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JP6865253B2 - 免疫調節方法及び組成物 - Google Patents

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JP6865253B2
JP6865253B2 JP2019143575A JP2019143575A JP6865253B2 JP 6865253 B2 JP6865253 B2 JP 6865253B2 JP 2019143575 A JP2019143575 A JP 2019143575A JP 2019143575 A JP2019143575 A JP 2019143575A JP 6865253 B2 JP6865253 B2 JP 6865253B2
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Description

本発明の分野は、疾患及び障害を治療するための医薬組成物である。
異常な免疫活性化は、多くのヒト疾患及び病態の顕著な特徴である。自己免疫疾患は、
生体の免疫系が自己抗原を非自己として不適切に感知し、生体自体の組織を攻撃するとき
に生じる。炎症性疾患及びアレルギーは、生体の免疫系が共通の食物由来抗原又は環境抗
原によって不適切に惹起されるときに生じ得る。様々なヒト疾患の治療に使用されるポリ
ペプチド及びタンパク質は、多くの場合に、それらが外来抗原であるかのようにそれらに
反応する免疫細胞によって破壊されるか、中和されるか、又は他に無効にされる。
不適切な免疫活性化の疾患の現行の治療は、コルチコステロイド類などの化学剤、又は
抗ヒスタミン薬、抗体、若しくはサイトカインなどの炎症性メディエーターの阻害薬によ
る免疫抑制を含む。これらの全身性の治療は免疫系を広範に抑制するため、感染症に罹り
易くなるなど、高い罹患性を伴う。
ある種の重度のアレルギーについては、時間をかけて徐々に用量を漸増させながら原因
タンパク質に曝露することによってアレルゲンに対する「トレランス」を誘導しようとす
る臨床試験が実施中である。これまでのところ、これらの治療は長期有効性を欠き、重度
のアナフィラキシーのリスクを伴う。
これらの疾患を治療するための新規療法が必要とされている。
本発明は、特定の態様において、抗原を発現する単離された除核造血細胞に関する。除
核造血細胞は、本明細書では、「EHC」(又はその単数形では:「EHC」)と称する
。一部の実施形態において、除核造血細胞又はEHCは核物質を欠く。例えば、EHCは
赤血球系細胞又は血小板系細胞(thromboid cell)であり得る。一部の実
施形態において、核物質を欠くEHCは、赤血球(red blood cell)、赤
血球(erythrocyte)、網赤血球、又は血小板である。一部の実施形態におい
て、除核造血細胞又はEHCは、例えばその核物質を失うように誘導されるか又は機能上
除核された状態で複製不能となるように誘導される有核前駆赤血球系細胞又は前駆血小板
系細胞である。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは赤血球細胞などの循環
細胞である。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、定義付けられた因子を
使用して造血前駆体から培養される。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは
血小板などの血小板系細胞である。一部の実施形態において、血小板系細胞は、定義付け
られた因子を使用して造血前駆体から培養される。一部の実施形態において、外因性抗原
発現EHCは、自己使用又は同種使用のいずれかのために患者から単離された、抗原と接
触する初代細胞である。
本発明の特定の態様は、例えば外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物の形態で対象に
投与したときに免疫トレランスを誘導する能力を有する外因性抗原発現EHCに関する。
EHCが発現する外因性抗原は、特定の疾患、障害又は病態に合わせて調整され得る。外
因性抗原発現EHCは、目的の抗原の例えば表面提示、細胞内発現、細胞内負荷、又は表
面コンジュゲーションなど、複数の方法で抗原を含むことができる。外因性抗原発現EH
Cは、異常な免疫活性化疾患を既存の治療と比べてより有効に及び/又はより少ない副作
用で管理し得る。例えば、外因性抗原発現EHCは、広範な免疫系生理機能が実質的に摂
動を受けることのないまま免疫系を選択的に調節し得る。一部の実施形態において、外因
性抗原発現EHCは、抗原特異的T及びBリンパ球の破壊、失活、及び/又はアネルギー
を誘導し得る。それに代えて又は加えて、外因性抗原発現EHCは、抗原特異的調節性T
リンパ球の増殖を誘導し得る。
本発明の特定の態様は、自己免疫疾患、例えば、多発性硬化症、1型糖尿病、関節リウ
マチ、及び膜性腎炎などで免疫細胞によって認識される外因性抗原を含む外因性抗原発現
EHCに関する。
本発明の特定の態様は、炎症性疾患、例えば、クローン病、潰瘍性大腸炎、セリアック
病、又は他の特発性炎症性腸疾患などで免疫細胞によって認識される外因性抗原を含む外
因性抗原発現EHCに関する。
本発明の特定の態様は、ヒト白血球抗原(HLA)不適合媒介性疾患、例えば、移植片
対宿主病又は移植臓器拒絶反応などで免疫細胞によって認識される外因性抗原を含む外因
性抗原発現EHCに関する。
本発明の特定の態様は、アレルギー性疾患、例えば、喘息、ピーナッツアレルギー、甲
殻類アレルギー、花粉アレルギー、乳タンパク質アレルギー、虫刺されアレルギー、及び
ラテックスアレルギーなどで免疫細胞によって認識される外因性抗原を含む外因性抗原発
現EHCに関する。
本発明の特定の態様は、例えば、血友病Aにおける第VIII凝固因子、血友病Bにお
ける第IX凝固因子、関節リウマチ及び他の炎症性疾患における抗腫瘍壊死因子α(TN
Fα)抗体、ゴーシェ病におけるグルコセレブロシダーゼ、又は急性リンパ性白血病(A
LL)におけるアスパラギナーゼなどの、その有効性又は効力が免疫細胞によって低減さ
れるか又は損なわれる治療用タンパク質である外因性抗原を含む外因性抗原発現EHCに
関する。
本発明の特定の態様は、a)補体調節を媒介するか、b)免疫複合体の結合及び隔絶を
媒介するか、c)自己免疫性抗体であるか、又はd)病原性粒子であるポリペプチドの完
全長、トランケーション、及びキメラ融合物を含む外因性抗原を含む外因性抗原発現EH
Cに関する。一部の実施形態において、外因性抗原は、ある小分子基質から別の小分子生
成物への変換又は例えばポリペプチド基質の開裂を含めた、あるポリペチド(polyp
etide)基質から第2のポリペプチド生成物への変換において酵素的に活性なポリペ
プチドの完全長、トランケーション、及びキメラ融合物を含む。
本発明はまた、特定の態様において、本明細書に提供される外因性抗原発現EHC及び
その医薬組成物を使用した疾患の治療方法も提供する。
一部の態様において、本明細書には、免疫トレランスを誘導する方法が開示される。本
方法は、自己免疫疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対
象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物を投与するステップを含
み、ここで医薬組成物は、自己免疫疾患、障害又は病態を媒介する抗原に対して対象にお
いて免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される。
一部の実施形態において、自己免疫疾患は、多発性硬化症、1型糖尿病、及び表Fに列
挙されるものからなる群から選択される。
一部の実施形態において、本方法は、自己免疫疾患、障害又は病態が治療されるか、又
はその症状が低下するように、医薬組成物を治療期間にわたって少なくとも2回投与する
ステップをさらに含む。
特定の実施形態において、本方法は、自己免疫疾患、障害又は病態が予防されるように
、医薬組成物を治療期間にわたって少なくとも2回投与するステップをさらに含む。
他の実施形態において、本方法は、抗原特異的免疫細胞の割合が治療期間中に実質的に
低下するように、医薬組成物を治療期間にわたって十分な回数投与するステップをさらに
含む。
一部の実施形態において、免疫細胞はT細胞である。一部の実施形態において、免疫細
胞はB細胞である。
一部の実施形態において、抗原特異的免疫細胞の濃度の低下は、対象から採取された生
物学的試料からフローサイトメトリーによって計測される。
