減少は、コドン最適化GAA酵素のAAV9およびAAV214媒介性発現によるGAA機能性の回復を示す。 図19A~図19Eは、AAV投与後のC57BL/6マウス内の血漿(図19A)、脳(図19B)、二頭筋(図19C)、横隔膜(図19D)、または肝臓(図19E)におけるGAAの酵素活性を示す。図19Fは、AAVカプシドでIV処置されたGAA-/-マウスにおけるグリコーゲンレベルを示す。データは、GAA-/-マウスに見られるグリコーゲンの%として提示される。グリコーゲンの減少は、コドン最適化GAA酵素のAAV9およびAAV214媒介性発現によるGAA機能性の回復を示す。 図19A~図19Eは、AAV投与後のC57BL/6マウス内の血漿(図19A)、脳(図19B)、二頭筋(図19C)、横隔膜(図19D)、または肝臓(図19E)におけるGAAの酵素活性を示す。図19Fは、AAVカプシドでIV処置されたGAA-/-マウスにおけるグリコーゲンレベルを示す。データは、GAA-/-マウスに見られるグリコーゲンの%として提示される。グリコーゲンの減少は、コドン最適化GAA酵素のAAV9およびAAV214媒介性発現によるGAA機能性の回復を示す。 図19A~図19Eは、AAV投与後のC57BL/6マウス内の血漿(図19A)、脳(図19B)、二頭筋(図19C)、横隔膜(図19D)、または肝臓(図19E)におけるGAAの酵素活性を示す。図19Fは、AAVカプシドでIV処置されたGAA-/-マウスにおけるグリコーゲンレベルを示す。データは、GAA-/-マウスに見られるグリコーゲンの%として提示される。グリコーゲンの減少は、コドン最適化GAA酵素のAAV9およびAAV214媒介性発現によるGAA機能性の回復を示す。 図20は、AAV204(配列番号2)およびAAV6(配列番号63)からのVP1アミノ酸配列のアライメントを示す。 図20は、AAV204(配列番号2)およびAAV6(配列番号63)からのVP1アミノ酸配列のアライメントを示す。 図21は、AAV214(配列番号3)、AAV214A(配列番号30)、AAV214AB(配列番号84)、AAV214e(配列番号31)、AAV214e8(配列番号32)、AAV214e9(配列番号33)、AAV214e10(配列番号34)、ITB204_45(配列番号49)、AAV9(配列番号71)、およびAAV8(配列番号67)からのVP1タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図21は、AAV214(配列番号3)、AAV214A(配列番号30)、AAV214AB(配列番号84)、AAV214e(配列番号31)、AAV214e8(配列番号32)、AAV214e9(配列番号33)、AAV214e10(配列番号34)、ITB204_45(配列番号49)、AAV9(配列番号71)、およびAAV8(配列番号67)からのVP1タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図21は、AAV214(配列番号3)、AAV214A(配列番号30)、AAV214AB(配列番号84)、AAV214e(配列番号31)、AAV214e8(配列番号32)、AAV214e9(配列番号33)、AAV214e10(配列番号34)、ITB204_45(配列番号49)、AAV9(配列番号71)、およびAAV8(配列番号67)からのVP1タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図22は、AAV214(配列番号35)、AAV214A(配列番号36)、AAV214AB(配列番号85)、AAV214e(配列番号37)、AAV214e8(配列番号38)、AAV214e9(配列番号39)、AAV214e10(配列番号40)、ITB204_45(配列番号50)、AAV9(配列番号72)、およびAAV8(配列番号68)からのVP2タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図22は、AAV214(配列番号35)、AAV214A(配列番号36)、AAV214AB(配列番号85)、AAV214e(配列番号37)、AAV214e8(配列番号38)、AAV214e9(配列番号39)、AAV214e10(配列番号40)、ITB204_45(配列番号50)、AAV9(配列番号72)、およびAAV8(配列番号68)からのVP2タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図22は、AAV214(配列番号35)、AAV214A(配列番号36)、AAV214AB(配列番号85)、AAV214e(配列番号37)、AAV214e8(配列番号38)、AAV214e9(配列番号39)、AAV214e10(配列番号40)、ITB204_45(配列番号50)、AAV9(配列番号72)、およびAAV8(配列番号68)からのVP2タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図23は、AAV214(配列番号41)、AAV214A(配列番号42)、AAV214AB(配列番号86)、AAV214e(配列番号43)、AAV214e8(配列番号44)、AAV214e9(配列番号45)、AAV214e10(配列番号46)、ITB204_45(配列番号51)、AAV9(配列番号73)、およびAAV8(配列番号69)からのVP3タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図23は、AAV214(配列番号41)、AAV214A(配列番号42)、AAV214AB(配列番号86)、AAV214e(配列番号43)、AAV214e8(配列番号44)、AAV214e9(配列番号45)、AAV214e10(配列番号46)、ITB204_45(配列番号51)、AAV9(配列番号73)、およびAAV8(配列番号69)からのVP3タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図23は、AAV214(配列番号41)、AAV214A(配列番号42)、AAV214AB(配列番号86)、AAV214e(配列番号43)、AAV214e8(配列番号44)、AAV214e9(配列番号45)、AAV214e10(配列番号46)、ITB204_45(配列番号51)、AAV9(配列番号73)、およびAAV8(配列番号69)からのVP3タンパク質アミノ酸配列のアライメントを示す。 図24Aは、筋肉内投与後の筋肉におけるAAV110ベクター粒子およびAAV9ベクター粒子によって送達されるGFP導入遺伝子の発現を示す。上のパネルは、白色の光で左右の脚を示し、全体的な組織構造を示している。下のパネルはGFP蛍光を示す。 図24Bは、AAV110粒子(ITCord1.10)について、AAV9と比較して、図24Aで得られた蛍光の定量的解析を提供する。 図25A~図25Cは、筋肉内投与後にAAV110粒子(ITCord1.10)によって送達される導入遺伝子の発現をAAV9に対して図示する。データは、筋肉におけるAAV110の発現が特に高いことを示す。 図25A~図25Cは、筋肉内投与後にAAV110粒子(ITCord1.10)によって送達される導入遺伝子の発現をAAV9に対して図示する。データは、筋肉におけるAAV110の発現が特に高いことを示す。 図25A~図25Cは、筋肉内投与後にAAV110粒子(ITCord1.10)によって送達される導入遺伝子の発現をAAV9に対して図示する。データは、筋肉におけるAAV110の発現が特に高いことを示す。 図26Aは、GFPを発現するAAV110およびAAV9粒子の筋肉内投与後のGFP発現を検出するための筋組織の免疫組織化学を示す。図は、AAV9ベクター粒子(左下パネル)から発現されたGFP、AAV110粒子(右下パネル)から発現されたGFP、および対照筋肉(上パネル)を示す。組織を抗GFP抗体で染色した。 IM送達されたAAV214は、AAV9より大きい筋肉面積を形質導入する。ラットの筋肉(大腿二頭筋)全体を、IM注射の10日後に免疫組織化学によりGFPまたはmCherry発現について解析した。固定凍結切片をGFPおよびmCherry pAbでプローブした。AAV214は、注射部位と一致する筋肉の上部部分にほぼ限定されたAAV9と比較して、著しくより大きい形質導入区域を示す。 図27は、導入遺伝子として発現され、かつルシフェリンに曝露されたルシフェラーゼを示す生物発光画像を示す。データは、AAV214投与の28日後に得られた。 図28は、AAV214およびAAV9で静脈内に送達されたSMN-1タンパク質の筋肉発現を比較する。 図29は、AAV214対AAV9のバリアントによって媒介される導入遺伝子としての心臓および二頭筋におけるGFPの発現を示す。y軸は、ゲノムDNAのマイクログラム当たりのウイルスコピー数のlog10値を示す。 図30は、VP1、VP2、およびVP3カプシドタンパク質の線図を示す。VP1特異的部分およびVP2特異的部分は、VP3部分と共に示されており、これは産生されたVP3タンパク質と同一である。AAV214 VP3(配列番号41)のアミノ酸配列が示され、また可変領域I-IXが示されている。AAV214に対する完全なVP1タンパク質アミノ酸配列は、配列番号3として提供される。 図31A~図31Cは、AAV9中和抗体の生成の減少を実証する、AAV214で処置された動物を図示する。図31Aは、AAV9に対する中和抗体についてアッセイされた、AAV9またはAAV214のいずれかをIMによって投与された動物を示す。動物血清の、許容細胞型Lec2へのAAV9ルシフェラーゼベクターの形質導入を阻害する能力を測定することによって解析を実施した。形質導入の3日後、ルシフェラーゼ活性について細胞をアッセイした。各群は、対照、AAV9、またはAAV214のいずれかに対して2匹または3匹のラットから成る。図31Bおよび図31Cは、AAV9およびAAV204に対する交差反応性を示す。図31Bは、AAV9チャレンジ後の様々なAAV中和抗体の発生を示す。図31Cは、AAV204チャレンジ後の様々なAAV中和抗体の発生を示す。 図31A~図31Cは、AAV9中和抗体の生成の減少を実証する、AAV214で処置された動物を図示する。図31Aは、AAV9に対する中和抗体についてアッセイされた、AAV9またはAAV214のいずれかをIMによって投与された動物を示す。動物血清の、許容細胞型Lec2へのAAV9ルシフェラーゼベクターの形質導入を阻害する能力を測定することによって解析を実施した。形質導入の3日後、ルシフェラーゼ活性について細胞をアッセイした。各群は、対照、AAV9、またはAAV214のいずれかに対して2匹または3匹のラットから成る。図31Bおよび図31Cは、AAV9およびAAV204に対する交差反応性を示す。図31Bは、AAV9チャレンジ後の様々なAAV中和抗体の発生を示す。図31Cは、AAV204チャレンジ後の様々なAAV中和抗体の発生を示す。 図31A~図31Cは、AAV9中和抗体の生成の減少を実証する、AAV214で処置された動物を図示する。図31Aは、AAV9に対する中和抗体についてアッセイされた、AAV9またはAAV214のいずれかをIMによって投与された動物を示す。動物血清の、許容細胞型Lec2へのAAV9ルシフェラーゼベクターの形質導入を阻害する能力を測定することによって解析を実施した。形質導入の3日後、ルシフェラーゼ活性について細胞をアッセイした。各群は、対照、AAV9、またはAAV214のいずれかに対して2匹または3匹のラットから成る。図31Bおよび図31Cは、AAV9およびAAV204に対する交差反応性を示す。図31Bは、AAV9チャレンジ後の様々なAAV中和抗体の発生を示す。図31Cは、AAV204チャレンジ後の様々なAAV中和抗体の発生を示す。
本開示による一部の実施形態は、以下により完全に記述される。しかしながら、本開示の態様は、異なる形態で具体化されてもよく、また本明細書に記載する実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完璧かつ完全であるように提供され、また本発明の範囲を当業者に完全に伝達することになる。本明細書の記述で使用される用語は、特定の実施形態の記述の目的のみのものであり、限定することを意図しない。
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語(技術的用語および科学的用語を含む)は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義される用語などの用語は、本出願および関連技術の文脈においてその意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、また本明細書に明示的に定義されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味で解釈されるべきでないことがさらに理解されるであろう。
文脈で別途示されない限り、本明細書に記載される本発明の様々な特徴を任意の組み合わせで使用することができることが具体的に意図される。さらに、本開示はまた、実施形態では、本明細書に記載される任意の特徴または特徴の組み合わせを除外または省略することができることも企図する。例証するために、本明細書が、複合体が構成成分A、B、およびCを含むと記載する場合、A、B、もしくはC、またはそれらの組み合わせのいずれかを省略し、かつ単独でまたは任意の組み合わせで放棄することができることが具体的に意図される。
別段の明示的な指示がない限り、指定された一部の実施形態、特徴、および用語はすべて、列挙された実施形態、特徴、または用語、ならびにその生物学的同等物の両方を含むことを意図する。
参照による組み込み
本明細書に引用されるすべての参考文献、記事、刊行物、特許、特許刊行物、および特許出願は、すべての目的のためにその全体が参照により組み込まれる。しかしながら、本明細書に引用される任意の参考文献、記事、刊行物、特許、特許刊行物、および特許出願に言及することは、世界中の任意の国で、有効な先行技術を構成する、または共通の一般知識の一部を形成するという承認または任意の形態の示唆として解釈するべきではない。
定義
本技術の実践は、別段の指示がない限り、当技術分野の技術範囲内の、有機化学、薬理学、免疫学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、および組み換えDNAの従来の技法を用いる。例えば、Sambrook,Fritsch and Maniatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2nd edition(1989); Current Protocols In Molecular Biology(F.M.Ausubel,et al.eds.,(1987)); the series Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.):PCR 2:A Practical Approach(M.J.MacPherson,B.D.Hames and G.R.Taylor eds.(1995))、Harlow and Lane,eds. (1988)Antibodies,a Laboratory Manual、およびAnimal Cell Culture(RI.Freshney,ed.(1987))を参照のこと。
本発明の記述および添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別段の指示を明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。
本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、組成物および方法が列挙された要素を含むが、他のものを除外しないことを意味することを意図する。本明細書で使用される場合、「本質的に~から成る」(および文法的変形)という移行句は、列挙された材料または工程、および列挙された実施形態の基本的な特徴および新規の特徴(複数可)に実質的に影響を与えないものを包含するものとして解釈されるべきである。それ故に、本明細書で使用される場合、「本質的に~から成る」という用語は、「含む」と同等のものとして解釈されるべきではない。「から成る」とは、微量元素より多い他の成分を排除すること、および本明細書に開示される組成物を投与するための実質的な方法工程を意味するものとする。これらの移行用語の各々によって定義される態様は、本開示の範囲内である。
範囲を含むすべての数字表示(例えば、pH、温度、時間、濃度、および分子量など)は、1.0または0.1の増分で、適宜に、または代替的に、+/-15%、10%、5%、2%の変動だけ、(+)または(-)に変化する近似である。必ずしも明示的に記載されるわけではないが、すべての数字表示は、用語「約」が先行することが理解されるべきである。また、必ずしも明示的には記載されないが、本明細書に記載される試薬は単に例示的であり、またそのようなものと同等のものが当技術分野で公知であることも、理解されるべきである。量または濃度およびこれに類するものなどの測定可能な値を指すとき、本明細書で使用される場合、「約」という用語は、指定された量の20%、10%、5%、1%、0.5%、またはさらには0.1%の変動を包含することを意味する。
本明細書に開示される任意の構成要素、範囲、用量形態等の選択を記述するために使用されるとき、「許容可能な」、「有効な」、または「十分な」という用語は、当該構成要素、範囲、用量形態等が開示される目的のために適切であることを意図する。
また、本明細書で使用される場合、「および/または」は、関連する列挙された項目のうちの一つ以上のありとあらゆる可能な組み合わせだけでなく、代替物(「または」)で解釈される場合、組み合わせの欠如を指し、かつ包含する。
具体的に列挙されない限り、「宿主細胞」という用語は、例えば、真菌細胞、酵母細胞、高等植物細胞、昆虫細胞、および哺乳類細胞を含む真核宿主細胞を含む。真核宿主細胞の非限定的な例としては、サル、ウシ、ブタ、ネズミ、ラット、鳥類、爬虫類、およびヒト、例えば、HEK293細胞および293T細胞が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「単離された」という用語は、他の材料から実質的に遊離している分子もしくは生物学的物質または細胞物質を指す。
本明細書で使用される場合、「核酸配列」および「ポリヌクレオチド」という用語は、リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドのいずれかの、任意の長さのヌクレオチドのポリマー形態を指すために同じ意味で使用される。それ故に、この用語は、単鎖、二重鎖、または多重鎖のDNAもしくはRNA、ゲノムDNA、cDNA、DNA-RNAハイブリッド、またはプリン塩基およびピリミジン塩基もしくは他の天然塩基、化学的もしくは生化学的に修飾された塩基、非天然塩基、もしくは誘導体化されたヌクレオチド塩基を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成るポリマーを含むが、これらに限定されない。
「遺伝子」は、特定のポリペプチドまたはタンパク質をコードする能力を有する少なくとも一つのオープンリーディングフレーム(ORF)を含有するポリヌクレオチドを指す。「遺伝子産物」、または代替的に、「遺伝子発現産物」は、遺伝子が転写されかつ翻訳されたときに生成されるアミノ酸配列(例えば、ペプチドまたはポリペプチド)を指す。
本明細書で使用される場合、「発現」は、ポリヌクレオチドがmRNAに転写される二工程プロセスおよび/または転写mRNAがその後ペプチド、ポリペプチド、もしくはタンパク質に翻訳されるプロセスを指す。ポリヌクレオチドがゲノムDNAに由来する場合、発現は真核細胞におけるmRNAのスプライシングを含んでもよい。
「転写制御下」は、当技術分野でよく理解されている用語であり、かつポリヌクレオチド配列、通常はDNA配列の転写が、転写の開始に寄与する、または転写を促進する要素に動作可能に連結していることに依存することを示す。「動作可能に連結された」は、ポリヌクレオチドが細胞内で機能することを可能にする様態で配設されることを意図する。一態様では、本発明は、下流配列に動作可能に連結されたプロモーターを提供する。
ポリヌクレオチドに適用される場合、「コードする」という用語は、その天然状態で、または当業者に周知の方法によって操作されたときに、ポリペプチドおよび/またはその断片に対するmRNAを産生するために転写することができる場合、ポリペプチドを「コードする」と言われるポリヌクレオチドを指す。アンチセンス鎖は、こうした核酸の補体であり、またコード化配列は、そこから推測することができる。
本明細書で使用される場合、「プロモーター」という用語は、遺伝子または導入遺伝子などのコード配列の開始および転写速度が制御されるポリヌクレオチド配列の領域である制御配列を意味する。プロモーターは、例えば、構成的、誘導的、抑制的、または組織特異的であってもよい。プロモーターは、RNAポリメラーゼおよび転写因子などの調節タンパク質および分子が結合しうる遺伝的要素を含有してもよい。非限定的な例示的なプロモーターとしては、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター(任意にRSVエンハンサーを有する)、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、βアクチンプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター、ユビキタスニワトリβアクチンハイブリッド(CBh)プロモーター、小さい核RNA(U1aまたはU1b)プロモーター、MeCP2プロモーター、MeP418プロモーター、MeP426プロモーター、最小限のMeCP2プロモーター、VMD2プロモーター、mRhoプロモーター、またはEFIプロモーターが挙げられる。
