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JP2024123188A - エキソソームを用いる腫瘍抑制因子の治療的調整法 - Google Patents

エキソソームを用いる腫瘍抑制因子の治療的調整法 Download PDF

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University of Texas System
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Abstract

Figure 2024123188000001
【課題】野生型腫瘍抑制因子を活性化しかつ/または腫瘍抑制因子の発がん性機能獲得型変異体を阻害するために、カーゴを輸送するエキソソームを投与することによってがんを処置するための組成物およびがんを処置する方法を提供する。
【解決手段】一態様では、ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体を不活性化する治療用物質カーゴを含む脂質ベースナノ粒子を含む組成物が提供される。一部の局面では、脂質ベースナノ粒子はその表面にCD47を含む。一部の局面では、脂質ベースナノ粒子はその表面に増殖因子を含む。一部の局面では、脂質ベースナノ粒子はリポソームまたはエキソソームである。
【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の参照
本願は、全内容が参照により本明細書に組み入れられる、2018年4月19日に出願された米国特許仮出願第62/659,859号の優先権恩典を主張する。
配列表の参照
本願は、EFS-Web経由でASCIIフォーマットで提出されており、その全体が参照により本明細書に組み入れられる配列表を含む。このASCIIコピーは2019年4月9日に作成され、UTFCP1369WO_ST25.txtと命名され、サイズは0.7キロバイトである。
1.分野
本開示は全体として医学および腫瘍学の分野に関する。さらに詳細には、本発明は、野生型腫瘍抑制因子を活性化しかつ/または腫瘍抑制因子の発がん性機能獲得型変異体を阻害するために、カーゴを輸送するエキソソームを投与することによってがんを処置するための組成物およびがんを処置する方法に関する。
2.関連技術の説明
p53は腫瘍抑制因子であり、いくつかの異なるタイプのがんにおいて変異または欠失している。いくつかの異なる研究から、がんの進行および転移はp53遺伝子の変異によって促進されることが証明されている。変異p53の中心的な機能上の役割は、膵臓がんおよび乳がんを含む多くの異なるタイプのがんについて証明されている。p53にはがん生物学において、このような中心的な役割があるのにもかかわらず、変異p53を阻害する薬物は現在存在しない。エキソソームを用いて、本発明者らは、変異p53に特異的に阻害するための新規の方法を開発した。
エキソソームを含む細胞外小胞(EV)は、いくつかの生理学的プロセスに関与し、DNA、RNA、およびタンパク質を含有するナノサイズの細胞間コミュニケーションビヒクルである。エキソソームは他の細胞に侵入する能力を示し、場合によっては治療用物質をがん細胞に送達することができる。
概要
従って、エキソソームを用いて、p53などの腫瘍抑制因子を特異的に活性化するための組成物および腫瘍抑制因子を特異的に活性化する方法が本明細書において提供される。
一態様では、ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体を不活性化する治療用物質カーゴを含む脂質ベースナノ粒子を含む組成物が提供される。一部の局面では、脂質ベースナノ粒子はその表面にCD47を含む。一部の局面では、脂質ベースナノ粒子はその表面に増殖因子を含む。一部の局面では、脂質ベースナノ粒子はリポソームまたはエキソソームである。
一部の局面では、治療用物質カーゴは治療用タンパク質、抗体、阻害RNA、遺伝子編集システム、または低分子薬物である。ある特定の局面では、治療用タンパク質は、発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体のドミナントネガティブバージョンに対応する。ある特定の局面では、抗体は細胞内抗原に結合する。ある特定の局面では、抗体は、完全長抗体、scFv、Fab断片、(Fab)2、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディである。ある特定の局面では、阻害RNAはsiRNA、shRNA、miRNA、またはプレmiRNAである。ある特定の局面では、siRNAはドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体の発現をノックダウンする。ある特定の局面では、遺伝子編集システムはクリスパーシステムである。ある特定の局面では、クリスパーシステムはエンドヌクレアーゼとガイドRNA(gRNA)を含む。ある特定の局面では、エンドヌクレアーゼとgRNAは、エキソソーム内にある1本の核酸分子上にコードされている。ある特定の局面では、クリスパーシステムは発がん変異を標的とする。ある特定の局面では、ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体は1つまたは複数の点変異である。
一部の局面では、腫瘍抑制因子は、ACVR1B、APC、ARID1B、ARID2、ASXL1、ATM、ATRX、AXIN1、B2M、BAP1、BCOR、BLU(Beta*)、BRCA1、BRCA2、CACNA2D2(Gene26)、CASP8、C-CAM、CDKN1A(p21)、CDKN1B(p27)、CDKN1C(p57)、CDKN2A(p16)、CDKN2D(p19)、CEBPA、CFTR、CIC、CHK2、CREBBP、CTS-1、CYB561D2、CYLD、DAXX、DCC、DPC4、EP300、FAM123B、FCC、FUBP1、FUS1、GATA1、GATA3、HIN-1、HNF1A、HYAL1(Luca-10、HYAL2(Luca-2)、KDM5C、KDM6A、KRAS、KRAS2b、MADR2/JV18、MAP3K1、MCC、MEN1、MEN2、MLH1、MLL2、MLL3、MMAC1、MSH2、MSH6、MTS1、NCOR1、NF1、NF2、NOTCH1、NOTCH2、NPM1、NPRL2(Gene21)、PAX5、PBRM1、PHF6、PIK3R1、PL6、PLAGL1、PRDM1、PTCH1、PTEN、RASSF1(123F2)、RB1、RNF43、RUNX1、SCGB1A1、SEMA3A、SETD2、Skp2、SMAD2、SMAD4、SMARCA4、SMARCB1、SOCS1、SOX9、STAG2、STK11、TET2、TNPAIP3、TP53、TP73、TRAF7、TSC1、VHL、WRN、WT1、またはWWOXである。
一部の局面では、腫瘍抑制因子はTP53である。ある特定の局面では、発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体はTP53R273Hである。ある特定の局面では、治療用物質はsiRNAであり、siRNAはSEQ ID NO:1の配列を有する。
一部の局面では、腫瘍抑制因子はKRASである。ある特定の局面では、発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体はKRASG12Dである。ある特定の局面では、治療用物質はsiRNAであり、siRNAはSEQ ID NO:2の配列を有する。
一部の局面では、前記組成物は、SEQ ID NO:1の配列を有するsiRNAを含む第1の脂質ベースナノ粒子と、SEQ ID NO:2の配列を有するsiRNAとを含む第2の脂質ベースナノ粒子を含む。
一態様では、本態様のいずれか1つの脂質ベースナノ粒子を含む薬学的組成物が提供される。一部の局面では、前記組成物は非経口投与用に製剤化される。一部の局面では、前記組成物は静脈内注射用、筋肉内注射用、皮下注射用、または腹腔内注射用に製剤化される。一部の局面では、前記組成物は抗菌剤をさらに含む。ある特定の局面では、抗菌剤は、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セントリミド(centrimide)、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、エキセチジン(exetidine)、イミド尿素(imidurea)、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール(phenylethl alcohol)、硝酸フェニル水銀(phenlymercuric nitrate)、プロピレングリコール、またはチメロサールである。
一態様では、その必要のある患者においてがんを処置する方法であって、本態様のいずれか1つの組成物を患者に投与し、それによって患者においてがんを処置する工程を含む、方法が提供される。一部の態様では、投与によって患者のがん細胞に治療用物質カーゴが送達される。一部の局面では、がんは、乳がん、肺がん、頭頸部がん、前立腺がん、食道がん、気管がん、脳がん、肝臓がん、膀胱がん、胃がん、膵臓がん、卵巣がん、子宮がん、子宮頸がん、精巣がん、結腸がん、直腸がん、または皮膚がんである。ある特定の局面では、膵臓がんは膵管腺がんである。
一部の局面では、がんは転移性である。一部の局面では、がんは、発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体についてホモ接合性である。一部の局面では、がん細胞は発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体についてヘテロ接合性である。一部の局面では、がん細胞はドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体についてホモ接合性である。一部の局面では、投与は全身投与である。ある特定の局面では、全身投与は静脈内投与である。
一部の局面では、前記方法は少なくとも第2の療法を患者に実施する工程をさらに含む。一部の局面では、第2の療法は外科的療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法を含む。一部の局面では、患者はヒトである。ある特定の局面では、脂質ベースナノ粒子はエキソソームであり、エキソソームは患者にとって自己由来である。ある特定の局面では、エキソソームは、患者から得られた体液試料から得られる。ある特定の局面では、体液試料は、血液、リンパ液、唾液、尿、脳脊髄液、骨髄吸引液、眼滲出液/涙、または血清である。一部の局面では、前記方法は、がんの部位に増殖因子勾配を提供して該部位にエキソソームを誘引しかつ該部位に治療用物質を送達する工程をさらに含む。
本明細書で使用する「本質的に含まない」とは指定された成分の観点からいうと、指定された成分がどれも、意図を持って組成物中に製剤化されていないこと、および/または単に汚染物質として、もしくは微量に存在することを意味するために本明細書において用いられる。従って、組成物の意図されない汚染に起因する、指定された成分の総量は、0.05％より、好ましくは0.01％よりかなり少ない。指定された成分の量を標準的な分析方法を用いて検出できない組成物が最も好ましい。
本明細書で使用する「1つの(a)」または「1つの(an)」とは1つまたは複数を意味することがある。本明細書中の特許請求の範囲において使用する場合、「含む(comprising)」という単語と共に用いられる場合には、「1つの(a)」または「1つの(an)」という単語は1つまたは複数を意味することがある。
特許請求の範囲における「または」という用語の使用は、選択肢だけを指すか、または選択肢が互いに相容れないことを指すと明示されていない限り「および/または」を意味するために用いられるが、この開示は、選択肢だけと「および/または」を指す定義を裏付ける。本明細書で使用する「別の」とは少なくとも第2の、またはそれより多くを意味することがある。
本願全体を通して「約」という用語は、ある値が、この値を求めるために用いられている装置、方法の誤差の固有の変動、または試験対象間に存在するばらつきを含むことを示すために用いられる。
[本発明1001]
ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体を不活性化する治療用物質カーゴを含む脂質ベースナノ粒子を含む、組成物。
[本発明1002]
前記脂質ベースナノ粒子がその表面にCD47を含む、本発明1001の組成物。
[本発明1003]
前記脂質ベースナノ粒子がその表面に増殖因子を含む、本発明1001の組成物。
[本発明1004]
前記脂質ベースナノ粒子がリポソームまたはエキソソームである、本発明1001の組成物。
[本発明1005]
前記治療用物質カーゴが、治療用タンパク質、抗体、阻害RNA、遺伝子編集システム、または低分子薬物である、本発明1001の組成物。
[本発明1006]
前記治療用タンパク質が、前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体のドミナントネガティブバージョンに対応する、本発明1005の組成物。
[本発明1007]
前記抗体が細胞内抗原に結合する、本発明1005の組成物。
[本発明1008]
前記抗体が、完全長抗体、scFv、Fab断片、(Fab)2、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディである、本発明1005の組成物。
[本発明1009]
前記阻害RNAがsiRNA、shRNA、miRNA、またはプレmiRNAである、本発明1005の組成物。
[本発明1010]
前記siRNAが、前記ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体の発現をノックダウンする、本発明1009の組成物。
[本発明1011]
前記遺伝子編集システムがCRISPRシステムである、本発明1009の組成物。
[本発明1012]
前記CRISPRシステムがエンドヌクレアーゼおよびガイドRNA(gRNA)を含む、本発明1011の組成物。
[本発明1013]
前記エンドヌクレアーゼおよび前記gRNAが、前記エキソソーム内の単一の核酸分子上にコードされている、本発明1012の組成物。
[本発明1014]
前記CRISPRシステムが発がん変異を標的にする、本発明1011の組成物。
[本発明1015]
前記ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体が1つまたは複数の点変異である、本発明1014の組成物。
[本発明1016]
前記腫瘍抑制因子が、ACVR1B、APC、ARID1B、ARID2、ASXL1、ATM、ATRX、AXIN1、B2M、BAP1、BCOR、BLU(Beta*)、BRCA1、BRCA2、CACNA2D2(Gene26)、CASP8、C-CAM、CDKN1A(p21)、CDKN1B(p27)、CDKN1C(p57)、CDKN2A(p16)、CDKN2D(p19)、CEBPA、CFTR、CIC、CHK2、CREBBP、CTS-1、CYB561D2、CYLD、DAXX、DCC、DPC4、EP300、FAM123B、FCC、FUBP1、FUS1、GATA1、GATA3、HIN-1、HNF1A、HYAL1(Luca-10、HYAL2(Luca-2)、KDM5C、KDM6A、KRAS、KRAS2b、MADR2/JV18、MAP3K1、MCC、MEN1、MEN2、MLH1、MLL2、MLL3、MMAC1、MSH2、MSH6、MTS1、NCOR1、NF1、NF2、NOTCH1、NOTCH2、NPM1、NPRL2(Gene21)、PAX5、PBRM1、PHF6、PIK3R1、PL6、PLAGL1、PRDM1、PTCH1、PTEN、RASSF1(123F2)、RB1、RNF43、RUNX1、SCGB1A1、SEMA3A、SETD2、Skp2、SMAD2、SMAD4、SMARCA4、SMARCB1、SOCS1、SOX9、STAG2、STK11、TET2、TNPAIP3、TP53、TP73、TRAF7、TSC1、VHL、WRN、WT1、またはWWOXである、本発明1001の組成物。
[本発明1017]
前記腫瘍抑制因子がTP53である、本発明1001の組成物。
[本発明1018]
前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体がTP53R273Hである、本発明1017の組成物。
[本発明1019]
前記治療用物質がsiRNAであり、該siRNAがSEQ ID NO:1の配列を有する、本発明1018の組成物。
[本発明1020]
前記腫瘍抑制因子がKRASである、本発明1001の組成物。
[本発明1021]
前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体がKRASG12Dである、本発明1020の組成物。
[本発明1022]
前記治療用物質がsiRNAであり、該siRNAがSEQ ID NO:2の配列を有する、本発明1021の組成物。
[本発明1023]
SEQ ID NO:1の配列を有するsiRNAを含む第1の脂質ベースナノ粒子と、SEQ ID NO:2の配列を有するsiRNAを含む第2の脂質ベースナノ粒子とを含む、本発明1001の組成物。
[本発明1024]
本発明1001～1023のいずれかの脂質ベースナノ粒子ナノ粒子と、賦形剤とを含む、薬学的組成物。
[本発明1025]
非経口投与用に製剤化されている、本発明1024の組成物。
[本発明1026]
静脈内注射用、筋肉内注射用、皮下注射用、または腹腔内注射用に製剤化されている、本発明1025の組成物。
[本発明1027]
抗菌剤をさらに含む、本発明1025の組成物。
[本発明1028]
前記抗菌剤が、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セントリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、エキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールである、本発明1027の組成物。
[本発明1029]
その必要のある患者においてがんを処置する方法であって、本発明1024～1028のいずれかの組成物を該患者に投与し、それによって該患者において該がんを処置する工程を含む、該方法。