一部の実施形態において、生物学的試料は、リンパ節生検、脾臓試料、又は末梢血であ
る。
一部の実施形態において、抗原特異的免疫細胞の濃度は、治療期間の一部又は全体で少
なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、4
5%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、9
5%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は
99.99%超低下する。
他の実施形態において、抗原特異的免疫細胞の濃度は、投与から約1、5、10、15
、20、30、40、若しくは50分、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、1
0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、若し
くは23時間、又は1、2、3、4、5、若しくは6日、又は約1、2、3、4、5、若
しくは6週間以内に少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%
、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%
、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%
、99.99%、又は99.99%超低下する。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、抗原特異的免疫細胞の濃度が少なくとも約
1週間、2週間、3週間、4週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、
又は6ヵ月超にわたり実質的に低下するように、治療期間にわたって十分な回数投与され
る。
特定の実施形態において、本医薬組成物は、少なくとも治療期間中である期間にわたり
抗原特異的免疫細胞の濃度が実質的に低下するように、治療期間にわたって十分な回数投
与される。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、循環中の抗原特異的抗体の濃度が治療期間
中に実質的に低下するように、治療期間にわたって十分な回数投与される。
一部の実施形態において、循環中の抗原特異的抗体の濃度はELISAによって計測さ
れる。
一部の実施形態において、抗原特異的循環抗体の濃度は、治療期間の一部又は全体で少
なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、4
5%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、9
5%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は
99.99%超低下する。
一部の実施形態において、抗原特異的抗体の濃度は、投与から約1、5、10、15、
20、30、40、若しくは50分、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、若しく
は23時間、又は1、2、3、4、5、若しくは6日、又は約1、2、3、4、5、若し
くは6週間以内に少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、
35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、
85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、
99.99%、又は99.99%超低下する。
特定の実施形態において、本医薬組成物は、抗原特異的循環抗体の濃度が少なくとも約
1週間、2週間、3週間、4週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、
又は6ヵ月超にわたり実質的に低下するように、治療期間にわたって十分な回数投与され
る。
特定の実施形態において、本医薬組成物は、少なくとも治療期間中である期間にわたり
抗原特異的循環抗体の濃度が実質的に低下するように、治療期間にわたって十分な回数投
与される。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、抗原特異的調節性T細胞の割合が治療期間
中に実質的に増加するように、治療期間にわたって十分な回数投与される。
一部の実施形態において、抗原特異的免疫細胞の濃度の低下は、対象から採取された生
物学的試料からフローサイトメトリーによって計測される。
一部の実施形態において、生物学的試料は、リンパ節生検、脾臓試料、又は末梢血であ
る。
特定の実施形態において、抗原特異的調節性T細胞の濃度は、治療期間の一部又は全体
で少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%
、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%
、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、
又は99.99%超増加する。
特定の実施形態において、抗原特異的調節性T細胞の濃度は、投与から約1、5、10
、15、20、30、40、若しくは50分、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、
9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22
、若しくは23時間、又は1、2、3、4、5、若しくは6日、又は約1、2、3、4、
5、若しくは6週間以内に少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、
30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、
80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99
.9%、99.99%、又は99.99%超増加する。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、抗原特異的調節性T細胞の濃度が少なくと
も約1週間、2週間、3週間、4週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ
月、又は6ヵ月超にわたり実質的に増加するように、治療期間にわたって十分な回数投与
される。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、少なくとも治療期間中である期間にわたり
抗原特異的調節性T細胞の濃度が実質的に増加するように、治療期間にわたって十分な回
数投与される。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、自己免疫疾患、障害又は病態の1つ以上の
症状が予防されるか、軽減されるか、又は遅延するように、治療期間にわたって十分な回
数投与される。
一部の実施形態において、治療期間は、1年、6ヵ月、3ヵ月、2ヵ月、1ヵ月、2週
間、1週間、3日、2日、1日以下である。
特定の実施形態において、治療期間内における投与間の時間間隔は、投与される医薬組
成物中に存在する外因性抗原を発現する除核造血細胞の数の約5%、10%、15%、2
0%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、7
0%、75%、80%、85%、90%、又は95%未満にまで外因性抗原を発現する除
核造血細胞の数が減少する期間以下である。
一部の実施形態において、投与頻度は、抗原特異的免疫細胞の濃度を、自己免疫疾患、
障害又は病態の症状に関連するレベル未満に有効に低減するのに十分である。
特定の実施形態において、投与頻度は、抗原特異的循環抗体の濃度を、自己免疫疾患、
障害又は病態の症状に関連するレベル未満に有効に低減するのに十分である。
特定の実施形態において、投与頻度は、抗原特異的調節性T細胞の濃度を、自己免疫疾
患、障害又は病態の症状に関連する閾値レベルより高く有効に増加させるのに十分である
一部の実施形態において、除核造血細胞は、赤血球系細胞、血小板系細胞、又はそれら
の前駆体である。一部の実施形態において、赤血球系細胞は赤血球又は網赤血球である。
一部の実施形態において、血小板系細胞は血小板である。
一部の実施形態において、除核造血細胞はドナーから単離される。一部の実施形態にお