本明細書に提供される追加の非限定的な例示的なプロモーターとしては、EFla、Ubc、ヒトβアクチン、CAG、TRE、Ac5ポリヘドリン、Gal1、TEF1、GDS、ADH1、Ubi、およびα-1-抗トリプシン(hAAT)が挙げられるが、これらに限定されない。こうしたプロモーターのヌクレオチド配列は、mRNA転写の効率を増加または減少させるために改変されてもよいことが当技術分野で公知である。例えば、Gao et al.(2018)Mol.Ther.:Nucleic Acids 12:135-145(7SK、U6、およびH1プロモーターのTATAボックスを修飾して、RNAポリメラーゼIII転写を廃止し、RNAポリメラーゼII依存性mRNA転写を刺激する)を参照のこと。合成由来プロモーターは、ユビキタスまたは組織特異的発現に使用されてもよい。さらに、その一部が上述のウイルス由来プロモーターは、本明細書に開示される方法、例えば、CMV、HIV、アデノウイルス、およびAAVプロモーターにおいて有用である場合がある。実施形態では、プロモーターは、転写効率を増加させるためにエンハンサーと共に使用される。エンハンサーの非限定的な例としては、間質レチノイド結合タンパク質(IRBP)エンハンサー、RSVエンハンサー、またはCMVエンハンサーが挙げられる。
エンハンサーは、標的配列の発現を増加させる調節要素である。「プロモーター/エンハンサー」は、プロモーター機能とエンハンサー機能との両方を提供する能力を有する配列を含有するポリヌクレオチドである。例えば、レトロウイルスの長い末端反復は、プロモーター機能とエンハンサー機能との両方を含有する。エンハンサー/プロモーターは、「内因性」または「外因性」、または「異種」であってもよい。「内因性」エンハンサー/プロモーターは、ゲノム中の所与の遺伝子と天然に連結されるものである。「外因性」または「異種」エンハンサー/プロモーターは、その遺伝子の転写が連結されたエンハンサー/プロモーターによって指示されるように、遺伝子操作によって遺伝子に並置される(すなわち、分子生物学的技法)。本明細書に提供される方法、組成物、および構築物における使用のための連結されたエンハンサー/プロモーターの非限定的な例としては、PDEプロモーター+IRBPエンハンサーまたはCMVエンハンサー+U1aプロモーターが挙げられる。当技術分野では、エンハンサーは、ある距離から、かつ内因性プロモーターまたは異種プロモーターの場所に対するその向きに関係なく動作することができることが理解される。それ故に、プロモーターからある距離で動作するエンハンサーは、それ故にベクター内のその場所、またはプロモーターの場所に対するその向きに関係なく、そのプロモーターに「動作可能に連結される」ことがさらに理解される。
「タンパク質」、「ペプチド」、および「ポリペプチド」という用語は、アミノ酸、アミノ酸類似体、またはペプチド模倣体の二つ以上のサブユニットの化合物を指すために、同じ意味で、かつその最も広い意味で使用される。サブユニットは、ペプチド結合によって連結されてもよい。別の態様では、サブユニットは、他の結合、例えば、エステル、エーテル等によって連結されてもよい。タンパク質またはペプチドは、少なくとも二つのアミノ酸を含有する必要があり、またタンパク質またはペプチドの配列を含む、配列から本質的に成る、または配列から成ることができるアミノ酸の最大数には制限が設けられない。本明細書で使用される場合、「アミノ酸」という用語は、グリシン、ならびにDおよびL光学異性体の両方、アミノ酸類似体、およびペプチド模倣体を含む、天然および/もしくは非天然または合成のアミノ酸のいずれかを指す。
本明細書で使用される場合、「シグナルペプチド」または「シグナルポリペプチド」という用語は、通常、新たに合成された分泌性ポリペプチドもしくは膜ポリペプチドまたはタンパク質のN末端に存在するアミノ酸配列を意図する。これは、ポリペプチドを、例えば、細胞膜を横切って、細胞膜の中へ、または核の中へと特定の細胞部位に方向付けるように作用する。実施形態では、シグナルペプチドは、局在化後に除去される。シグナルペプチドの例は、当技術分野で周知である。非限定的な例は、米国特許第8,853,381号、同第5,958,736号、および同第8,795,965号に記載されるものである。実施形態では、シグナルペプチドは、IDUAシグナルペプチドとすることができる。
「同等の」または「生物学的同等の」という用語は、特定の分子、生物学的物質、または細胞物質を指す場合、同じ意味で使用され、また所望の構造または機能性を依然として維持する一方で、最小限の相同性を有するものを意図する。同等のポリペプチドの非限定的な例としては、参照ポリペプチド(例えば、野生型ポリペプチド)と少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%の同一性、もしくは少なくとも約99%の同一性を有するポリペプチド、または参照ポリヌクレオチド(例えば、野生型ポリヌクレオチド)と少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%の同一性、少なくとも約97%の配列同一性、もしくは少なくとも約99%の配列同一性を有するポリヌクレオチドによってコードするされたポリペプチドが挙げられる。
「相同性」または「同一性」または「類似性」は、二つのペプチド間または二つの核酸分子間の配列類似性を指す。同一性パーセントは、比較目的で整列されてもよい各配列内の位置を比較することによって決定することができる。比較された配列内の位置が同じ塩基またはアミノ酸によって占有される場合、分子は、その位置において同一である。配列間の同一性の程度は、配列によって共有される合致する位置の数の関数である。「無関係」または「非相同」配列は、本開示の配列のうちの一つと40%未満の同一性、25%未満の同一性しか共有していない。アライメントおよび配列同一性パーセントは、核酸配列またはアミノ酸配列について、本明細書に提供される当該核酸配列またはアミノ酸配列をClustalW(https://genome.jp/tools-bin/clustalw/において入手可能)へと、かつこれを使用してインポートすることによって、決定されてもよい。例えば、本明細書で見出されるタンパク質配列アライメント(例えば、図20~図23)を実施するために使用されるClustalWパラメータは、Gonnet(タンパク質用)重みマトリクスを使用して生成された。実施形態では、本明細書で見出される核酸配列を使用して核酸配列アライメントを実施するために使用されるClustalWパラメータは、ClustalW(DNA用)重みマトリクスを使用して生成される。
本明細書で使用される場合、アミノ酸修飾は、アミノ酸置換、アミノ酸欠失、またはアミノ酸挿入であってもよい。アミノ酸置換は、保存的アミノ酸置換または非保存的アミノ酸置換であってもよい。保存的置き換え(保存的変異、保存的置換、または保存的変動とも呼ばれる)は、所与のアミノ酸を、類似の生化学的特性(例えば、電荷、疎水性、またはサイズ)を有する異なるアミノ酸へと変化させる、タンパク質におけるアミノ酸の置き換えである。本明細書で使用される場合、「保存的変動」は、別の生物学的に類似した残基によるアミノ酸残基の置き換えを指す。保存的変動の例としては、イソロイシン、バリン、ロイシン、またはメチオニンなどの一つの疎水性残基の別のものに対する置換が、または一つの荷電残基または極性残基の別のものに対する置換、例えば、アルギニンのリジンに対する置換、アスパラギン酸に対するグルタミン酸の置換、アスパラギンに対するグルタミンの置換、およびこれに類するものが挙げられる。保存的置換のその例証的な例としては、アラニンのセリンへの変更、アスパラギンからグルタミンまたはヒスチジンへの変更、アスパラギン酸塩からグルタミン酸塩への変更、システインからセリンへの変更、グリシンからプロリンへの変更、ヒスチジンからアスパラギンまたはグルタミンへの変更、リジンからアルギニン、グルタミン、またはグルタミン酸塩への変更、フェニルアラニンからチロシン、セリンからトレオニンへの変更、トレオニンからセリンへの変更、トリプトファンからチロシンへの変更、チロシンからトリプトファンまたはフェニルアラニンへの変更、およびこれに類するものが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「ベクター」という用語は、インタクトなレプリコンを含む、本質的にインタクトなレプリコンから成る、またはインタクトなレプリコンから成る核酸を指し、これによりベクターは細胞内に定置されたときに、例えば、トランスフェクション、感染、または形質転換のプロセスによって、複製されてもよい。一旦細胞の内側に入ると、ベクターは染色体外(エピソーム)要素として複製される場合があり、または宿主細胞染色体の中へと組み込まれる場合があることが当技術分野で理解される。ベクターは、レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、バキュロウイルス、改変バキュロウイルス、パポバウイルス、または別の方法で改変された自然発生ウイルスに由来する核酸を含んでもよい。核酸を送達するための例示的な非ウイルスベクターとしては、ネイキッドDNA;カチオン性脂質と錯体を形成した、単独の、またはカチオン性ポリマーと組み合わせたDNA; アニオン性リポソームおよびカチオン性リポソーム;一部の事例ではリポソーム内に含有される、カチオン性ポリマー(不均一なポリリシン、画定された長さのオリゴペプチド、およびポリエチレンイミンなど)を用いて凝縮されたDNAを含む、本質的にDNAから成る、またはDNAから成る、DNA-タンパク質錯体および粒子;および ウイルスおよびポリリシン-DNAを含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る三重複合体の使用が挙げられる。
一般的な組み換え技法に関して、ポリヌクレオチドをその中へと動作可能に連結することができるプロモーターとクローニング部位との両方を含有するベクターは、当技術分野で周知である。こうしたベクターは、インビトロまたはインビボでRNAを転写する能力を有し、またAgilent Technologies(米国カリフォルニア州サンタクララ市)およびPromega Biotech(米国ウィスコンシン州マディソン市)などの供給元から市販されている。発現および/またはインビトロ転写を最適化するために、転写レベルまたは翻訳レベルのいずれかにおいて、発現を妨げる、または減少させる場合がある、過剰な、潜在的に不適切な代替的翻訳開始コドンまたは他の配列を削除するために、クローニングされた導入遺伝子の5’および/または3’非翻訳部分を除去、追加、または変更する必要がある場合がある。代替的に、コンセンサスリボソーム結合部位を、発現を強化するために、5’の開始コドンにすぐに挿入することができる。
「ウイルスベクター」は、インビボ、エクスビボ、またはインビトロのいずれかで宿主細胞の中へと送達されるポリヌクレオチドを含有する組み換えによって産生されたウイルスまたはウイルス粒子として定義される。ウイルスベクターの例としては、レトロウイルスベクター、AAVベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アルファウイルスベクター、およびこれに類するもの挙げられる。セムリキ森林ウイルス系ベクターおよびシンドビスウイルス系ベクターなどのアルファウイルスベクターも、遺伝子療法および免疫療法で使用するために開発されている。例えば、Schlesinger and Dubensky(1999)Curr.Opin.Biotechnol.5:434-439およびYing,et al.(1999)Nat.Med.5(7):823-827を参照のこと。
本明細書で使用される場合、「組み換え発現系」または「組み換えベクター」という用語は、組み換えによって形成された、ある特定の遺伝的物質の発現のための遺伝子構築物または構築物を指す。
「遺伝子送達ビヒクル」は、挿入されたポリヌクレオチドを宿主細胞へと運ぶことができる任意の分子として定義される。遺伝子送達ビヒクルの例は、天然ポリマーおよび合成ポリマーを含むリポソーム、ミセル生体適合性ポリマー;リポタンパク質;ポリペプチド;多糖類;リポ多糖類;人工ウイルスエンベロープ;金属粒子;細菌;バキュロウイルス、アデノウイルス、およびレトロウイルスなどのウイルス;バクテリオファージ、コスミド、プラスミド、および真菌ベクター;および当技術分野で典型的に使用される他の組み換えビヒクルであり、これらは、様々な真核宿主および原核宿主における発現のために記述されており、また遺伝子療法だけでなく、単純なタンパク質発現にも使用されてもよい。また、標的抗体またはその断片も含む、本質的にこれらからも成る、またはこれらからも成るリポソームを、本明細書に開示される方法に使用することができる。細胞または細胞集団へのポリヌクレオチドの送達に加えて、本明細書に記載されるタンパク質を細胞または細胞集団に直接導入することは、タンパク質トランスフェクションの非限定的な技法によって行うことができ、代替的に本明細書に開示されるタンパク質の発現を増強および/または活性を促進することができる条件を洗練することは、他の非限定的な技法である。
本明細書に開示されるポリヌクレオチドは、遺伝子送達ビヒクルを使用して細胞または組織に送達することができる。「遺伝子送達」、「遺伝子導入」、「形質導入」、およびこれに類するものは、本明細書で使用される場合、導入に使用される方法に関わらず、宿主細胞への外因性ポリヌクレオチドの導入を指す用語である(時として「導入遺伝子」とも称される)。こうした方法としては、ベクター媒介遺伝子導入(例えば、ウイルス感染/トランスフェクション、または様々な他のタンパク質ベースまたは脂質ベースの遺伝子送達複合体による)だけでなく、「ネイキッド」ポリヌクレオチドの送達を促進する技法(エレクトロポレーション、「遺伝子銃」送達、およびポリヌクレオチドの導入のために使用される様々な他の技法)などの様々な周知の技法が挙げられる。導入されたポリヌクレオチドは、宿主細胞内に安定的にまたは一時的に維持されてもよい。安定的な維持は、典型的に、導入されたポリヌクレオチドが、宿主細胞と適合する複製の起源を含有するか、または染色体外レプリコン(例えば、プラスミド)もしくは核もしくはミトコンドリア染色体などの宿主細胞のレプリコンの中へと組み込むことを必要とする。数多くのベクターが、当技術分野で公知であり、かつ本明細書に記載されるように、哺乳類細胞への遺伝子の移動を媒介する能力を有することが知られている。
「プラスミド」は、典型的に染色体DNAから分離し、かつ染色体DNAから独立して複製する能力を有するDNA分子である。多くの場合、円形状でおよび二重鎖である。プラスミドは、微生物集団内の水平遺伝子導入のための機構を提供し、また典型的には、所与の環境的状態下で選択的優位性を提供する。プラスミドは、競合する環境的ニッチにおいて自然発生する抗生物質に対する耐性を提供する遺伝子を担持する場合があり、または代替的に、産生されたタンパク質は、類似の状況下で毒素として作用する場合がある。プラスミドベクターは、染色体外環状DNA分子としてしばしば存在するが、プラスミドベクターは、ランダムまたは標的化された様態のいずれかで宿主染色体内に安定的に統合されるように設計される場合があり、またこうした組み込みは、円形プラスミドまたは宿主細胞への導入前に直線化されたプラスミドのいずれかを使用して達成される場合があることが当技術分野で知られている。
遺伝子工学で使用される「プラスミド」は、「プラスミドベクター」と呼ばれる。多くのプラスミドは、こうした使用のために市販されている。複製される遺伝子は、特定の抗生物質に対して細胞に耐性を持たせる遺伝子を含有するプラスミドのコピー、およびこの場所でのDNA断片の容易な挿入を可能にする、いくつかの一般的に使用される制限部位を含有する短い領域である、複数のクローニング部位(MCS、またはポリリンカー)へと挿入される。プラスミドの別の主要な使用は、大量のタンパク質を作製することである。この場合、研究者らは、対象の遺伝子を担持するプラスミドを含有する細菌または真核細胞を成長させ、これを挿入された遺伝子から大量のタンパク質を産生するように誘導することができる。
アデノウイルス(Ad)またはアデノ随伴ウイルス(AAV)などのDNAウイルスベクターによって遺伝子導入が媒介される態様では、ベクター構築物は、ウイルスゲノムまたはその一部、および導入遺伝子を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成るポリヌクレオチドを指す。
本明細書で使用される場合、「アデノ随伴ウイルス」または「AAV」という用語は、この名称と関連付けられ、かつディペンドパルボウイルス属、パルボウイルス科に属するウイルスのクラスのメンバーを指す。アデノ随伴ウイルスは、共感染ヘルパーウイルスによってある特定の機能が提供される細胞でのみ成長する、単鎖DNAウイルスである。AAVの一般的な情報およびレビューは、例えば、Carter,1989,Handbook of Parvoviruses,Vol.1,pp.169-228、およびBerns,1990,Virology,pp.1743-1764,Raven Press,(New York)に見出すことができる。様々な血清型が、遺伝子的なレベルでさえも、構造的および機能的に非常に密接に関連していることが周知なため、これらのレビューに記載される同じ原理がレビューの公表日以降に特徴付けられる追加的なAAV血清型にも適用可能であることが、完全に予想される。(例えば、Blacklowe,1988,pp.165-174 of Parvoviruses and Human Disease,J.R.Pattison,ed.;およびRose,Comprehensive Virology 3:1-61(1974)を参照のこと)。例えば、すべてのAAV血清型は、相同なrep遺伝子によって媒介される非常に類似した複製特性を明白に呈し、かつすべてが、AAV2で発現されるものなどの、三つの関連するカプシドタンパク質を持つ。関連度は、ゲノムの長さに沿った血清型間の広範なクロスハイブリダイゼーションを明らかにするヘテロ二本鎖解析、および「逆末端反復配列」(ITR)に対応する末端における類似自己アニーリングセグメントの存在によってさらに示唆される。類似の感染性パターンはまた、各血清型における複製機能が類似の調節制御下にあることも示唆する。このウイルスの複数の血清型は、遺伝子送達に適していることが知られており、すべての公知の血清型は、様々な組織タイプからの細胞に感染する可能性がある。少なくとも11個の連続番号のAAV血清型が当技術分野で公知である。本明細書に開示される方法で有用な非限定的な例示的な血清型には、の11個の血清型(例えば、AAV2、AAV8、AAV9)、またはバリアント血清型(例えば、AAV-DJおよびAAV PHP.B)のいずれかが含まれる。AAV粒子は、三つの主要なウイルスタンパク質、VPl、VP2、およびVP3を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。実施形態では、AAVは、血清型AAV1、AAV2、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12、AAV13、AAVPHP.B、またはAAVrh74を指す。
本明細書で使用される場合、「AAVベクター」は、一つ以上の異種核酸(HNA)配列および一つ以上のAAV逆末端反復配列(ITR)を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成るベクターを指す。こうしたAAVベクターは、rep遺伝子産物およびcap遺伝子産物の機能性を提供する宿主細胞中に存在するとき、例えば、宿主細胞のトランスフェクションによって、複製することができ、かつ感染性ウイルス粒子の中へとパッケージングすることができる。実施形態では、AAVベクターは、プロモーター、少なくとも一つのタンパク質またはRNAをコードし得る少なくとも一つの核酸、および/または感染性AAV粒子の中へとパッケージングされる隣接するITR内のエンハンサーおよび/またはターミネーターを含有する。カプシドで包まれた核酸部分は、AAVベクターゲノムと称される場合がある。AAVベクターを含有するプラスミドは、例えば、抗生物質耐性遺伝子等の製造目的のための要素も含有してもよいが、これらはカプシドで包まれておらず、それ故にAAV粒子の一部を形成しない。
本明細書で使用される場合、「ウイルスカプシド」または「カプシド」という用語は、ウイルス粒子のタンパク性シェルまたは被覆を指す。カプシドは、ウイルスゲノムをカプシドで包み、保護し、輸送し、そして宿主細胞の中へと放出する機能を果たす。カプシドは一般的に、タンパク質のオリゴマー構造サブユニット(「カプシドタンパク質」)から成る。本明細書で使用される場合、「カプシドで包む」という用語は、ウイルスカプシド内に封入されることを意味する。AAVのウイルスカプシドは、三つのウイルスカプシドタンパク質、VP1、VP2、およびVP3の混合物から構成される。VP1、VP2、およびVP3の混合物は、Sonntag F et al.,(June 2010).”A viral assembly factor promotes AAV2 capsid formation in the nucleolus”.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.107(22):10220-5、およびRabinowitz JE,Samulski RJ(December 2000).”Building a better vector:the manipulation of AAV virions”.Virology.278(2):301-8(その各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記述されるように1:1:10(VP1:VP2:VP3)または1:1:20(VP1:VP2:VP3)の比率でT=1の正20面体対称で配設された60個のモノマーを含有する。
「AAVビリオン」または「AAVウイルス粒子」または「AAVウイルスベクター」または「AAVベクター粒子」または「AAV粒子」は、少なくとも一つのAAVカプシドタンパク質およびカプシドで包まれたポリヌクレオチドAAVベクターから構成されるウイルス粒子を指す。それ故に、AAVベクター粒子の産生は、AAVベクターの産生を必然的に含み、これによりAAVベクター粒子内にベクターが含有される。