[本発明1030]
投与によって前記患者におけるがん細胞への前記治療用物質カーゴの送達がもたらされる、本発明1029の方法。
[本発明1031]
がんが、乳がん、肺がん、頭頸部がん、前立腺がん、食道がん、気管がん、脳がん、肝臓がん、膀胱がん、胃がん、膵臓がん、卵巣がん、子宮がん、子宮頸がん、精巣がん、結腸がん、直腸がん、または皮膚がんである、本発明1029の方法。
[本発明1032]
前記膵臓がんが膵管腺がんである、本発明1031の方法。
[本発明1033]
前記がんが転移性である、本発明1029の方法。
[本発明1034]
前記がんが、前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体についてホモ接合性である、本発明1029の方法。
[本発明1035]
前記がん細胞が、前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体についてヘテロ接合性である、本発明1029の方法。
[本発明1036]
前記がん細胞が、前記ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体についてホモ接合性である、本発明1029の方法。
[本発明1037]
前記投与が全身投与である、本発明1029の方法。
[本発明1038]
前記全身投与が静脈内投与である、本発明1037の方法。
[本発明1039]
少なくとも第2の療法を前記患者に実施する工程をさらに含む、本発明1029の方法。
[本発明1040]
前記第2の療法が、外科的療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法を含む、本発明1039の方法。
[本発明1041]
前記患者がヒトである、本発明1029の方法。
[本発明1042]
前記脂質ベースナノ粒子がエキソソームであり、該エキソソームが前記患者にとって自己由来である、本発明1041の方法。
[本発明1043]
前記エキソソームが、前記患者から得られた体液試料から得られる、本発明1042の方法。
[本発明1044]
前記体液試料が、血液、リンパ液、唾液、尿、脳脊髄液、骨髄吸引液、眼滲出物/涙、または血清である、本発明1043の方法。
[本発明1045]
前記がんの部位に増殖因子勾配を提供して該部位に前記エキソソームを誘引しかつ該部位に前記治療用物質を送達する工程をさらに含む、本発明1029の方法。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明および具体的な実施例は本発明の、好ましい態様を示しているが、この詳細な説明から本発明の精神および範囲の中で様々な修正および変更が当業者に明らかになるので例示にすぎないことが理解されるはずである。
以下の図面は本明細書の一部をなし、本発明のある特定の局面をさらに証明するために含まれる。本発明は、これらの図面の1つまたは複数を、本明細書において示された特定の態様の詳細な説明と組み合わせて参照することによってさらに深く理解され得る。
図1A～C. 図1A - TP53R273H標的siRNAを用いた処置後のPanc-1細胞におけるTP53発現。Panc-1細胞株はTP53R273Hのホモ接合性変異体である。*p<0.05。図1B～C - ヌードマウスにPanc-1 GFP/Luc細胞を同所注射した。腫瘍成長をIVIS画像化によってモニタリングし、トータルフラックス(p/s)で表した。マウスを、対照エキソソーム(CE)、TP53R273Hを抑制するsiRNAを含有するiExosome(P53 iexo)、またはKrasG12DとTP53R273Hを標的化するiExosomeの組み合わせ(P53 iexoおよびkras iexo)を用いてi.p.処置した。処置前に全マウスが腫瘍を呈する(図1B)。処置後および疾患進行中に(図1C)、TP53R273Hに対するiexoと併用処置は腫瘍負荷を低減した。 図1Aの説明を参照のこと。 図1Aの説明を参照のこと。 成獣アカゲザルに、非標識エキソソーム(対照)またはPKH膜色素で標識したエキソソーム(PKHエキソソーム)を静脈内投与した。サルの肝臓および膵臓を凍結し、切片化し、スライド上に載せた。核の輪郭をはっきりさせるためにDAPIで対比染色した切片の顕微鏡による評価から、肝臓および膵臓にエキソソームが強くかつ特異的に蓄積することが分かった。 図3A～B. 図3A - 成獣アカゲザルに、非標識エキソソーム(対照)またはPKH膜色素で標識したエキソソーム(PKHエキソソーム)を静脈内投与した。サルの肝臓および膵臓を凍結し、切片化し、スライド上に載せた。共焦点顕微鏡を用いた、核の輪郭をはっきりさせるためにDAPIで対比染色した切片の顕微鏡による評価からエキソソームと膵臓細胞核が共局在し、肝臓および膵臓にエキソソームが強くかつ特異的に蓄積することが分かった。図3B - 肝臓および膵臓で認められたエキソソームフォーカスサイズの定量分析と、肝臓と比較した膵臓における大きなサイズのフォーカスおよび細胞当たりの多量のエキソソーム蓄積。 成獣アカゲザルに投与した後の、列挙した臓器にある(エキソソーム内)siRNAペイロードの定量。q-PCRによって確かめた。2匹のサルに静脈内(iv)でiExosomeを与え、3番目のサルに腹腔内(ip)でiExosomeを与えた。「0」はsiRNAが検出されなかったことを示す。
詳細な説明
発がん性p53変異体に特異的なsiRNAをロードしたエキソソームは、膵臓腫瘍を有するマウスにおける腫瘍成長を減弱した。この減弱は、発がん性p53変異体に特異的なsiRNAをロードしたエキソソームと発がん性Kras変異体に特異的なsiRNAをロードしたエキソソームの組み合わせによってさらに増強された。したがって、本明細書で提供されるのは、p53および/またはKrasなどの腫瘍抑制因子における発がん性変異と、がん細胞中の腫瘍抑制因子におけるドミナントネガティブ変異とを標的とする方法である。
I.脂質ベースナノ粒子
一部の態様では、脂質ベースナノ粒子は、リポソーム、エキソソーム、脂質調製物、または別の脂質ベースナノ粒子、例えば、脂質ベース小胞(例えば、DOTAP:コレステロール小胞)である。脂質ベースナノ粒子は正に荷電してもよく、負に荷電していてもよく、中性でもよい。脂質ベースナノ粒子は、転写および翻訳、シグナル伝達、走化性、または他の細胞機能を可能にするために必要な成分を含んでもよい。
一部の態様では、脂質ベースナノ粒子はその表面にCD47を含む。CD47(インテグリン結合タンパク質)は、ほとんどの組織と細胞において発現する膜貫通タンパク質である。CD47は、マクロファージおよび樹状細胞などの食細胞において発現するシグナル調節タンパク質α(Signal Regulatory Protein Alpha)(SIRP-α)のリガンドである。活性化されたCD47-SIRP-αは、ファゴサイトーシスを阻害するシグナル伝達カスケードを開始する。従って、理論に拘束されるものではないが、エキソソーム表面でのCD47発現はマクロファージによるファゴサイトーシスを阻止し得る(その全体が参照により本明細書に組み入れられるWO2016/201323を参照されたい)。
A.リポソーム
「リポソーム」は、閉じた脂質二重層または凝集物を生じることで形成された様々な単一膜および多重膜の脂質ビヒクルを含む総称的な用語である。リポソームは、一般的にリン脂質を含む二重層膜がある小胞構造と、一般的に水性組成物を含む内部媒体とを有すると特徴決定されることがある。本明細書において提供されるリポソームには、単層リポソーム、多重膜リポソーム、および多胞体リポソーム(multivesicular liposome)が含まれる。本明細書において提供されるリポソームは正に荷電してもよく、負に荷電していてもよく、中性に荷電していてもよい。ある特定の態様では、リポソームは電荷が中性である。
多重膜リポソームには、水性媒体によって分けられた複数の脂質層がある。リン脂質を含む脂質が過剰量の水溶液に懸濁されると、このようなリポソームは自発的に形成する。脂質成分は自己再編成した後に、閉じた構造が形成され、脂質二重層の間に水と、溶解した溶質が閉じ込められる。親油性分子または親油性領域を有する分子も脂質二重層に溶解するか、または脂質二重層と結合し得る。
特定の局面では、ポリペプチド、核酸、または低分子薬物は、例えば、リポソームの水性内部に入れられてもよく、リポソームの脂質二重層内に分散されてもよく、リポソームとポリペプチド/核酸の両方と結合する連結分子を介してリポソームに付着されてもよく、リポソームの中に閉じ込められてもよく、リポソームと複合体化されてもよい。
本態様に従って用いられるリポソームは、当業者に公知なように様々な方法によって作製することができる。例えば、リン脂質、例えば、中性リン脂質ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)をtert-ブタノールに溶解する。次いで、脂質をポリペプチド、核酸、および/または他の成分と混合する。Tween20が組成物の重量の約5％になるようにTween20を脂質混合物に添加する。tert-ブタノールの体積が少なくとも95％になるように、この混合物に過剰なtert-ブタノールを添加する。混合物をボルテックスし、ドライアイス/アセトン浴に入れて凍結し、一晩凍結乾燥する。凍結乾燥した調製物を-20℃で保管し、3ヶ月まで使用することができる。必要な場合に、凍結乾燥したリポソームを0.9％食塩水に溶解して再構成する。
または、リポソームは、容器、例えば、ガラス梨型フラスコの中で溶媒に溶解して脂質を混合することによって調製することができる。容器の体積は、予想されるリポソーム懸濁液の体積の10倍でなければならない。ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を陰圧下で約40℃で除去する。通常、溶媒は、リポソームの所望体積に応じて約5分～2時間以内に除去される。この組成物をデシケーターに入れて減圧下でさらに乾燥することができる。乾燥した脂質は時間の経過につれて劣化する傾向があるので一般的には約1週間後に廃棄する。
乾燥した脂質は、脂質膜が全て再懸濁されるまで震盪することで、発熱物質を含まない滅菌水に約25～50mMリン脂質で溶解して水和することができる。次いで、リポソーム水溶液をアリコートに分け、それぞれをバイアルに入れ、凍結乾燥し、減圧下で密封することができる。
上記のように調製した、乾燥した脂質または凍結乾燥したリポソームを脱水し、タンパク質またはペプチドの溶液に溶解して再構成し、適切な溶媒、例えば、DPBSを用いて適切な濃度まで希釈し得る。次いで、混合物をボルテックスミキサーに入れて勢いよく震盪させる。ホルモン、薬物、核酸構築物などを含むが、これに限定されない作用物質などの包まれていない、さらなる材料を遠心分離によって29,000×gで除去し、リポソームペレットを洗浄する。洗浄したリポソームを適切な総リン脂質濃度、例えば、約50～200mMで再懸濁する。包まれた、さらなる材料または活性物質の量は標準的な方法に従って求めることができる。リポソーム調製物に包まれた、さらなる材料または活性物質の量を求めた後に、リポソームを適切な濃度で希釈し、使用するまで4℃で保管し得る。リポソームを含む薬学的組成物は、通常、薬学的に許容される滅菌した担体または希釈剤、例えば、水または食塩水を含む。
本態様と共に有用であり得るさらなるリポソームには、カチオン性リポソーム、例えば、WO02/100435A1、米国特許第5,962,016号、米国特許出願第2004/0208921号、WO03/015757A1、WO04/029213A2、米国特許第5,030,453号、および米国特許第6,680,068号に記載のカチオン性リポソームが含まれる。これらは全て、免責事項(disclaimer)なく、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
このようなリポソームを調製する際に、本明細書に記載の、または当業者に公知の任意のプロトコールを使用することができる。リポソームを調製するさらなる非限定的な例は、米国特許第4,728,578号、同第4,728,575号、同第4,737,323号、同第4,533,254号、同第4,162,282号、同第4,310,505号、および同第4,921,706号;国際出願PCT/US85/01161および同PCT/US89/05040に記載され、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる。
ある特定の態様では、脂質ベースナノ粒子は中性リポソーム(例えば、DOPCリポソーム)である。本明細書で使用する「中性リポソーム」または「非荷電リポソーム」は、本質的に中性の実効電荷(実質的に非荷電)を生じる1つまたは複数の脂質成分を有するリポソームとして定義される。「本質的に中性」または「本質的に非荷電」とは、ある特定の集団(例えば、リポソームの集団)の中に、もしあれば、いくつかの脂質成分が、別の成分の反対の電荷によって相殺されない電荷を含む(すなわち、成分の10％未満、より好ましくは5％未満、最も好ましくは1％未満が、相殺されていない電荷を含む)ことを意味する。ある特定の態様では、中性リポソームは、大部分は、生理学的条件下(すなわち、約pH7)では、それ自体で中性の脂質および/またはリン脂質を含んでもよい。
本態様のリポソームおよび/または脂質ベースナノ粒子はリン脂質を含んでもよい。ある特定の態様では、リポソームの作製において1種類のリン脂質が用いられてもよい(例えば、中性リポソームを作製するために中性リン脂質、例えば、DOPCが用いられてもよい)。他の態様では、リポソームを作製するために複数種類のリン脂質が用いられてもよい。リン脂質は中性供給源または合成供給源に由来してもよい。リン脂質には、例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルグリセロール、およびホスファチジルエタノールアミンが含まれる。ホスファチジルエタノールアミンおよびホスファチジルコリンは生理学的条件下(すなわち、約pH7)では非荷電であるので、これらの化合物は中性リポソームを作製するのに特に有用な場合がある。ある特定の態様では、非荷電リポソームを生成するためにリン脂質DOPCが用いられる。ある特定の態様では、リン脂質でない脂質(例えば、コレステロール)が用いられてもよい。
リン脂質にはグリセロリン脂質およびある特定のスフィンゴ脂質が含まれる。リン脂質には、ジオレオイルホスファチジルコリン(「DOPC」)、卵ホスファチジルコリン(「EPC」)、ジラウリロイルホスファチジルコリン(「DLPC」)、ジミリストイルホスファチジルコリン(「DMPC」)、ジパルミトイルホスファチジルコリン(「DPPC」)、ジステアロイルホスファチジルコリン(「DSPC」)、1-ミリストイル-2-パルミトイルホスファチジルコリン(「MPPC」)、1-パルミトイル-2-ミリストイルホスファチジルコリン(「PMPC」)、1-パルミトイル-2-ステアロイルホスファチジルコリン(「PSPC」)、1-ステアロイル-2-パルミトイルホスファチジルコリン(「SPPC」)、ジラウリロイルホスファチジルグリセロール(「DLPG」)、ジミリストイルホスファチジルグリセロール(「DMPG」)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(「DPPG」)、ジステアロイルホスファチジルグリセロール(「DSPG」)、ジステアロイルスフィンゴミエリン(「DSSP」)、ジステアロイルホファチジルエタノールアミン(distearoylphophatidylethanolamine)(「DSPE」)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(「DOPG」)、ジミリストイルホスファチジン酸(「DMPA」)、ジパルミトイルホスファチジン酸(「DPPA」)、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン(「DMPE」)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(「DPPE」)、ジミリストイルホスファチジルセリン(「DMPS」)、ジパルミトイルホスファチジルセリン(「DPPS」)、脳ホスファチジルセリン(「BPS」)、脳スフィンゴミエリン(「BSP」)、ジパルミトイルスフィンゴミエリン(「DPSP」)、ジミリストイルホスファチジルコリン(「DMPC」)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(「DAPC」)、1,2-ジアラキドイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(「DBPC」)、1,2-ジエイコセノイル(dieicosenoyl)-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(「DEPC」)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(「DOPE」)、パルミトイルオエオイル(palmitoyloeoyl)ホスファチジルコリン(「POPC」)、パルミトイルオエオイルホスファチジルエタノールアミン(「POPE」)、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、およびジリノレオイルホスファチジルコリンが含まれるが、これに限定されない。
B.エキソソーム
本明細書で使用する「マイクロベシクル」および「エキソソーム」という用語は、直径(または粒子がスフェロイドでない場合は最大の寸法)が約10nm～約5000nm、より典型的には30nm～1000nm、最も典型的には約50nm～750nmであり、エキソソームの膜の少なくとも一部が細胞から直接得られている膜状粒子を指す。最も一般的には、エキソソームのサイズ(平均直径)はドナー細胞のサイズの5％までである。従って、特に意図されるエキソソームには、細胞から脱落したエキソソームが含まれる。