いて、除核造血細胞は対象から自己細胞によって誘導される。一部の実施形態において、
除核造血細胞は同種細胞によって誘導される。一部の実施形態において、除核造血細胞は
異種細胞によって誘導される。
一部の実施形態において、有核造血細胞は、有核前駆細胞から、その核の排出を生じさ
せる培養に基づくプロセスによって誘導される。一部の実施形態において、除核造血細胞
は、有核前駆細胞であって、その核を取り除く化学的又は物理的操作を受ける有核前駆細
胞から作成される。
一部の実施形態において、除核造血細胞は、有核前駆細胞の核の照射又は化学的破壊に
よって作成される。一部の実施形態において、化学的破壊はサイトカラシンBによって行
われる。一部の実施形態において、照射は、少なくとも5Gy、7Gy、10Gy、15
Gy、25Gy、30Gy、40Gy又は少なくとも50Gyで行われる。
一部の実施形態において、外因性抗原は、外因性核酸によってコードされるポリペプチ
ドである。
一部の実施形態において、外因性抗原は除核造血細胞の細胞膜に会合している。
一部の実施形態において、外因性抗原は融合物又はキメラポリペプチドである。
一部の実施形態において、融合物又はキメラは、Sドメイン、Aドメイン又はUドメイ
ンのうちの少なくとも1つを含み、ここでSドメインは除核造血細胞上の表面ドメインで
あり、Aドメインは細胞膜内又は細胞膜上のアンカーであり、Uドメインは除核造血細胞
の細胞内の非露出側に向いており、Sドメイン、Aドメイン、及び/又はUドメインは異
なるポリペプチド由来である。
一部の実施形態において、Sドメイン及び/又はAドメインは、少なくとも5、6、7
、8、9、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、10
0、150、200、250、又は少なくとも500アミノ酸を含む。一部の実施形態に
おいて、Sドメイン及び/又はAドメインは、少なくとも500、750、又は少なくと
も1,000アミノ酸を含む。
一部の実施形態において、外因性抗原は、ミエリン塩基性タンパク質、プロテオリピド
タンパク質、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、膵β細胞抗原、インスリン、
並びに表F、表6、及び表8に列挙されるものからなる群から選択される。
一部の実施形態において、除核造血細胞は、少なくとも10コピー、100コピー、1
,000コピー、10,000コピー、25,000コピー、50,000コピー、10
0,000コピー、500,000コピー、1,000,000コピー、又は2,000
,000コピーの外因性抗原を含む。
一部の実施形態において、本医薬組成物は薬学的に活性な薬剤をさらに含む。
一部の実施形態において、本方法は、薬学的に活性な薬剤を投与するステップをさらに
含み、ここで薬学的に活性な薬剤は医薬組成物の前に、その後に、又はそれと同時に投与
される。
一部の実施形態において、本医薬組成物は静脈内投与される。
一部の実施形態において、薬学的に活性な薬剤は、生物学的薬剤、小分子薬剤、又は核
酸薬剤から選択される。
一部の実施形態において、本医薬組成物は薬学的に許容可能な担体をさらに含む。
特定の実施形態において、本方法は、血栓性血小板減少性紫斑病、CAPS、APS、
重症筋無力症、グッドパスチャー症候群、膜性腎炎、1型糖尿病、関節リウマチ、多発性
硬化症、クローン病、又は表F及び表Gに列挙されるものからなる群から選択される自己
免疫疾患、障害又は病態に罹患しているか又はそのリスクがある対象を治療のために選択
するステップをさらに含む。
一部の態様において、本明細書には、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組
成物が開示され、ここで医薬組成物の有効量の投与は、先行する請求項のいずれか一項に
記載の方法による投与を受ける、自己免疫疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその
発症リスクがあるヒト対象において免疫トレランスを誘導する能力を有する。
一部の実施形態において、本医薬組成物は薬学的に許容可能な担体をさらに含む。
一部の実施形態において、本医薬組成物は、外因性抗原を発現する造血細胞の集団を含
む。一部の実施形態において、本医薬組成物は、外因性抗原を発現する少なくとも1×1
個の造血細胞を含む。
本医薬組成物の特定の実施形態において、外因性抗原を発現する造血細胞は、約10n
l、100nl、1μl、10μl、100μl、1ml、10ml、20ml、又は5
0mlの容積で提供される。本医薬組成物の他の実施形態において、外因性抗原を発現す
る造血細胞は、約1ml、10ml、20ml、50ml、100ml、250ml、又
は500mlの容積で提供される。
本医薬組成物の一部の実施形態において、本組成物は長期保存用に製剤化される。本医
薬組成物の一部の実施形態において、本組成物は凍結される。一部の実施形態において、
本医薬組成物は薬学的に活性な薬剤を含む。
本医薬組成物の特定の実施形態において、薬学的に活性な薬剤は、生物学的薬剤、小分
子薬剤、又は核酸薬剤から選択される。
一部の態様において、本明細書には、静脈内注射用の液体懸濁物として製剤化された本
明細書に記載される組成物を含む剤形が開示される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される医薬組成物を保持する容器
と、対象への医薬組成物の静脈内注射用のアプリケーターとを含む医療器具が開示される
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される医薬組成物と、対象への医
薬組成物の静脈内注射用の医療器具とを含む医療用キットが開示される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される方法のいずれかによって投
与される医薬組成物の外因性抗原を発現する造血細胞が開示される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に開示されるとおりの外因性抗原を発現
する造血細胞の集団が開示される。
一部の実施形態において、外因性抗原を発現する造血細胞の集団は液体として製剤化さ
れる。
一部の実施形態において、外因性抗原を発現する造血細胞の集団は凍結される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される造血細胞集団によって発現
される単離抗原が開示される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される外因性抗原をコードする外
因性核酸が開示される。
一部の態様において、本明細書には、Sドメイン、Aドメイン又はUドメインのうちの
少なくとも1つを含む外因性抗原を含む除核造血細胞が開示され、ここでSドメインは細
胞外表面ドメインであり、Aドメインはアンカーであり、及びUドメインは細胞内に局在
し、除核造血細胞は対象への投与時に免疫トレランスを誘導する能力を有する。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、外因性抗原は融合物又
はキメラポリペプチドである。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、Sドメイン、Aドメイ
ン、及び/又はUドメインは異なるポリペプチド由来である。
本明細書に開示される除核造血細胞の特定の実施形態において、Sドメイン及び/又は
Aドメインは、少なくとも5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、40、
50、60、70、80、90、100、150、200、250、又は少なくとも50
0アミノ酸を含む。
本明細書に開示される除核造血細胞の特定の実施形態において、Sドメイン及び/又は
Aドメインは、少なくとも500、750、又は少なくとも1,000アミノ酸を含む。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、外因性抗原は、ミエリ
ン塩基性タンパク質、プロテオリピドタンパク質、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タン
パク質、膵β細胞抗原、インスリン、並びに表F、表6、及び表8に列挙されるものから
なる群から選択される。
一部の実施形態において、除核造血細胞は、少なくとも10コピー、100コピー、1
,000コピー、10,000コピー、25,000コピー、50,000コピー、10