本明細書で使用される場合、ウイルスまたはプラスミドに関して「ヘルパー」という用語は、本明細書に開示されるAAVベクターのうちのいずれか一つの複製およびパッケージングのために必要な追加的な構成要素を提供するために使用されるウイルスまたはプラスミドを指す。ヘルパーウイルスによってコードされる構成要素は、ビリオンアセンブリ、カプシド形成、ゲノム複製、および/またはパッケージングに必要とされる任意の遺伝子を含んでもよい。例えば、ヘルパーウイルスまたはプラスミドは、ウイルスゲノムの複製に必要な酵素をコードしてもよい。AAV構築物での使用に適したヘルパーウイルスおよびプラスミドの非限定的な例としては、pHELP(プラスミド)、アデノウイルス(ウイルス)、またはヘルペスウイルス(ウイルス)が挙げられる。実施形態では、pHELPプラスミドは、アンピシリン発現カセットがカナマイシン発現カセットと交換されるpHELPKプラスミドであってもよく、pHELPKは、配列番号92で示される配列を有する。
本明細書で使用される場合、パッケージング細胞(またはヘルパー細胞)は、ウイルスベクターを産生するために使用される細胞である。組み換えAAVウイルスベクターの産生は、トランスで提供されるRepタンパク質およびCapタンパク質だけでなく、AAV複製を助けるアデノウイルスからの遺伝子配列も必要とする。一部の態様では、プラスミドを含有するパッケージング/ヘルパー細胞は、安定的に細胞のゲノムの中へと組み込まれる。他の態様では、パッケージング細胞は一時的にトランスフェクトされてもよい。典型的に、パッケージング細胞は、哺乳類細胞または昆虫細胞などの真核細胞である。
本明細書で使用される場合、レポータータンパク質は、プロモーターに動作可能に連結されて、プロモーターの発現(例えば、組織特異性および/または強度)をアッセイする、検出可能なタンパク質である。態様では、レポータータンパク質は、ポリペプチドに動作可能に連結されてもよい。態様では、レポータータンパク質は、DNA送達方法のモニタリング、プロモーターおよびエンハンサー要素の機能的識別および特徴付け、翻訳および転写調節、mRNAプロセシング、ならびにタンパク質タンパク質相互作用に使用されてもよい。レポータータンパク質の非限定的な例としては、βガラクトシダーゼ;緑色蛍光タンパク質(GFP)または赤色蛍光タンパク質(RFP)などの蛍光タンパク質;ルシフェラーゼ;グルタチオンS-トランスフェラーゼ;およびマルトース結合タンパク質が挙げられる。
「組成物」は、活性ポリペプチド、ポリヌクレオチドもしくは抗体、ならびに別の化合物または組成物、不活性(例えば、検出可能な標識)もしくは活性(例えば、遺伝子送達ビヒクル)の組み合わせを意味することが意図される。
「医薬組成物」は、活性ポリペプチド、ポリヌクレオチド、または抗体を、不活性もしくは活性の担体(固体支持体などの)と組み合わせを含むことが意図されており、組成物をインビトロ、インビボ、またはエクスビボでの診断または治療のための使用に適したものとする。
本明細書で使用される場合、「医薬的に許容可能な担体」という用語は、リン酸緩衝生理食塩水などの標準的な医薬担体、水、および油/水または水/油エマルションなどのエマルション、および様々なタイプの湿潤剤のいずれかを包含する。組成物はまた、安定剤および保存剤も含むことができる。担体、安定剤およびアジュバントの例については、Martin(1975)Remington”s Pharm.Sci.,15th Ed.(Mack Publ.Co.,Easton)を参照のこと。
診断または処置の「対象」は、細胞、または哺乳類もしくはヒトなどの動物である。対象は、特定の種に限定されず、また診断または処置の対象となる非ヒト動物、および感染または動物モデルの対象となる非ヒト動物を含み、サル、ネズミ、ラット、イヌ、またはウサギ種だけでなく、その他の家畜、スポーツ動物、またはペットが挙げられるがこれらに限定されない。実施形態では、対象はヒトである。
「組織」という用語は、本明細書では、生きているまたは死亡した生命体の組織、または生きているまたは死亡した生命体に由来するか、またはそれらを模倣するよう設計された任意の組織を指すために使用される。組織は、健康である、疾患を有する、かつ/または遺伝子変異を有する場合がある。生物学的組織は、任意の単一組織(例えば、相互接続されうる細胞の集まり)、または生命体の体の器官もしくは一部もしくは領域を作り上げている組織の群を含んでもよい。組織は、均質な細胞物質を含んでもよく、本質的に均質な細胞物質から成ってもよく、もしくは均質な細胞物質から成ってもよく、または例えば、肺組織、骨格組織、および/または筋組織を含むことができる胸郭を含む身体の領域に見られるような複合構造であってもよい。例示的な組織としては、肝臓、肺、甲状腺、皮膚、膵臓、血管、膀胱、腎臓、脳、胆道系、十二指腸、腹部大動脈、腸骨静脈、心臓および腸に由来したものが挙げられ、その任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、対象における疾患を「処置すること」または疾患の「処置」は、(1)疾患にかかりやすい、または疾患の症状をまだ示さない対象において、症状または疾患が発生することを防止すること、(2)疾患を阻害するか、またはその発症を停止させること、または(3)疾患または疾患の症状の改善または退縮を引き起こすことを指す。当技術分野で理解されるように、「処置」は、臨床結果を含む、有益または望ましい結果を得るためのアプローチである。本技術の目的に対して、有益なまたは所望の結果には、一つ以上の症状の軽減または改善、状態(疾患を含む)の程度の減少、状態(疾患を含む)の安定化(すなわち、悪化しない)、状態(疾患を含む)の遅延または低速化、状態(疾患を含む)の進行、改善、または緩和、状態および寛解(部分または全体であるかに関わらず)(検出可能または検出不能であるかに関わらず)の一つ以上を含むことができるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「有効量」という用語は、所望の効果を達成するのに十分な量を意味することを意図する。治療的または予防的適用の文脈では、有効量は、問題となっている状態のタイプおよび重症度、ならびに一般的な健康、年齢、性別、体重、および医薬組成物に対する耐性などの個々の対象の特徴に依存する。遺伝子療法の文脈では、実施形態では、有効量は、対象において欠損している遺伝子の部分的な機能または全機能の回復をもたらすのに十分な量である。他の一部の実施形態では、有効量のAAVウイルス粒子は、対象の遺伝子の発現をもたらすのに十分な量である。実施形態では、有効量は、それを必要とする対象においてガラクトース代謝を増加させるために必要とされる量である。当業者は、これらの因子および他の因子に応じて適切な量を決定することができる。
実施形態では、有効量は、問題となる適用のサイズおよび性質に依存する。また、標的対象の性質および感度、ならびに使用の方法にも依存する。当業者は、これらの考慮事項およびその他の考慮事項に基づいて、有効量を決定することができることになる。有効量は、実施形態に応じて、組成物の1回以上の投与を含む、本質的にこれから成る、またはこれから成る場合がある。
本明細書で使用される場合、「投与する」または「投与」という用語は、動物またはヒトなどの対象への物質の送達を意味することを意図する。投与は、処置の過程全体を通して、1回の用量で、連続的に、または断続的に、実施することができる。最も有効な手段および投与量の投与を決定する方法は、当業者に公知であり、また治療に使用される組成物、治療の目的だけでなく、処置される対象の年齢、健康、または性別によって変化することになる。単回投与または複数回投与は、処置担当医によって、またはペットおよび他の動物の場合に、処置獣医師によって選択される用量レベルおよびパターンで実施することができる。
AAVの構造および機能
AAVは複製欠損パルボウイルスであり、その単鎖DNAゲノムの長さは約4.7kbであり、二つの145-ヌクレオチド逆末端反復(ITR)を含む。AAVには複数の血清型がある。AAV血清型のゲノムのヌクレオチド配列は公知である。例えば、AAV-1の完全なゲノムは、GenBankアクセッション番号NC_002077で提供され、AAV-2の完全なゲノムは、GenBankアクセッション番号NC_001401およびSrivastava et al.,J.Virol.,45:555-564(1983)で提供され、AAV-3の完全なゲノムは、GenBankアクセッション番号NC_l829で提供され、AAV-4の完全なゲノムは、GenBankアクセッション番号NC_001829で提供され、AAV-5の完全なゲノムは、GenBankアクセッション番号AF085716で提供され、AAV-6の完全なゲノムは、GenBankアクセッション番号NC_001862で提供され、AAV-7およびAAV-8ゲノムの少なくとも部分は、GenBankアクセッション番号AX753246およびAX753249でそれぞれ提供され、AAV-9ゲノムは、Gao et al.,J.Virol.,78:6381-6388(2004);で提供され、AAV-10ゲノムは、Mol.Ther.,13(1):67-76(2006)で提供され、そしてAAV-11ゲノムは、Virology,330(2):375-383(2004)で提供される。AAV rh.74ゲノムの配列は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第9,434,928号で提供される。米国特許第9,434,928号はまた、カプシドタンパク質の配列および自己相補的ゲノムも提供する。一態様では、ゲノムは自己相補的ゲノムである。ウイルスDNA複製(rep)、カプシド形成/パッケージング、および宿主細胞染色体統合を指示するcis作用配列は、AAV ITR内に含まれる。三つのAAVプロモーター(それらの相対的なマップ場所に対してp5、p19、およびp40と命名される)は、repおよびcap遺伝子をコードする二つのAAV内部オープンリーディングフレームの発現を駆動する。単一のAAVイントロン(ヌクレオチド2107および2227における)の差次的スプライシングと結合した二つのrepプロモーター(p5およびp19)は、rep遺伝子からの四つのrepタンパク質(rep 78、rep 68、rep 52、およびrep 40)の産生をもたらす。repタンパク質は、ウイルスゲノムの複製を最終的に担う複数の酵素特性を有する。
cap遺伝子は、p40プロモーターから発現され、かつ三つのカプシドタンパク質、VPl、VP2、およびVP3をコードする。代替的なスプライシングおよび非コンセンサス翻訳開始部位は、三つの関連するカプシドタンパク質の産生を担う。より具体的には、VP1、VP2、およびVP3タンパク質の各々が翻訳される単一mRNAが転写された後、二つの異なる様式でスプライシングすることができ、すなわち、より長いまたはより短いイントロンのいずれかを切除することができ、結果として、mRNAの二つのプール(2.3kbおよび2.6kbの長さのmRNAプール)が形成される。しばしば、より長いイントロンが好ましく、それ故に2.3kb長のmRNAを主要なスプライスバリアントと呼ぶことができる。この形態は、最初のAUGコドンを欠いており、そこからVP1タンパク質の合成が開始され、結果としてVP1タンパク質合成の全体的なレベルが低減される。主要なスプライスバリアント内に残る最初のAUGコドンは、VP3タンパク質の開始コドンである。しかしながら、同じオープンリーディングフレーム内のそのコドンの上流には、最適なコザック(翻訳開始)コンテキストに囲まれたACG配列(コードするトレオニン)がある。これは、VP2タンパク質の低レベルの合成に寄与するが、これは実際には、Becerra SP et al.,(December 1985).”Direct mapping of adeno-associated virus capsid proteins B and C:a possible ACG initiation codon”.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.82 (23):7919-23、Cassinotti P et al.,(November 1988). ”Organization of the adeno-associated virus(AAV)capsid gene:mapping of a minor spliced mRNA coding for virus capsid protein 1”.Virology.167(1):176-84、Muralidhar S et al.,(January 1994).”Site-directed mutagenesis of adeno-associated virus type 2 structural protein initiation codons;effects on regulation of synthesis and biological activity”.Journal of Virology.68(1):170-6、およびTrempe JP,Carter BJ (September 1988).”Alternate mRNA splicing is required for synthesis of adeno-associated virus VP1 capsid protein”.Journal of Virology.62 (9):3356-63(その各々が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されるように、VP1と同様に、追加的なN末端残基を有するVP3タンパク質である。単一のコンセンサスポリA部位は、AAVゲノムのマップ位置95に位置する。AAVのライフサイクルおよび遺伝学は、Muzyczka,Current Topics in Microbiology and Immunology,158:97-129(1992)でレビューされている。
各VP1タンパク質は、VP1部分、VP2部分、およびVP3部分を含有する。VP1部分は、VP1タンパク質に特有のVP1タンパク質のN末端部分である。VP2部分は、VP2タンパク質のN末端部分内にも見られるVP1タンパク質内に存在するアミノ酸配列である。VP3部分およびVP3タンパク質は、同じ配列を有する。VP3部分は、VP1タンパク質およびVP2タンパク質と共有されるVP1タンパク質のC末端部分である。図30を参照のこと。
VP3タンパク質はさらに、個別の可変表面領域I-IX(VR-I-IX)へと分けることができる。可変表面領域(VR)の各々は、DiMatta et al.,“Structural Insight into the Unique Properties of Adeno-Associated Virus Serotype 9”J.Virol.,Vol.86(12):6947-6958,June 2012(その内容は参照により本明細書に組み込まれる)に記載されるように、特有の感染表現型(例えば、他のAAV血清型と比較して、抗原性の低下、形質導入の改善、および/または組織特異的な指向性)を特定の血清型に、単独で、または他のVRの各々の特異的なアミノ酸配列との組み合わせでのいずれかで与えることができる特定のアミノ酸配列を含む、または含有することができる。
AAVは、例えば、遺伝子療法において外来DNAを細胞に送達するためのベクターとして魅力的な特有の特徴を持っている。培養中の細胞のAAV感染は非細胞変性であり、またヒトおよび他の動物の自然感染は無症状かつ無症候性である。さらに、AAVは数多くの哺乳類細胞に感染し、インビボで数多くの異なる組織を標的化する可能性を許容する。さらに、AAVはゆっくりと***する細胞および***しない細胞を形質導入し、そして転写的に活性な核エピソーム(染色体外要素)として細胞の生涯にわたって本質的に持続することができる。AAVプロウイルスゲノムは、プラスミド中にクローニングされたDNAとして挿入され、これは組み換えゲノムの構築を実行可能にする。さらに、AAVの複製およびゲノムのカプシド形成を指示するシグナルは、AAVゲノムのITR内に収容されるため、ゲノムの内部のおよそ4.3kbの一部またはすべて(複製および構造的カプシドタンパク質、rep-capをコードする)は、AAVベクターを生成するために外来DNAで置き換えられてもよい。repタンパク質およびcapタンパク質は、トランスで提供されてもよい。AAVの別の重要な特徴は、AAVが極めて安定で、かつ力強いウイルスであることである。これは、アデノウイルスを不活化するために使用される条件(56℃~65℃に数時間の間)に容易に耐え、AAVの低温保存をより危険が少ないものにする。AAVは凍結乾燥さえもされうる。最後に、AAV感染細胞は重複感染に耐性がない。
複数の研究が、筋肉における長期(>1.5年)の組み換えAAV媒介性タンパク質発現を実証してきた。Clark et al.,Hum Gene Ther,8:659-669(1997);Kessler et al.,Proc Nat.Acad Sc.USA,93:14082-14087(1996);およびXiao et al.,J Virol,70:8098-8108(1996)を参照のこと。また、Chao et al.,Mol Ther,2:619-623(2000)、およびChao et al.,Mol Ther,4:217-222(2001)も参照のこと。さらに、筋肉は高度に血管新生されているため、組み換えAAV形質導入は、Herzog et al.,Proc Natl Acad Sci USA,94:5804-5809(1997)およびMurphy et al.,Proc Natl Acad Sci USA,94:13921-13926(1997)に記載されるように、筋肉内注射後の全身循環に導入遺伝子産物が現れる結果をもたらす。さらに、Lewis et al.,J Virol,76:8769-8775(2002)は、骨格筋線維が、正しい抗体のグリコシル化、折り畳み、および分泌に必要な細胞因子を持つことを実証し、筋肉が分泌されたタンパク質治療薬の安定した発現の能力を有することを示した。本発明の組み換えAAV(rAAV)ゲノムは、治療用タンパク質(例えば、CFTR)をコードする核酸分子および核酸分子に隣接する一つ以上のAAV ITRを含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。rAAVゲノム中のAAV DNAは、AAV血清型AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAV-6、AAV-7、AAV-8、AAV-9、AAV-10、AAV-11、AAV-12、AAV-13、AAV PHP.B、およびAAV rh74を含むがこれらに限定されない、組み換えウイルスを誘導することができる任意のAAV血清型由来であってもよい。シュードタイプのrAAVの産生は、例えば、国際特許公開公報第2001083692号に開示されている。カプシド変異を有するrAAVなどの他のタイプのrAAVバリアントも意図されている。例えば、Marsic et al.,Molecular Therapy,22(11):1900-1909(2014)を参照のこと。当技術分野では、様々なAAV血清型のゲノムのヌクレオチド配列が公知である。
AAVベクター粒子、カプシドタンパク質、およびAAVベクター
本明細書では、望ましい組織特異性を有し、かつ核酸を含む様々な治療ペイロードおよび疾患の処置において有用なタンパク質の送達において使用を見出すAAVベクター粒子、AAVベクター、およびカプシドタンパク質が提供される。
AAVカプシドタンパク質
本開示は、高い遺伝子導入効率および組織指向性の増加の特性を持つAAV粒子を提供する。AAVベクターの送達は、現在のところ、ウイルスの天然指向性に基づいて、または標的組織への直接的な注射による組織標的化のための血清型選択の使用に依存している。治療上最大限の利益を達成するために全身送達が必要とされる場合、組織特異的プロモーターと組み合わせた組織標的化のために利用可能な唯一の選択肢は血清型選択である。そのため、現在利用可能なAAVベクターの多くは、それ故に遺伝子療法に対して最適ではない。
本開示は、高い遺伝子導入効率、およびそれらを含むAAVカプシド上の組織特異性の増加を与えるAAVカプシドタンパク質配列を提供する。実施形態では、本明細書に提供されるAAVカプシド配列は、図1に示すAAVカプシド生成プラットフォームを使用して生成される。
実施形態では、VP1カプシドタンパク質は、表1に列挙されたアミノ酸配列のうちのいずれか一つ、または表1に列挙されたアミノ酸配列のうちのいずれか一つと比較して、変異、欠失、または追加された最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のアミノ酸を有する配列を含む。態様では、最大20個のアミノ酸、最大30個のアミノ酸、または最大40個のアミノ酸を、これらの配列と比較して変異させ、欠失させ、または追加してもよい。実施形態では、VP1カプシドタンパク質は、表1に列挙された核酸配列のうちのいずれか一つによってコードされ、または表1に列挙された核酸配列のうちのいずれか一つに対して、最大5個、最大10個、最大30個、または最大60個のヌクレオチド変化を有する配列によってコードされる。
Figure 2022515338000001
実施形態では、AAV VP1タンパク質は、配列番号1~3、30~34、49、もしくは84のアミノ酸配列、または最高で1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号1~3、30~34、49、もしくは84とは異なるアミノ酸を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。また、これらのVP1タンパク質をコードするポリヌクレオチドも提供される。実施形態では、VP1タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、配列番号15、18~23、47、82、および98の配列、または配列番号15、18~23、47、82、および98に対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。