エキソソームは、例えば、体液などの任意の適切な試料タイプの中に検出されてもよく、任意の適切な試料タイプから単離されてもよい。本明細書で使用する「単離された」という用語は、天然環境から分離することを指し、少なくとも部分的な精製を含むことが意図され、大幅な精製を含む場合がある。本明細書で使用する「試料」という用語は、本発明によって提供される方法に適した任意の試料を指す。前記試料は、検出または単離に適したエキソソームを含む任意の試料でよい。試料の供給源には、血液、骨髄、胸膜液、腹水、脳脊髄液、尿、唾液、羊水、悪性腹水、気管支肺胞洗浄液、関節液、母乳、汗、涙、滑液、および気管支洗浄液が含まれる。一局面では、前記試料は、例えば、全血またはその任意の画分もしくは成分を含む、血液試料である。本発明と使用するのに適した血液試料は、血球またはその成分を含む公知の任意の供給源、例えば、静脈、動脈、末梢、組織、帯(cord)などから抽出することができる。例えば、試料は、周知の、かつ日常的な臨床方法(例えば、全血を採取および処理するための手法)を用いて入手および処理することができる。一局面では、例示的な試料は、がんがある対象から採取された末梢血でもよい。
エキソソームはまた、組織試料、例えば、手術試料、生検試料、組織、糞便、および培養細胞からも単離されてよい。組織供給源からエキソソームを単離する場合に、単一細胞懸濁液を入手し、その後に細胞を溶解してエキソソームを放出するために組織をホモジナイズすることが必要な場合がある。組織試料からエキソソームを単離する場合に、エキソソームを破壊しないホモジナイゼーションおよび溶解の手法を選択することが重要である。本明細書において意図されるエキソソームは、好ましくは、生理学的に許容される溶液、例えば、緩衝食塩水、増殖培地、様々な水性媒体などに溶解した体液から単離される。
エキソソームは、新鮮に収集された試料から単離されてもよく、凍結または冷蔵されて保管されていた試料から単離されてもよい。一部の態様では、エキソソームは細胞培養培地から単離されてもよい。必要ではないが、試料から破片を除去するために、流体試料が、体積排除(volume-excluding)ポリマーを用いた沈殿前に清澄化されれば、さらに高純度のエキソソームが得られる場合がある。清澄化方法には、遠心分離、超遠心、濾過、または限外濾過が含まれる。最も典型的には、エキソソームは、当技術分野において周知の非常に多くの方法によって単離することができる。好ましい方法の1つは、体液または細胞培養上清からの分画遠心である。エキソソーム単離の例示的な方法は、(Losche et al., 2004; Mesri and Altieri, 1998; Morel et al., 2004)に記載されている。または、エキソソームはまた、(Combes et al., 1997)に記載のようにフローサイトメトリーでも単離されることがある。
エキソソームを単離するための一般に受け入れられているプロトコールの1つには、比較的低い密度のエキソソームを浮かべるためにスクロース密度勾配またはスクロースクッションと組み合わされることが多い超遠心が含まれる。連続分画遠心によるエキソソームの単離は、他のマイクロベシクルまたは巨大分子複合体とサイズ分布が重複する可能性があるために複雑になる。さらに、遠心分離は、サイズに基づいて小胞を分離する不十分な手段を提供することがある。しかしながら、連続遠心分離がスクロース勾配超遠心と組み合わされるとエキソソームを高度に濃縮することができる。
超遠心経路に代わるものを用いるサイズに基づいたエキソソームの単離が別の選択肢である。超遠心よりも時間がかからず、特別な装置を必要としない、限外濾過法を用いた首尾良いエキソソーム精製が報告されている。同様に、流体を動かす陽圧を用いて、あるマイクロフィルターで細胞、血小板、および細胞破片を除去し、第2のマイクロフィルターに30nmよりも大きな小胞を捕獲する市販のキット(EXOMIR(商標), Bioo Scientific)を利用することができる。しかしながら、このプロセスの場合、エキソソームは回収されず、そのRNA内容物は、第2のマイクロフィルターに捕らえた材料から直接抽出され、次いで、PCR分析に使用することができる。HPLCベースのプロトコールを用いた場合、これらのプロセスは専用の装置を必要とし、スケールアップすることが難しいが、潜在的には高純度のエキソソームを得ることができるだろう。重大な問題は、血液と細胞培養培地が両方とも、エキソソームと同じサイズ範囲の多数のナノ粒子(一部は非小胞)を含有することである。例えば、エキソソームではなく細胞外タンパク質複合体の中に、いくらかのmiRNAが含まれることがある。しかしながら、プロテアーゼ(例えば、プロテイナーゼK)を用いた処理を行って、「エキソソーム外(extraexosomal)」タンパク質による、あらゆる汚染を排除することができる。
別の態様では、がん細胞由来エキソソームが、試料のエキソソームを濃縮するためによく用いられる技法、例えば、免疫特異的相互作用が関与する技法(例えば、免疫磁気的捕獲)によって捕獲される場合がある。免疫磁気的捕獲は免疫磁気的細胞分離とも知られ、典型的には、ある特定の細胞タイプの表面に見出されるタンパク質に対して作られた抗体を小さな常磁性ビーズに付着することを伴う。抗体でコーティングしたビーズを血液などの試料と混合すると、ビーズは特定の細胞に付着し、取り囲む。次いで、試料を強力な磁場に配置すると、ビーズが片側でペレット化する。血液を除去した後に、捕獲した細胞はビーズと一緒に保持される。この一般的方法の多くのバリエーションが当技術分野において周知であり、エキソソームを単離するための使用に適している。一例では、エキソソームは磁気ビーズ(例えば、アルデヒド/硫酸塩ビーズ)に付着さられることがあり、次いで、ビーズに付着されたエキソソームの表面上のエピトープを認識させるために、混合物に抗体が添加される。がん細胞由来エキソソーム上に見出されることが分かっている例示的なタンパク質には、ATP-binding cassette sub-family A member 6(ABCA6)、テトラスパニン-4(TSPAN4)、SLIT and NTRK-like protein 4(SLITRK4)、putative protocadherin β-18(PCDHB18)、骨髄性細胞表面抗原CD33(CD33)、およびグリピカン-1(GPC1)が含まれる。がん細胞由来エキソソームは、例えば、これらのタンパク質のうちの1つまたは複数に対する抗体またはアプタマーを用いて単離され得る。
本明細書で使用する分析は、エキソソームの直接的または間接的な視覚化を可能にする任意の方法を含み、インビボでもエクスビボでもよい。例えば、分析には、固体支持体に結合したエキソソームの顕微鏡または細胞数測定によるエクスビボ検出および視覚化、フローサイトメトリー、蛍光画像化などが含まれ得るが、これに限定されない。例示的な局面では、がん細胞由来エキソソームは、ATP-binding cassette sub-family A member 6(ABCA6)、テトラスパニン-4(TSPAN4)、SLIT and NTRK-like protein 4(SLITRK4)、putative protocadherin β-18(PCDHB18)、骨髄性細胞表面抗原CD33(CD33)、グリピカン-1(GPC1)、ヒストンH2A 2型-A(HIST1H2AA)、ヒストンH2A 1-A型(HIST1H1AA)、ヒストンH3.3(H3F3A)、ヒストンH3.1(HIST1H3A)、ジンクフィンガータンパク質37ホモログ(ZFP37)、ラミニンサブユニットβ-1(LAMB1)、Tubulointerstitial nephritis antigen-like(TINAGL1)、ペルオキシレデオキシン(Peroxiredeoxin)-4(PRDX4)、コラーゲン α-2(IV)鎖(COL4A2)、推定タンパク質C3P1(C3P1)、ヘミセンチン(Hemicentin)-1 (HMCN1)、Putative rhophilin-2-like protein(RHPN2P1)、Ankyrin repeat domain-containing protein 62(ANKRD62)、Tripartite motif-containing protein 42(TRIM42)、Junction plakoglobin(JUP)、チューブリンβ-2B鎖(TUBB2B)、エンドリボヌクレアーゼダイサー(DICER1)、E3ユビキチン-タンパク質リガーゼTRIM71(TRIM71)、Katanin p60 ATPase-containing subunit A-like 2(KATNAL2)、タンパク質S100-A6(S100A6)、5’-nucleotidase domain-containing protein 3(NT5DC3)、バリン-tRNAリガーゼ(VARS)、カズリン(Kazrin)(KAZN)、ELAV-like protein 4(ELAVL4)、リングフィンガータンパク質166(RNF166)、FERM and PDZ domain-containing protein 1(FRMPD1)、78 kDa glucose-regulated protein(HSPA5)、Trafficking protein particle complex subunit 6A(TRAPPC6A)、スクアレンモノオキシゲナーゼ(SQLE)、Tumor susceptibility gene 101 protein(TSG101)、Vacuolar protein sorting 28 homolog(VPS28)、Prostaglandin F2 receptor negative regulator(PTGFRN)、Isobutyryl-CoA dehydrogenase, mitochondrial(ACAD8)、26S protease regulatory subunit 6B(PSMC4)、伸長因子1-γ(EEF1G)、タイチン(TTN)、チロシン-タンパク質ホスファターゼ13型(PTPN13)、トリオースリン酸イソメラーゼ(TPI1)、もしくはカルボキシペプチダーゼE(CPE)のうちの1つもしくは複数に対して作られた抗体を用いて検出され、その後に、固体支持体に結合され、かつ/または顕微鏡もしくは細胞数測定による検出を用いて視覚化される。
細胞において発現している全てのタンパク質が、その細胞が分泌したエキソソームに見出されるとは限らないことに留意しなければならない。例えば、カルネキシン、GM130、およびLAMP-2は全て、MCF-7細胞において発現しているタンパク質であるが、MCF-7細胞が分泌したエキソソームには見出されない(Baietti et al., 2012)。別の例として、ある研究から、190/190人の膵管腺がん患者に、健常対照より高いレベルのGPC1+エキソソームがあることが見出された(Melo et al., 2015。その全体が参照により本明細書に組み入れられる)。注目すべきことに、平均して健常対照の2.3％にしかGPC1+エキソソームがなかった。
1.細胞培養物からエキソソームを収集するための例示的なプロトコール
翌日に細胞が約70％コンフルエントになるように、1日目に、10％FBSを含有する培地が入っているT225フラスコに、十分な数の細胞(例えば、約500万個の細胞)を播種する。2日目に、細胞上の培地を吸引し、細胞をPBSで2回洗浄し、次いで、25～30mLの基本培地(すなわち、PenStrepもFBSも無い)を細胞に添加する。細胞を24～48時間インキュベートする。48時間のインキュベーションが好ましいが、細胞株の中には無血清培地に対して感受性が高いものもあり、そのため、インキュベーション時間を24時間に短縮しなければならない。FBSは、NanoSight結果を強くゆがめるエキソソームを含有することに留意のこと。
3/4日目に、培地を収集し、死細胞と大きな破片をペレット化するために800×gで室温において5分間遠心分離する。上清を新しいコニカルチューブに移し、他の大きな破片と大きな小胞を除去するために2000×gで10分間、培地を再遠心分離する。培地を0.2μmフィルターに通し、次いで、35mL/チューブを用いて超遠心チューブ(例えば、25×89mm Beckman Ultra-Clear)にアリコートする。1チューブあたりの培地の体積は35mL未満であれば、35mLになるようにチューブの残りをPBSで満たす。SW 32 Tiローター(k-factor 266.7, RCF max 133,907)を用いて、培地を28,000rpmで4℃において2～4時間超遠心する。およそ1インチの液体が残るまで、上清を注意深く吸引する。チューブを傾け、残りの培地を、ゆっくりと吸引ピペットに入れる。所望であれば、エキソソームペレットをPBSで再懸濁し、エキソソーム集団をさらに精製するために28,000rpmの超遠心を1～2時間繰り返すことができる。
最後に、エキソソームペレットを210μLのPBSに再懸濁する。各試料について複数の超遠心チューブがあれば、同じ210μL PBSを用いて、それぞれのエキソソームペレットを連続して再懸濁する。各試料について、10μLを採取し、ナノ粒子追跡分析に使用するために990μLのH2Oに添加する。残りの200μLエキソソーム含有懸濁液を下流プロセスに使用するか、または-80℃ですぐに保管する。
2.血清試料からエキソソームを抽出するための例示的なプロトコール
最初に、血清試料を氷上で解凍する。次いで、250μLの無細胞血清試料を11mLのPBSで希釈する。0.2μm孔フィルターで濾過する。希釈した試料を150,000×gで4℃において一晩超遠心する。翌日、上清を注意深く捨て、11mL PBSでエキソソームペレットを洗浄する。150,000×gで4℃において2時間、2回目の超遠心を行う。最後に、上清を注意深く捨て、分析のために100μL PBSにエキソソームペレットを再懸濁する。
C.エキソソームおよびリポソームを電気穿孔するための例示的なプロトコール
1×108個のエキソソーム(NanoSight分析によって測定した)または100nmリポソーム(例えば、Encapsula Nano Sciencesから購入した)と、1μgのsiRNA(Qiagen)またはshRNAを400μLの電気穿孔緩衝液(1.15mMリン酸カリウム, pH7.2、25mM塩化カリウム、21％Optiprep)に入れて混合する。4mmキュベットを用いてエキソソームまたはリポソームを電気穿孔する(例えば、Alvarez-Erviti et al., 2011; El-Andaloussi et al., 2012を参照されたい)。電気穿孔後に、エキソソームまたはリポソームをプロテアーゼフリーRNアーゼで処理し、その後に10×濃縮RNアーゼ阻害剤を添加する。最後に、前記のように超遠心法下でエキソソームまたはリポソームをPBSで洗浄する。
II.疾患の処置
本発明のある特定の局面は、がん細胞にある変異腫瘍抑制因子の発がん性機能獲得型活性を不活性化するか、またはがん細胞にある変異腫瘍抑制因子のドミナントネガティブ活性を不活性化し、それによって腫瘍抑制因子の野生型アレルが機能するのを可能にする治療用物質を発現するか、または含むエキソソームを用いて患者を処置する工程を提供する。本明細書で使用する「治療用物質」は、がんまたは他の状態の処置において有用な原子、分子、または化合物である。治療用物質の例には、薬物、化学療法剤、治療抗体および抗体断片、毒素、放射性同位体、酵素、ヌクレアーゼ、ホルモン、免疫調節剤、アンチセンスオリゴヌクレオチド、遺伝子編集システム、キレート剤、ホウ素化合物、光活性剤、ならびに色素が含まれるが、これに限定されない。
エキソソームはDICERおよび活性のあるRNAプロセシングRISC複合体を含むことが知られているので(その全体が参照により本明細書に組み入れられる、PCT公報WO2014/152622を参照されたい)、トランスフェクションによってエキソソームに導入されたshRNAは、エキソソームの中でRISC複合体結合siRNAに成熟することができる。または、成熟siRNAそのものをトランスフェクションによってエキソソームまたはリポソームに導入することができる。従って、例として、腫瘍抑制因子(例えば、ACVR1B、APC、ARID1B、ARID2、ASXL1、ATM、ATRX、AXIN1、B2M、BAP1、BCOR、BLU(Beta*)、BRCA1、BRCA2、CACNA2D2(Gene26)、CASP8、C-CAM、CDKN1A(p21)、CDKN1B(p27)、CDKN1C(p57)、CDKN2A(p16)、CDKN2D(p19)、CEBPA、CFTR、CIC、CHK2、CREBBP、CTS-1、CYB561D2、CYLD、DAXX、DCC、DPC4、EP300、FAM123B、FCC、FUBP1、FUS1、GATA1、GATA3、HIN-1、HNF1A、HYAL1(Luca-10、HYAL2(Luca-2)、KDM5C、KDM6A、KRAS、KRAS2b、MADR2/JV18、MAP3K1、MCC、MEN1、MEN2、MLH1、MLL2、MLL3、MMAC1、MSH2、MSH6、MTS1、NCOR1、NF1、NF2、NOTCH1、NOTCH2、NPM1、NPRL2(Gene21)、PAX5、PBRM1、PHF6、PIK3R1、PL6、PLAGL1、PRDM1、PTCH1、PTEN、RASSF1(123F2)、RB1、RNF43、RUNX1、SCGB1A1、SEMA3A、SETD2、Skp2、SMAD2、SMAD4、SMARCA4、SMARCB1、SOCS1、SOX9、STAG2、STK11、TET2、TNPAIP3、TP53、TP73、TRAF7、TSC1、VHL、WRN、WT1、またはWWOX)のドミナントネガティブ変異体または発がん性機能獲得型変異体(例えば、TP53R273H;TP53R175H;KRASG12D)の発現を調整するか、または減弱するのに本発明の方法において阻害RNAが使用され得る。場合によっては、sh/siRNAは、対応する野生型バージョンの発現に影響を及ぼさずに、がん細胞で発現する遺伝子の変異バージョンを特異的に標的化するように設計される場合がある。実際に、このような阻害核酸が任意の供給業者によって関心対象のタンパク質の検証済みのダウンレギュレーター(downregulator)であることが見出されていれば、本発明の組成物および方法において、どんな阻害核酸でも適用することができる。
RNAiを設計する際に、siRNAの性質、サイレンシング効果の永続性、および送達系の選択などの考慮する必要がある、いくつかの要因がある。RNAi効果を生じさせるために、生物に導入されるsiRNAは典型的にはエキソン配列を含有する。さらに、RNAiプロセスは相同性に依存する。そのため、相同であるが、遺伝子特異的でない配列間の相互干渉(cross-interference)の可能性を最小にしながら遺伝子特異性を最大にするように、配列を注意深く選択しなければならない。好ましくは、siRNAは、siRNA配列と、阻害しようとする遺伝子との間で80％超、85％超、90％超、95％超、98％超の同一性、または100％の同一性さえ示す。標的遺伝子との同一性が約80％未満の配列は効果がかなり小さい。従って、siRNAと、阻害しようとする遺伝子との間の相同性が大きいほど、無関係の遺伝子の発現が影響を受ける可能性が小さくなる。