0,000コピー、500,000コピー、1,000,000コピー、又は2,000
,000コピーの外因性抗原を含む。
特定の実施形態において、除核造血細胞は、赤血球系細胞、血小板系細胞、又はそれら
の前駆体である。一部の実施形態において、赤血球系細胞は赤血球又は網赤血球である。
一部の実施形態において、血小板系細胞は血小板である。
一部の実施形態において、除核造血細胞はドナーから単離される。一部の実施形態にお
いて、除核造血細胞は対象から自己細胞によって誘導される。一部の実施形態において、
除核造血細胞は同種細胞によって誘導される。一部の実施形態において、除核造血細胞は
異種細胞によって誘導される。
特定の実施形態において、除核造血細胞は、有核前駆細胞から、その核の排出を生じさ
せる培養に基づくプロセスによって誘導される。
特定の実施形態において、除核造血細胞は、有核前駆細胞であって、その核を取り除く
化学的又は物理的操作を受ける有核前駆細胞から作成される。
特定の実施形態において、除核造血細胞は、有核前駆細胞の核の照射又は化学的破壊に
よって作成される。一部の実施形態において、化学的破壊はサイトカラシンBによって行
われる。一部の実施形態において、照射は、少なくとも5Gy、7Gy、10Gy、15
Gy、25Gy、30Gy、40Gy又は少なくとも50Gyで行われる。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、外因性抗原は、外因性
核酸によってコードされるポリペプチドである。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、細胞はヒト供給源から
誘導される。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、細胞は、ブタ、チンパ
ンジー、マカク、非ヒト霊長類、及び非霊長類哺乳動物からなる群から選択される非ヒト
供給源から誘導される。
本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、ポリペプチド抗原は細
胞内に局在する。本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、ポリペ
プチド抗原は細胞の表面上において細胞外に局在する。本明細書に開示される除核造血細
胞の一部の実施形態において、ポリペプチド抗原は内因性細胞タンパク質に融合している
。本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、ポリペプチド抗原は内
因性膜貫通タンパク質の細胞内領域に融合している。本明細書に開示される除核造血細胞
の一部の実施形態において、ポリペプチド抗原は内因性膜貫通タンパク質の細胞外領域に
融合している。本明細書に開示される除核造血細胞の一部の実施形態において、ポリペプ
チド抗原はグリコシルホスファチジルイニソトール(glycosylphosphat
idylinisotol)(GPI)アンカリングタンパク質に融合している。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される除核造血細胞を含む組織培
養バッチが開示される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される除核造血細胞の集団が開示
される。
一部の態様において、本明細書には、本明細書に記載される細胞集団を含む医薬組成物
が開示される。
一部の態様において、本明細書には、免疫トレランスを誘導する方法が開示され、この
方法は、それを必要としている対象に対し、対象において免疫トレランスを誘導するのに
十分な量及び/又は頻度で本明細書に記載される医薬組成物を投与するステップを含む。
一部の態様において、本明細書には、免疫活性化疾患を治療する方法が開示され、この
方法は、それを必要としている対象に対し、免疫活性化疾患を治療するのに十分な量及び
/又は頻度で本明細書に記載される医薬組成物を投与するステップを含む。
一部の実施形態において、疾患は、自己抗体媒介性疾患、自己免疫疾患、炎症性疾患、
アレルギー性疾患、HLA不適合媒介性疾患、及び免疫原性治療用タンパク質によって治
療可能な疾患からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、治療用タンパク質治療レジメンに応答した免疫活
性化を低減又は軽減する方法が開示され、この方法は、それを必要としている対象に対し
、免疫活性化を実質的に低減又は軽減するのに十分な量及び/又は頻度で本明細書に記載
される医薬組成物を投与するステップを含む。
一部の実施形態において、治療用タンパク質は、表I、表J、及び表7に列挙されるも
のからなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、表F、表G、表H、表I、表J、表6、表7、及
び表8に列挙されるものからなる群から選択される1つ以上の外因性ポリペプチド抗原と
融合した内因性赤血球系細胞タンパク質をコードする核酸配列を含む発現ベクターが開示
される。
一部の態様において、本明細書には、表F、表G、表H、表I、表J、表6、表7、及
び表8に列挙されるものからなる群から選択される1つ以上の外因性ポリペプチド抗原と
融合した内因性赤血球系細胞タンパク質をコードする核酸配列を含むメッセンジャーRN
Aが開示される。
一部の態様において、本明細書には、免疫トレランスを誘導する方法が開示され、この
方法は、アレルゲン媒介性疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあ
るヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物を投与するステ
ップを含み、ここで医薬組成物は、対象においてその疾患、障害又は病態を媒介するアレ
ルゲンに対する免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される。
特定の実施形態において、外因性抗原は、Ara h2、2Sアルブミン、ヒアラウロ
ニダーゼ(hyalauronidase)、及び表Hに列挙されるものからなる群から
選択される。
特定の実施形態において、アレルゲン媒介性疾患、障害又は病態は、ピーナッツアレル
ギー、ナッツアレルギー、昆虫毒アレルギー、及び表Hに列挙されるものからなる群から
選択される。
一部の態様において、本明細書には、免疫トレランスを誘導する方法が開示され、この
方法は、ヒト白血球抗原(HLA)不適合媒介性疾患、障害又は病態に罹患しているか又
はその発症リスクがあるヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬
組成物を投与するステップを含み、ここで医薬組成物は、対象においてその疾患、障害又
は病態を媒介するHLAに対する免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される。
一部の態様において、本明細書には、免疫トレランスを誘導する方法が開示され、この
方法は、免疫原性治療用分子によって治療され得る疾患、障害又は病態に罹患しているか
又はその発症リスクがあるヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医
薬組成物を投与するステップを含み、ここで医薬組成物は、対象においてその疾患、障害
又は病態の治療に使用される免疫原性治療用分子に対する免疫トレランスを誘導するのに
有効な量で投与される。
一部の実施形態において、治療用分子は、組換え(第VIII因子)、ベネフィックス
(Benefix)(第IX因子)、ヒュミラ(Humira)(抗TNFα)、並びに
表I、表J、及び表7に列挙されるものからなる群から選択される。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
免疫トレランスを誘導する方法であって、自己免疫疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物を投与するステップを含み、前記医薬組成物が、前記自己免疫疾患、障害又は病態を媒介する前記抗原に対して前記対象において免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される、方法。
(項目2)
前記自己免疫疾患が、多発性硬化症、1型糖尿病、及び表Fに列挙されるものからなる群から選択される、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記自己免疫疾患、障害又は病態が治療されるか、又はその症状が軽減されるように、前記医薬組成物を治療期間にわたって少なくとも2回投与するステップをさらに含む、項目1又は2に記載の方法。