実施形態では、AAVカプシド配列はAAV-110カプシドタンパク質(配列番号1)、AAV204カプシドタンパク質(配列番号2)、AAV214カプシドタンパク質(配列番号3)、またはAAV ITB102_45カプシドタンパク質(配列番号49)である。実施形態では、AAVカプシドタンパク質は、AAV214カプシドタンパク質のバリアントである。実施形態では、AAVカプシドタンパク質は、AAV214A(配列番号30)、AAV-214-AB(配列番号84)、AAV214e(配列番号31)、AAV214e8(配列番号32)、AAV214e9(配列番号33)、またはAAV214e10(配列番号34)である。
例示的なVP2タンパク質およびVP3タンパク質に対する配列が、表2および表3に提供される。VP2配列およびVP3配列を考慮すると、VP1部分は、完全なVP1タンパク質配列とのアライメントによって決定されてもよい。
Figure 2022515338000002
ITB102_45に対する例示的な核酸は、配列番号47である。他のカプシドVP2部分に対する例示的な核酸は、VP1カプシドタンパク質核酸の対応する部分に由来する場合がある。
Figure 2022515338000003
AAV214、AAV214e、AAV214e8、AAV214e9、AAV214e10のVP3タンパク質は、同じアミノ酸(配列番号41)および核酸(配列番号24)配列を有する。
実施形態では、AAV VP2タンパク質は、配列番号35~40、50、もしくは85のうちのいずれか一つのアミノ酸配列、または最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号35~40、50、もしくは85とは異なるアミノ酸を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。また、これらのVP2タンパク質をコードするポリヌクレオチドも提供される。実施形態では、VP2タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、配列番号47の配列、または配列番号47に対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。
実施形態では、AAV VP3タンパク質は、配列番号17、41~46、51、もしくは86のアミノ酸配列、または最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号17、41~46、51、もしくは86とは異なるアミノ酸を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。また、これらのVP3タンパク質をコードするポリヌクレオチドも提供される。実施形態では、タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、配列番号16、24~29、48、および83の配列、または配列番号16、24~29、48、および83に対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。
実施形態では、AAVカプシドタンパク質はキメラタンパク質である。実施形態では、本明細書に開示されるAAVカプシドタンパク質のVP1、VP2、またはVP3部分は、本明細書に開示される異なるAAVカプシドタンパク質からのVP1、VP2、またはVP3部分で置き換えられてもよい。
実施形態では、アミノ酸129のロイシン残基、アミノ酸586のアスパラギン残基、およびアミノ酸723のグルタミン酸残基を含むAAVカプシドタンパク質が本明細書に提供され、AAVカプシドタンパク質のアミノ酸位置は、配列番号2のアミノ酸配列のアミノ酸位置に対して番号付けされる。一部の事例では、タンパク質は、配列番号2のアミノ酸配列を含む。他の事例では、これらのアミノ酸は、他のカプシドタンパク質へと導入されてもよい。
実施形態では、VP1部分、VP2部分、およびVP3部分を含むAAV VP1カプシドタンパク質が本明細書に提供され、VP1部分は、アミノ酸129にロイシン(L)残基を含み、VP2部分は、アミノ酸157にトレオニン(T)残基またはアスパラギン(N)残基を、またアミノ酸162にリジン(K)残基またはセリン(S)残基を含み、VP3部分は、アミノ酸223にアスパラギン(N)残基を、アミノ酸224にアラニン(A)残基を、アミノ酸272にヒスチジン(H)残基を、アミノ酸410にトレオニン(T)残基を、アミノ酸724にヒスチジン(H)残基を、またアミノ酸734にプロリン(P)残基を含み、AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置は、配列番号3のアミノ酸配列におけるアミノ酸位置に対して番号付けされる(すなわち、VP1カプシドサブユニット番号付け)。
実施形態では、VP1部分は、アミノ酸24にアスパラギン酸(D)残基またはアラニン(A)残基をさらに含み、AAVカプシドタンパク質におけるアミノ酸位置は、配列番号3のアミノ酸配列におけるアミノ酸位置に対して番号付けされる。実施形態では、VP2部分は、(i)アミノ酸148におけるプロリン(P)残基、(ii)アミノ酸152に挿入されたアルギニン(R)残基、(iii)アミノ酸168におけるアルギニン(R)残基、(iv)アミノ酸189におけるイソロイシン(I)残基、および(v)アミノ酸200におけるセリン(S)残基のうちの一つ以上をさらに含み、AAVカプシドタンパク質におけるアミノ酸位置は、配列番号3のアミノ酸配列におけるアミノ酸位置に対して番号付けされる。
実施形態では、開示されたVP3部分カプシドタンパク質における一つ以上の可変領域I~IX(図30を参照のこと)は、除去され、かつ代替的な領域と置き換えられてもよい。適切な代替案は、以下の表に特定される。これらに対する場所だけでなく、追加的な代替案の同一性も、図30に示すように、配列番号41とのアライメントによって識別される場合がある。実施形態では、一つ以上のVRは、1、2、または3個のアミノ酸の挿入を有してもよい。実施形態では、一つ以上のVRは、1、2、または3個のアミノ酸の欠失を有してもよい。
Figure 2022515338000004
本開示は、本明細書に開示されるAAVカプシドタンパク質のうちのいずれか一つをコードする核酸を提供する。本開示はまた、本明細書に開示される核酸のうちのいずれか一つを含むベクターも提供する。
実施形態では、AAVはAAV9血清型である。代替的な血清型または改変されたカプシドウイルスは、ニューロン指向性を最適化するために使用することができる。代替的なベクターとしては、標準的なAAV9より高いニューロン指向性のための改変されたAAV9血清型ベクター、例えば、Cre-lox組み換えシステムを使用してニューロン標的化ベクターを特定するPHP.Bが挙げられる。代替的に、AAV9 PHP.Bは、肝臓指向性を減少させるために、アスパラギンからリジンへのVP1の修飾アミノ酸498を有する。いくつかのアミノ酸を変異させたAAVrh74のさらなるバリアントを、脳を含む非常に広範な組織指向性のために使用することができる。
AAVベクター
AAVベクターは、対象における核酸の発現の制御に関与する要素(複数可)を含むAAVベクター粒子の中へとカプシド形成される核酸だけでなく、カプシド形成を促進するためにITRも供給する。実施形態では、本明細書に開示されるAAVベクターは、対象の細胞内で発現されるときに、疾患または障害を処置するために有効である、少なくとも一つの異種核酸(HNA)配列を含む。実施形態では、HNA配列は導入遺伝子を含む。実施形態では、AAVベクターは、少なくとも一つのITR配列および少なくとも一つの導入遺伝子を含む。実施形態では、導入遺伝子は、治療用タンパク質または治療用RNAをコードする。
実施形態では、宿主細胞における導入遺伝子発現の制御は、プロモーター配列およびポリA部位を含むAAVベクター内に含有される調節要素によって調節されてもよい。実施形態では、AAVベクターはまた、シグナルペプチドもコードしてもよい。実施形態では、AAVベクターは、5’および3’逆末端反復(ITR)を有する。5’ITRはプロモーターの上流に位置し、これはまた導入遺伝子の上流である。実施形態では、5’および3’ITRは、同じ配列を有する。実施形態では、それらは異なる配列を有する。実施形態では、本開示のAAVベクターは、5’から3’の向きに、第一の(5’)ITR、プロモーター、導入遺伝子、ポリA部位、および第二の(3’)ITRを含んでもよい。
実施形態では、AAVベクターは、配列番号88(pA_CF1)、配列番号89(pA_CF3)、配列番号90(pA_CF5)、または配列番号91(pA_CF7)に示すヌクレオチド配列を有する。これらのベクターは、以下の構成成分を含有する:
Figure 2022515338000005
実施形態では、HNA(例えば、導入遺伝子を含むHNA)は、構成的プロモーターに動作可能に連結される。構成的プロモーターは、当技術分野で公知の任意の構成的プロモーターとすることができ、かつ/または本明細書に提供される。実施形態では、構成的プロモーターは、ラウス肉腫(RSV)LTRプロモーター(任意にRSVエンハンサーを有する)、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ベータアクチンプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター、ハイブリッドニワトリベータアクチンプロモーター、MeCP2プロモーター、H1プロモーター、U1aプロモーター、mMeP418プロモーター、mMeP426プロモーター、最小限のMeCP2プロモーター、CAGプロモーター、またはEF1プロモーターを含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。こうしたプロモーターのヌクレオチド配列は、mRNA転写の効率を増加または減少させるために改変されてもよいことが当技術分野で公知である。例えば、Gao et al.(2018)Mol.Ther.:Nucleic Acids 12:135-145(7SK、U6、およびH1プロモーターのTATAボックスを修飾して、RNAポリメラーゼIII転写を廃止し、RNAポリメラーゼII依存性mRNA転写を刺激する)を参照のこと。実施形態では、HNA配列は、組織特異的対照プロモーター、または誘導性プロモーターに動作可能に連結される。実施形態では、組織特異的対照プロモーターは、中枢神経系(CNS)細胞特異的プロモーター、肺特異的プロモーター、皮膚特異的プロモーター、筋特異的プロモーター、肝臓特異的プロモーター、眼特異的プロモーター(例えば、VMD2、またはmRhoプロモーター)である。
実施形態では、プロモーターは、配列番号96(マウスU1プロモーター)または配列番号97(H1プロモーター)の配列を有するポリヌクレオチドを含んでもよく、本質的にこれらから成ってもよく、またはこれらから成ってもよい。実施形態では、プロモーターは、U1aまたはU1bプロモーター、EF1プロモーター、またはCBA(ニワトリベータアクチン)である。実施形態では、プロモーターは、表5に列挙された核酸配列のうちのいずれか一つ、または表5に列挙された核酸配列のうちのいずれか一つに対して、最大5個、最大10個、または最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含んでもよく、本質的にこれらから成ってもよく、またはこれらから成ってもよい。
Figure 2022515338000006
実施形態では、HNA配列は、追加的な調節要素に動作可能に連結される。追加的な調節要素は、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節要素(WPRE)とすることができる。実施形態では、AAVベクターは、ベクター産生目的のために細菌宿主におけるベクターの成長および培養に適した調節構成成分を含んでもよい。例えば、ベクターは、抗生物質耐性のための遺伝子、および細菌内のプラスミドの維持だけでなく、細菌中のタンパク質発現を制御するための関連調節要素を含んでもよい。
実施形態では、HNA配列は、ポリA部位に動作可能に連結される。ポリアデニル化部位は、MeCP2ポリ-A部位、レチノールデヒドロゲナーゼ1(RDH1)ポリ-A部位、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリ-A部位、SV40ポリ-A部位、SPA49ポリ-A部位、sNRP-TK65ポリ-A部位、sNRPポリ-A部位、またはTK65ポリ-A部位を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。例示的なSPA49ポリ-A配列は、Ostedgaard et al.,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA(Feb.22,2005)102:2952-2957(参照により本明細書に組み込まれる)に記載される。
異種核酸(HNA)
本明細書に開示されるAAVベクターは、一つ以上の異種核酸(HNA)を標的組織に感染させ、かつ送達する。実施形態では、HNA配列は転写され、かつ任意に、標的組織の細胞内で翻訳される。
一部の事例では、HNAはアンチセンスRNA、マイクロRNA、siRNA、またはガイドRNA(gRNA)をコードする。CRISPR技術は、改変のために生細胞のゲノムを標的とするために使用されてきた。Cas9タンパク質は、CRISPRシステムを通して遺伝子修復を媒介するために標的組織および細胞に効率的に送達される必要がある大きい酵素であり、現在のCRISPR/Cas9遺伝子補正プロトコルは、多くの欠点に悩まされている。Cas9の長期間の発現は、宿主の免疫応答を引き出すことができる。追加的なガイドRNAは、パッケージングの制約に起因して、別個のベクターを介して送達されてもよい。実施形態では、HNAは、Cas9タンパク質またはその均等物をコードする。
実施形態では、HNAは、天然タンパク質の活性の減少または削除から生じる、疾患または障害を処置するために対象の細胞において発現される場合がある、タンパク質をコードする導入遺伝子を含む。それ故に、実施形態では、導入遺伝子は、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンス調節因子(CFTR)、N-アセチル-アルファ-グルコサミニダーゼ(NAGLU)、N-スルホグルコサミンスルホヒドロラーゼ(SGSH)、パルミトイル-タンパク質チオエステラーゼ1(PPT1)、運動ニューロン1の生存、テロメア(SMN1)、アルカリホスファターゼ、関連する生体鉱物化(ALPL、TNALPとしても知られる)、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、グルコシルセラミダーゼベータ(GBA1)、イズロニダーゼアルファ-L-(IDUA)、シトクロムP450ファミリー4サブファミリーVメンバー2(CYP4V2)、レチノスキシン1(RS1)、ホスホジエステラーゼ6B(PDE6B)、メチル-CpG結合タンパク質2(MeCP2)、ロドプシン(Rho)、またはセロイドリポフスチン症、ニューロン、1(CLN1)から選択されるタンパク質をコードしてもよい。
実施形態では、導入遺伝子はCFTRをコードする。実施形態では、CFTRは、変異配列、コドン最適化配列、および/またはCFTRの短縮配列を含む。例示的な適切なCFTR配列は、米国特許公開第20110035819号(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に開示される。実施形態では、CFTRは、アミノ酸708~759の欠失(CFTRΔR)を含む。Ostedgaard et al.,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA(Feb.22,2005)102:2952-2957(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)を参照のこと。
実施形態では、導入遺伝子は、配列番号4(コドン最適化CFTRΔR)もしくは配列番号93(完全長コドン最適化CFTR)の配列を有する核酸、または配列番号4もしくは93に対して最大5個、最大10個、または最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成る。実施形態では、導入遺伝子は、配列番号95(CFTRΔR)もしくは配列番号94(完全長CFTR)の配列、または最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号94もしくは95とは異なるアミノ酸を有する配列を有するアミノ酸を含む、本質的にこれらから成る、またはこれらから成るタンパク質をコードする。
実施形態では、導入遺伝子は、CLN3リソソーム/エンドソーム膜貫通タンパク質、バッテニン(CLN3)タンパク質、アルファガラクトシダーゼA(GLA)、または酸性アルファグルコシダーゼ(GAA)をコードする。
実施形態では、GAAタンパク質は、配列番号5、6、もしくは7のヌクレオチド配列、または配列番号5、6、もしくは7に対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列によってコードされる。実施形態では、GAAタンパク質は、配列番号8のアミノ酸配列、または最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号8とは異なるアミノ酸を有する配列を含む。
実施形態では、GLAタンパク質は、配列番号9もしくは10のヌクレオチド配列、または配列番号9もしくは10に対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列によってコードされる。実施形態では、GLAタンパク質は、配列番号11のアミノ酸配列、または最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号11とは異なるアミノ酸を有する配列を含む。
実施形態では、CLN3タンパク質は、配列番号12もしくは13のヌクレオチド配列、または配列番号12もしくは13に対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列によってコードされる。実施形態では、CLN3タンパク質は、配列番号14のアミノ酸配列、または最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個の配列番号14とは異なるアミノ酸を有する配列を含む。
実施形態では、導入遺伝子は、表4に列挙された核酸配列のうちのいずれか一つ、または表4のDNA配列のうちのいずれか一つに対して、最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含む。実施形態では、導入遺伝子は、表4に列挙されたアミノ酸配列のうちのいずれか一つ、または表4に列挙されたアミノ酸配列のうちのいずれか一つとは異なる最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のアミノ酸を有する配列をコードする。
Figure 2022515338000007
Figure 2022515338000008
実施形態では、導入遺伝子は、配列番号99~133のうちのいずれか一つに記載される核酸配列、または配列番号99~133のうちのいずれか一つに対して最大5個、最大10個、もしくは最大30個のヌクレオチド変化を有する配列を含む。実施形態では、導入遺伝子は、配列番号134~151のうちのいずれか一つに記載されるアミノ酸配列、または配列番号134~151のアミノ酸配列のうちのいずれか一つとは異なる最大1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のアミノ酸を有する配列をコードする。
実施形態では、異種核酸はレポータータンパク質、例えば、蛍光タンパク質をコードする。
AAVウイルスベクターを産生する方法
AAVウイルスベクターを産生するために、様々なアプローチを使用してもよい。実施形態では、パッケージングは、ヘルパーウイルスまたはヘルパープラスミドおよび細胞株を使用することによって達成される。ヘルパーウイルスまたはヘルパープラスミドは、ウイルスベクター産生を促進する要素および配列を含有する。別の態様では、ヘルパープラスミドは、パッケージング細胞株のゲノムの中へと安定的に組み込まれ、これによりパッケージング細胞株はヘルパープラスミドによる追加的なトランスフェクションを必要としない。
実施形態では、細胞は、パッケージングまたはヘルパー細胞株である。実施形態では、態様では、ヘルパー細胞株は真核細胞、例えば、HEK293細胞または293T細胞である。実施形態では、ヘルパー細胞は酵母細胞または昆虫細胞である。
実施形態では、細胞は、テトラサイクリン活性化因子タンパク質をコードする核酸、およびテトラサイクリン活性化因子タンパク質の発現を調節するプロモーターを含む。実施形態では、テトラサイクリン活性化因子タンパク質の発現を調節するプロモーターは、構成的プロモーターである。実施形態では、プロモーターは、ホスホグリセリン酸キナーゼプロモーター(PGK)またはCMVプロモーターである。
ヘルパープラスミドは、例えば、複製能力のないAAVをパッケージングするために必要とされるすべてのビリオンタンパク質をトランス内にコードする、および高力価で複製能力のないAAVをパッケージングする能力を有するビリオンタンパク質を産生するための、複製能力のないウイルスゲノムに由来する少なくとも一つのウイルスヘルパーDNA配列を、複製能力のあるAAVの産生を伴わずに含んでもよい。
AAVをパッケージングするためのヘルパープラスミドは当技術分野で公知であり、例えば、米国特許公開第2004/0235174 A1号(参照により本明細書に組み込まれる)を参照のこと。その中で記載されるように、AAVヘルパープラスミドは、ヘルパーウイルスDNA配列として、非限定的な例として、それらのそれぞれのオリジナルのプロモーターによってまたは異種プロモーターによって制御される、Ad5遺伝子E2A、E4、およびVAを含有してもよい。AAVヘルパープラスミドは、蛍光タンパク質などのマーカータンパク質の発現用の発現カセットを追加的に含有して、所望の標的細胞のトランスフェクションの単純な検出を可能にする場合がある。