エキソソームは、mRNA転写およびタンパク質翻訳を完了するのに必要な機構を含むことが知られているので(その全体が参照により本明細書に組み入れられるPCT/US2014/068630を参照されたい)、治療抗体などの治療用タンパク質をコードするmRNAまたはDNA核酸がトランスフェクションによってエキソソームに導入される場合がある。または、治療用タンパク質それ自体がエキソソームに電気穿孔されてもよく、リポソームに直接取り込まれてもよい。例示的な治療用タンパク質には、腫瘍抑制因子タンパク質、ペプチド、変異タンパク質の野生型タンパク質対応物、DNA修復タンパク質、タンパク質分解酵素、タンパク質毒素、細胞内タンパク質の活性を阻害することができるタンパク質、細胞内タンパク質の活性を活性化することができるタンパク質、または機能喪失を再構成する必要がある任意のタンパク質が含まれるが、これに限定されない。
疾患細胞の細胞内空間に導入することが望ましい場合があるタンパク質の具体的なタイプの1つは、細胞内抗原に特異的または選択的に結合し得る抗体(例えば、モノクローナル抗体)である。このような抗体は細胞内タンパク質の機能を破壊し得、かつ/または細胞内タンパク質間相互作用を破壊し得る。このようなモノクローナル抗体の例示的な標的には腫瘍抑制因子の発がん性機能獲得型変異体が含まれるが、これに限定されない。モノクローナル抗体に加えて、任意のその抗原結合断片、例えば、scFv、Fab断片、Fab’、F(ab’)2、Fv、ペプチボディ(peptibody)、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディも意図される。このような任意の抗体または抗体断片はグリコシル化されていてもよく、非グリコシル化(aglycosylated)されていてもよい。
エキソソームはまた、がん遺伝子において腫瘍抑制因子の発がん性機能獲得型変異体またはドミナントネガティブ変異体を修正するCRISPR/Casシステムなどの遺伝子編集システムも含むように操作される場合がある。一般的に、「CRISPRシステム」は、ひとまとめにして、Cas遺伝子をコードする配列、tracr(トランス活性化CRISPR)配列(例えば、tracrRNAもしくは活性のある部分的tracrRNA)、tracr-mate配列(内因性CRISPRシステムの文脈では「ダイレクトリピート」およびtracrRNAによってプロセシングされたダイレクトリピートを含む)、ガイド配列(内因性CRISPRシステムの文脈では「スペーサー」とも呼ばれる)、ならびに/またはCRISPR遺伝子座に由来する他の配列および転写物を含む、CRISPR関連(「Cas」)遺伝子の発現または活性指示に関与する転写物および他のエレメントを指している。一部の局面では、CasヌクレアーゼおよびgRNA(標的配列に特異的なcrRNAと、ある決まったtracrRNAとの融合を含む)が細胞に導入される。一般的に、gRNAの5'末端における標的部位が、相補的塩基対合を用いてCasヌクレアーゼを標的部位に、例えば、遺伝子に標的指向させる。標的部位は、プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列のすぐ5'側の位置、例えば、典型的にはNGG、またはNAGに基づいて選択されてもよい。この点に関して、標的DNA配列に対応するようにガイドRNAの最初の20、19、18、17、16、15、14、14、12、11、または10ヌクレオチドを改変することによって、gRNAは所望の配列を標的にする。一般的に、CRISPRシステムは標的配列部位でのCRISPR複合体形成を促進するエレメントを特徴とする。典型的に、「標的配列」は、一般的に、ガイド配列が相補性を有するように設計されている配列を指し、標的配列とガイド配列とのハイブリダイゼーションによってCRISPR形成が促進される。ハイブリダイゼーションを引き起こし、CRISPR複合体形成を促進するのに十分な相補性があれば、完全相補性が必ず必要とされるわけではない。このようなシステムを含むように操作されたエキソソーム中のCRISPRシステムが標的細胞内でゲノムDNAを編集するように機能し得る、またはこのシステムがエキソソームそれ自体の中でDNAを編集し得る。さらなる局面は、遺伝子編集システムの送達手段としてのエキソソームの使用に関し、全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第62/599,340号を参照されたい。
タンパク質ベースおよび核酸ベースの治療剤に加えて、エキソソームは低分子薬物を単独で、または任意のタンパク質ベースもしくは核酸ベースの治療剤と組み合わせて送達するのに使用される場合がある。本態様での使用が意図される例示的な低分子薬物には、毒素、化学療法剤、および腫瘍抑制因子の発がん性機能獲得型変異体の活性を阻害する剤が含まれるが、これに限定されない。
一部の態様では、エキソソームは血清因子に向かう走化性を受けるように誘発することができる。従って、エキソソームは、腫瘍にエキソソームを誘引する増殖因子勾配を提供することによって腫瘍に優先的に蓄積するように誘発され得る。エキソソーム内にある核酸からのタンパク質治療剤の発現を伴う局面では、エキソソーム表面上のEGFRなどの増殖因子受容体を刺激することで転写および/または翻訳を増強することができる。腫瘍組織への送達を標的にするためおよび治療用物質を送達するためのミニ細胞としてのエキソソームの使用に関係するさらなる局面は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第62/649,057号を参照されたい。
本明細書で使用する「対象」とは、本方法が行われる任意の個体または患者を指す。一般的に対象はヒトであるが、当業者に理解されるように、対象は動物でもよい。従って、哺乳動物、例えば、げっ歯類(マウス、ラット、ハムスター、およびモルモットを含む)、ネコ、イヌ、ウサギ、家畜(ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、ブタなどを含む)、および霊長類(サル、チンパンジー、オランウータン、およびゴリラを含む)を含む他の動物が対象の定義の範囲内に含まれる。
「処置」および「処置する」とは、対象への治療用物質の投与もしくは適用、または疾患もしくは健康に関連する状態の治療的利益を得ることを目的とした対象への手技もしくはモダリティの遂行を指す。例えば、処置は、カーゴを輸送するエキソソームの投与、化学療法、免疫療法、または放射線療法の実施、外科手術の遂行、もしくはその任意の組み合わせを含んでもよい。
本出願を通して使用する「治療的利益」または「治療に有効な」という用語は、この状態の医学的処置に関して対象の健康を増進する、または向上させる、どんなものも指す。この用語には、疾患の徴候または症状の頻度または重篤度の低下が含まれるが、これに限定されない。例えば、がんの処置は、例えば、腫瘍の侵襲性の低下、がんの増殖速度の低下、または転移の阻止を含んでもよい。がんの処置はまた、がんを有する対象の生存期間の延長も指すことがある。
本明細書で使用する「がん」という用語は、固形腫瘍、転移がん、または非転移がんを説明するために用いられることがある。ある特定の態様では、がんは、膀胱、血液、骨、骨髄、脳、乳房、結腸、食道、十二指腸、小腸、大腸、結腸、直腸、肛門、歯肉、頭部、腎臓、肝臓、肺、鼻咽頭、頸部、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、胃、精巣、舌、または子宮において生じることがある。
がんは、具体的には、以下の組織学的タイプのがん:新生物、悪性;がん腫;がん腫、未分化;巨細胞および紡錘体細胞のがん腫;小細胞がん;乳頭状がん;扁平上皮がん;リンパ上皮がん;基底細胞がん;石灰化上皮腫(pilomatrix carcinoma);移行上皮がん;乳頭状移行上皮がん;腺がん;ガストリノーマ、悪性;胆管がん;肝細胞がん;混合型肝細胞がんおよび胆管がん;小柱腺がん(trabecular adenocarcinoma);腺様嚢胞がん;腺腫性ポリープ内腺がん;腺がん、家族性大腸ポリポーシス;固形がん;カルチノイド腫瘍、悪性;細気管支肺胞(branchiolo-alveolar)腺がん;乳頭状腺がん;色素嫌性がん;好酸性がん(acidophil carcinoma);好酸性腺がん(oxyphilic adenocarcinoma);塩基好性がん;明細胞腺がん;顆粒細胞がん;濾胞腺がん;乳頭状腺がんおよび濾胞腺がん;非被包性硬化性がん(nonencapsulating sclerosing carcinoma);副腎皮質がん;類内膜がん(endometroid carcinoma);皮膚付属器がん;アポクリン腺がん;皮脂腺がん;耳道腺がん(ceruminous adenocarcinoma);粘表皮がん;嚢胞腺がん;乳頭状嚢胞腺がん;乳頭状漿液嚢胞腺がん;粘液性嚢胞腺がん;粘液性腺がん;印環細胞がん;浸潤性導管がん;髄様がん;小葉がん;炎症性がん;パジェット病、乳房;腺房細胞がん;腺扁平上皮がん;扁平上皮化生を伴う腺がん;胸腺腫、悪性;卵巣間質腫、悪性;莢膜細胞腫、悪性;顆粒膜細胞腫、悪性;アンドロブラストーマ、悪性;セルトリ細胞腫;ライディッヒ細胞腫、悪性;脂質細胞腫瘍(lipid cell tumor)、悪性;パラガングリオーマ、悪性;乳房外パラガングリオーマ(extra-mammary paraganglioma)、悪性;クロム親和細胞腫;血管球血管肉腫;悪性黒色腫;無色素性黒色腫;表在拡大型黒色腫;巨大色素性母斑中の悪性黒色腫(malignant melanoma in giant pigmented nevus);類上皮細胞黒色腫;青色母斑、悪性;肉腫;線維肉腫;線維性組織球腫、悪性;粘液肉腫;脂肪肉腫;平滑筋肉腫;横紋筋肉腫;胎児性横紋筋肉腫;胞巣型横紋筋肉腫;間質性肉腫;混合腫瘍、悪性;ミューラー混合腫瘍;腎芽腫;肝芽腫;がん肉腫;間葉腫、悪性;ブレンナー腫瘍、悪性;葉状腫瘍、悪性;滑膜肉腫;中皮腫、悪性;未分化胚細胞腫;胚性がん腫;テラトーマ、悪性;卵巣甲状腺腫、悪性;絨毛がん;中腎腫、悪性;血管肉腫;血管内皮腫、悪性;カポジ肉腫;血管周囲細胞腫、悪性;リンパ管肉腫;骨肉腫;傍骨骨肉腫;軟骨肉腫;軟骨芽細胞腫、悪性;間葉性軟骨肉腫;骨巨細胞腫;ユーイング肉腫;歯原性腫瘍、悪性;エナメル芽細胞歯牙肉腫;エナメル上皮腫、悪性;エナメル上皮線維肉腫;松果体腫、悪性;脊索腫;神経膠腫、悪性;上衣腫;星状細胞腫;原形質性星状細胞腫;線維性星状細胞腫;星状芽細胞腫;グリア芽細胞腫;乏突起神経膠腫;乏突起神経膠芽細胞腫;未分化神経外胚葉性;小脳肉腫;神経節芽細胞腫;神経芽細胞腫;網膜芽細胞腫;嗅神経腫瘍;髄膜腫、悪性;神経線維肉腫;神経鞘腫、悪性;顆粒細胞腫瘍、悪性;悪性リンパ腫;ホジキン病(hodgkin's disease);ホジキン病(hodgkin's);側肉芽腫;悪性リンパ腫、小リンパ球性;悪性リンパ腫、びまん性大細胞性;悪性リンパ腫、濾胞性;菌状息肉腫;明記された他の非ホジキンリンパ腫;悪性組織球症;多発性骨髄腫;マスト細胞肉腫;免疫増殖性小腸疾患;白血病;リンパ性白血病;プラズマ細胞白血病;赤白血病;リンパ肉腫細胞性白血病;骨髄性白血病;好塩基球性白血病;好酸球性白血病;単球性白血病;マスト細胞白血病;巨核芽球性白血病;骨髄肉腫;および毛様細胞性白血病でもよいが、これらに限定されない。
「接触した」および「曝露された」という用語は細胞に適用された場合には、治療用物質が標的細胞に送達されるか、または標的細胞とじかに並べて配置されるプロセスを説明するために本明細書において用いられる。細胞を死滅させるために、例えば、1種類または複数種類の作用物質が、細胞を死滅させるか、または細胞の分裂を阻止するのに有効な量で細胞に送達される。
患者の有効な応答または処置に対する患者の「応答性」とは、疾患もしくは障害のリスクがある、または疾患もしくは障害に罹患している患者に与えられる臨床的利益または治療的利益を指す。このような利益は、細胞応答または生物学的応答、完全応答、部分応答、安定病態(進行も再発も無い)、または後で再発する応答を含んでもよい。例えば、有効な応答は、がんと診断された患者における腫瘍サイズの縮小または無増悪生存期間でもよい。治療アウトカムは予測およびモニタリングすることができ、かつ/またはこのような処置から利益を得る患者は、本明細書に記載の方法によって特定もしくは選択することができる。
新生物状態の処置に関して、新生物状態のステージに応じて、新生物状態の処置は、以下の療法:新生物組織を除去するための外科手術、放射線療法、および化学療法の1つまたは組み合わせを伴う。他の治療レジメンが、抗がん剤、例えば、治療用組成物および化学療法剤の投与と組み合わされてもよい。例えば、このような抗がん剤で処置しようとする患者はまた放射線療法も受けてよく、かつ/または外科手術も受けてもよい。
疾患を処置する場合、治療用組成物の適切な投与量は、前記で定義されたような処置しようとする疾患のタイプ、疾患の重篤度および経過、患者の病歴および剤に対する応答、ならびに主治医の判断に左右される。前記剤は、1回で、または一連の処置にわたって患者に適切に投与される。
治療的および予防的な方法および組成物は、所望の効果を実現するのに有効な組み合わせた量で提供することができる。組織、腫瘍、または細胞が、作用物質の1つまたは複数を含む1種類または複数種類の組成物または薬理学的製剤と接触してもよく、組織、腫瘍、および/または細胞を2つ以上の別個の組成物または製剤と接触させることで接触してもよい。また、このような併用療法が化学療法、放射線療法、外科的療法、または免疫療法と共に使用できることも意図される。
併用投与は、2種類またはそれ以上の剤を同じ剤形の中に入れて同時投与すること、別々の剤形に入れて同時投与すること、および別々に投与することを含んでもよい。すなわち、本治療用組成物と別の治療用物質を同じ剤形の中に入れて一緒に製剤化し、同時投与することができる。または、本治療用組成物と別の治療用物質を同時投与することができ、この場合、両物質とも別々の製剤に存在する。別の選択肢では、治療用物質を投与し、その直後に他の治療用物質を投与することができ、逆もまた同じである。別の投与プロトコールでは、本治療用組成物と別の治療用物質は数分間あけて、または数時間あけて、または数日間あけて投与されることがある。
第1の抗がん処置(例えば、治療用物質を含むエキソソーム)は、第2の抗がん処置の前、第2の抗がん処置の間、第2の抗がん処置の後に、または第2の抗がん処置と比べて様々な組み合わせで実施されてもよい。実施は同時から数分間～数日間～数週間に及ぶ間隔でもよい。第1の処置が第2の処置とは別に患者に提供される態様では、2種類の化合物が、患者に対して有利に組み合わされた効果を依然として発揮できるように、一般的には、有効な期間がそれぞれの送達の間に終わらないようにするだろう。このような場合、どちらかの療法を実施して約12～24時間以内または72時間以内に、より詳細には、どちらかの療法を実施して約6～12時間以内に、第1の療法および第2の療法が患者に提供され得ることが意図される。状況によっては、処置のための期間を大幅に延ばすことが望ましい場合もある。この場合、それぞれの実施の間の期間は数日間(2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、または7日間)～数週間(1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、または8週間)である。
ある特定の態様では、処置の経過は1日～90日間またはそれより長く(このような範囲は、その間の日を含む)続く。ある剤が、1日目～90日目の任意の日に(このような範囲は、その間の日を含む)またはその任意の組み合わせで与えられてもよく、別の剤が、1日目～90日目の任意の日に(このような範囲は、その間の日を含む)またはその任意の組み合わせで与えられることが意図される。1日(24時間の期間)の中で、患者には1回または複数回の剤投与が行われてもよい。さらに、処置の経過の後、抗がん処置が実施されない期間があることが意図される。この期間は、患者の状態、例えば、患者の予後、体力、健康状態などに応じて1日～7日間、および/もしくは1～5週間、および/もしくは1～12ヶ月間またはそれ以上(このような範囲は、その間の日数を含む)続くことがある。処置サイクルは必要に応じて繰り返されることが予想される。
様々な組み合わせが用いられ得る。下記の例について、第1の抗がん療法が「A」であり、第2の抗がん療法が「B」である。
Figure 2024123188000002
患者への本発明の任意の化合物の投与または本発明の任意の療法の実施は、剤の毒性があればそれを考慮して、このような化合物を投与するための一般的なプロトコールに従う。従って、一部の態様では、併用療法に起因する毒性をモニタリングする工程がある。
1.化学療法
多種多様な化学療法剤を本発明に従って使用することができる。「化学療法」という用語は、がんを処置するための薬物の使用を指す。「化学療法剤」は、がんの処置において投与される化合物または組成物を意味するために用いられる。これらの剤または薬物は、細胞内での活性の様式、例えば、細胞周期に影響を及ぼすかどうか、またはどの段階で細胞周期に影響を及ぼすのかによって分類される。または、剤は、DNAを直接架橋する能力、DNAにインターカレートする能力、または核酸合成に影響を及ぼすことで染色体異常および有糸分裂異常を誘導する能力に基づいて特徴付けられることがある。