(項目4)
前記自己免疫疾患、障害又は病態が予防されるように、前記医薬組成物を治療期間にわたって少なくとも2回投与するステップをさらに含む、項目1又は2に記載の方法。
(項目5)
抗原特異的免疫細胞の割合が治療期間中に実質的に低下するように、前記医薬組成物を前記治療期間にわたって十分な回数投与するステップをさらに含む、項目1又は2に記載の方法。
(項目6)
前記免疫細胞がT細胞である、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記免疫細胞がB細胞である、項目5に記載の方法。
(項目8)
抗原特異的免疫細胞の濃度の低下が、前記対象から採取された生物学的試料からフローサイトメトリーによって計測される、項目5に記載の方法。
(項目9)
前記生物学的試料が、リンパ節生検、脾臓試料、又は末梢血である、項目8に記載の方法。
(項目10)
抗原特異的免疫細胞の濃度が、前記治療期間の一部又は全体で少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は99.99%超低下する、項目5〜7のいずれか一項に記載の方法。
(項目11)
抗原特異的免疫細胞の濃度が、前記投与から約1、5、10、15、20、30、40、若しくは50分、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、若しくは23時間、又は1、2、3、4、5、若しくは6日、又は約1、2、3、4、5、若しくは6週間以内に少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は99.99%超低下する、項目5〜7のいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
抗原特異的免疫細胞の濃度が少なくとも約1週間、2週間、3週間、4週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、又は6ヵ月超にわたり実質的に低下するように、前記医薬組成物を治療期間にわたって十分な回数投与するステップを含む、項目5〜7のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
少なくとも治療期間中である期間にわたり抗原特異的免疫細胞の濃度が実質的に低下するように、前記医薬組成物を前記治療期間にわたって十分な回数投与するステップを含む、項目5〜7のいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
循環中の抗原特異的抗体の濃度が治療期間中に実質的に低下するように、前記医薬組成物を前記治療期間にわたって十分な回数投与するステップをさらに含む、項目1又は2に記載の方法。
(項目15)
循環中の抗原特異的抗体の濃度がELISAによって計測される、項目14に記載の方法。
(項目16)
抗原特異的循環抗体の濃度が、前記治療期間の一部又は全体で少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は99.99%超低下する、項目14に記載の方法。
(項目17)
抗原特異的抗体の濃度が、前記投与から約1、5、10、15、20、30、40、若しくは50分、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、若しくは23時間、又は1、2、3、4、5、若しくは6日、又は約1、2、3、4、5、若しくは6週間以内に少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は99.99%超低下する、項目14に記載の方法。
(項目18)
抗原特異的循環抗体の濃度が少なくとも約1週間、2週間、3週間、4週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、又は6ヵ月超にわたり実質的に低下するように、前記医薬組成物を治療期間にわたって十分な回数投与するステップを含む、項目14に記載の方法。
(項目19)
少なくとも治療期間中である期間にわたり抗原特異的循環抗体の濃度が実質的に低下するように、前記医薬組成物を前記治療期間にわたって十分な回数投与するステップを含む、項目14に記載の方法。
(項目20)
抗原特異的調節性T細胞の割合が治療期間中に実質的に増加するように、前記医薬組成物を前記治療期間にわたって十分な回数投与するステップをさらに含む、項目1又は2に記載の方法。
(項目21)
抗原特異的免疫細胞の濃度の低下が、前記対象から採取された生物学的試料からフローサイトメトリーによって計測される、項目20に記載の方法。
(項目22)
前記生物学的試料が、リンパ節生検、脾臓試料、又は末梢血である、項目21に記載の方法。
(項目23)
抗原特異的調節性T細胞の濃度が、前記治療期間の一部又は全体で少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は99.99%超増加する、項目20に記載の方法。
(項目24)
抗原特異的調節性T細胞の濃度が、前記投与から約1、5、10、15、20、30、40、若しくは50分、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、若しくは23時間、又は1、2、3、4、5、若しくは6日、又は約1、2、3、4、5、若しくは6週間以内に少なくとも約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は99.99%超増加する、項目20に記載の方法。
(項目25)
抗原特異的調節性T細胞の濃度が少なくとも約1週間、2週間、3週間、4週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、又は6ヵ月超にわたり実質的に増加するように、前記医薬組成物を治療期間にわたって十分な回数投与するステップを含む、項目20に記載の方法。
(項目26)
少なくとも治療期間中である期間にわたり抗原特異的調節性T細胞の濃度が実質的に増加するように、前記医薬組成物を前記治療期間にわたって十分な回数投与するステップを含む、項目20に記載の方法。
(項目27)
前記自己免疫疾患、障害又は病態の1つ以上の症状が予防されるか、軽減されるか、又は遅延するように、前記医薬組成物が治療期間にわたって十分な回数投与される、項目5〜26のいずれか一項に記載の方法。
(項目28)
前記治療期間が、1年、6ヵ月、3ヵ月、2ヵ月、1ヵ月、2週間、1週間、3日、2日、1日以下である、項目27に記載の方法。
(項目29)
前記治療期間内における投与間の時間間隔が、前記投与される医薬組成物中に存在する外因性抗原を発現する除核造血細胞の数の約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又は95%未満にまで外因性抗原を発現する除核造血細胞の数が減少する期間以下である、項目3〜27のいずれか一項に記載の方法。
(項目30)
投与頻度が、抗原特異的免疫細胞の濃度を自己免疫疾患、障害又は病態の症状に関連するレベル未満に有効に低減するのに十分である、項目5〜7のいずれか一項に記載の方法。
(項目31)
投与頻度が、抗原特異的循環抗体の濃度を自己免疫疾患、障害又は病態の症状に関連するレベル未満に有効に低減するのに十分である、項目14に記載の方法。
(項目32)
投与頻度が、抗原特異的調節性T細胞の濃度を自己免疫疾患、障害又は病態の症状に関連する閾値レベルより高く有効に増加させるのに十分である、項目20に記載の方法。
(項目33)
前記除核造血細胞が、赤血球系細胞、血小板系細胞、又はそれらの前駆体である、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目34)
前記赤血球系細胞が赤血球又は網赤血球である、項目33に記載の方法。
(項目35)
前記血小板系細胞が血小板である、項目33に記載の方法。
(項目36)
前記除核造血細胞がドナーから単離される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目37)
前記除核造血細胞が前記対象から自己細胞によって誘導される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目38)
前記除核造血細胞が同種細胞によって誘導される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目39)