本開示は、本明細書に開示されるAAVヘルパープラスミドのうちのいずれか一つ、および本明細書に開示されるAAVベクターのうちのいずれか一つを用いてパッケージング細胞株をトランスフェクトすることを含む、AAV粒子を生成する方法を提供する。実施形態では、AAVヘルパープラスミドおよびAAVベクターは、パッケージング細胞株へと共トランスフェクトされる。実施形態では、細胞株は、哺乳類細胞株、例えば、ヒト胚性腎臓(HEK)293細胞株である。本開示は、本明細書に開示されるAAVベクターおよび/またはAAV粒子のうちのいずれか一つを含む細胞を提供する。
医薬組成物
本開示は、本明細書に記載されるAAVベクター、AAVカプシド、および/またはAAV粒子のうちのいずれか一つを含む医薬組成物を提供する。典型的に、AAV粒子は治療のために投与される。
本明細書に記載されるように、医薬組成物は、薬理学の技術分野で公知のまたは開発された任意の方法によって製剤化されてもよく、この方法には、活性成分(例えば、ウイルス粒子または組み換えベクター)を賦形剤または他の副成分と接触させ、産物を用量単位に分けるか、またはパッケージングすることが含まれるが、これらに限定されない。本開示のウイルス粒子は、所望の特徴、例えば、安定性の増加、細胞トランスフェクションの増加、徐放性または遅延放出、生体分布または指向性、インビボでのコードされたタンパク質の調節または強化された翻訳、およびインビボでのコードされたタンパク質の放出プロファイルを有して製剤化されてもよい。
このように、医薬組成物は、生理食塩水、リピドイド、リポソーム、脂質ナノ粒子、ポリマー、リポプレックス、コアシェルナノ粒子、ペプチド、タンパク質、ウイルスベクターでトランスフェクトされた細胞(例えば、対象への移植用)、ナノ粒子模倣体、またはこれらの組み合わせをさらに含んでもよい。実施形態では、医薬組成物はナノ粒子として製剤化される。実施形態では、ナノ粒子は自己組織化核酸ナノ粒子である。
本開示による医薬組成物は、単一単位用量として、および/または複数の単一単位用量として、バルクで調製、パッケージング、および/または販売されてもよい。活性成分の量は、対象に投与されることになる活性成分の投与量、および/またはこうした用量の好都合な割合(例えば、こうした用量の1/2または1/3など)と概して等しい。本発明の製剤は、各々が共に、ウイルスベクターの安定性を増加させ、ウイルスベクターによる細胞トランスフェクションまたは形質導入を増加させ、ウイルスベクターをコードするタンパク質の発現を増加させ、かつ/またはウイルスベクターをコードするタンパク質の放出プロファイルを変更する量である、一つ以上の賦形剤を含むことができる。実施形態では、医薬組成物は賦形剤を含む。賦形剤の非限定的な例としては、溶媒、分散媒体、希釈剤、または他の液体ビヒクル、分散助剤または懸濁助剤、表面活性剤、等張剤、増粘剤もしくは乳化剤、保存剤、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
実施形態では、医薬組成物は凍結防止剤を含む。「凍結防止剤」という用語は、凍結中に物質への損傷を減少または除去する能力を有する薬剤を指す。凍結防止剤の非限定的な例としては、スクロース、トレハロース、ラクトース、グリセロール、デキストロース、ラフィノース、および/またはマンニトールが挙げられる。
治療方法
本開示は、治療有効量の本明細書に開示される医薬組成物のうちのいずれか一つを対象に投与することを含む、本質的に対象に投与することから成る、または対象に投与することから成る、障害を予防または処置する方法を提供する。
実施形態では、障害は、CNS障害、皮膚障害、肺障害、筋肉障害、肝臓障害、または眼疾患(または網膜疾患)である。実施形態では、障害は嚢胞性線維症である。
実施形態では、障害は、低ホスファターゼ症、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄性筋萎縮症(SMA)、劣性ジストロフィー性表皮水疱症(RDEB)、リソソーム蓄積障害(デュシェンヌ型筋ジストロフィー、およびベッカー型筋ジストロフィーを含む)、若年性バッテン病、乳児バッテン病、常染色体優性障害、筋ジストロフィー、ビエッティの結晶性ジストロフィー、網膜分離症(例えば、変性、遺伝性、牽引性、滲出性)、血友病A、血友病B、多発性硬化症、糖尿病、ファブリー病、ポンペ病、神経セロイドリポフスチン症1(CLN1)、CLN3疾患(または若年性神経セロイドリポフスチン症)、ゴーシェ病、癌、関節炎、筋消耗、心臓病、内膜過形成、レット症候群、てんかん、ハンチントン病、パーキンソン病、アルツハイマー病、自己免疫疾患、嚢胞性線維症、サラセミア、ハーラー症候群(MPS IH)、スライ症候群、シャイエ症候群、ハーラー・シャイエ症候群、ハンター症候群、サンフィリッポ症候群A(ムコ多糖症IIIAまたはMPSIIIA)、サンフィリッポ症候群B(ムコ多糖症IIIBまたはMPSIIIB)、サンフィリッポ症候群C、サンフィリッポ症候群D、モルキオ症候群、マロトー・ラミー症候群、クラッベ病、フェニルケトン尿症、脊髄性大脳性運動失調症、LDL受容体欠損症、高アンモニア血症、貧血、関節炎、またはアデノシンデアミナーゼ欠損症である。
本明細書に開示される特定の導入遺伝子に加えて、公知の活性酵素配列が、機能的酵素活性を送達するための導入遺伝子として使用されてもよい。
嚢胞性線維症の処置のための課題のうちの一つは、ウイルス粒子内のCFTR遺伝子のパッケージングにおけるサイズ制限、および肺細胞へのウイルス粒子の送達の困難である。本開示のAAV粒子は、効率的にパッケージングされ、かつより良好な肺指向性を有するCFTR導入遺伝子構築物を提供することによって、これらの問題を解決する。したがって、実施形態では、本開示は、嚢胞性線維症を処置するための組成物および方法を提供する。
実施形態では、障害はCLN3疾患である。CLN3疾患または若年性神経セロイドリポフスチン症は、CLN3遺伝子の常染色体劣性遺伝突然変異によって引き起こされるリソソーム蓄積症である。CLN3疾患は、中枢神経系(CNS)が大きな影響を受け、行動の問題、視力喪失、および他の認知障害をもたらす進行性神経変性疾患である。
実施形態では、障害はファブリー病である。ファブリー病は、糖脂質産物、グロボトリアオシルセラミド(Gb3)、およびリソソーム中のlyso-Gb3の蓄積をもたらすアルファガラクトシダーゼA(GLA)活性の欠損によって引き起こされるX連鎖リソソーム蓄積障害である。疾患提示は高度に不均一であるが、通常、末梢神経栄養疼痛、被角血管腫、発汗の減少、角膜ジストロフィー、および消化管合併症の頻繁な発作を含む。疾患が進行するにつれ、患者は心筋症、腎機能不全、脳血管疾患に罹患し、そのすべてがファブリー病患者の寿命短縮の主因である。男性は、GLA遺伝子に突然変異を有する重症度が最も高い患者の集団であるが、女性患者も症状を示すものの誤診されることが多いことが次第に明らかになっている。酵素補充療法(ERT)は、現在のところ、ファブリー病を処置するための唯一のFDAに承認された治療法であり、比較的大量の組み換えタンパク質の隔週の注射を必要とする。ERTは心臓、腎臓、および血管系におけるGb3の蓄積を減少させるが、主としてCNSに効率的に入ることができないことに起因して、ファブリー病のすべての症状を完全に処置することができない。遺伝子療法戦略が研究されており、その多くが糖脂質の蓄積を補正する点で大いに有望であることを示しているが、多くはCNSに効率的に入ることができず、またGLA補充中にしばしば見られる免疫応答に苦しんでいる。
実施形態では、本明細書に開示されるAAVウイルスベクターは、ERTに応答しない患者、またはERTがすべての症状に対処することができない場合に、ファブリー病を処置するために使用される。実施形態では、本明細書に開示されるAAVウイルスベクターは、すでにERTを投与された患者におけるファブリー病を処置するために使用される。
実施形態では、障害はポンペ病である。ポンペ病は、酸性αグルコシダーゼ(GAA)活性の欠損によって引き起こされるリソソーム蓄積障害であり、リソソーム内のグリコーゲンの蓄積をもたらす。この疾患は、主に平滑筋および横紋筋組織の両方に影響を与える筋ジストロフィーの形態として現れるとともに中枢神経系(CNS)にも影響を与え、早期死亡を伴う。酵素補充療法(ERT)は、現在のところ、ポンペ病を処置するための唯一のFDAに承認された治療法であり、比較的大量の組み換えタンパク質の隔週の注射を必要とする。ERTは、典型的には治療を行わない場合には2歳までに死亡する乳児型ポンぺ病患者の死亡率を著しく減少させるが、主にCNSに効率的に入ることができないこと、およびGAAタンパク質に対する免疫応答がもたらされることに起因して、ポンぺ病のすべての症状を完全に改善することはできない。遺伝子療法戦略が研究されており、その多くが、グリコーゲン蓄積およびポンペ病のその他の症状を補正する点で大いに有望であることを示している。ほとんどが、GAA補充中に見られる重度の免疫応答に悩まされている。これまでの研究は、肝臓に特異的な発現が動物をGAAタンパク質に耐性を与え、かつ体液性応答を著しく減少させることができることを実証している。
実施形態では、本明細書に開示されるAAVウイルスベクターは、すでにERTを投与された患者、例えば、ERTに応答しない患者、またはERTが患者のすべての症状に対処できない場合に、ポンペ病を処置するために使用される。
実施形態では、癌は固形癌、例えば、膀胱癌、乳癌、子宮頸癌、結腸癌、直腸癌、子宮内膜癌、腎臓癌、***癌、口腔癌、肝臓癌、黒色腫、中皮腫、非小細胞肺癌、非黒色腫皮膚癌、卵巣癌、膵臓癌、前立腺癌、肉腫、小細胞肺腫瘍、または甲状腺である。
実施形態では、障害は眼疾患である。眼は免疫特権組織である。治療上の利益のためには、非常に少数のウイルスのみが必要である。実施形態では、眼疾患は光受容体およびRPE細胞に影響を及ぼす。一部の実施形態では、眼疾患は、網膜色素変性症(例えば、常染色体劣性(SPATA7遺伝子、LRAT遺伝子、TULP1遺伝子)、常染色体優性(AIPL1遺伝子)、およびX連鎖(RPGR遺伝子))、ベストロフィン-1(BEST-1)遺伝子における変異に関係する眼障害(例えば、卵黄様黄斑ジストロフィー、加齢黄斑変性、常染色体優性硝子体網脈絡膜症、緑内障、白内障)、レーバー先天黒内障(LCA;アリール-炭化水素相互作用タンパク質様1(AIPL1)遺伝子、錐体-ロッドジストロフィー(CRD;ABCA4遺伝子)、シュタルガルト病(ABCA4遺伝子)、先天性脈絡膜欠如(CHM遺伝子)、アッシャー症候群(MYO7A遺伝子、CDH23遺伝子; USH2A遺伝子; CLRN1遺伝子)、網膜分離症(RS1遺伝子)、ビエッティの結晶性ジストロフィー(CYP4V2遺伝子)または色覚異常(CNGA3遺伝子、CNGB3遺伝子、GNAT2遺伝子、PDE6C遺伝子、またはPDE6H遺伝子)を含む、本質的にこれらから成る、もしくはこれらから成る。
実施形態では、対象は哺乳類、例えば、ヒトである。特定の態様では、ヒトは、ヒトの幼児であり、例えば、3歳未満、2歳未満、または1歳未満である。
本明細書に開示される処置および予防の方法は、治療または予防のための患者を特定し、かつ選択するために、適切な診断技法と組み合わせられてもよい。例えば、本明細書に開示される障害、例えば、嚢胞性線維症を処置または予防する方法は、対象の障害に関連する遺伝子変異または欠失を特定するために遺伝子検査を実施する工程をさらに含んでもよい。実施形態では、障害、例えば、嚢胞性線維症を処置または予防する方法は、障害に関連する変異を担持している、または障害を発症するリスクが高い(例えば、遺伝性因子に基づいて)と以前に特定された対象に投与することを含む。
本開示は、宿主細胞中のタンパク質のレベルを増加させる方法を提供し、宿主細胞を、本明細書に開示されるAAV粒子のうちのいずれか一つと接触させることを含み、AAV粒子は、タンパク質をコードするHNA配列を含む、本明細書に開示されるAAVベクターのうちのいずれか一つを含む。実施形態では、タンパク質は治療用タンパク質である。実施形態では、宿主細胞は、インビトロ、インビボ、またはエクスビボである。実施形態では、宿主細胞は対象に由来する。実施形態では、対象は、正常な対象におけるタンパク質のレベルおよび/または機能性と比較して、タンパク質のレベルおよび/または機能性の減少をもたらす障害に罹患する。
実施形態では、タンパク質のレベルは、宿主細胞内で約1×10-7ng、約3×10-7ng、約5×10-7ng、約7×10-7ng、約9×10-7ng、約1×10-6ng、約2×10-6ng、約3×10-6ng、約4×10-6ng、約6×10-6ng、約7×10-6ng、約8×10-6ng、約9×10-6ng、約10×10-6ng、約12×10-6ng、約14×10-6ng、約16×10-6ng、約18×10-6ng、約20×10-6ng、約25×10-6ng、約30×10-6ng、約35×10-6ng、約40×10-6ng、約45×10-6ng、約50×10-6ng、約55×10-6ng、約60×10-6ng、約65×10-6ng、約70×10-6ng、約75×10-6ng、約80×10-6ng、約85×10-6ng、約90×10-6ng、約95×10-6ng、約10×10-5ng、約20×10-5ng、約30×10-5ng、約40×10-5ng、約50×10-5ng、約60×10-5ng、約70×10-5ng、約80×10-5ng、または約90×10-5ngのレベルまで増加する。
本開示は、本明細書に開示される有効量のAAVウイルスベクター粒子のうちのいずれか一つと細胞を接触させることを含む、対象の遺伝子を対象内の細胞に導入する方法を提供し、粒子は、対象の遺伝子を含む、本明細書に開示されるAAVベクターのうちのいずれか一つを含有する。
投与量および投与
最も有効な手段および投与量の投与を決定する方法は、当業者に公知であり、また治療のために使用される組成物、治療の目的、および処置される対象によって変化することになる。単回投与または複数回投与は、処置担当医によって選択される用量レベルおよびパターンで実施することができる。投与量は、投与経路によって影響される場合があることが留意される。薬剤の適切な投与剤形および投与の方法は、当技術分野で公知である。こうした適切な投与量の非限定的な例は、1投与当たり10個ほど少ない数から1017個ほど多い数までのベクターゲノムとすることができる。
本明細書に記載される方法の実施形態では、対象に投与されるウイルス粒子(例えば、AAV)の数は、約10~約1017個の範囲である。具体的には、一部の実施形態では、約1010~約1012、約1011~約1013、約1011~約1012、約1011~約1014、約5×l011~約5×1012、または約1012~約1013個のウイルス粒子が対象に投与される。ヒトの眼への投与については、約1×1010vg/眼の総用量を使用してもよく、またマウスの眼に対しては、5×10vg/眼の総用量を使用してもよい。動物における有効性/安全性をモニターするために、非侵襲的なインビボ撮像技法を使用することができ、これには、走査型レーザー眼底検査(SLO)、光干渉断層撮影(OCT)、多光子顕微鏡、フルオレセイン血管造影が挙げられるが、これらに限定されない。
実施形態では、AAV粒子は、対象内の遺伝子欠損を修復する。実施形態では、順調に処置された細胞、組織、器官、または対象における、修復された標的ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの修復されていない標的ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対する比率は、少なくとも、約1.5:1、約2:1、約3:1、約4:1、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約20:1、約50:1、約100:1、約1000:1、約10,000:1、または約100,000:1、または約1,000,000:1である。修復された標的ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの量または比率は、ウェスタンブロット、ノーザンブロット、サザンブロット、PCR、シーケンシング、マススペクトロメトリー、フローサイトメトリー、免疫組織化学、免疫蛍光、蛍光インサイチューハイブリダイゼーション、次世代シーケンシング、免疫ブロット、およびELISAを含むがこれらに限定されない、当技術分野で公知の任意の方法によって決定することができる。
実施形態では、ウイルス粒子は、対象に、静脈内、髄腔内、脳内、脳室内、鼻腔内、気管内、耳内、眼内もしくは眼周囲、経口、直腸内、経粘膜的、吸入、経皮、非経口、皮下、皮内、筋肉内、胸膜内、局所的、リンパ管内、嚢内で導入され、こうした導入はまた、動脈内、心臓内、脳室下、硬膜外、脳内、側脳室内、網膜下、硝子体内、関節内、腹腔内、子宮内、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。実施形態では、ウイルス粒子は、非限定的な例としては、例えば、肺、眼、またはCNSなど、所望の標的組織に送達される。実施形態では、ウイルス粒子の送達は全身的である。嚢内投与経路は、脳室の脳脊髄液の中へと薬物を直接的に投与することを含む。これは、大槽の中への直接注射によって、または永久的に位置する管を介して実施することが可能である。
眼疾患(または眼障害)を眼内で処置するために、涙腺(LG)投与、局所的点眼、角膜への基質内投与、前房内投与(前眼房)、硝子体内投与、網膜下投与、全身投与、またはこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない、当業者に公知の複数の投与方法がある。遺伝的眼障害の80%は光受容体内で生じる。少量の遺伝子療法の硝子体内送達は、外来患者のクリニックで行うことができる。
本開示のAAVベクター、AAV粒子、または組成物の投与は、処置の過程全体を通して、1回の用量で、連続的に、または断続的に、実施することができる。実施形態では、本開示のAAVベクター、AAV粒子、または組成物は、注射、注入、または移植によって非経口的に投与される。
実施形態では、本開示のAAV粒子は、脳および頸椎に対して強化された指向性を示す。実施形態では、本開示のウイルス粒子は、血液脳関門(BBB)を通過することができる。実施形態では、本開示のAAV粒子は、網膜下注射および硝子体内注射による高い網膜指向性を示す。実施形態では、本開示のAAV粒子は、例えば、錐体、ロッド、および網膜色素上皮(RPE)などの複数の眼細胞タイプを標的とする。実施形態では、本開示のAAV粒子は、天然血清型に対する中和抗体を逃れ、それ故に潜在的な再投与を可能にする。さらなる態様では、本開示のAAV粒子および組成物は、処置される障害に対する他の公知の処置と組み合わせて投与されてもよい。
キット
本明細書に記載される薬剤、ベクター、または組成物は、実施形態では、治療、診断、または研究用途におけるそれらの使用を容易にするために、医薬または診断または研究キットへと組み立てられてもよい。実施形態では、本開示のキットは、本明細書に記載されるように、改変されたAAVカプシドタンパク質、AAVベクター、AAV粒子、宿主細胞、単離された組織、組成物、または医薬組成物のうちのいずれか一つを含む。
実施形態では、キットはさらに、使用のための取り扱い説明を含む。具体的には、こうしたキットは、意図される用途およびこれらの薬剤の適切な使用を記述する取り扱い説明とともに、本明細書に記載される一つ以上の薬剤を含んでもよい。例として、実施形態では、キットは、キットの一つ以上の構成要素を混合するため、ならびに/または試料を単離および混合し、かつ対象に適用するための取り扱い説明を含んでもよい。実施形態では、キット内の薬剤は、特定の用途および薬剤の投与方法に適した医薬製剤および投与量の状態にある。研究目的のキットは、様々な実験を実施するための適切な濃度または量の成分を含有してもよい。
キットは、本明細書に記載される方法の使用を容易にするように設計されてもよく、また多くの形態を取ることができる。キットの組成物の各々は、該当する場合、液体形態(例えば、溶液)で、または固体形態(例えば、乾燥粉末)で提供されてもよい。特定の事例では、組成物のうちの一部は、例えば、キットと共に提供されてもよく、または提供されなくてもよい、適切な溶媒または他の種(例えば、水または細胞培養培地)の添加によって、構成可能であってもよく、またはそうでなければ処理可能(例えば、活性形態)であってもよい。実施形態では、組成物は、保存溶液(例えば、凍結保存溶液)中で提供されてもよい。保存溶液の非限定的な例としては、DMSO、パラホルムアルデヒド、およびCryoStor(登録商標)(Stem Cell Technologies社、カナダ、バンクーバー)が挙げられる。実施形態では、保存溶液は、ある量のメタロプロテアーゼ阻害剤を含有する。
実施形態では、キットは、本明細書に記載される構成要素のうちの任意の一つ以上を、一つ以上の容器内に含有する。それ故に、実施形態では、キットは、本明細書に記載される薬剤を収容する容器を含んでもよい。薬剤は、液体、ゲル、または固体(粉末)の形態であってもよい。薬剤は、滅菌して調製され、シリンジ内にパッケージングされ、かつ冷蔵されて出荷されてもよい。代替的に、これらは、保存のためにバイアルまたは他の容器に収容されてもよい。第二の容器は、滅菌して調製された他の薬剤を有してもよい。代替的に、キットは、シリンジ、バイアル、管、または他の容器内に、予め混合され、かつ出荷される活性薬剤を含んでもよい。キットは、シリンジ、局所適用装置、またはIV針管およびバッグなどの、薬剤を対象に投与するために必要とされる構成要素のうちの一つ以上またはすべてを有してもよい。
本発明は上記の実施形態と併せて記述されているが、前述の記述および実施例は、本発明の範囲を例証することを意図しており、限定することを意図していないことが理解されるべきである。本発明の範囲内の他の態様、利点、および修正は、本発明が関連する当業者に明らかであろう。
加えて、本発明の特徴または態様がマーカッシュ群の観点で記述される場合、当業者は、それによって、本発明が、マーカッシュ群の任意の個々のメンバーまたはメンバーのサブグループの観点でも記述されることを認識するであろう。
実施例
[実施例1]
[カプシド生成プラットフォーム]