化学療法剤の例には、アルキル化剤、例えば、チオテパおよびシクロスホスファミド(cyclosphosphamide);アルキルスルホナート、例えば、ブスルファン、インプロスルファン、およびピポスルファン;アジリジン、例えば、ベンゾドーパ(benzodopa)、カルボコン、メツレドーパ(meturedopa)、およびウレドーパ(uredopa);アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホラミド、トリエチレンチオホスホラミド、およびトリメチローロメラミン(trimethylolomelamime)を含む、エチレンイミンおよびメチルアメラミン(methylamelamine);アセトゲニン(特に、ブラタシンおよびブラタシノン(bullatacinone));カンプトテシン(合成類似体トポテカンを含む);ブリオスタチン;カリスタチン(callystatin);CC-1065(そのアドゼレシン、カルゼレシン(carzelesin)、およびビセレシン合成類似体を含む);クリプトフィシン(特に、クリプトフィシン1およびクリプトフィシン8);ドラスタチン;デュオカルマイシン(合成類似体KW-2189およびCB1-TM1を含む);エリュテロビン;パンクラチスタチン(pancratistatin);サルコジクチン(sarcodictyin);スポンギスタチン(spongistatin);ナイトロジェンマスタード、例えば、クロランブシル、クロルナファジン、クロロホスファミド(cholophosphamide)、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、塩酸メクロレタミンオキシド、メルファラン、ノベムビシン(novembichin)、フェネステリン(phenesterine)、プレドニムスチン、トロホスファミド、およびウラシルマスタード;ニトロスレア(nitrosurea)、例えば、カルムスチン、クロロゾトシン、ホテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、およびラニムスチン;抗生物質、例えば、エンジイン抗生物質(例えば、カリチアマイシン、特に、カリチアマイシンγlIおよびカリチアマイシンωI1);ディネミシン(dynemicin)Aを含むディネミシン;ビスホスホネート、例えば、クロドロネート;エスペラミシン;ならびにネオカルジノスタチンクロモフォアおよび関連する色素タンパク質エンジイン抗生物質(antiobiotic)クロモフォア、アクラシノマイシン、アクチノマイシン、アウスララニシン(authrarnycin)、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カラビシン(carabicin)、カミノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシニス(chromomycinis)、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6-ジアゾ-5-オキソ-L-ノルロイシン、ドキソルビシン(モルホリノ-ドキソルビシン、シアノモルホリノ-ドキソルビシン、2-ピロリノ-ドキソルビシン、およびデオキシドキソルビシンを含む)、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、例えば、マイトマイシンC、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、ピューロマイシン、クエラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ユベニメックス、ジノスタチン、またはゾルビシン;代謝拮抗物質、例えば、メトトレキセートおよび5-フルオロウラシル(5-FU);葉酸類似体、例えば、デノプテリン、プテロプテリン、トリメトレキセート;プリン類似体、例えば、フルダラビン、6-メルカプトプリン、チアミプリン(thiamiprine)、チオグアニン;ピリミジン類似体、例えば、アンシタビン、アザシチジン、6-アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン;アンドロゲン、例えば、カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、およびテストラクトン;抗副腎剤、例えば、ミトタンおよびトリロスタン;葉酸補充剤、例えば、フォリン酸;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;エニルウラシル;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;エダトラキサート(edatraxate);デフォファミン(defofamine);デメコルチン;ジアジクオン;エルフォルミチン(elformithine);酢酸エリプチニウム;エポシロン;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシウレア;レンチナン;ロニダイニン;マイタンシノイド、例えば、マイタンシンおよびアンサミトシン(ansamitocin);ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダンモール(mopidanmol);ニトラエリン(nitraerine);ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ロソキサントロン(losoxantrone);ポドフィリニック酸;2-エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK多糖複合体;ラゾキサン;リゾキシン(rhizoxin);シゾフィラン(sizofiran);スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジクオン;2,2',2''-トリクロロトリエチルアミン;トリコテセン(特に、T-2毒素、ベラクリン(verracurin)A、ロリジン(roridin)A、およびアングイジン(anguidine));ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara-C」);シクロホスファミド;タキソイド、例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル、ゲムシタビン;6-チオグアニン;メルカプトプリン;白金配位錯体、例えば、シスプラチン、オキサリプラチン、およびカルボプラチン;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP-16);イホスファミド;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ノバントロン;テニポシド;エダトレキサート;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ;イバンドロネート;イリノテカン(例えば、CPT-11);トポイソメラーゼ阻害剤RFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DFMO);レチノイド、例えば、レチノイン酸;カペシタビン;シスプラチン、カルボプラチン、プロカルバジン、プリコマイシン(plicomycin)、ゲムシタビエン(gemcitabien)、ナベルビン、ファルネシル-タンパク質トランスフェラーゼ阻害剤、トランス白金(transplatinum)、ならびに前記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、または誘導体が含まれる。
2.放射線療法
DNA損傷を引き起こし、かつ広範に用いられてきた他の要因には、γ線、X線、および/または腫瘍細胞への放射性同位体の特異的送達として一般に知られているものが含まれる。マイクロ波、陽子線照射(米国特許第5,760,395号および同第4,870,287号)、ならびにUV照射などの他の形態のDNA損傷因子も意図される。これらの要因が全て、DNA、DNA前駆体、DNAの複製および修復、ならびに染色体の集合および維持に対する広範な損傷に影響を及ぼす可能性が高い。X線の線量範囲は、長期の場合(3～4週間)は50～200レントゲンの1日線量から、2000～6000レントゲンの単回線量まで及ぶ。放射性同位体の線量範囲は多種多様であり、同位体の半減期、放出される放射線の強度およびタイプ、ならびに新生細胞による取り込みによって決まる。
3.免疫療法
当業者は、本発明の方法と組み合わせて、または本発明の方法と一緒に、さらなる免疫療法が用いられ得ることを理解する。がん治療の状況では、免疫療法は、一般的に、がん細胞を標的にするおよび破壊するために免疫エフェクター細胞および免疫エフェクター分子の使用に頼る。リツキシマブ(Rituxan(登録商標))は、このような例の1つである。免疫エフェクターは、例えば、腫瘍細胞表面上の何らかのマーカーに特異的な抗体でもよい。この抗体だけが療法のエフェクターとして働いてもよく、他の細胞を動員して細胞死滅に実際に影響を及ぼしてもよい。この抗体はまた、薬物または毒素(化学療法剤、放射性核種、リシンA鎖、コレラ毒素、百日咳毒素など)に結合体化されてもよく、単に標的指向性物質として働いてもよい。または、エフェクターは、腫瘍細胞標的と直接的または間接的に相互作用する表面分子を有するリンパ球でもよい。様々なエフェクター細胞には細胞傷害性T細胞およびNK細胞が含まれる。
免疫療法の一局面では、腫瘍細胞は、標的指向化の対象となる、すなわち、他の細胞の大多数に存在しない、何らかのマーカーを有さなければならない。多くの腫瘍マーカーが存在し、これらはどれも、本発明の状況における標的指向化に適している可能性がある。一般的な腫瘍マーカーには、CD20、がん胎児抗原、チロシナーゼ(p97)、gp68、TAG-72、HMFG、シアリルルイス抗原、MucA、MucB、PLAP、ラミニン受容体、erbB、およびp155が含まれる。免疫療法の別の局面は、抗がん作用を免疫刺激作用と組み合わせることである。サイトカイン、例えば、IL-2、IL-4、IL-12、GM-CSF、γ-IFN、ケモカイン、例えば、MIP-1、MCP-1、IL-8、および増殖因子、例えば、FLT3リガンドを含む免疫刺激分子も存在する。
現在研究中のまたは使用されている免疫療法の例は、免疫アジュバント、例えば、マイコバクテリウム・ボビス(Mycobacterium bovis)、熱帯熱マラリア原虫(Plasmodium falciparum)、ジニトロクロロベンゼン、および芳香族化合物(米国特許第5,801,005号および同第5,739,169号; Hui and Hashimoto, 1998; Christodoulides et al., 1998); サイトカイン療法、例えば、インターフェロンα、β、およびγ、IL-1、GM-CSF、ならびにTNF(Bukowski et al., 1998; Davidson et al., 1998; Hellstrand et al., 1998);遺伝子療法、例えば、TNF、IL-1、IL-2、およびp53(Qin et al., 1998; Austin-Ward and Villaseca, 1998; 米国特許第5,830,880号および同第5,846,945号);ならびにモノクローナル抗体、例えば、抗CD20、抗ガングリオシドGM2、および抗p185(Hollander, 2012; Hanibuchi et al., 1998; 米国特許第5,824,311号)である。1種類または複数種類の抗がん療法が本明細書に記載の抗体療法と共に用いられ得ることが意図される。
一部の態様では、免疫療法は免疫チェックポイント阻害剤の場合がある。免疫チェックポイントはシグナルを強くするか(例えば、補助刺激分子)、またはシグナルを弱くする。免疫チェックポイント阻害によって標的にされ得る阻害性免疫チェックポイントには、アデノシンA2A受容体(A2AR)、B7-H3(CD276とも知られる)、B and T lymphocyte attenuator(BTLA)、細胞傷害性Tリンパ球抗原4(CTLA-4。CD152とも知られる)、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)、キラー細胞免疫グロブリン(KIR)、lymphocyte activation gene-3(LAG3)、programmed death 1 (PD-1)、T-cell immunoglobulin domain and mucin domain 3(TIM-3)、およびV-domain Ig suppressor of T cell activation(VISTA)が含まれる。特に、免疫チェックポイント阻害剤はPD-1 axisおよび/またはCTLA-4を標的にする。
免疫チェックポイント阻害剤は、薬物、例えば、低分子、組換え型のリガンドもしくは受容体の場合があるか、または特に、抗体、例えば、ヒト抗体(例えば、国際特許公報WO2015016718; Pardoll, Nat Rev Cancer, 12(4): 252-64, 2012;両方とも参照により本明細書に組み入れられる)である。既知の免疫チェックポイントタンパク質阻害剤またはその類似体が用いられることがあり、特に、キメラ化型、ヒト化型、またはヒト型の抗体が用いられることがある。当業者が知っているように、本開示において言及された、ある特定の抗体について別の名前および/または同等の名前が用いられることがある。このような別の名前および/または同等の名前は本開示の文脈において交換可能である。例えば、ランブロリズマブはMK-3475およびペンブロリズマブという別の名前および/または同等の名前でも知られていることが分かっている。
一部の態様では、PD-1結合アンタゴニストは、PD-1とそのリガンド結合パートナーの結合を阻害する分子である。特定の局面では、PD-1リガンド結合パートナーはPDL1および/またはPDL2である。別の態様では、PDL1結合アンタゴニストは、PDL1とそのリガンド結合パートナーの結合を阻害する分子である。特定の局面では、PDL1結合パートナーはPD-1および/またはB7-1である。別の態様では、PDL2結合アンタゴニストは、PDL2とそのリガンド結合パートナーの結合を阻害する分子である。特定の局面では、PDL2結合パートナーはPD-1である。前記アンタゴニストは抗体、その抗原結合断片、イムノアドヘシン、融合タンパク質、またはオリゴペプチドでもよい。例示的な抗体は米国特許第8,735,553号、同第8,354,509号、および同第8,008,449号に記載されており、全てが参照により本明細書に組み入れられる。本明細書において提供される方法において使用するための他のPD-1 axisアンタゴニストは、米国特許出願公開第20140294898号、同第2014022021号、および同第20110008369号に記載のように当技術分野において公知であり、これらは全て参照により本明細書に組み入れられる。
一部の態様では、PD-1結合アンタゴニストは抗PD-1抗体(例えば、ヒト抗体、ヒト化抗体、またはキメラ抗体)である。一部の態様では、抗PD-1抗体は、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、およびCT-011からなる群より選択される。一部の態様では、PD-1結合アンタゴニストは、イムノアドヘシン(例えば、定常領域(例えば、免疫グロブリン配列のFc領域)と融合したPDL1またはPDL2の細胞外部分またはPD-1結合部分を含むイムノアドヘシン)である。一部の態様では、PD-1結合アンタゴニストはAMP-224である。ニボルマブはMDX-1106-04、MDX-1106、ONO-4538、BMS-936558、およびOPDIVO(登録商標)とも知られ、WO2006/121168に記載の抗PD-1抗体である。ペンブロリズマブはMK-3475、Merck3475、ランブロリズマブ、KEYTRUDA(登録商標)、およびSCH-900475とも知られ、WO2009/114335に記載の抗PD-1抗体である。CT-011はhBATまたはhBAT-1とも知られ、WO2009/101611に記載の抗PD-1抗体である。AMP-224はB7-DCIgとも知られ、WO2010/027827およびWO2011/066342に記載のPDL2-Fc融合可溶性受容体である。
本明細書において提供される方法において標的にされることができる別の免疫チェックポイントは、CD152とも知られる細胞傷害性Tリンパ球タンパク質4(CTLA-4)である。ヒトCTLA-4の完全cDNA配列はGenbankアクセッション番号L15006を有する。CTLA-4はT細胞表面に見出され、抗原提示細胞の表面上のCD80またはCD86に結合すると「オフ」スイッチとして働く。CTLA4は、ヘルパーT細胞表面に発現し、阻害シグナルをT細胞に伝達する免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである。CTLA4はT細胞補助刺激タンパク質であるCD28に類似し、両分子とも、抗原提示細胞上の、B7-1とも呼ばれるCD80と、B7-2とも呼ばれるCD86に結合する。CTLA4は阻害シグナルをT細胞に伝達するのに対して、CD28は刺激シグナルを伝達する。細胞内CTLA4は調節性T細胞の中にも見出され、その機能にとって重要である可能性がある。T細胞受容体およびCD28を介してT細胞が活性化されると、B7分子に対する抑制性受容体であるCTLA-4の発現が増大する。
一部の態様では、免疫チェックポイント阻害剤は、抗CTLA-4抗体(例えば、ヒト抗体、ヒト化抗体、またはキメラ抗体)、その抗原結合断片、イムノアドヘシン、融合タンパク質、またはオリゴペプチドである。
本方法における使用に適した抗ヒト-CTLA-4抗体(またはそれに由来するVHドメインおよび/もしくはVLドメイン)は、当技術分野において周知の方法を用いて作製することができる。または、当技術分野において認められている抗CTLA-4抗体を使用することができる。例えば、米国特許第8,119,129号、WO01/14424、WO98/42752;WO00/37504(CP675,206、トレメリムマブ;以前はチシリムマブ(ticilimumab)とも知られる)、米国特許第6,207,156号; Hurwitz et al. (1998) Proc Natl Acad Sci USA 95(17): 10067-10071; Camacho et al. (2004) J Clin Oncology 22(145): Abstract No. 2505 (antibody CP-675206);およびMokyr et al. (1998) Cancer Res 58:5301-5304に開示される抗CTLA-4抗体は、本明細書において開示される方法において使用することができる。前述した刊行物のそれぞれの開示は参照により本明細書に組み入れられる。CTLA-4との結合では、これらの当技術分野において認められている任意の抗体と競合する抗体も使用することができる。例えば、ヒト化CTLA-4抗体は、国際特許出願番号WO2001014424、同WO2000037504、および米国特許第8,017,114号に記載され、全てが参照により本明細書に組み入れられる。