前記除核造血細胞が異種細胞によって誘導される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目40)
前記除核造血細胞が、有核前駆細胞から、その核の排出を生じさせる培養に基づくプロセスによって誘導される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目41)
前記除核造血細胞が、有核前駆細胞であって、その核を取り除く化学的又は物理的操作を受ける有核前駆細胞から作成される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目42)
前記除核造血細胞が、有核前駆細胞の核の照射又は化学的破壊によって作成される、項目1〜32のいずれか一項に記載の方法。
(項目43)
化学的破壊がサイトカラシンBによって行われる、項目42に記載の方法。
(項目44)
照射が、少なくとも5Gy、7Gy、10Gy、15Gy、25Gy、30Gy、40Gy又は少なくとも50Gyで行われる、項目42に記載の方法。
(項目45)
前記外因性抗原が、外因性核酸によってコードされるポリペプチドである、項目1〜44のいずれか一項に記載の方法。
(項目46)
前記外因性抗原が前記除核造血細胞の細胞膜に会合している、項目1〜45のいずれか一項に記載の方法。
(項目47)
前記外因性抗原が融合物又はキメラポリペプチドである、項目1〜46のいずれか一項に記載の方法。
(項目48)
前記融合物又はキメラが、Sドメイン、Aドメイン又はUドメインのうちの少なくとも1つを含み、前記Sドメインが前記除核造血細胞上の表面ドメインであり、前記Aドメインが前記細胞膜内又は前記細胞膜上のアンカーであり、前記Uドメインが前記除核造血細胞の細胞内の非露出側に向いており、前記Sドメイン、前記Aドメイン、及び/又は前記Uドメインが異なるポリペプチド由来である、項目47に記載の方法。
(項目49)
前記Sドメイン及び/又は前記Aドメインが、少なくとも5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、又は少なくとも500アミノ酸を含む、項目48に記載の方法。
(項目50)
前記Sドメイン及び/又はAドメインが、少なくとも500、750、又は少なくとも1,000アミノ酸を含む、項目48に記載の方法。
(項目51)
前記外因性抗原が、ミエリン塩基性タンパク質、プロテオリピドタンパク質、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、膵β細胞抗原、インスリン、並びに表F、表6、及び表8に列挙されるものからなる群から選択される、項目1〜50のいずれか一項に記載の方法。
(項目52)
前記除核造血細胞が、少なくとも10コピー、100コピー、1,000コピー、10,000コピー、25,000コピー、50,000コピー、100,000コピー、500,000コピー、1,000,000コピー、又は2,000,000コピーの前記外因性抗原を含む、項目1〜51のいずれか一項に記載の方法。
(項目53)
前記医薬組成物が薬学的に活性な薬剤をさらに含む、項目1〜52のいずれか一項に記載の方法。
(項目54)
薬学的に活性な薬剤を投与するステップをさらに含み、前記薬学的に活性な薬剤が前記医薬組成物の前に、その後に、又はそれと同時に投与される、項目1〜53のいずれか一項に記載の方法。
(項目55)
前記医薬組成物が静脈内投与される、項目1〜54のいずれか一項に記載の方法。
(項目56)
前記薬学的に活性な薬剤が、生物学的薬剤、小分子薬剤、又は核酸薬剤から選択される、項目54又は55に記載の方法。
(項目57)
前記医薬組成物が薬学的に許容可能な担体をさらに含む、項目1〜56のいずれか一項に記載の方法。
(項目58)
血栓性血小板減少性紫斑病、CAPS、APS、重症筋無力症、グッドパスチャー症候群、膜性腎炎、1型糖尿病、関節リウマチ、多発性硬化症、クローン病、又は表F及び表Gに列挙されるものからなる群から選択される自己免疫疾患、障害又は病態に罹患しているか又はそのリスクがある対象を治療のために選択するステップをさらに含む、項目1〜57のいずれか一項に記載の方法。
(項目59)
外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物であって、前記医薬組成物の有効量の投与が、項目1〜58のいずれか一項に記載の方法による投与を受ける、自己免疫疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象において免疫トレランスを誘導する能力を有する、医薬組成物。
(項目60)
薬学的に許容可能な担体をさらに含む、項目59に記載の医薬組成物。
(項目61)
外因性抗原を発現する造血細胞の集団を含む、項目59又は60に記載の医薬組成物。
(項目62)
外因性抗原を発現する少なくとも1×10個の造血細胞を含む、項目61に記載の医薬組成物。
(項目63)
外因性抗原を発現する前記造血細胞が、約10nl、100nl、1μl、10μl、100μl、1ml、10ml、20ml、又は50mlの容積で提供される、項目62に記載の医薬組成物。
(項目64)
外因性抗原を発現する前記造血細胞が、約1ml、10ml、20ml、50ml、100ml、250ml、又は500mlの容積で提供される、項目62に記載の医薬組成物。
(項目65)
長期保存用に製剤化される、項目59〜64のいずれか一項に記載の医薬組成物。
(項目66)
凍結される、項目59〜64のいずれか一項に記載の医薬組成物。
(項目67)
薬学的に活性な薬剤を含む、項目59〜64のいずれか一項に記載の医薬組成物。
(項目68)
前記薬学的に活性な薬剤が、生物学的薬剤、小分子薬剤、又は核酸薬剤から選択される、項目67に記載の医薬組成物。
(項目69)
静脈内注射用の液体懸濁物として製剤化された項目59〜65、67又は68のいずれか一項に記載の組成物を含む剤形。
(項目70)
項目59〜69のいずれか一項に記載の医薬組成物を保持する容器と、前記対象への前記医薬組成物の静脈内注射用のアプリケーターとを含む医療器具。
(項目71)
項目59〜69のいずれか一項に記載の医薬組成物と、前記対象への前記医薬組成物の静脈内注射用の医療器具とを含む医療用キット。
(項目72)
項目1〜58のいずれか一項に記載の方法によって投与される前記医薬組成物の外因性抗原を発現する造血細胞。
(項目73)
項目72に記載の外因性抗原を発現する造血細胞の集団。
(項目74)
液体として製剤化された項目73に記載の外因性抗原を発現する造血細胞の集団。
(項目75)
凍結される、項目73に記載の外因性抗原を発現する造血細胞の集団。
(項目76)
項目73に記載の造血細胞集団によって発現される単離抗原。
(項目77)
項目73に記載の外因性抗原をコードする外因性核酸。
(項目78)
Sドメイン、Aドメイン又はUドメインのうちの少なくとも1つを含む外因性抗原を含む除核造血細胞であって、前記Sドメインが細胞外表面ドメインであり、前記Aドメインがアンカーであり、及び前記Uドメインが細胞内に局在し、前記除核造血細胞が対象への投与時に免疫トレランスを誘導する能力を有する、除核造血細胞。
(項目79)
前記外因性抗原が融合物又はキメラポリペプチドである、項目78に記載の除核造血細胞。
(項目80)
前記Sドメイン、前記Aドメイン、及び/又は前記Uドメインが異なるポリペプチド由来である、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目81)
前記Sドメイン及び/又は前記Aドメインが、少なくとも5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、又は少なくとも500アミノ酸を含む、項目78〜80のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目82)
前記Sドメイン及び/又はAドメインが、少なくとも500、750、又は少なくとも1,000アミノ酸を含む、項目78〜80のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目83)
前記外因性抗原が、ミエリン塩基性タンパク質、プロテオリピドタンパク質、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、膵β細胞抗原、インスリン、並びに表F、表6、及び表8に列挙されるものからなる群から選択される、項目78〜80のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目84)