本明細書に提供される一部のAAVカプシド配列(例えば、AAV204、AAV110)は、図1に示すAAVカプシド生成プラットフォームを使用して生成される。簡潔に述べると、プラットフォームは、DNase I断片化工程、およびアセンブリおよび増幅工程を含み、最終的にキメラカプシドライブラリーの形成をもたらす。本明細書に提供される他のAAVカプシド配列(例えば、AAV214)は、合理的な設計によって生成される。
これらの方法論を使用して生成されたカプシドタンパク質を、既知のAAVカプシドタンパク質のアミノ酸配列とアライメントすることによって解析した。AAV204(配列番号2)およびAAV6(配列番号63)からのVP1タンパク質配列の配列アライメントを図20に示す。AAV214、AAV214A、AAV214e、AAV214e8、AAV214e9、AAV214e10、AAV214AB、およびAAV ITB102_45のVP1アミノ酸配列の配列アライメントを、図21に提供する。AAV214、AAV214A、AAV214e、AAV214e8、AAV214e9、AAV214e10、AAV214AB、およびAAV ITB102_45のVP2アミノ酸配列の配列アライメントを、図22に提供する。AAV214、AAV214A、AAV214e、AAV214e8、AAV214e9、AAV214e10、AAV214AB、およびAAV ITB102_45のVP1アミノ酸配列の配列アライメントを、図23に提供する。
ウイルスベクターは、当技術分野で公知の標準的な三重トランスフェクション法を使用して作製されてもよい。簡潔に述べると、ウイルスカプシドタンパク質、ヘルパータンパク質(例えば、必須ウイルスRepタンパク質およびCapタンパク質)、ならびに対象の導入遺伝子をそれぞれ発現する三つの別個のプラスミドは、接着細胞または懸濁液293細胞へとトランスフェクトされ、そしてウイルス粒子は、その後、超遠心分離またはクロマトグラフィーを使用して採取され、続いて透析濾過/限外濾過および末端の滅菌濾過が行われる。例えば、Guo et al.,Mol.Ther.Methods Clin.Dev.,Vol.13,pp.40-46 at 44(Nov.2018)、Wang et al.,Human Gene Ther.Methods,Vol.25,pp.261-68 at 262、およびGao et al.,Human Gene Ther.Methods,Vol.11,pp.2079-91(その各々はその全体がすべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる)を参照のこと。
[実施例2]
[AAV214ウイルスベクターおよびAAV204ウイルスベクターの特徴付け]
異なる標的組織におけるAAV214ウイルスベクターまたはAAV204ベクターの形質導入の効率を、下記に記述するように評価した。
EGFP導入遺伝子(AAV214-GFP)を含むAAV214ウイルスベクター、およびEGFP導入遺伝子(AAV9-GFP)を含むAAV9ウイルスベクターの形質導入効率をインビトロで評価した。HEK293細胞を、ウェル当たり50,000個の細胞で96ウェルプレートに播種した。細胞を、5E+5のMOIでAAV214-GFPまたはAAV9-GFPを用いて形質導入した。形質導入の45時間後に撮影された画像は、HEK293細胞においてAAV214-GFPの形質導入効率がより高いことを明らかにした(図2A)。本明細書で使用される場合、別段の指定のない限り、「GFP」はEGFPを指すことに留意されたい(例えば、Zhang et al.(1996)Biochem.Biophys.Res.Commc’n.227(3):707-11を参照のこと)。
形質導入効率をインビボで試験するために、10週齢のC57BL/6マウスに、200μLのTMN200(200mMのTris-HCl、1mMのMgCl2、200mMのNaCl、および0.001%のPluronic F68)中の2E+11vgのAAV214-GFPまたはAAV9-GFPを静脈内(IV)注射によって投与した。13日後、マウスを安楽死させ、内臓(脳、脊髄(頸部および腰部)、座骨神経、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺、精巣、脾臓、および筋肉)の組織サンプルを収集し、かつGFP遺伝子コピー数推定のために絶対qPCRアプローチを使用して総DNAを単離し、解析した。得られたAAV生体分布データを、統計解析用のPrismソフトウェア(GraphPad Software)を使用してプロットした。対数変換されたデータに対して実施された非対のt検定では、試験したほとんどの組織においてAAV9-GFPとAAV214-GFPとの形質導入効率間に統計的有意差は示されなかった(p<0.05)。しかしながら、座骨神経および筋肉の場合、AAV214-GFPを投与した動物から単離された総DNAのマイクログラム当たりの検出されたウイルスDNAコピー数の平均値は高く、またAAV9-GFPを投与した動物とは統計的に有意に異なっていた(座骨神経:4.1倍、p=0.0228;筋肉:3倍、p=0.0125)(図2B)。
脳サンプルを二つの半部へと分割して、同じ実験を繰り返した。一つの半部を全DNA単離に使用し、その後絶対qPCRを使用した生体分布解析を行った。残りの半部は、総RNA単離、DNase処理、cDNAへの変換、およびqPCR解析に使用されて、EGFP遺伝子発現レベルを定量化した。得られたAAV生体分布データおよび導入遺伝子発現データを、統計解析用のPrismソフトウェアを使用してプロットした。対数変換されたデータに対して実施された非対のt検定では、脳組織において、AAV9-GFPとAAV214-GFPとの形質導入効率間(p=0.7668)、または発現レベル間(p=0.0709)に統計的有意差は示されなかった(図2C)。
野生型C57BL/6Jマウスに、網膜下(右眼)および硝子体内(左眼)の両方の注射により、AAV204-GFP、AAV110-GFP、およびAAV214-GFPを含むAAVウイルスベクターの組を投与した。1μLの5E+12vg/mL(5E+9vg/眼)のAAVベクターを両方の投与方法で注射し、そして動物を10日後に、HRA2 Spectralis Scanning Laser Ophthalmoscope(Heidelberg Engineering、米国カリフォルニア州カールズバッド市)で撮像した。白内障が十分な観察を妨げた画像は解析から省略した。眼底検査撮像により、試験されたウイルスはすべて、網膜下腔へと投与された場合に網膜細胞をトランスフェクトする能力を有することが明らかになった。しかしながら、AAV204およびAAV110のみが、硝子体内送達によって媒介される網膜細胞の強化された形質導入を示した(図3A)。AAV204-GFPを硝子体内投与したマウスの眼の免疫組織化学解析は、光受容体、RPE、ミュラーグリア細胞、網膜神経節細胞、および双極細胞を含む様々なタイプの網膜細胞においてGFP発現を実証した(図3B)。
AAV204-GFPおよびAAV9-GFPは、各々約2kgと秤量された2.5~3歳のカニクイザル(Macaca fascicularis)に髄腔内注射(1E+13vg)および/または硝子体内注射(1.5E+12vg)によって投与される。4週間後、動物を安楽死させ、そしてGFP発現をRT-qPCRによって評価した。データ解析は、AAV204-GFP媒介送達は、脳および脊髄の特定の区域を含む、アッセイされた組織のほとんどでGFP発現の強化をもたらすことを示した。図4を参照のこと。硝子体内投与(眼当たり1.5E+12vgのAAV204-GFP)したカニクイザルの眼を、走査型レーザー眼底検査(SLO)によって評価し、従来の免疫化学染色方法を使用して、GFP、ロドプシン、およびゲノムDNAについて切片化し、そして解析した。図5Aおよび図5Bに示すように、AAV204-GFPの投与は、眼の周囲網膜および中心窩領域におけるベクターの有意な形質導入をもたらした。AAV204によって送達されるGFPの強化された発現は、光受容体、RPE、双極細胞、および神経節細胞を含む網膜細胞において見られた(図5B)。かなりの数のロッドおよび錐体を黄斑内に形質導入した(図5C)。
AAV204ベクターは、RPE特異的プロモーターと組み合わせて、タンパク質を特異的に発現することもできる。図5D~図5Fは、VMD2(卵黄様黄斑変性-2)プロモーターによって駆動されるAAV204からのGFPの発現を示す(配列番号159)。2.5×1012ウイルスゲノム(vg)ベクターを硝子体内に投与し、そして発現を14日目および28日目(犠牲)にモニターした。走査型レーザー眼底検査(SLO)撮像を14日目(図5D)および28日目(図5E)に実施した。図5Fは、28日目の周辺におけるGFP発現および核(DAPI)を示す。
また、AAV204-GFPは、非ヒト霊長類の外植片培養でも評価された。カニクイザルの網膜を、動物が人道的に安楽死させてから1時間以内に眼から単離した。網膜を解剖して約5×5mmの切片とし、そしてトランスウェルインサート培養ディッシュ内で培養した。単離の1日後、外植片を培養培地中でAAV204-GFPで形質導入し、そして形質導入後1週間インキュベートした。標準的な免疫組織化学のために、外植片を固定し、埋め込み、そして切片化した。切片をGFP(緑色)およびロドプシン(赤色)について染色し、そして蛍光顕微鏡を使用して撮像した。切片は、AAV204-GFP形質導入後の光受容体層において有意なGFP発現を示した(図6)。
AAV204ベクターの免疫原性を、中和抗体アッセイを使用して評価した(図7)。AAV9カプシドから成るAAV9-Lucウイルスおよびホタルルシフェラーゼ発現カセット、またはAAV204カプシドから成るAAV204-Lucウイルスおよびホタルルシフェラーゼ発現カセットのいずれかを、AAV9処理したヒト対象由来の血清(処理後60日)の様々な希釈物と共に、25,000のMOIでインキュベートした。インキュベーション後、ウイルス/血清混合物を、20,000個のLec2細胞を含有するウェルに移した。血清処理した細胞を24時間インキュベートし、次いで放射した発光を測定し、そして同じMOIで未処理ウイルスを用いて形質導入された細胞からの対照値と比較した。結果は、AAV204ベクター粒子は、AAV9ベクター粒子と比較して免疫原性が減少したことを示した(図8を参照のこと)。
[実施例3]
[AAV204ウイルスベクターによって送達されたCFTR導入遺伝子を使用した、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンス調節因子(CFTR)遺伝子の変異によって引き起こされる欠陥の改善]
コドン最適化CFTR導入遺伝子をコードする核酸を含有するAAV204ベクター粒子(すなわち、配列番号4に記載され、かつ完全長CFTRのアミノ酸708~759を欠くタンパク質をコードする、核酸配列を含むCFTRΔRの遺伝子)を、5’から3’へと、5’ITR、マウスU1aプロモーター(配列番号96)、CFTRΔR導入遺伝子、合成ポリA配列(49bp)、および3’ITRを有する、pA-CF3プラスミド(配列番号89)を使用して調製した。結果として得られた粒子を使用して、以下に記述するように、CFTRΔR導入遺伝子を細胞またはマウスのいずれかの中へと送達した。
インビトロアッセイ:CFTRΔR導入遺伝子を含むAAV204ウイルスベクターを使用して、Lec2細胞を形質導入した。FLIPRアッセイを使用して、AAV204-CFTRΔRウイルスベクターによって送達されるCFTRΔR導入遺伝子の機能性を測定した。結果は、導入遺伝子を欠く対照AAV204ウイルスベクターを用いてトランスフェクトされた細胞と比較して、細胞をAAV204-CFTRΔRウイルスベクターを使用して形質導入したときに、公知のCFTR塩素チャネルの開栓剤であるフォルスコリンによる刺激によってヒトCFTR(hCFTR)イオンチャネル機能が回復したことを示している。さらに、塩素特異的な電流シグナルは、対照と比較すると、AAV204-CFTRΔRウイルスベクターを使用して形質導入された細胞において、ベースラインと比較して3.5倍増加した。図10A、左パネルを参照のこと。CFTRの選択的阻害剤である、CFTRinh-172(4-[[4-オキソ-2-チオキソ-3-[3トリフルオロメチル)フェニル]-5-チアゾリジニリデン]メチル]安息香酸)(Tcris Bioscience)(http://tocris.com/products/cftrinh-172_3430において入手可能)を用いたプレインキュベーションは、CFTRΔRの存在下でのフォルスコリンで誘導された膜電位の変化を防止する。図10Bを参照のこと。これらの結果は、CFTRΔR発現カセットの機能性を実証する。
膜電位アッセイを実施して、CFTRΔR発現カセットの機能性が、トランスフェクションに使用されるAAV204-CFTRΔRウイルスの量に依存したかどうかを評価した。図10Bを参照のこと。結果は、CFTRΔRの存在下での膜電位の変化が、実際に導入遺伝子を送達するウイルス粒子の用量に依存していたことを示す。我々はまた、AAV204を使用して完全長CFTRも発現し、そしてフォルスコリンに応答して増加した蛍光を得た。(図10C)。また、ウェスタンブロットによって、AAV204からの発現が完全に処理された完全長CFTRおよびCFTRΔR(データは示さず)をもたらすことも確認した。これらのデータは、いずれかのタンパク質のAAV204送達が、インビトロで塩素チャネル機能を回復することを確認するものである。
マウスモデルを使用するインビボアッセイ:ルシフェラーゼ導入遺伝子を含むAAV204ウイルスベクターを、マウスに気管内投与した。生物発光撮像(BLI)を使用して、AAV6と比較して、ルシフェラーゼ発現によって反映される肺細胞を形質導入するAAV204ウイルスベクターの能力を評価した。図9の上のパネルは、AAV204ウイルスベクターによって媒介されるルシフェラーゼ発現が、AAV6ウイルスベクターと比較して約3.5倍高いことを示す。図9の下のパネルは、左肺および右肺におけるエクスビボBLIによって示される発現(肝臓または腎臓ではほとんどまたは全く発現しない)を例証する。これらの結果は、AAV204ウイルスベクターが、マウスの特定の組織におけるレポーター導入遺伝子の発現の強化を促進する能力を有することを実証している。
CFTRΔR導入遺伝子を含むAAV204ベクター粒子の有効性を、「F508del」と称される嚢胞性線維症のマウスモデルにおいて試験した。これらのマウスは、ヒトにおいて最も一般的なCFTR変異であり、CF患者の約90%に影響を及ぼす、単一のアミノ酸F508の欠失を含む変異CFTR遺伝子を担持する(例えば、Park et al.,PLoS One(Feb.10,2016)11(2):e0149131を参照のこと)。CFTRΔR導入遺伝子またはルシフェラーゼ導入遺伝子含むAAV204ベクター粒子を、野生型マウスおよびF508delマウスに鼻腔内投与した。鼻電位差(NPD)を測定し、CFTRΔR導入遺伝子の機能性を決定した。図12Aに示されるように、AAV204-CFTRベクター粒子を投与されたマウスは、ルシフェラーゼ導入遺伝子(AAV204-Luc)を含有する対照ベクターを投与されたマウスと比較して、修正されたフォルスコリン刺激電流を示した。
ヒト患者細胞を使用するアッセイ:嚢胞性線維症に罹患している患者から単離されたヒト気道細胞へのhCFTRの送達を媒介し、かつこれらの細胞における塩素輸送を修正するCFTRΔR導入遺伝子を含むAAV204ベクター粒子の能力を評価した。GFP導入遺伝子を含むAAV204ベクター粒子を頂端区域および基底外側区画に適用したとき、AAV204は、嚢胞性線維症患者から単離されたヒト鼻上皮および気管支上皮(HNEおよびHBE)細胞を形質導入し、そして空気-液体界面培養物中に維持した。図11Aを参照のこと。これらの細胞において、CFTRΔRタンパク質が膜局在化した。図11Bの左パネルを参照のこと。図11Bの右パネルは、膜局在化を例証するウェスタンブロットを示す。
CFTRΔR導入遺伝子を含むAAV204ベクター粒子の機能性を、下記に記述されるように評価した。結果は、CFTRΔR導入遺伝子を含むAAV204ベクターの形質導入後に、嚢胞性線維症患者に由来するヒト鼻上皮細胞の外植片培養においてCFTR電流が回復したことを示す。図11Cを参照のこと。また、AAV粒子が、極性上皮の表面間のイオンの動きを測定するために当業者に公知のウッシングチャンバーを使用して膜貫通コンダクタンスの変化を測定することによって、ヒト嚢胞性線維症患者から単離された鼻細胞および気管支細胞においてCFTR機能を回復させることが可能かどうかも試験した。簡潔に述べると、ウッシングチャンバーでは、上皮の頂端表面および基底外側表面は、対称的な塩溶液を含有する二つの別個のチャンバーに面する。上皮を横切るイオン輸送は、二つのチャンバー間に電位差を発生する。そうでない場合、電位差を作り出すことになる拡散力は、上皮を横切る短絡電流(Isc)を印加することによって、積極的に相殺される。これにより、当技術分野で周知のように、この電流の変化(ΔIsc)および嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンスの計算によって測定される、刺激後の積極的な輸送によるイオンの移動が可能となる。例えば、Li et al.,J.Cystic Fibrosis(July 2004)3:123-126、Park et al.,PLoS One(Feb.10,2016)11(2):e0149131を参照のこと。図12Bに示すように、CFTRΔRが形質導入されるとき、フォルスコリン刺激され、CFTRinh-172阻害された電流は、ビヒクルと比較して6~7μA/cmへと回復した。
まとめると、我々の結果は、AAV204が高発現の機能性CFTRの効率的な送達を媒介し、さらにマウスモデルおよびヒト患者細胞の外植片培養において、インビトロで細胞内のCFTR機能を回復させることを示している。これらの結果は、CFTRΔR導入遺伝子を含むAAV204粒子の嚢胞性線維症における治療の潜在能力を実証する。
[実施例4]
[AAV214ベクターによって送達される最適化されたCLN3導入遺伝子を使用するCLCLN3疾患によって生じた欠陥の改善]
全身投与後にCNS組織に対する指向性が増強されたAAVカプシド(AAV214)、およびCNSおよび体細胞組織における生体分布および発現を改善するための最適化されたCLN3(配列番号122の核酸配列を含む)導入遺伝子カセットが開発され、かつ機能性について試験された。AAV9をベンチマークとして使用して、CC57BL/6バックグラウンドにおいてCLN3(CLN3Δex7/8)のエクソン7およびエクソン8にわたる1.02kbセグメントを欠く若年性神経セロイドリポフスチン症のマウスモデルにおけるAAV214の指向性および最適化されたCLN3導入遺伝子カセットの生体分布を評価した。このCLN3欠失は、変異したCLN3対立遺伝子のおよそ85%で発生し、かつ運動障害、グリア活性化、およびリソソーム蓄積物質の進行性蓄積を含む、ヒト疾患に関連する多くの疾患表現型を反復するものである。
Figure 2022515338000009
CLN3導入遺伝子(それぞれAAV9-CLN3およびAAV214-CLN3)を各々含むAAV9およびAAV214ウイルスベクターを、野生型マウスに2.0×1013vg/kg(ウイルスベクターゲノム/キログラム)の用量で静脈内投与した。表6を参照のこと。30日後、動物を人道的に犠牲にし、そして生体分布解析のために組織を採取し、CNSおよび脊髄(頸部および腰部)の一次領域を含むいくつかの異なる器官へのベクター粒子の送達を評価した。対数変換されたデータのt検定解析では、試験されたほとんどの組織について、生体分布値におけるAAV214-CLN3とAAV9-CLN3との間の統計的有意差は示されなかった(図13を参照のこと)。しかしながら、AAV214-CLN3を使用する座骨神経は、AAV9と比較して統計的に生体分布が優位に(p=0.0001)高いこと(744%)を実証し、一方で脾臓はAAV9-CLN3を用いてより良好に形質導入された(p<0.0001)。より長い期間にわたって発現および用量応答を評価する現在の研究は、全身投与を介してCLN3発現カセットをCNS組織に効果的に送達するためAAV214-CLN3を使用することができることを示す。
CLN3導入遺伝子の発現を、脳の左半球から単離された総RNAを使用してRTqPCRによって評価した。対数変換されたデータの一元配置分散分析は、AAV9-CLN3CLCLN3対AAV214-CLN3投与動物の平均CLN3発現値における統計的有意差を示さなかった(p=0.4489)。しかしながら、試験されたウイルスベクターは両方とも、対照より高いCLN3発現レベルを産生した(p<0.0001;図14)。
要約すると、これらの結果は、CLN3疾患のマウスモデルにおいて全身投与を介して投与された場合、最適化されたCLN3発現カセットを含む新規のAAV214ウイルスベクターが、CNSを含むほとんどの組織において、AAV9と同等の指向性を実証することを示した。これらの結果は、本明細書に記載される最適化されたCLN3導入遺伝子を含むAAV214ベクターを、CLN3疾患の予防および処置に使用することができることを示す。
[実施例5]
[AAV214ベクターによって送達される最適化されたGLA導入遺伝子を使用するファブリー病によって生じた欠陥の改善]
CBhプロモーター、CBA-MVMハイブリッドイントロン、天然GLA導入遺伝子配列、およびTK65ポリA部位を含むAAV9およびAAV214ウイルスベクターを、野生型C57BL/6マウスにIV注射によって投与した(表7を参照のこと)。血漿サンプル中の予想されるトランスジェニックGLAタンパク質サイズは、免疫ブロッティングによって確認された(図15)。GLA酵素活性を、血漿、脳、脊髄、心臓、腎臓、肝臓、および眼において評価した。対数変換されたGLA酵素活性値に対して実施された統計解析では、すべてのAAV214-GLA形質導入サンプルが、対照と比較して、統計的に有意に高いGLA活性を有していたことが示された(p<0.0001)。また、GLA酵素活性は、AAV214-GLAにおいて形質導入された血漿、脳、および脊髄組織において、AAV9-GLAと比較して、統計的に有意に高かった(図16)。要約すると、GLA酵素活性の解析は、複数の標的組織、特にCNS組織へのAAV214構築物の有効な形質導入を示し、ファブリー病を有する対象におけるAAV214ベクターの治療的利益を実証している。