例示的な抗CTLA-4抗体は、イピリムマブ(10D1、MDX-010、MDX-101、およびYervoy(登録商標)とも知られる)またはその抗原結合断片および変種である(例えば、WO01/14424を参照されたい)。他の態様では、前記抗体はイピリムマブの重鎖および軽鎖CDRまたはVRを含む。従って、一態様では、前記抗体は、イピリムマブのVH領域のCDR1、CDR2、およびCDR3ドメインと、イピリムマブのVL領域のCDR1、CDR2およびCDR3ドメインを含む。別の態様では、前記抗体は、前述した抗体と同じ、CTLA-4上のエピトープとの結合において競合し、かつ/または前述した抗体と同じ、CTLA-4上のエピトープに結合する。別の態様では、前記抗体は、上述した抗体と少なくとも約90％の可変領域アミノ酸配列同一性(例えば、イピリムマブと少なくとも約90％、少なくとも約95％、または少なくとも約99％の可変領域同一性)を有する。
CTLA-4を調節するための他の分子には、CTLA-4リガンドおよび受容体、例えば、全てが参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第5844905号、同第5885796号、ならびに国際特許出願番号WO1995001994および同WO1998042752に記載のCTLA-4リガンドおよび受容体、ならびにイムノアドヘシン、例えば、参照により本明細書に組み入れられる米国特許第8329867号に記載のイムノアドヘシンが含まれる。
一部の態様では、免疫療法は、エクスビボで作製した自己抗原特異的T細胞の移入を伴う養子免疫治療になる場合がある。養子免疫治療に用いられるT細胞は、抗原特異的T細胞を拡大するか、または遺伝子工学によってT細胞をリダイレクション(redirection)することによって作製することができる(Park, Rosenberg et al. 2011)。腫瘍特異的T細胞の単離および移入はメラノーマ治療に成功したことが示されている。T細胞における新規の特異性は、トランスジェニックT細胞受容体またはキメラ抗原受容体(CAR)を遺伝子移入することによって首尾良く生じた(Jena, Dotti et al. 2010)。CARは、1つの融合分子の形で1つまたは複数のシグナル伝達ドメインと結合した標的指向性部分からなる合成受容体である。一般的に、CARの結合部分は、モノクローナル抗体の軽鎖断片および可変断片が可動性リンカーによってつながった単鎖抗体(scFv)の抗原結合ドメインからなる。受容体またはリガンドドメインに基づく結合部分も首尾良く用いられてきた。第1世代CARのシグナル伝達ドメインはCD3ζの細胞質領域またはFc受容体γ鎖に由来する。CARを用いることで、リンパ腫および固形腫瘍を含む様々な新生物に由来する腫瘍細胞の表面に発現している抗原にT細胞は首尾良くリダイレクションされている(Jena, Dotti et al. 2010)。
一態様では、本願は、養子T細胞療法およびチェックポイント阻害剤を含む、がんを処置するための併用療法を提供する。一局面では、養子T細胞療法は自己由来および/または同種異系のT細胞を含む。別の局面では、自己由来および/または同種異系のT細胞は腫瘍抗原に対して標的にしている。
4.外科手術
がんを有する人の約60％は、予防手術、診断、または進行度診断のための手術、根治的手術、および姑息的手術を含む何らかの種類の外科手術を受ける。根治的手術は、がん組織の全てまたは一部が物理的に除去、切除、および/または破壊される切除を含み、本発明の処置、化学療法、放射線療法、ホルモン療法、遺伝子療法、免疫療法、および/または代替療法などの他の療法と共に用いられてもよい。腫瘍切除とは、腫瘍の少なくとも一部の物理的除去を指す。腫瘍切除に加えて、外科手術による処置は、レーザー手術、凍結手術、電気手術、および顕微鏡的に管理される手術(microscopically-controlled surgery)(モース術)を含む。
がんの細胞、組織、または腫瘍の一部または全てを切除すると体内に空洞が形成されることがある。処置は、その領域にさらなる抗がん療法を灌流、直接注射、または局所塗布することによって行われてもよい。このような処置は、例えば、1日、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、もしくは7日間ごとに、または1週間、2週間、3週間、4週間、および5週間ごとに、または1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月間、7ヶ月間、8ヶ月間、9ヶ月間、10ヶ月間、11ヶ月間、または12ヶ月間ごとに繰り返されてもよい。これらの処置もまた様々な投与量の処置であり得る。
5.他の作用物質
処置の治療有効性を改善するために、本発明のある特定の局面と組み合わせて他の作用物質が用いられ得ることが意図される。これらのさらなる作用物質には、細胞表面受容体およびギャップ結合のアップレギュレーションに影響を及ぼす作用物質、細胞分裂停止物質および分化物質、細胞接着阻害剤、アポトーシス誘導物質に対する過剰増殖性細胞の感受性を高める作用物質、または他の生物学的作用物質が含まれる。ギャップ結合数を増やすことで細胞間シグナル伝達を増大させると、付近の過剰増殖性細胞集団に対する抗過剰増殖作用が増大する。他の態様では、処置の抗過剰増殖有効性を改善するために、細胞分裂停止物質または分化物質は本発明のある特定の局面と組み合わせて使用することができる。細胞接着阻害剤は本発明の有効性を改善することが意図される。細胞接着阻害剤の例は局所接着キナーゼ(FAK)阻害剤およびロバスタチンである。処置有効性を改善するために、アポトーシスに対する過剰増殖性細胞の感受性を高める他の作用物質、例えば、抗体c225を本発明のある特定の局面と併用できることがさらに意図される。
III.薬学的組成物
治療用物質を発現するまたは含むエキソソームは、腫瘍細胞増殖を阻害するために、最も好ましくは局所進行がんまたは転移がんを有するがん患者のがん細胞を死滅させるために全身投与または局所投与できることが意図される。CRISPRシステムを発現する、または含むエキソソームは静脈内投与、くも膜下腔内投与、および/または腹腔内投与することができる。CRISPRシステムを発現する、または含むエキソソームは単独で投与されてもよく、抗増殖性薬物と組み合わせて投与されてもよい。一態様では、CRISPRシステムを発現する、または含むエキソソームは外科手術または他の処置の前に患者のがん負荷(cancer load)を減らすために投与される。または、CRISPRシステムを発現する、または含むエキソソームは、残存しているがん(例えば、外科手術で除去されなかったがん)が生き残らないことを確かなものにするために外科手術後に投与することができる。
本発明が治療用調製物の特定の性質によって制限されることは意図されない。例えば、このような組成物は、生理学的に許容できる液体、ゲル、固体担体、希釈剤、または賦形剤と一緒に製剤の形で提供することができる。これらの治療用調製物は他の治療用物質と同様に獣医学的使用、例えば、家畜を用いた獣医学的使用、およびヒトにおける臨床的使用のために哺乳動物に投与することができる。一般的に、治療有効性に必要とされる投与量は使用のタイプおよび投与方法ならびに個々の対象の特定の要件に従って変化する。
臨床適用が意図される場合、意図された用途に適した形でエキソソームを含む薬学的組成物を調製することが必要な場合がある。一般的に、薬学的組成物は、薬学的に許容される担体に溶解または分散された、有効量の1種類もしくは複数種類のエキソソームおよび/またはさらなる作用物質を含んでもよい。「薬学的または薬理学的に許容される」という句は、適宜、例えば、ヒトなどの動物に投与された場合に有害な、アレルギー性の、または他の都合悪い反応を生じない分子実体および組成物を指す。本明細書において開示されるエキソソーム、またはさらなる活性成分を含む、薬学的組成物の調製は、参照により本明細書に組み入れられる、Remington’s Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., 1990により例示されるように、本開示を考慮すれば当業者に公知であろう。さらに、動物(例えば、ヒト)への投与の場合、調製物は、FDAの生物製剤部の基準(the FDA Office of Biological Standard)に求められるように無菌性、発熱性、一般安全性、および純度の基準を満たさなければならないことが理解される。
さらに、本発明のある特定の局面によれば、投与に適した組成物は、不活性希釈剤と共に、または不活性希釈剤を伴わずに薬学的に許容される担体に溶解して提供されてもよい。本明細書で使用する「薬学的に許容される担体」は、当業者に公知の任意のおよび全ての水性溶媒(例えば、水、アルコール/水溶液、エタノール、食塩水、非経口ビヒクル、例えば、塩化ナトリウム、リンガーデキストロースなど)、非水性溶媒(例えば、脂肪、油、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、植物油、および注射用有機エステル、例えば、オレイン酸エチル)、脂質、リポソーム、分散媒、コーティング(例えば、レシチン)、界面活性剤、抗酸化物質、防腐剤(例えば、抗菌剤または抗真菌剤、アンチオキシダント、キレート剤、希ガス、パラベン(例えば、メチルパラベン、プロピルパラベン)、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールまたはその組み合わせ)、等張剤(例えば、糖および塩化ナトリウム)、吸収遅延剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン)、塩、薬物、薬物安定剤、ゲル、樹脂、増量剤、結合剤、賦形剤、崩壊剤、潤滑剤、甘味剤、着香剤、色素、液体および栄養補充薬(nutrient replenisher)、このような同様の材料およびその組み合わせを含む。担体は同化できなければならず、液体、半固体、すなわち、ペースト、または固体担体を含む。さらに、所望であれば、前記組成物は微量の補助物質、例えば、湿潤剤もしくは乳化剤、安定化剤、またはpH緩衝剤を含有することがある。薬学的組成物中の様々な成分のpHおよび正確な濃度は周知のパラメータに従って調節される。適切な流動性は、例えば、コーティング、例えば、レシチンを用いることによって、分散液の場合は必要な粒径を維持することによって、界面活性剤を用いることによって維持することができる。
薬学的に許容される担体は特にヒトへの投与のために製剤化されるが、ある特定の態様では、非ヒト動物への投与のために製剤化されたが、ヒトへの投与には(例えば、政府規制のために)許容されない薬学的に許容される担体を使用することが望ましい場合がある。従来の担体が活性成分と適合しない場合を除いて(例えば、レシピエントに有害な、または担体に含まれる組成物の治療効果に有害な場合を除いて)、治療組成物または薬学的組成物における、その使用が意図される。本発明のある特定の局面によれば、前記組成物は、任意の便利な、かつ実用的なやり方で、すなわち、溶解、懸濁、乳化、混合、カプセル化、吸収などによって担体と組み合わされる。このような手法は当業者にとって日常的なものである。
本発明のある特定の態様は、固体、液体、またはエアロゾルの形で投与されるかどうかに応じて、注射などの投与経路のために滅菌する必要があるかどうかに応じて異なるタイプの担体を含んでもよい。前記組成物は、静脈内投与、皮内投与、経皮投与、くも膜下腔内、動脈内投与、腹腔内投与、鼻腔内投与、腟内投与、直腸内投与、筋肉内投与、皮下投与、粘膜投与、経口投与、局部投与、局所投与されてもよく、吸入(例えば、エアロゾル吸入)によって、注射によって、注入によって、連続注入によって、標的細胞を直接浸す局所灌流により、カテーテルを介して、洗浄を介して、脂質組成物(例えば、リポソーム)の中に入れて、または当業者に公知であるような他の方法もしくは前述の任意の組み合わせ(例えば、参照により本明細書に組み入れられる、Remington’s Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., 1990を参照されたい)によって投与されてもよい。
エキソソームは非経口投与用に製剤化することができる、例えば、静脈内経路、筋肉内経路、皮下経路を介した注射用に、または腹腔内経路を介した注射用でも製剤化することができる。典型的に、このような組成物は液体溶液または懸濁液のいずれかで調製することができる。注射前に液体を添加して溶液または懸濁液を調製するために使用するのに適した固体剤形も調製することができる。調製物は乳化することもできる。
注射使用に適した薬学的形態には、滅菌した水溶液または分散液;ゴマ油、ピーナッツ油、またはプロピレングリコール水溶液を含む製剤;および滅菌した注射液または分散液を即時調製するための滅菌した散剤が含まれる。すべての場合で、剤形は無菌でなければならず、容易に注射できる程度に液状でならなければならない。剤形はまた製造および保管の条件下で安定でなければならず、細菌および菌類などの微生物の汚染作用から守らなくてはならない。
製剤化されたら、溶液は、投与製剤と適合するやり方で、かつ治療に有効な量で投与される。製剤は様々な剤形で容易に投与され、例えば、注射液、または肺に送達する場合にはエアロゾルなど非経口投与用に製剤化されるか、または薬物放出カプセルなどの食事投与用に製剤化される。
「単位用量」または「投与量」という用語は、対象における使用に適した物理的に別個の単位を指し、それぞれの単位は、投与、すなわち、適切な経路および処置レジメンに関連して前記で議論された所望の応答を生じるように計算された所定量の治療用組成物を含有する。投与しようとする量は、治療の回数および単位用量に応じて、所望の効果に左右される。患者または対象に投与される本発明の組成物の実際の投与量は、身体的要因および生理学的要因、例えば、対象の体重、年齢、健康状態、および性別、処置されている疾患のタイプ、疾患侵入の程度、以前の治療介入または同時治療介入、患者の特発性疾患、投与経路、ならびに特定の治療物質の効力、安定性、および毒性によって決定することができる。例えば、用量はまた、1回の投与につき約1μg/kg/体重～約1000mg/kg/体重(このような範囲は、その間の用量を含む)またはそれより多い用量、およびその中から導き出せる任意の範囲も含んでよい。本明細書において列挙された数から導き出せる範囲の非限定的な例では、約5μg/kg/体重～約100mg/kg/体重、約5μg/kg/体重～約500mg/kg/体重などの範囲を投与することができる。投与を担当する医者は、どんな状況でも、組成物中の活性成分の濃度と、個々の対象に適した用量を決定する。
動物患者に投与された組成物の実際の投与量は、身体的要因および生理学的要因、例えば、体重、状態の重篤度、処置されている疾患のタイプ、以前の治療介入または同時治療介入、患者の特発性疾患、および投与経路によって決定することができる。投与量および投与経路に応じて、好ましい投与量および/または有効量の投与の回数は対象の応答に従って変化することがある。投与を担当する医者は、どんな状況でも、組成物中の活性成分の濃度と、個々の対象に適した用量を決定する。
ある特定の態様では、薬学的組成物は、例えば、少なくとも約0.1％の活性化合物を含んでもよい。他の態様では、活性化合物は、例えば、単位の重量の約2％～約75％または約25％～約60％、およびその中から導き出せる任意の範囲を含んでもよい。天然では、それぞれの治療上有用な組成物中には、化合物のある特定の単位用量で適切な投与量が得られるようなやり方で、前記の量の活性化合物が調製され得る。溶解度、バイオアベイラビリティ、生物学的半減期、投与経路、製品の貯蔵寿命、ならびに他の薬理学的な考慮すべき事項などの要因が、このような薬学的製剤を調製する当業者によって検討され、従って、様々な投与量および処置レジメンが望ましい場合がある。
他の非限定的な例では、用量はまた、1回の投与につき、約1マイクログラム/kg/体重、約5マイクログラム/kg/体重、約10マイクログラム/kg/体重、約50マイクログラム/kg/体重、約100マイクログラム/kg/体重、約200マイクログラム/kg/体重、約350マイクログラム/kg/体重、約500マイクログラム/kg/体重、約1ミリグラム/kg/体重、約5ミリグラム/kg/体重、約10ミリグラム/kg/体重、約50ミリグラム/kg/体重、約100ミリグラム/kg/体重、約200ミリグラム/kg/体重、約350ミリグラム/kg/体重、約500ミリグラム/kg/体重～約1000ミリグラム/kg/体重、またはそれより多く、およびその中から導き出せる任意の範囲も含んでもよい。本明細書において列挙された数から導き出せる範囲の非限定的な例では、上記の数に基づいて、約5ミリグラム/kg/体重～約100ミリグラム/kg/体重、約5マイクログラム/kg/体重～約500ミリグラム/kg/体重などの範囲を投与することができる。
IV.エキソソームカーゴ
A.核酸およびベクター
本発明のある特定の局面では、治療用タンパク質または抗体をコードする核酸配列が開示され得る。どの発現系が用いられるかに応じて、核酸配列は従来の方法に基づいて選択することができる。例えば、それぞれの遺伝子またはその変種は、ある特定の系において発現するようにコドン最適化されてもよい。関心対象のタンパク質を発現するために様々なベクターも使用することができる。例示的なベクターには、プラスミドベクター、ウイルスベクター、トランスポゾン、またはリポソームベースのベクターが含まれるが、これに限定されない。
B.組換えタンパク質
一部の態様は、例えば治療用抗体などの組換えタンパク質およびポリペプチドに関する。一部の態様において、治療抗体は、細胞内タンパク質に特異的または選択的に結合する抗体であってもよい。さらなる局面では、前記タンパク質またはポリペプチドは血清安定性を高めるように改変されてもよい。従って、本願が「改変されたタンパク質」または「改変されたポリペプチド」の機能または活性について言及している場合に、これは、例えば、改変されていないタンパク質またはポリペプチドと比べて、さらなる利点を有するタンパク質またはポリペプチドを含むと当業者に理解されるだろう。「改変されたタンパク質」に関する態様は「改変されたポリペプチド」に関して実施されることがあり、逆もまた同じであると特に意図される。