前記除核造血細胞が、少なくとも10コピー、100コピー、1,000コピー、10,000コピー、25,000コピー、50,000コピー、100,000コピー、500,000コピー、1,000,000コピー、又は2,000,000コピーの前記外因性抗原を含む、項目78〜83のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目85)
前記除核造血細胞が、赤血球系細胞、血小板系細胞、又はそれらの前駆体である、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目86)
前記赤血球系細胞が赤血球又は網赤血球である、項目85に記載の除核造血細胞。
(項目87)
前記血小板系細胞が血小板である、項目85に記載の除核造血細胞。
(項目88)
前記除核造血細胞がドナーから単離される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目89)
前記除核造血細胞が前記対象から自己細胞によって誘導される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目90)
前記除核造血細胞が同種細胞によって誘導される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目91)
前記除核造血細胞が異種細胞によって誘導される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目92)
前記除核造血細胞が、有核前駆細胞から、その核の排出を生じさせる培養に基づくプロセスによって誘導される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目93)
前記除核造血細胞が、有核前駆細胞であって、その核を取り除く化学的又は物理的操作を受ける有核前駆細胞から作成される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目94)
前記除核造血細胞が、有核前駆細胞の核の照射又は化学的破壊によって作成される、項目78〜84のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目95)
化学的破壊がサイトカラシンBによって行われる、項目94に記載の方法。
(項目96)
照射が、少なくとも5Gy、7Gy、10Gy、15Gy、25Gy、30Gy、40Gy又は少なくとも50Gyで行われる、項目94に記載の方法。
(項目97)
前記外因性抗原が、外因性核酸によってコードされるポリペプチドである、項目78〜96のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目98)
ヒト供給源から誘導される、項目78〜97のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目99)
ブタ、チンパンジー、マカク、非ヒト霊長類、及び非霊長類哺乳動物からなる群から選択される非ヒト供給源から誘導される、項目78〜97のいずれか一項に記載の除核造血細胞。
(項目100)
前記ポリペプチド抗原が細胞内に局在する、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目101)
前記ポリペプチド抗原が前記細胞の表面上において細胞外に局在する、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目102)
前記ポリペプチド抗原が内因性細胞タンパク質に融合している、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目103)
前記ポリペプチド抗原が内因性膜貫通タンパク質の細胞内領域に融合している、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目104)
前記ポリペプチド抗原が内因性膜貫通タンパク質の細胞外領域に融合している、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目105)
前記ポリペプチド抗原がグリコシルホスファチジルイニソトール(GPI)アンカリングタンパク質に融合している、項目79に記載の除核造血細胞。
(項目106)
項目78〜105のいずれか一項に記載の除核造血細胞を含む組織培養バッチ。
(項目107)
項目78〜105のいずれか一項に記載の除核造血細胞の集団。
(項目108)
項目107に記載の細胞集団を含む医薬組成物。
(項目109)
免疫トレランスを誘導する方法であって、それを必要としている対象に対し、項目108に記載の医薬組成物を、前記対象において免疫トレランスを誘導するのに十分な量及び/又は頻度で投与するステップを含む方法。
(項目110)
免疫活性化疾患を治療する方法であって、それを必要としている対象に対し、項目108に記載の医薬組成物を、前記免疫活性化疾患を治療するのに十分な量及び/又は頻度で投与するステップを含む方法。
(項目111)
前記疾患が、自己抗体媒介性疾患、自己免疫疾患、炎症性疾患、アレルギー性疾患、HLA不適合媒介性疾患、及び免疫原性治療用タンパク質によって治療可能な疾患からなる群から選択される、項目110に記載の方法。
(項目112)
治療用タンパク質治療レジメンに応答した免疫活性化を低減又は軽減する方法であって、それを必要としている対象に対し、項目108に記載の医薬組成物を、前記免疫活性化を実質的に低減又は軽減するのに十分な量及び/又は頻度で投与するステップを含む方法。
(項目113)
前記治療用タンパク質が、表I、表J、及び表7に列挙されるものからなる群から選択される、項目112に記載の方法。
(項目114)
表F、表G、表H、表I、表J、表6、表7、及び表8に列挙されるものからなる群から選択される1つ以上の外因性ポリペプチド抗原と融合した内因性赤血球系細胞タンパク質をコードする核酸配列を含む発現ベクター。
(項目115)
表F、表G、表H、表I、表J、表6、表7、及び表8に列挙されるものからなる群から選択される1つ以上の外因性ポリペプチド抗原と融合した内因性赤血球系細胞タンパク質をコードする核酸配列を含むメッセンジャーRNA。
(項目116)
免疫トレランスを誘導する方法であって、アレルゲン媒介性疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物を投与するステップを含み、前記医薬組成物が、前記疾患、障害又は病態を媒介するアレルゲンに対して前記対象において免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される、方法。
(項目117)
前記外因性抗原が、Ara h2、2Sアルブミン、ヒアラウロニダーゼ、及び表Hに列挙されるものからなる群から選択される、項目116に記載の方法。
(項目118)
前記アレルゲン媒介性疾患、障害又は病態が、ピーナッツアレルギー、ナッツアレルギー、昆虫毒アレルギー、及び表Hに列挙されるものからなる群から選択される、項目116に記載の方法。
(項目119)
免疫トレランスを誘導する方法であって、ヒト白血球抗原(HLA)不適合媒介性疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物を投与するステップを含み、前記医薬組成物が、前記疾患、障害又は病態を媒介するHLAに対して前記対象において免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される、方法。
(項目120)
免疫トレランスを誘導する方法であって、免疫原性治療用分子によって治療され得る疾患、障害又は病態に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象に対し、外因性抗原を発現する除核造血細胞を含む医薬組成物を投与するステップを含み、前記医薬組成物が、前記疾患、障害又は病態の治療に使用される前記免疫原性治療用分子に対して前記対象において免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される、方法。
(項目121)
前記治療用分子が、組換え(第VIII因子)、ベネフィックス(第IX因子)、ヒュミラ(抗TNFα)、並びに表I、表J、及び表7に列挙されるものからなる群から選択される、項目120に記載の方法。