Figure 2022515338000010
野生型動物における10日間の試験後、AAV9ウイルスベクターまたはAAV214ウイルスベクターを介したGLA導入遺伝子の全身投与に由来する急性毒性効果は観察されなかった。この実験で処置された動物は、処置に起因するいかなる悪作用も呈しなかった。全身投与後のAAV9およびAAV214の標的組織、特にCNS、心臓、および腎臓への有効な送達は、ファブリー病に関連する重要な標的組織へ安全に形質導入する能力を実証する。
[実施例6]
[AAV214ベクターによって送達される最適化されたGAA導入遺伝子を使用するポンペ病によって生じた欠陥の改善]
CBhプロモーター、CBA-MVMハイブリッドイントロン、コドン最適化GAA導入遺伝子配列、およびBGHポリA部位を含むAAV9-GAAベクターおよびAAV214-GAAベクターを、野生型C57BL/6マウスに静脈内投与した(表8を参照)。導入遺伝子が標的組織に有効に送達されたかどうかを判定するために、GAA酵素活性タンパク質を、処置したマウスからの脳、脊髄、横隔膜、二頭筋、肝臓、および血漿で試験した。GAA酵素活性の対数変換された値の一元配置分散分析は、対照動物と比較して、投与された動物のすべての試験された組織において、統計的に有意に高いGAA活性を有していたこと(p<0.002)を明らかにした。AAV9がわずかな利点を有していた血漿(p=0.0018)を除き、AAV214を投与した組織とAAV9を投与した組織との間には、酵素活性に統計的有意差は示されなかった(図19A~E)。GAA酵素活性の解析により、血液脳関門を通過する能力、および二頭筋および横隔膜などのポンぺ病の処置に重要な組織への形質導入を含む、複数の標的組織へのAAV214構築物の有効な形質導入を確認した(図19)。これらの結果は、本明細書に記載される最適化されたGAA発現カセットを含むAAV214ウイルスベクターの単一の静脈内注射が、標的組織への修正されたGAA導入遺伝子の送達を達成するのに十分である場合があることを示唆している。野生型動物における10日間の試験後、AAV9ベクターまたはAAV2l4ベクターを介したGAA導入遺伝子の全身投与に由来する急性毒性効果は観察されなかった。
図19Fは、AAV送達されたGAAによる根底にある分子病理の修復を示す。コドン最適化ヒトGAAでパッケージされたAAVカプシドで静脈内で処置されたgaa-/-マウスからのグリコーゲン解析。グリコーゲン含有量は、アミログルコシダーゼ処置後のグルコースの放出によって間接的に測定された。遊離グルコースを、Infinity Glucose Reagentを用いて測定し、そしてSpectraMax i3xで解析した。データは、gaa-/-ビヒクル対照処置動物の%として提示される。データは、AAV送達GAAによって得られたグリコーゲンレベルの減少を示す。AAV9と同じ程度有効に機能するAAV214を有するすべての標的組織において、グリコーゲンクリアランスが観察された。
これらのデータは、特に筋肉および末梢神経系(PNS)発現を有するAAV9およびAAV214の全身送達が、ポンペ病に関連する重要な標的組織に安全に形質導入する能力と、GAA機能性を回復する能力との両方を実証することを確認する。
Figure 2022515338000011
[実施例7]
[AAV110ベクター粒子は、高度に特異的な筋指向性を示す]
AAV110カプシドタンパク質をコードするpAAV110プラスミド(ITCord1.10プラスミドとも呼ばれる)を使用してAAV110粒子を調製した。CBhプロモーター、CBA-MVMハイブリッドイントロン、EGFP導入遺伝子配列、およびBGHポリA部位を含むAAV110-GFPウイルスベクターを、C57Bl/6野生型マウスに単一の注射で各脚(大腿二頭筋)へと投与した(合計で1×1011vg、5×1012vg/kgと同等)。動物の別の群に、比較のために同等の量のAAV9-GFPウイルスベクターを投与した。
GFP発現は、脚の筋肉を蛍光について撮像することによって評価された。図24A。データは、AAV110-GFPウイルスベクターを投与された左脚および右脚の両方が高レベルのGFPを発現し、AAV110カプシドに対する筋指向性を確立したことを示した。対照的に、AAV9-GFPベクター粒子は、実質的に少ない筋肉発現を提供した(図24B)。
AAV110-GFPまたはAAV9-GFPの筋肉内投与によって誘発された他の組織におけるGFP導入遺伝子分布を評価するために、器官のパネルにおいて導入遺伝子生体分布(BD)を調べた。図25を参照のこと。このデータから、AAV110形質導入は、主に筋肉だけでなく、座骨神経および脾臓でも発生することが確認される。AAV9とは対照的に、AAV110は脳、腎臓、眼、肺、心臓、肝臓、および精巣において生体分布をほとんど示さないか、または全く示さない。いずれの場合も、BDは導入遺伝子のAAV9筋肉内送達で得られたものよりも約3%以下であった。
筋組織の免疫組織化学解析により、AAV110の筋肉における高レベルのGFP発現が確認され、AAV9ではより低かった(図26)。このデータは、優れた筋肉指向性およびAAV110による発現を確認するものである。
[実施例8]
[AAV214ベクター粒子は、IM投与およびIV投与後、筋肉において高レベルの発現を提供する]
U1aプロモーター(AAV214-Luc)によって駆動されるAAV214カプシドタンパク質およびルシフェラーゼ発現カセットを含むAAVウイルスベクターを生成した。AAV214-Lucを、各筋肉内に5×1012vg/kgの用量で、1筋肉当たり総体積0.1mLで、成人野生型ラットの右脚に投与した。左脚は未処置であった。発現を測定するために、筋肉をルシフェリンに曝露し、そして放射した光を測定した。下記の表のデータは、注射された筋肉では投与後28日目に高発現を示すが、未処置の筋肉では示さないことを示している。図27は、組織におけるルシフェラーゼ活性を示し、発現酵素の活性を示している。
Figure 2022515338000012
類似の結果が、CBhプロモーターによって駆動された、異なる導入遺伝子、コドン最適化SMN-1(運動ニューロン1の生存)(脊髄性筋萎縮症(SMA)で欠陥がある)を用いて得られた。静脈内投与されたAAV214-SMN1ウイルスベクター粒子の能力を、静脈内投与したときにSMN-1を発現するAAV9-SMN1ベクター粒子と比較した。図28は、若年の野生型マウスの感染後の、前脛骨筋組織におけるSMN1の発現を示す。データは、AAV214ベクター粒子が、ビヒクルと比較して少なくとも10~30%の増加で発現の改善を提供すること、および静脈内に送達されたときに筋形質導入に適していることを示す。
筋組織を形質導入するためのAAV214ウイルスベクターとAAV9ウイルスベクターとの比較は、IM送達したAAV214がAAV9より大きい筋肉区域に形質導入することができることを示す。ラットの筋肉(大腿二頭筋)全体を、IM注射の10日後に免疫組織化学によりGFPまたはmCherry発現について解析した。固定凍結切片をGFPおよびmCherry pAbでプローブした。AAV214は、注射部位と一致する筋肉の上部部分にほぼ限定されたAAV9と比較して、著しくより大きい形質導入区域を示す。(図26B)。
[実施例9]
[AAV214に由来するカプシドタンパク質を含有するAAVベクター粒子は、IV投与後、筋肉において高発現を呈する]
AAV214 VP1タンパク質を、そのN末端を、既知のAAV血清型(AAV8、AAV9、AAVrh10)由来のアミノ酸配列と交換することによって改変し、それによって下記の表に示すバリアントを産生する。次いで、AAVウイルスベクター粒子を、本質的に実施例1に記述されるように、新たに誘導されたカプシドタンパク質の各々を用いて調製し、そして静脈内投与後の筋肉を形質導入する能力を評価した。我々は、各ウイルスベクターが脚および心臓に良好な筋肉の形質導入を与えることを見出した(図29)。対数変換された生体分布データの一元配置分散分析では、試験されたウイルスベクターの平均生体分布値における統計的有意差(p>0.05)は明らかにされなかった。
Figure 2022515338000013
[実施例10]
[カプシド誘導された交差中和抗体産生]
AAV204およびAAV214は、AAV9 nAbとの交差反応性が限定的、または非常に低く、またnAbs産生のAAV9との交差反応を誘導する可能性も低い。
我々は、AAV9またはAAV214のいずれかをIMによって投与した動物の、AAV9に対する中和抗体を産生する能力を試験した。(図31A)。動物血清の、許容細胞型Lec2へのAAV9ルシフェラーゼベクターの形質導入を阻害する能力を測定することによって解析を実施した。形質導入の3日後、ルシフェラーゼ活性について細胞をアッセイした。各群は、対照、AAV9、またはAAV214のいずれかに対して2匹または3匹のラットから成る。有利なことに、IMによってAAV214を注射された動物は、AAV9に対する交差反応性免疫応答を示さず、これは、自然発生的または過去の投与のいずれかでAAV9に対する既存の免疫を有する患者を含むことに起因して、より大きな患者集団を可能にする可能性がある。
類似のデータを、非ヒト霊長類(NHP)において得た。AAV9の髄腔内(IT)投与されたNHPおよび静脈内(IV)投与されたNHPの両方で、AAV9に対するnAbが発現した(図31B)。IT投与された動物血清は、他の試験されたウイルス(AAV204、AAV214、およびAAV6)に対してはるかにより高い交差反応性を示した。しかしながら、2匹の動物にAAV204を髄腔内に加えて硝子体内経路(IT+IV)によって投与し、交差反応性において類似した差が明らかになったため、投与経路はnAbsの発生差に有意な影響を与えないと考えられる(図31C;NHP-2およびNHP-3を参照のこと)。さらに、硝子体内(IVT)のみでAAV204投与した動物(図31C;NHP-4を参照のこと)は、IT+IVT処置した動物(NHP-3)と類似の交差反応性を示した。発現した交差反応性の差異は、nAbが産生されたAAVカプシドタンパク質エピトープの同一性によって説明されうる。両方のAAV9を投与された動物の血清サンプルは、AAV204に対する低い反応性を示し(図31B)、また3匹のAAV204処置された動物のうち2匹は、AAV9およびAAV214に対する非常に低い反応性を実証し、適合性の高い可能性を示唆した(図31C)。対照的に、AAV6は、すべてのAAV204を投与した動物において高い交差反応性を明らかにした(図31BおよびC)。
代替的な実施形態
1.配列番号3、30~34、49、もしくは84と少なくとも70%の同一性を有するアミノ酸配列を含むアデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチド、または配列番号1と少なくとも70%の同一性を有するアミノ酸配列を含むアデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドの使用。
2.アミノ酸配列が、配列番号3、30~34、49、または84と少なくとも80%の同一性を有する、実施形態1に記載のポリヌクレオチド。
3.アミノ酸配列が、配列番号3、30~34、49、または84と少なくとも90%の同一性を有する、実施形態1に記載のポリヌクレオチド。
4.アミノ酸配列が、配列番号3、30~34、49、または84と少なくとも95%の同一性を有する、実施形態1に記載のポリヌクレオチド。
5.アミノ酸配列が、配列番号3、30~34、49、または84と少なくとも99%の同一性を有する、実施形態1に記載のポリヌクレオチド。
6.アミノ酸配列が、配列番号3、30~34、49、または84を含む、実施形態1に記載のポリヌクレオチド。
7.アミノ酸配列が、AAVカプシドタンパク質のVP1、VP2、およびVP3部分を含み、かつVP3部分が配列番号41の配列を有する、実施形態1~6のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド。
8.AAVカプシドタンパク質が、配列番号3、30~34、49、または84と少なくとも70%、80%、90%、または99%同一である、実施形態7に記載のポリヌクレオチド。
9.ポリヌクレオチドが、プラスミド、細菌人工染色体、酵母人工染色体、ファージ、またはウイルスベクター内に含有される、実施形態1~8のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド。
10.実施形態1~8のいずれか一つに記載のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
11.配列番号3、30~34、49、または84と少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、AAVカプシドタンパク質。
12.配列番号2、3、30~34、49、または84の配列を有するアミノ酸配列を含むAAVカプシドタンパク質。
13.(i)実施形態11または12に記載のAAVカプシドタンパク質と、
(ii)AAVベクターと、を含む、AAVウイルスベクター。
14.AAVベクターが、異種核酸を含む、実施形態13に記載のAAVウイルスベクター。
15.異種核酸が、導入遺伝子である、実施形態14に記載のAAVウイルスベクター。
16.導入遺伝子が、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンス調節因子(CFTR)、CLN3タンパク質、アルファガラクトシダーゼA(GLA)、または酸性アルファグルコシダーゼ(GAA)をコードする、実施形態13~15に記載のAAVウイルスベクター。
17.導入遺伝子が、配列番号5、6、7、9、10、12、および13のうちのいずれか一つと少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有する配列を含む、実施形態15に記載のAAVウイルスベクター。
18.導入遺伝子が、配列番号4、5、8、11、および14のうちのいずれか一つと少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする、実施形態15に記載のAAVウイルスベクター。
19.異種核酸が、プロモーターに動作可能に連結される、実施形態13~18に記載のAAVウイルスベクター。
20.プロモーターが、組織特異的対照プロモーター、または構成的プロモーターである、実施形態19に記載のAAVウイルスベクター。
21.プロモーターが、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター(任意にRSVエンハンサーを有する)、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ベータアクチンプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター、CAGプロモーター、ハイブリッドニワトリベータアクチンプロモーター、MeCP2プロモーター、EF1プロモーター、ユビキタスニワトリβアクチンハイブリッド(CBh)プロモーター、U1aプロモーター、U1bプロモーター、MeCP2プロモーター、MeP418プロモーター、MeP426プロモーター、最小限のMeCP2プロモーター、VMD2プロモーター、mRhoプロモーター、EFlaプロモーター、Ubcプロモーター、ヒトのβアクチンプロモーター、TREプロモーター、Ac5プロモーター、ポリヘドリンプロモーター、CaMKIIaプロモーター、Gal1プロモーター、TEF1プロモーター、GDSプロモーター、ADH1プロモーター、Ubiプロモーター、またはα-1-抗トリプシン(hAAT)プロモーターである構成的プロモーターである、実施形態20に記載のAAVウイルスベクター。
22.プロモーターが、中枢神経系(CNS)細胞特異的プロモーター、肺特異的プロモーター、皮膚特異的プロモーター、筋特異的プロモーター、肝臓特異的プロモーター、または眼特異的プロモーターである、組織特異的対照プロモーターである、実施形態10に記載のAAVウイルスベクター。
23.異種核酸が、mRNA、siRNA、gRNA、またはマイクロRNAをコードする、実施形態14に記載のAAVウイルスベクター。
24.異種核酸が、ポリペプチドをコードする、実施形態14に記載のAAVウイルスベクター。
25.異種核酸が、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンス調節因子(CFTR)、CLN3タンパク質、アルファガラクトシダーゼA(GLA)、または酸性アルファグルコシダーゼ(GAA)をコードする、実施形態14に記載のAAVウイルスベクター。
26.異種核酸が、CFTRをコードする、実施形態25に記載のAAVウイルスベクター。
27.CFTRが、配列番号4によってコードされるアミノ酸配列を含む、またはこれから成る、実施形態26に記載のAAVウイルスベクター。
28.異種核酸が、配列番号5、8、11、および14のうちのいずれか一つと少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする、実施形態15に記載のAAVウイルスベクター。
29.異種核酸が、配列番号4、5、6、7、9、10、12、および13のうちのいずれか一つと少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有する配列を含む、実施形態15に記載のAAVウイルスベクター。
30.異種核酸が、レポータータンパク質をコードする、実施形態18に記載のAAVウイルスベクター。
31.対象において対象の遺伝子を細胞へと導入する方法であって、細胞を、有効量の実施形態13~30のいずれか一つに記載のAAVウイルスベクターと接触させることを含む、方法。
32.AAVウイルスベクターが、対象に、経口、直腸内、経粘膜的、吸入、経皮、非経口、静脈内、皮下、皮内、筋肉内、胸膜内、脳内、髄腔内、脳内、脳室内、鼻腔内、耳内、眼内、眼周囲、局所的、リンパ管内、嚢内、髄腔内、または硝子体内で導入される、実施形態31に記載の方法。
33.対象が哺乳類である、実施形態31または32に記載の方法。
34.対象がヒトである、実施形態31~33に記載の方法。
35.細胞は、体細胞である、実施形態31~34に記載の方法。
36.体細胞が、神経細胞、網膜細胞、筋細胞、上皮細胞、肺細胞、肝臓細胞、幹細胞、または皮膚細胞である、実施形態35に記載の方法。
37.実施形態1~8のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド、実施形態11もしくは12に記載のAAVカプシドタンパク質、または実施形態13~30のいずれか一つに記載のAAVウイルスベクターを含む医薬組成物。
38.治療有効量の実施形態37に記載の医薬組成物を対象に投与することを含む、障害を処置する方法。
39.障害が、CNS障害、皮膚障害、肺障害、筋肉障害、肝臓障害、または網膜障害である、実施形態38に記載の方法。
40.障害が、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄性筋萎縮症(SMA)、ファブリー病、ポンペ病、CLN3病(または若年性神経セロイドリポフスチン症)、劣性ジストロフィー性表皮水疱症(RDEB)、若年性バッテン病、常染色体優性障害、筋ジストロフィー、血友病A、血友病B、多発性硬化症、糖尿病、ゴーシェ病、癌、関節炎、筋消耗、心臓病、内膜過形成、てんかん、ハンチントン病、パーキンソン病、アルツハイマー病、嚢胞性線維症、サラセミア、ハーラー症候群、スライ症候群、シャイエ症候群、ハーラー・シャイエ症候群、ハンター症候群、サンフィリッポ症候群A(ムコ多糖症IIIAまたはMPSIIIA)、サンフィリッポ症候群B(ムコ多糖症IIIBまたはMPSIIIB)、サンフィリッポ症候群C、サンフィリッポ症候群D、モルキオ症候群、マロトー・ラミー症候群、クラッベ病、フェニルケトン尿症、バッテン病、脊髄性大脳性運動失調症、LDL受容体欠損症、高アンモニア血症、関節炎、黄斑変性、網膜色素変性症、神経セロイドリポフスチン症1(CLN1)、またはアデノシンデアミナーゼ欠損症である、実施形態38または39に記載の方法。
41.障害が、脊髄性筋萎縮症(SMA)、劣性ジストロフィー性表皮水疱症(RDEB)、ファブリー病、ポンペ病、CLN3疾患(または若年性神経セロイドリポフスチン症)、MPS IIIA、MPS IIIB、若年性バッテン病、およびデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、またはベッカー型筋ジストロフィーである、実施形態38に記載の方法。
42.障害が、癌であり、癌が、膀胱癌、乳癌、子宮頸癌、結腸癌、直腸癌、子宮内膜癌、腎臓癌、***癌、口腔癌、肝臓癌、黒色腫、中皮腫、非小細胞肺癌、非黒色腫皮膚癌、口腔癌、卵巣癌、膵臓癌、前立腺癌、肉腫、小細胞肺癌、または甲状腺癌である、実施形態38に記載の方法。
43.対象が哺乳類である、実施形態37~42に記載の方法。
44.対象がヒトである、実施形態43に記載の方法。
45.実施形態1~8のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド、実施形態10に記載の細胞、実施形態12または13に記載のAAVカプシドタンパク質、および/または実施形態13~30のいずれか一つに記載のAAVウイルスベクターを含むキット。
46.実施形態1~8のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド、およびヘルパー細胞を含む、AAVパッケージングシステム。
47.ヘルパー細胞が、酵母細胞、哺乳類細胞、または昆虫細胞である、実施形態46に記載のAAVパッケージングシステム。
48.AAVカプシドタンパク質をコードする核酸であって、AAVカプシドタンパク質が、アミノ酸129におけるロイシン残基、アミノ酸586におけるアスパラギン残基、およびアミノ酸723におけるグルタミン酸残基を含み、AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置が、配列番号2のアミノ酸配列内のアミノ酸位置に対して番号付けされる、核酸。