本明細書で使用するタンパク質またはペプチドは、一般的に、遺伝子から翻訳される、約200アミノ酸超から完全長配列までのタンパク質;約100アミノ酸超のポリペプチド;および/または約3～約100アミノ酸のペプチドを指すが、これに限定されない。便宜的に、「タンパク質」、「ポリペプチド」、および「ペプチドという用語は本明細書中、同義で用いられる。
本明細書で使用する「アミノ酸残基」は、当技術分野において公知の任意の天然アミノ酸、任意のアミノ酸誘導体、または任意のアミノ酸模倣物を指す。ある特定の態様では、タンパク質またはペプチドの残基は連続しており、アミノ酸残基配列を非アミノ酸は中断しない。他の態様では、この配列は1つまたは複数の非アミノ酸部分を含むことがある。特定の態様では、タンパク質またはペプチドの残基の配列は1つまたは複数の非アミノ酸部分によって中断されることがある。
従って、「タンパク質またはペプチド」という用語は、天然のタンパク質に見出される20種類の一般アミノ酸のうちの少なくとも1つ、または少なくとも1つの修飾アミノ酸もしくは珍しいアミノ酸を含むアミノ酸配列を含む。
C.阻害RNA
siRNA(例えば、siNA)は当技術分野において周知である。例えば、siRNAおよび二本鎖RNAは、米国特許第6,506,559号および同第6,573,099号ならびに米国特許出願第2003/0051263号、同第2003/0055020号、同第2004/0265839号、同第2002/0168707号、同第2003/0159161号、および同第2004/0064842号に記載されている。これらは全て、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
siRNA内では核酸成分は全体を通して同じタイプまたは均一である必要はない(例えば、siRNAはヌクレオチドおよび核酸またはヌクレオチド類似体を含んでもよい)。典型的に、siRNAは二本鎖構造を形成する。二本鎖構造は、部分的または完全に相補的な2つの別々の核酸に起因してもよい。本発明のある特定の態様では、siRNAは1本の核酸(ポリヌクレオチド)または核酸類似体しか含んでおらず、自身で相補する(例えば、ヘアピンループを形成する)ことによって二本鎖構造を形成してもよい。siRNAの二本鎖構造は、16、20、25、30、35、40、45、50、60、65、70、75、80、85、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500個、またはそれより多い連続した核酸塩基を、その中にある全ての範囲を含めて含んでもよい。siRNAは、相補的核酸(同じ核酸の別の部分または別々の相補的核酸でもよい)とハイブリダイズして二本鎖構造を形成する、17～35個の連続した核酸塩基、より好ましくは18～30個の連続した核酸塩基、より好ましくは19～25個の核酸塩基、より好ましくは20～23個の連続した核酸塩基、または20～22個の連続した核酸塩基、または21個の連続した核酸塩基を含んでもよい。
本発明の方法を実施するのに有用な本発明の剤にはsiRNAが含まれるが、これに限定されない。典型的に、本明細書において低分子干渉RNA(siRNA)と代わりに呼ばれることがある二本鎖RNA(dsRNA)の導入は、RNA干渉またはRNAiと呼ばれる現象である強力かつ特異的な遺伝子サイレンシングを誘導する。RNA干渉は「共抑制」、「転写後遺伝子サイレンシング」、「センス抑制(sense suppression)」、および「クエリング(quelling)」と呼ばれてきた。RNAiは特定の遺伝子の活性をノックアウトするための手段を提供するので魅力的なバイオテクノロジーツールである。
RNAiを設計する際に、siRNAの性質、サイレンシング効果の永続性、および送達系の選択などの考慮する必要がある、いくつかの要因がある。RNAi効果を生じさせるために、生物に導入されるsiRNAは典型的にはエキソン配列を含有する。さらに、RNAiプロセスは相同性に依存する。そのため、相同であるが、遺伝子特異的でない配列間の相互干渉の可能性を最小にしながら遺伝子特異性を最大にするように、配列を注意深く選択しなければならない。好ましくは、siRNAは、siRNA配列と、阻害しようとする遺伝子との間で80％超、85％超、90％超、95％超、98％超の同一性、または100％の同一性さえ示す。標的遺伝子との同一性が約80％未満の配列は効果がかなり小さい。従って、siRNAと、阻害しようとする遺伝子との間の相同性が大きいほど、無関係の遺伝子の発現が影響を受ける可能性が小さくなる。
さらに、siRNAのサイズは重要な考慮すべき事項である。一部の態様では、本発明は、少なくとも約19～25ヌクレオチドを含み、遺伝子発現を調整することができるsiRNA分子に関する。本発明の文脈において、siRNAは、好ましくは、長さが500、200、100、50、または25ヌクレオチド未満である。より好ましくは、siRNAは長さが約19ヌクレオチド～約25ヌクレオチドである。
標的遺伝子は、一般的に、ポリペプチドをコードする領域を含むポリヌクレオチド、あるいは複製、転写、もしくは翻訳、またはポリペプチドの発現に重要な他のプロセスを調節するポリヌクレオチド領域、あるいはポリペプチドをコードする領域と、発現を調節する、ポリペプチドをコードする領域に機能的に連結される領域を両方とも含むポリヌクレオチドを意味する。細胞において発現されている、あらゆる遺伝子を標的にすることができる。好ましくは、標的遺伝子は、疾患に重要な細胞活性の進行に関与もしくは関連する遺伝子、または研究対象として特に関心が高い遺伝子である。
siRNAは商業的供給業者、天然供給源から入手することができる、または当業者に周知の多数の技法のどれを用いても合成することができる。例えば、予め設計されたsiRNAの商業的供給業者の1つはAmbion(登録商標), Austin, Texである。別の商業的供給業者はQiagen(登録商標)(Valencia, Calif.)である。本発明の組成物および方法において適用できる阻害核酸は、任意の供給業者によって関心対象のタンパク質の検証済みのダウンレギュレーターであることが見出されている、どんな核酸配列でもよい。過度の実験なく、かつ本発明の開示を用いれば、さらなるsiRNAを設計し、本発明の方法を実施するために使用できることが理解される。
siRNAはまた1つまたは複数のヌクレオチドの変化を含んでもよい。このような変化には、例えば、19～25ヌクレオチドRNAの末端への、または(RNAの1つもしくは複数のヌクレオチドにおける)内部への非ヌクレオチド材料の付加が含まれ得る。ある特定の局面では、RNA分子は3’-ヒドロキシル基を含有する。本発明のRNA分子中のヌクレオチドはまた、非天然のヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドを含む非標準的なヌクレオチドも含んでよい。二本鎖オリゴヌクレオチドは、修飾されたバックボーン、例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、または当技術分野において公知の他の修飾されたバックボーンを含有してもよく、非天然のヌクレオシド間結合を含有してもよい。siRNAのさらなる修飾(例えば、2’-O-メチルリボヌクレオチド、2’-デオキシ-2’-フルオロリボヌクレオチド、「ユニバーサル塩基(universal base)」ヌクレオチド、5-C-メチルヌクレオチド、1つまたは複数のホスホロチオエートヌクレオシド間結合、および逆位デオキシ脱塩基残基組込み(inverted deoxyabasic residue incorporation))は米国特許出願公開第2004/0019001号および米国特許第6,673,611号において見出される(これらのそれぞれが、その全体が参照により本明細書に組み入れられる)。ひとまとめにして、前述された、このような変化した核酸またはRNAは全て修飾siRNAと呼ばれる。
D.遺伝子編集システム
一般的に、「CRISPRシステム」とは、Cas遺伝子をコードする配列を含むCRISPR関連(「Cas」)遺伝子の発現または活性誘導に関与する転写物および他のエレメント、tracr(トランス活性化CRISPR)配列(例えば、tracrRNAもしくは活性のある部分的tracrRNA)、tracr-mate配列(内因性CRISPRシステムの文脈では「ダイレクトリピート」およびtracrRNAによってプロセシングされた部分的ダイレクトリピートを含む)、ガイド配列(内因性CRISPRシステムの文脈では「スペーサー」とも呼ばれる)、ならびに/またはCRISPR遺伝子座に由来する他の配列および転写物を総称して指す。
CRISPR/CasヌクレアーゼまたはCRISPR/Casヌクレアーゼシステムは、DNAに配列特異的に結合するノンコーディングRNA分子(ガイド)RNAと、ヌクレアーゼ機能(例えば、2つのヌクレアーゼドメイン)を有するCasタンパク質(例えば、Cas9)を含んでもよい。CRISPRシステムの1つまたは複数のエレメントはI型、II型、またはIII型CRISPRシステムに由来してもよく、例えば、化膿性連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)などの内因性CRISPRシステムを含む特定の生物に由来してもよい。
一部の局面では、CasヌクレアーゼおよびgRNA(標的配列に特異的なcrRNAと、ある決まったtracrRNAの融合体とを含む)が細胞に導入される。一般的に、gRNAの5'末端における標的部位は、相補的塩基対合を用いて、標的部位、例えば、遺伝子をCasヌクレアーゼの標的にする。標的部位は、プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列のすぐ5'側、例えば、典型的にはNGGまたはNAGのすぐ5'側のその場所に基づいて選択され得る。この点に関して、gRNAは、標的DNA配列に対応するようにガイドRNAの最初の20、19、18、17、16、15、14、14、12、11、または10ヌクレオチドを改変することによって所望の配列を標的にする。一般的に、CRISPRシステムは、標的配列部位にCRISPR複合体形成を促進するエレメントによって特徴付けられる。典型的には、「標的配列」とは、一般的に、ガイド配列が相補性を有するように設計されている配列を指し、この場合、標的配列とガイド配列の間でハイブリダイズすることでCRISPR複合体の形成が促進される。ハイブリダイゼーションを引き起こし、CRISPR複合体の形成を促進するのに十分な相補性があれば、完全な相補性が必ずしも必要とされるわけではない。
CRISPRシステムは標的部位に二本鎖切断(DSB)を誘導し、その後に、本明細書において開示されるように破壊を誘導することができる。他の態様では、「ニッカーゼ」と考えられるCas9変種は、1本鎖の標的部位に切れ目を入れるために用いられる。対になるニッカーゼを、例えば、特異性を改善するために使用することができ、ニックが同時に導入されて5'オーバーハングが導入されるように、それぞれのニッカーゼは、配列を標的にする一対の異なるgRNAによって向けられる。他の態様では、遺伝子発現に影響を及ぼすために、触媒的に不活性なCas9が、転写リプレッサーまたはアクチベーターなどの異種エフェクタードメインと融合される。
標的配列は、任意のポリヌクレオチド、例えば、DNAまたはRNAポリヌクレオチドを含んでよい。標的配列は細胞の核または細胞質に、例えば、細胞の細胞小器官の中にあってもよい。一般的に、標的配列を含む標的遺伝子座への組換えに用いられ得る配列またはテンプレートは「編集テンプレート」または「編集ポリヌクレオチド」または「編集配列」と呼ばれる。一部の局面では、外因性テンプレートポリヌクレオチドが編集テンプレートと呼ばれることがある。一部の局面では、組換えは相同組換えである。
典型的に、内因性CRISPRシステムの文脈では、CRISPR複合体(標的配列にハイブリダイズし、1つまたは複数のCasタンパク質と複合体化したガイド配列を含む)が形成すると、標的配列の中で、または標的配列の付近で(例えば、標的配列から1塩基対、2塩基対、3塩基対、4塩基対、5塩基対、6塩基対、7塩基対、8塩基対、9塩基対、10塩基対、20塩基対、50塩基対、またはそれより多い塩基対の範囲内で)一方の鎖または両方の鎖が切断される。tracr配列はまた野生型tracr配列の全てもしくは一部(例えば、野生型tracr配列の約20個、約26個、約32個、約45個、約48個、約54個、約63個、約67個、約85個のもしくはそれより多いヌクレオチド、または約20個超、約26個超、約32個超、約45個超、約48個超、約54個超、約63個超、約67個超、約85個超のもしくはそれより多いヌクレオチド)を含んでもよく、あるいはそれからなってもよく、例えば、tracr配列の少なくとも一部に沿って、ガイド配列に機能的に連結されたtracr mate配列の全てまたは一部にハイブリダイズすることでCRISPR複合体の一部になり得る。tracr配列は、ハイブリダイズし、CRISPR複合体の形成に関与するのに十分な、tracr mate配列に対する相補性、例えば、最適にアラインメントされた場合に、tracr mate配列の長さに沿って少なくとも50％、少なくとも60％、少なくとも70％、少なくとも80％、少なくとも90％、少なくとも95％、または少なくとも99％の配列相補性を有する。
CRISPRシステムの1つまたは複数のエレメントを発現させることで1つまたは複数の標的部位にCRISPR複合体が形成されるように、CRISPRシステムの前記エレメントを発現させる1つまたは複数のベクターを細胞に導入することができる。成分はタンパク質および/またはRNAとしても細胞に送達することができる。例えば、Cas酵素、tracr-mate配列と連結したガイド配列、およびtracr配列はそれぞれが、別々のベクター上で別々の調節エレメントに機能的に連結することができる。または、1つのベクターの中で、同じ、または異なる調節エレメントから発現されるエレメントの2つ以上が、第1のベクターに含まれないCRISPRシステムの任意の成分を供給する1つまたは複数のさらなるベクターと組み合わされてもよい。このベクターは1つまたは複数の挿入部位、例えば、制限エンドヌクレアーゼ認識配列(「クローニング部位」とも呼ばれる)を含んでもよい。一部の態様では、1つまたは複数の挿入部位は、1つまたは複数のベクターの1つまたは複数の配列エレメントの上流および/または下流に位置する。複数の異なるガイド配列が用いられる場合には、1種類の発現構築物が、細胞内の複数の異なる対応する標的配列をCRISPR活性の標的にするために用いられてもよい。
ベクターは、CRISPR酵素、例えば、Casタンパク質をコードする酵素コード配列に機能的に連結された調節エレメントを含んでもよい。Casタンパク質の非限定的な例には、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas6、Cas7、Cas8、Cas9(Csn1およびCsx12とも知られる)、Cas10、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csfl、Csf2、Csf3、Csf4、そのホモログ、またはその改変バージョンが含まれる。これらの酵素は公知である。例えば、S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9タンパク質のアミノ酸配列はSwissProtデータベースにおいてアクセッション番号Q99ZW2で見られ得る。
CRISPR酵素はCas9(例えば、S.ピオゲネスまたはS.ニューモニア(S.pneumonia)に由来する)でもよい。CRISPR酵素は、標的配列の場所で、例えば、標的配列内で、および/または標的配列の相補鎖内で一方の鎖または両方の鎖の切断を誘導することができる。このベクターは、変異したCRISPR酵素から、標的配列を含有する標的ポリヌクレオチドの一方の鎖または両方の鎖を切断する能力が無くなるように、対応する野生型酵素に対して変異したCRISPR酵素をコードすることができる。例えば、S.ピオゲネスに由来するCas9のRuvC I触媒ドメインにおけるアスパラギン酸からアラニンへの置換(D10A)は、両方の鎖を切断するヌクレアーゼに由来するCas9をニッカーゼ(1本の鎖を切断する)に変換する。一部の態様では、Cas9ニッカーゼは、ガイド配列、例えば、それぞれ、DNA標的のセンス鎖とアンチセンス鎖を標的にする2つのガイド配列と組み合わせて用いられることがある。この組み合わせを用いると、両方の鎖に切れ目を入れ、NHEJまたはHDRを誘導するために使用することが可能になる。
一部の態様では、CRISPR酵素をコードする酵素コード配列は、真核細胞などの特定の細胞において発現するようにコドン最適化される。真核細胞は、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、または非ヒト霊長類を含むが、これに限定されない、ある特定の生物、例えば、哺乳動物の真核細胞でもよく、それに由来してもよい。一般的に、コドン最適化は、関心対象の宿主細胞における発現を強化するために、天然アミノ酸配列を維持しながら、天然配列の少なくとも1つのコドンを、その宿主細胞の遺伝子において頻繁に、または最も頻繁に用いられるコドンと置き換えることによって核酸配列を改変するプロセスを指す。様々な種が、ある特定のアミノ酸のある特定のコドンについて特有のバイアスを示す。コドンバイアス(生物間のコドン使用頻度の差)はメッセンジャーRNA(mRNA)の翻訳効率と相関関係があることが多く、その結果として、メッセンジャーRNA(mRNA)の翻訳効率は、特に、コドンが翻訳される性質と、特定のトランスファーRNA(tRNA)分子の利用可能性に依存すると考えられている。ある細胞では、選択されたtRNAの数が優勢なことは、そのコドンが、ペプチド合成において最も頻繁に用いられるコドンであることを反映している。従って、ある特定の生物において最適に遺伝子発現するように、コドン最適化に基づいて遺伝子を合わせることができる。
一般的に、ガイド配列は、標的配列とハイブリダイズし、CRISPR複合体と標的配列との配列特異的結合を誘導するのに十分な、標的ポリヌクレオチド配列との相補性を有する任意のポリヌクレオチド配列である。一部の態様では、ガイド配列とその対応する標的配列との間の相補性の程度は、適切なアラインメントアルゴリズムを用いて適切にアラインメントされた場合には、約50％、約60％、約75％、約80％、約85％、約90％、約95％、約97.5％、約99％、もしくはそれより大きいか、または約50％超、約60％超、約75％超、約80％超、約85％超、約90％超、約95％超、約97.5％超、約99％超、もしくはそれより大きい。