49.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも95%同一である、実施形態48に記載の核酸。
50.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも99%同一である、実施形態48に記載の核酸。
51.核酸配列が、配列番号15のヌクレオチド配列と少なくとも99%同一である、実施形態48に記載の核酸。
52.核酸配列が、配列番号15のヌクレオチド配列と100%同一である、実施形態48に記載の核酸。
53.実施形態48~52に記載の核酸を含むベクター。
54.実施形態48~52に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質。
55.タンパク質が、配列番号2のアミノ酸配列を含む、実施形態54に記載のAAVカプシドタンパク質。
56.実施形態54または55に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質と、異種核酸を含むAAVベクターと、を含む、AAVウイルスベクター。
57.異種核酸が、構成的プロモーターに動作可能に連結される、実施形態56に記載のAAVウイルスベクター。
58.異種核酸が、ポリペプチドをコードする、実施形態56または57に記載のAAVウイルスベクター。
59.異種核酸が、アンチセンスRNA、マイクロRNA、またはRNAiをコードする、実施形態56または57に記載のAAVウイルスベクター。
60.AAVカプシドタンパク質が、配列番号2のアミノ酸配列を含む、実施形態56に記載のAAVウイルスベクター。
61.VP1部分、VP2部分、およびVP3部分を含むAAVカプシドタンパク質をコードする核酸であって、VP3部分が可変領域(VR)I~IXを含み、
(a)VR-IIは、アミノ酸配列DNNGVK(配列番号54)を含み、
(b)VR-IIIは、アミノ酸配列NDGS(配列番号55)を含み、
(c)VR-IVは、アミノ酸配列INGSGQNQQT(配列番号56)を含み、
(d)VR-Vは、アミノ酸配列RVSTTTGQNNNSNFAWTA(配列番号57)を含み、
(e)VR-VIは、アミノ酸配列HKEGEDRFFPLSG(配列番号58)を含み、
(f)VR-VIIは、アミノ酸配列KQNAARDNADYSDV(配列番号59)を含み、
(g)VR-VIIIは、アミノ酸配列ADNLQQQNTAPQI(配列番号60)を含み、かつ
(h)VR-IXは、アミノ酸配列NYYKSTSVDF(配列番号61)を含む、核酸。
62.VR-I領域が、SASTGAS(配列番号52)を含む、実施形態61に記載の核酸。
63.VR-I領域が、NSTSGGSS(配列番号53)またはSSTSGGSS(配列番号87)を含む、実施形態61に記載の核酸。
64.VP3部分が、
(i)アミノ酸223におけるアスパラギン(N)、
(ii)アミノ酸224におけるアラニン(A)残基、
(iii)アミノ酸410におけるトレオニン(T)残基、
(iv)アミノ酸724におけるヒスチジン残基、および
(v)アミノ酸734におけるプロリン(P)残基、のうちの一つ以上をさらに含み、
AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置は、配列番号3のアミノ酸配列内のアミノ酸位置に対して番号付けされる、実施形態61~63に記載の核酸。
65.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号3、30、31、32、33、34、49、または84のアミノ酸配列と少なくとも95%同一である、実施形態61~64に記載の核酸。
66.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号3、30、31、32、33、34、49、または84のアミノ酸配列と少なくとも99%同一である、実施形態61~65に記載の核酸。
67.核酸配列が、配列番号18、19、20、21、22、23、47、82、または98から選択されるヌクレオチド配列と少なくとも99%同一である、実施形態61~66に記載の核酸。
68.核酸配列が、配列番号18、19、20、21、22、23、47、82、または98から選択されるヌクレオチド配列と100%同一である、実施形態61に記載の核酸。
69.実施形態61~68に記載の核酸を含むベクター。
70.実施形態61~68に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質。
71.タンパク質が、配列番号3、30、31、32、33、34、49、または84のアミノ酸配列を含む、実施形態70に記載のAAVカプシドタンパク質。
72.実施形態61~68に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質と、AAVベクターと、を含み、AAVベクターが異種核酸を含む、AAVウイルスベクター。
73.異種核酸が、構成的プロモーターに動作可能に連結される、実施形態72に記載のAAVウイルスベクター。
74.異種核酸がポリペプチドをコードする、実施形態72または73に記載のAAVウイルスベクター。
75.異種核酸が、アンチセンスRNA、マイクロRNA、またはRNAiをコードする、実施形態72または73に記載のAAVウイルスベクター。
76.AAVカプシドタンパク質が、配列番号3、30、31、32、33、34、49、または84のアミノ酸配列を含む、実施形態72~75に記載のAAVウイルスベクター。
77.VP1部分、VPVP2部分、およびVP3部分を含むAAVカプシドタンパク質をコードする核酸であって、VP3部分が可変領域(VR)I~IXを含み、
(a)VR-IIは、アミノ酸配列SASTGAS(配列番号52)を含み、
(b)VR-IIは、アミノ酸配列DNNNGVK(配列番号54)を含み、
(c)VR-IIIは、アミノ酸配列NDGS(配列番号55)を含み、
(d)VR-IVは、アミノ酸配列INGSGQNQQT(配列番号56)を含み、
(e)VR-Vは、アミノ酸配列RVSTTTGQNNNSNFAWTA(配列番号57)を含み、
(f)VR-VIは、アミノ酸配列HKEGEDRFFPLSG(配列番号58)を含み、
(g)VR-VIIは、アミノ酸配列KQNAARDNADYSDV(配列番号59)を含み、
(h)VR-VIIIは、アミノ酸配列ADNLQQQNTAPQI(配列番号60)を含み、かつ
(i)VR-IXは、アミノ酸配列NYYKSTSVDF(配列番号61)を含む、核酸。
78.VP3部分が、
(i)アミノ酸223におけるアスパラギン(N)、
(ii)アミノ酸224におけるアラニン(A)残基、
(iii)アミノ酸410におけるトレオニン(T)残基、
(iv)アミノ酸724におけるヒスチジン残基、および
(v)アミノ酸734におけるプロリン(P)残基、のうちの一つ以上をさらに備え、
AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置が、配列番号3のアミノ酸配列内のアミノ酸位置に対して番号付けされる実施形態77に記載の核酸。
79.VP3部分が、配列番号41の配列を有する、実施形態77または78に記載の核酸。
80.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列のVP1部分およびVP2部分が、配列番号3、31、32、33、または34のVP1部分およびVP2部分のアミノ酸配列と少なくとも95%同一である、実施形態77~79に記載の核酸。
81.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号3、31、32、33、または34のアミノ酸配列と少なくとも99%同一である、実施形態77~80に記載の核酸。
82.核酸配列が、配列番号18、20、21、22、または23から選択されるヌクレオチド配列と少なくとも99%同一である、実施形態77~81に記載の核酸。
83.核酸配列が、配列番号18、20、21、22、または23から選択されるヌクレオチド配列と100%同一である、実施形態77~82に記載の核酸。
84.実施形態57~83に記載の核酸を含むベクター。
85.実施形態77~83に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質。
86.タンパク質が、配列番号3、31、32、33、または34のアミノ酸配列を含む、実施形態85に記載のAAVカプシドタンパク質。
87.実施形態88に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質と、異種核酸を含むAAVベクターと、を含む、AAVウイルスベクター。
88.異種核酸が、構成的プロモーターに動作可能に連結される、実施形態87に記載のAAVウイルスベクター。
89.異種核酸がポリペプチドをコードする、実施形態87または88に記載のAAVウイルスベクター。
90.異種核酸が、アンチセンスRNA、マイクロRNA、またはRNAiをコードする、実施形態87または88に記載のAAVウイルスベクター。
91.AAVカプシドタンパク質が、配列番号3、31、32、33、または34のアミノ酸配列を含む、実施形態87~90に記載のAAVウイルスベクター。
92.VP1部分、VP2部分、およびVP3部分を含むAAVカプシドタンパク質をコードする核酸であって、VP1部分が、アミノ酸129においてロイシン(L)残基を含み、VP2部分が、アミノ酸157においてトレオニン(T)残基またはアスパラギン(N)残基を含み、またアミノ酸162においてリジン(K)残基またはセリン(S)残基を含み、かつVP3部分がアミノ酸223においてアスパラギン(N)残基を含み、アミノ酸224においてアラニン(A)残基を含み、アミノ酸272においてヒスチジン(H)残基を含み、アミノ酸410においてトレオニン(T)残基を含み、アミノ酸724においてヒスチジン(H)残基を含み、そしてアミノ酸734においてプロリン(P)残基を含み、AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置が、配列番号3のアミノ酸配列内のアミノ酸位置に対して番号付けされる、核酸。
93.VP3部分が、可変領域(VR)I~IXを含み、
(a)VR-IIは、アミノ酸配列SASTGAS(配列番号52)を含み、
(b)VR-IIは、アミノ酸配列DNNNGVK(配列番号54)を含み、
(c)VR-IIIは、アミノ酸配列NDGS(配列番号55)を含み、
(d)VR-IVは、アミノ酸配列INGSGQNQQT(配列番号56)を含み、
(e)VR-Vは、アミノ酸配列RVSTTTGQNNNSNFAWTA(配列番号57)を含み、
(f)VR-VIは、アミノ酸配列HKEGEDRFFPLSG(配列番号58)を含み、
(g)VR-VIIは、アミノ酸配列KQNAARDNADYSDV(配列番号59)を含み、
(h)VR-VIIIは、アミノ酸配列ADNLQQQNTAPQI(配列番号60)を含み、かつ
(i)VR-IXは、アミノ酸配列NYYKSTSVDF(配列番号61)を含む、実施形態92に記載の核酸。
94.VP1部分が、アミノ酸24においてアスパラギン酸(D)またはアラニン(A)残基をさらに含み、AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置が、配列番号3のアミノ酸配列内のアミノ酸位置に対して番号付けされる、実施形態92または93に記載の核酸。
95.VP2部分が、
(i)アミノ酸148におけるプロリン(P)残基、
(ii)アミノ酸152において挿入されたアルギニン(R)残基、
(iii)アミノ酸168におけるアルギニン(R)残基、
(iv)アミノ酸189におけるイソロイシン(I)残基、および
(v)アミノ酸200におけるセリン(S)残基、のうちの一つ以上をさらに備え、
AAVカプシドタンパク質内のアミノ酸位置が、配列番号3のアミノ酸配列内のアミノ酸位置に対して番号付けされる、実施形態92~94に記載の核酸。
96.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号31、32、33、または34のアミノ酸配列と少なくとも95%同一である、実施形態92~96に記載の核酸。
97.コードされたAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号31、32、33、または34のアミノ酸配列と少なくとも99%同一である、実施形態92に記載の核酸。
98.核酸配列が、配列番号20、21、22、または23から選択されるヌクレオチド配列と少なくとも99%同一である、実施形態92に記載の核酸。
99.核酸配列が、配列番号20、21、22、または23から選択されるヌクレオチド配列と100%同一である、実施形態98に記載の核酸。
100.実施形態92~99に記載の核酸を含むベクター。
101.実施形態92~99に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質。
102.タンパク質が、配列番号31、32、33、または34のアミノ酸配列を含む、実施形態101に記載のAAVカプシドタンパク質。
103.実施形態101または102に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質と、異種核酸を含むAAVベクターと、を含む、AAVウイルスベクター。
104.異種核酸が、構成的プロモーターに動作可能に連結される、実施形態103に記載のAAVウイルスベクター。
105.異種核酸が、ポリペプチド、アンチセンスRNA、マイクロRNA、またはRNAiをコードする、実施形態103または104に記載のAAVウイルスベクター。

Claims (28)

  1. VP1部分、VP2部分、およびVP3部分を含むAAVカプシドタンパク質をコードする核酸であって、前記VP3部分が可変領域(VR)I~IXを含み、
    (a)VR-IIは、アミノ酸配列DNNGVK(配列番号54)を含み、
    (b)VR-IIIは、アミノ酸配列NDGS(配列番号55)を含み、
    (c)VR-IVは、アミノ酸配列INGSGQNQQT(配列番号56)を含み、
    (d)VR-Vは、アミノ酸配列RVSTTTGQNNSNFAWTA(配列番号57)を含み、
    (e)VR-VIは、アミノ酸配列HKEGEDRFFPLSG(配列番号58)を含み、
    (f)VR-VIIは、アミノ酸配列KQNAARDNADYSDV(配列番号59)を含み、
    (g)VR-VIIIは、アミノ酸配列ADNLQQQNTAPQI(配列番号60)を含み、かつ
    (h)VR-IXは、アミノ酸配列NYYKSTSVDF(配列番号61)を含む、核酸。
  2. 前記VR-I領域が、NSTSGGSS(配列番号53)またはSSTSGGSS(配列番号87)を含む、請求項1に記載の核酸。
  3. 前記VR-I領域が、SASTGAS(配列番号52)を含む、請求項1または2に記載の核酸。
  4. 前記VP3部分が、配列番号41の配列を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の核酸。
  5. 前記コードされるAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号30または配列番号84のアミノ酸配列に対し、少なくとも95%同一である、請求項2に記載の核酸。
  6. 前記コードされるAAVカプシドアミノ酸配列が、配列番号3、配列番号31、配列番号32、配列番号33、または配列番号34のアミノ酸配列と少なくとも95%同一である、請求項3に記載の核酸。
  7. 前記核酸配列が、配列番号18~23から選択されるヌクレオチド配列と少なくとも95%同一である、請求項4に記載の核酸。
  8. 前記核酸配列が、配列番号18~23から選択されるヌクレオチド配列と100%同一である、請求項7に記載の核酸。
  9. 請求項1~8に記載の核酸を含むベクター。
  10. 請求項1~8に記載の核酸によってコードされるAAVカプシドタンパク質。
  11. 前記タンパク質が、配列番号3、配列番号31、配列番号32、配列番号33、または配列番号34のアミノ酸配列を含む、請求項10に記載のAAVカプシドタンパク質。
  12. 請求項1~8に記載の核酸によってコードされる前記AAVカプシドタンパク質と、AAVベクターと、を含むAAVウイルスベクターであって、前記AAVベクターが5’から3’の方向に、
    (a)第一のAAV逆末端反復、
    (b)プロモーター、
    (c)異種核酸、
    (d)ポリAテール、および
    (e)第二のAAV逆末端反復を含む、AAVウイルスベクター。
  13. 前記異種核酸が、構成的プロモーターに動作可能に連結される、請求項12に記載のAAVウイルスベクター。
  14. 前記異種核酸が、ポリペプチドをコードする、請求項12に記載のAAVウイルスベクター。
  15. 異種核酸が、アンチセンスRNA、マイクロRNA、またはRNAiをコードする、請求項12に記載のAAVウイルスベクター。
  16. 前記AAVカプシドタンパク質が、配列番号3、配列番号31、配列番号32、配列番号33、または配列番号34のアミノ酸配列を含む、請求項12に記載のAAVウイルスベクター。
  17. (i)配列番号2、配列番号3、配列番号31、配列番号32、配列番号33、または配列番号34のアミノ酸配列を有するAAVカプシドタンパク質と、
    (ii)AAVベクターであって、前記AAVベクターが5’から3’の方向に、
    (a)第一のAAV逆末端反復、
    (b)プロモーター、
    (c)異種核酸、
    (d)ポリAテール、および
    (e)第二のAAV逆末端反復と、を備える、AAVウイルスベクター。
  18. 前記異種核酸が、mRNA、siRNA、gRNA、またはマイクロRNAをコードする、請求項12または17に記載のAAVウイルスベクター。
  19. 前記異種核酸が、ポリペプチドをコードする、請求項12または17に記載のAAVウイルスベクター。
  20. 前記異種遺伝子配列が、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンス調節因子(CFTR)、CLN3タンパク質、アルファガラクトシダーゼA(GLA)、または酸性アルファグルコシダーゼ(GAA)をコードする、請求項19に記載のAAVウイルスベクター。
  21. 異種配列が、CFTRをコードする、請求項20に記載のAAVウイルスベクター。
  22. 前記CFTRが、配列番号4によってコードされるアミノ酸配列を含む、請求項21に記載のAAVウイルスベクター。
  23. 前記異種遺伝子配列が、配列番号5、8、11、および14のうちのいずれか一つと少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする、請求項19に記載のAAVウイルスベクター。
  24. 前記異種遺伝子配列が、配列番号4、5、6、7、9、10、12、および13のうちのいずれか一つと少なくとも70%、80%、90%、または99%の同一性を有する配列を含む、請求項19に記載のAAVウイルスベクター。
  25. 前記プロモーターが、ラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター(任意にRSVエンハンサーを有する)、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、ベータアクチンプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター、CAGプロモーター、ハイブリッドニワトリベータアクチンプロモーター、MeCP2プロモーター、EF1プロモーター、ユビキタスニワトリβアクチンハイブリッド(CBh)プロモーター、U1aプロモーター、U1bプロモーター、MeCP2プロモーター、MeP418プロモーター、MeP426プロモーター、最小限のMeCP2プロモーター、VMD2プロモーター、mRhoプロモーター、EFlaプロモーター、Ubcプロモーター、ヒトのβアクチンプロモーター、TREプロモーター、Ac5プロモーター、ポリヘドリンプロモーター、CaMKIIaプロモーター、Gal1プロモーター、TEF1プロモーター、GDSプロモーター、ADH1プロモーター、Ubiプロモーター、またはα-1-抗トリプシン(hAAT)プロモーターである、請求項12または17に記載のAAVウイルスベクター。
  26. 請求項12~25のいずれか一項に記載のAAVウイルスベクターを対象に投与することを含む、疾患または障害を処置する方法。
  27. 前記AAVウイルスベクターが、前記対象に、経口、直腸内、経粘膜的、吸入、経皮、非経口、静脈内、皮下、皮内、筋肉内、胸膜内、脳内、髄腔内、脳内、脳室内、鼻腔内、耳内、眼内、もしくは眼周囲、局所的、リンパ管内、嚢内、髄腔内、または硝子体内で投与される、請求項26に記載の方法。
  28. 前記疾患または障害が、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄性筋萎縮症(SMA)、ファブリー病、ポンペ病、CLN3病(または若年性神経セロイドリポフスチン症)、劣性ジストロフィー性表皮水疱症(RDEB)、若年性バッテン病、常染色体優性障害、筋ジストロフィー、血友病A、血友病B、多発性硬化症、糖尿病、ゴーシェ病、癌、関節炎、筋消耗、心臓病、内膜過形成、てんかん、ハンチントン病、パーキンソン病、アルツハイマー病、嚢胞性線維症、サラセミア、ハーラー症候群、スライ症候群、シャイエ症候群、ハーラー・シャイエ症候群、ハンター症候群、サンフィリッポ症候群A(ムコ多糖症IIIAまたはMPSIIIA)、サンフィリッポ症候群B(ムコ多糖症IIIBまたはMPSIIIB)、サンフィリッポ症候群C、サンフィリッポ症候群D、モルキオ症候群、マロトー・ラミー症候群、クラッベ病、フェニルケトン尿症、バッテン病、脊髄性大脳性運動失調症、LDL受容体欠損症、高アンモニア血症、関節炎、黄斑変性、網膜色素変性症、神経セロイドリポフスチン症1(CLN1)、またはアデノシンデアミナーゼ欠損症である、請求項26に記載の方法。
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