最適アラインメントは、配列をアラインメントするための任意の適切なアルゴリズムを用いて決定することができる。この非限定的な例には、Smith-Watermanアルゴリズム、Needleman-Wunschアルゴリズム、Burrows-Wheeler Transformに基づくアルゴリズム(例えば、Burrows Wheeler Aligner)、Clustal W、Clustal X、BLAT、Novoalign(Novocraft Technologies、ELAND(Illumina, San Diego, Calif.)、SOAP(soap.genomics.org.cnから入手可能)、およびMaq (maq.sourceforge.netから入手可能)が含まれる。
CRISPR酵素は、1種類または複数種類の異種タンパク質ドメインを含む、融合タンパク質の一部でもよい。CRISPR酵素融合タンパク質は、任意の2つのドメイン間に任意のさらなるタンパク質配列、任意で、リンカー配列を含んでもよい。CRISPR酵素に融合され得るタンパク質ドメインの例には、エピトープタグ、レポーター遺伝子配列、ならびに以下の活性:メチラーゼ活性、デメチラーゼ活性、転写活性化活性、転写抑制活性、転写放出因子活性、ヒストン修飾活性、RNA切断活性、および核酸結合活性の1つまたは複数を有するタンパク質ドメインが含まれるが、それに限定されるわけではない。エピトープタグの非限定的な例には、ヒスチジン(His)タグ、V5タグ、FLAGタグ、インフルエンザ血球凝集素(HA)タグ、Mycタグ、VSV-Gタグ、およびチオレドキシン(Trx)タグが含まれる。レポーター遺伝子の例には、グルタチオン-5-トランスフェラーゼ(GST)、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)βガラクトシダーゼ、β-グルクロニダーゼ、ルシフェラーゼ、緑色蛍光タンパク質(GFP)、HcRed、DsRed、シアン蛍光タンパク質(CFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)、および青色蛍光タンパク質(BFP)を含む自己蛍光(autofluorescent)タンパク質が含まれるが、これに限定されない。CRISPR酵素は、DNA分子に結合するか、または、マルトース結合タンパク質(MBP)、S-タグ、LexA DNA結合ドメイン(DBD)融合体、GAL4A DNA結合ドメイン融合体、および単純ヘルペスウイルス(HSV)BP16タンパク質融合体を含むがこれに限定されない他の細胞分子に結合する、タンパク質またはタンパク質断片をコードする遺伝子配列と融合されてもよい。CRISPR酵素を含む融合タンパク質の一部となり得る、さらなるドメインは、参照により本明細書に組み入れられるUS20110059502に記載されている。
V.キットおよび診断剤
本発明の様々な局面では、エキソソームを体液または組織培養培地から精製するための必要な成分を含むキットが想定される。他の局面では、エキソソームを単離してエキソソームに治療用核酸、治療用タンパク質、または阻害RNAをトランスフェクトするための必要な成分を備えるキットが想定される。キットは、このような任意の成分を含む1つまたは複数の密封したバイアルを含んでもよい。一部の態様では、キットはまた、キットの成分と反応しない容器である適切な容器手段、例えば、エッペンドルフチューブ、アッセイプレート、注射器、瓶、またはチューブも備えてよい。容器は、プラスチックまたはガラスなどの滅菌可能な材料から作製されてもよい。キットは、本明細書において説明される方法の手順工程を概説する指示書をさらに備えてもよく、本明細書に記載のものと実質的に同じ手順に従うか、または当業者に公知である。コンピュータを用いて実行された場合に、試料からエキソソームを精製して治療用カーゴをエキソソームにトランスフェクトする、現実または仮想の手法を表示する、機械可読指示書を備える、コンピュータ可読媒体中に、指示書の情報は存在してもよい。
VI.実施例
以下の実施例は、本発明の好ましい態様を証明するために含まれる。以下の実施例に開示される技法は、本発明者が発見した技法が本発明の実施において十分に機能することを示すこと、かつ、従って、本発明を実施するための好ましい態様を構成すると考えられ得ることが、当業者に理解されるはずである。しかしながら、本開示を考慮すれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、開示された特定の態様において多くの変更を加えることができ、それでもなお、類似または同様の結果を得ることができると当業者に理解されるはずである。
実施例1 - エキソソームを用いたPanc-1同所性腫瘍へのTP53R273H siRNAの送達
TP53R273Hを標的とするsiRNA
Figure 2024123188000003
を、TP53R273Hのホモ接合性変異体であるPanc-1細胞でのノックダウン効率についてリポフェクタミントランスフェクションを用いて試験した(図1A)。
KrasG12Dを特異的に標的化するようにsiRNA構築物を設計した。siRNA配列
Figure 2024123188000004
は、細胞株および動物モデルにおいて見出されるKrasG12D変異のグリシン→アスパラギン酸アミノ酸置換を特異的に標的化することを目的とした野生型Kras遺伝子配列からのG→Aヌクレオチドへの逸脱(下線と太字で示した)と、サイレンシング効率を促進することを目的としたTTヌクレオチドオーバーハング(下線で示した)を反映している(Rejiba et al., 2007; Ma et al., 2004; Du et al., 2005)。
Panc-1 GFP/Luc同所性腫瘍を有するマウスを、(1)対照エキソソーム、(2)TP53R273H標的siRNAを含有するエキソソーム、または(3)TP53R273H標的siRNAを含有するエキソソームとKrasG12D含有siRNAを含有するエキソソームのいずれかで(i.p.)処置した。対照群は最も高いレベルの腫瘍成長を示し(図1BおよびC)、両治療群とも腫瘍負荷を低減することが見出された(図1BおよびC)。
肝臓および膵臓へのエキソソームの送達を評価するために、成獣アカゲザルに非標識エキソソーム(対照)またはPKH膜色素で標識したエキソソーム(PKHエキソソーム)を静脈内投与した。サルの肝臓および膵臓を凍結し、切片化し、スライド上に載せた。核の輪郭をはっきりさせるためにDAPIで対比染色した切片の顕微鏡による評価から、肝臓および膵臓にエキソソームが強くかつ特異的に蓄積することが分かった(図2)。さらに、エキソソームと膵臓細胞核が共局在することも観察された(図3A)。肝臓および膵臓に認められたエキソソームフォーカスサイズの定量分析と、肝臓と比較した膵臓における大きなサイズのフォーカスおよび細胞当たりの多量のエキソソーム蓄積(図3B)。
様々な臓器へのエキソソームカーゴの送達を評価するために、2匹のサルに静脈内(i.v.)でiExosomeを与え、3番目のサルに腹腔内(i.p.)でiExosomeを与えた。成獣アカゲザルに投与した後の(エキソソーム内)siRNAペイロードの定量をq-PCR分析によって確かめた(図4)。
本明細書において開示および請求された方法は全て、本開示を考慮すれば過度の実験なく作製および実施することができる。本発明の組成物および方法が好ましい態様に関して説明されたが、本発明の概念、精神、および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方法および本明細書に記載の方法の工程または工程の順序に変更を加えることができることは当業者に明らかである。さらに具体的には、本明細書に記載の作用物質の代わりに、化学的および生理学的に関連している、ある特定の作用物質を使用することができ、それと同時に、同一の結果または類似の結果が得られることは明らかである。当業者に明らかな、このような類似する代用および変更は全て、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神、範囲、および概念の範囲内であると考えられる。
参照文献
以下の参照文献は、例示的な手順の詳細または本明細書に記載のものを補足する他の詳細を示す程度まで参照により本明細書に特に組み入れられる。
Figure 2024123188000005
Figure 2024123188000006
Figure 2024123188000007
Figure 2024123188000008
Figure 2024123188000009
配列情報
SEQUENCE LISTING
<110> Board of Regents, The University of Texas System
<120> THERAPEUTIC MODULATION OF TUMOR SUPPRESSORS USING EXOSOMES
<150> US 62/659,859
<151> 2018-04-19
<160> 2
<170> PatentIn version 3.5

<210> 1
<211> 21
<212> RNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Synthetic oligonucleotide
<400> 1
cagcuuugag gugcauguuu g 21

<210> 2
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Synthetic oligonucleotide
<400> 2
guuggagcug auggcguagt t 21

Claims (45)

  1. ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体を不活性化する治療用物質カーゴを含む脂質ベースナノ粒子を含む、組成物。
  2. 前記脂質ベースナノ粒子がその表面にCD47を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記脂質ベースナノ粒子がその表面に増殖因子を含む、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記脂質ベースナノ粒子がリポソームまたはエキソソームである、請求項1に記載の組成物。
  5. 前記治療用物質カーゴが、治療用タンパク質、抗体、阻害RNA、遺伝子編集システム、または低分子薬物である、請求項1に記載の組成物。
  6. 前記治療用タンパク質が、前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体のドミナントネガティブバージョンに対応する、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記抗体が細胞内抗原に結合する、請求項5に記載の組成物。
  8. 前記抗体が、完全長抗体、scFv、Fab断片、(Fab)2、ダイアボディ、トリアボディ、またはミニボディである、請求項5に記載の組成物。
  9. 前記阻害RNAがsiRNA、shRNA、miRNA、またはプレmiRNAである、請求項5に記載の組成物。
  10. 前記siRNAが、前記ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体の発現をノックダウンする、請求項9に記載の組成物。
  11. 前記遺伝子編集システムがCRISPRシステムである、請求項9に記載の組成物。
  12. 前記CRISPRシステムがエンドヌクレアーゼおよびガイドRNA(gRNA)を含む、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記エンドヌクレアーゼおよび前記gRNAが、前記エキソソーム内の単一の核酸分子上にコードされている、請求項12に記載の組成物。
  14. 前記CRISPRシステムが発がん変異を標的にする、請求項11に記載の組成物。
  15. 前記ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体または発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体が1つまたは複数の点変異である、請求項14に記載の組成物。
  16. 前記腫瘍抑制因子が、ACVR1B、APC、ARID1B、ARID2、ASXL1、ATM、ATRX、AXIN1、B2M、BAP1、BCOR、BLU(Beta*)、BRCA1、BRCA2、CACNA2D2(Gene26)、CASP8、C-CAM、CDKN1A(p21)、CDKN1B(p27)、CDKN1C(p57)、CDKN2A(p16)、CDKN2D(p19)、CEBPA、CFTR、CIC、CHK2、CREBBP、CTS-1、CYB561D2、CYLD、DAXX、DCC、DPC4、EP300、FAM123B、FCC、FUBP1、FUS1、GATA1、GATA3、HIN-1、HNF1A、HYAL1(Luca-10、HYAL2(Luca-2)、KDM5C、KDM6A、KRAS、KRAS2b、MADR2/JV18、MAP3K1、MCC、MEN1、MEN2、MLH1、MLL2、MLL3、MMAC1、MSH2、MSH6、MTS1、NCOR1、NF1、NF2、NOTCH1、NOTCH2、NPM1、NPRL2(Gene21)、PAX5、PBRM1、PHF6、PIK3R1、PL6、PLAGL1、PRDM1、PTCH1、PTEN、RASSF1(123F2)、RB1、RNF43、RUNX1、SCGB1A1、SEMA3A、SETD2、Skp2、SMAD2、SMAD4、SMARCA4、SMARCB1、SOCS1、SOX9、STAG2、STK11、TET2、TNPAIP3、TP53、TP73、TRAF7、TSC1、VHL、WRN、WT1、またはWWOXである、請求項1に記載の組成物。
  17. 前記腫瘍抑制因子がTP53である、請求項1に記載の組成物。
  18. 前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体がTP53R273Hである、請求項17に記載の組成物。
  19. 前記治療用物質がsiRNAであり、該siRNAがSEQ ID NO:1の配列を有する、請求項18に記載の組成物。
  20. 前記腫瘍抑制因子がKRASである、請求項1に記載の組成物。
  21. 前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体がKRASG12Dである、請求項20に記載の組成物。
  22. 前記治療用物質がsiRNAであり、該siRNAがSEQ ID NO:2の配列を有する、請求項21に記載の組成物。
  23. SEQ ID NO:1の配列を有するsiRNAを含む第1の脂質ベースナノ粒子と、SEQ ID NO:2の配列を有するsiRNAを含む第2の脂質ベースナノ粒子とを含む、請求項1に記載の組成物。
  24. 請求項1～23のいずれか一項に記載の脂質ベースナノ粒子ナノ粒子と、賦形剤とを含む、薬学的組成物。
  25. 非経口投与用に製剤化されている、請求項24に記載の組成物。
  26. 静脈内注射用、筋肉内注射用、皮下注射用、または腹腔内注射用に製剤化されている、請求項25に記載の組成物。
  27. 抗菌剤をさらに含む、請求項25に記載の組成物。
  28. 前記抗菌剤が、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セントリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、エキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、またはチメロサールである、請求項27に記載の組成物。
  29. その必要のある患者においてがんを処置する方法であって、請求項24～28のいずれか一項に記載の組成物を該患者に投与し、それによって該患者において該がんを処置する工程を含む、該方法。
  30. 投与によって前記患者におけるがん細胞への前記治療用物質カーゴの送達がもたらされる、請求項29に記載の方法。
  31. がんが、乳がん、肺がん、頭頸部がん、前立腺がん、食道がん、気管がん、脳がん、肝臓がん、膀胱がん、胃がん、膵臓がん、卵巣がん、子宮がん、子宮頸がん、精巣がん、結腸がん、直腸がん、または皮膚がんである、請求項29に記載の方法。
  32. 前記膵臓がんが膵管腺がんである、請求項31に記載の方法。
  33. 前記がんが転移性である、請求項29に記載の方法。
  34. 前記がんが、前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体についてホモ接合性である、請求項29に記載の方法。
  35. 前記がん細胞が、前記発がん性機能獲得型腫瘍抑制因子変異体についてヘテロ接合性である、請求項29に記載の方法。
  36. 前記がん細胞が、前記ドミナントネガティブ腫瘍抑制因子変異体についてホモ接合性である、請求項29に記載の方法。
  37. 前記投与が全身投与である、請求項29に記載の方法。
  38. 前記全身投与が静脈内投与である、請求項37に記載の方法。
  39. 少なくとも第2の療法を前記患者に実施する工程をさらに含む、請求項29に記載の方法。
  40. 前記第2の療法が、外科的療法、化学療法、放射線療法、寒冷療法、ホルモン療法、または免疫療法を含む、請求項39に記載の方法。
  41. 前記患者がヒトである、請求項29に記載の方法。
  42. 前記脂質ベースナノ粒子がエキソソームであり、該エキソソームが前記患者にとって自己由来である、請求項41に記載の方法。
  43. 前記エキソソームが、前記患者から得られた体液試料から得られる、請求項42に記載の方法。
  44. 前記体液試料が、血液、リンパ液、唾液、尿、脳脊髄液、骨髄吸引液、眼滲出物/涙、または血清である、請求項43に記載の方法。
  45. 前記がんの部位に増殖因子勾配を提供して該部位に前記エキソソームを誘引しかつ該部位に前記治療用物質を送達する工程をさらに含む、請求項29に記載の方法。
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