リポソーム内に封入された蛍光標識IgGと接触させた赤血球の一連のフローサイトメトリープロットである。リポソーム無し(左)、低用量のリポソーム(中央)、及び高用量のリポソーム(左)と共にインキュベートした細胞が示される。下段のヒストグラムには、蛍光を示す細胞の割合が示される。 定量的フローサイトメトリーによって評価した細胞表面発現レベルのプロットである。このプロットは、赤血球系細胞分化の過程における種々の細胞表面受容体−グリコホリンA(塗り潰した三角形)、cKIT(破線上の四角形)、トランスフェリン受容体(点線上の菱形)−及び外因性表面トランス遺伝子(白色の丸)を示す。 図3A〜3C、3F、3I〜3M、3O〜3Z及びAA〜AUは、3つの細胞型、除核赤血球系細胞、有核赤血球系前駆細胞、及び赤白血病細胞における、表面上での、細胞質における、融合物としての、及びインタクトなタンパク質としての多数の例示的抗原の発現を実証する一連のフローサイトメトリープロット及びウエスタンブロットである。図3A〜3C、3F、3I−3M及び3O−3Sは、除核培養赤血球系細胞における表面タンパク質及び細胞質タンパク質の外因性発現を示す。図3A:共翻訳されるGFPの発現によって評価した、細胞質C末端にHAエピトープタグを有するグリコホリンAの発現。図3B:抗HA染色によって評価した、リーダー配列と遺伝子本体との間のN末端にHAエピトープタグを有するグリコホリンAの発現。図3C:抗HA染色によって評価した、N末端にHAエピトープタグを有する約70kDaの補体受容体1由来断片の発現。 抗HA染色によって評価した、グリコホリンAに対するN末端融合としての抗体scFvの発現。 抗HA染色によって評価した、71アミノ酸のKell由来断片のC末端に融合した抗体scFvの発現。 図3J:抗HA染色によって評価した、79アミノ酸のKell由来断片のC末端に融合した抗体scFvの発現。図3K:抗HA染色によって評価した、リーダー配列後の細胞外N末端にHAエピトープタグを有するCD55の発現。図3L:抗HA染色によって評価した、リーダー配列後の細胞外N末端にHAエピトープタグを有するCD59の発現。 図3M:抗HAウエスタンブロットによって評価した、37アミノ酸のCD55由来断片のN末端に融合した抗体scFvの発現。図3O:抗HAウエスタンブロットによって評価した、HAタグに融合したアデノシンデアミナーゼの細胞質発現。予想サイズ約40kDa。図3P:抗HAウエスタンブロットによって評価した、HAタグに融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。予想サイズ約33kDa。図3Q:抗HAウエスタンブロットによって評価した、アデノシンデアミナーゼ及びHAタグに融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。図3R:抗HAウエスタンブロットによって評価した、グリコホリンAの細胞内C末端に融合したアデノシンデアミナーゼの細胞質発現。予想サイズ約55kDa。図3S:抗HAウエスタンブロットによって評価した、グリコホリンAの細胞内C末端に融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。予想サイズ約50kDa。 図3T−3AO:有核培養赤血球系前駆細胞における表面タンパク質及び細胞質タンパク質の外因性発現を示す。図3T:共翻訳されるGFPの発現によって評価した、細胞質C末端にHAエピトープタグを有するグリコホリンAの発現。図3U:抗HA染色によって評価した、リーダー配列と遺伝子本体との間のN末端にHAエピトープタグを有するグリコホリンAの発現。図3V:抗CR1染色によって評価した、補体受容体1の過剰発現。 図3W:抗HA染色によって評価した、N末端にHAエピトープタグを有する約70kDaの補体受容体1由来断片の発現。図3X:抗HA染色によって評価した、N末端にHAエピトープタグを有する約210kDaの補体受容体1由来断片の発現。図3Y:抗HA染色によって評価した、N末端にHAエピトープタグを有するグリコホリンAのN末端に融合した約230kDaの補体受容体1由来断片の発現。 図3Z:抗HA染色によって評価した、グリコホリンAに対するN末端融合としての抗体scFvの発現。図3AA:抗HA染色によって評価した、Kellの細胞外C末端に融合した抗体scFvの発現。予想サイズ約108kDa。図3AB:抗HA染色によって評価した、Kellの細胞外C末端に融合したHAタグの発現。 図3AC:抗HA染色によって評価した、C(細胞外)末端にHAタグを有する71アミノ酸のKell由来断片の発現。図3AD:抗HA染色によって評価した、C末端にHAタグを有する79アミノ酸のKell由来断片の発現。図3AE:抗HA染色によって評価した、71アミノ酸のKell由来断片のC末端に融合した抗体scFvの発現。 図3AF:抗HA染色によって評価した、79アミノ酸のKell由来断片のC末端に融合した抗体scFvの発現。図3AG:抗HA染色によって評価した、リーダー配列後の細胞外N末端にHAエピトープタグを有するCD55の発現。図3AH:抗HA染色によって評価した、リーダー配列後の細胞外N末端にHAエピトープタグを有するCD59の発現。 図3AI:抗HA染色によって評価した、37アミノ酸のCD55由来断片のN末端に融合した抗体scFvの発現。図3AJ:抗HA染色によって評価した、CD59のN末端に融合した抗体scFvの発現。図3AK:抗HAウエスタンブロットによって評価した、HAタグに融合したアデノシンデアミナーゼの細胞質発現。予想サイズ約40kDa。図3AL:抗HAウエスタンブロットによって評価した、HAタグに融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。予想サイズ約33kDa。 図3AM:共翻訳されるGFPからの蛍光についてフローサイトメトリーによって評価した、アデノシンデアミナーゼ及びHAタグに融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。図3AN:抗HAウエスタンブロットによって評価した、グリコホリンAの細胞内C末端に融合したアデノシンデアミナーゼの細胞質発現。予想サイズ約55kDa。図3AO:抗HAウエスタンブロットによって評価した、グリコホリンAの細胞内C末端に融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。予想サイズ約50kDa。図3AP−3AU:K562赤白血病細胞における表面タンパク質及び細胞質タンパク質の外因性発現を示す。図3AP:抗CR1染色によって評価した、補体受容体1の過剰発現。 図3AP−3AU:K562赤白血病細胞における表面タンパク質及び細胞質タンパク質の外因性発現を示す。図3AQ:抗HA染色によって評価した、グリコホリンAに対するN末端融合としての抗体scFvの発現。図3AR:抗HA染色によって評価した、37アミノ酸のCD55由来断片のN末端に融合した抗体scFvの発現。図3AS:抗HA染色によって評価した、CD59のN末端に融合した抗体scFvの発現。 図3AT:抗HAウエスタンブロットによって評価した、HAタグに融合したアデノシンデアミナーゼの細胞質発現。予想サイズ約40kDa。図3AU:抗HAウエスタンブロットによって評価した、HAタグに融合したフェニルアラニンヒドロキシラーゼの細胞質発現。予想サイズ約33kDa。 蛍光タンパク質(GFP)をコードするmRNAをトランスフェクトした初代血小板における蛍光を計測する一連のフローサイトメトリーヒストグラムである。(A)非トランスフェクト血小板。(B)3ug GFP mRNAをトランスフェクトした血小板。(4C)6.8ug GFP mRNAをトランスフェクトした血小板。 培養下のトランスジェニック赤血球系細胞のタンパク質発現及び酵素活性を示す。(A)は、有核前駆細胞(「分化I D5」)から除核赤血球系細胞(「分化III D8」)に至るまでの分化の過程にわたって抗HA抗体で検出した外因的に発現するアデノシンデアミナーゼのウエスタンブロットである。(B)は、インタクトなアデノシンデアミナーゼ発現293T細胞によってアデノシンから産生されるイノシンの棒グラフである。(C)は、有核前駆細胞(「分化I D5」)から除核赤血球系細胞(「分化III D8」)に至るまでの分化の過程にわたって種々の時点で抗HA抗体で検出した外因的に発現するフェニルアラニンヒドロキシラーゼのウエスタンブロットである。(D)は、培養フェニルアラニンヒドロキシラーゼ発現除核赤血球系細胞のライセートによってフェニルアラニンから産生されるチロシンの棒グラフである。 補体受容体1(CR1)を過剰発現する培養赤血球系細胞による免疫複合体の捕捉及びマクロファージへのトランスファーを示す。(A)は、CR1を過剰発現する培養赤血球系細胞による蛍光免疫複合体(白色のヒストグラム)及び補体欠損免疫複合体(網掛けのヒストグラム)の捕捉を示すフローサイトメトリープロットである。(B)は、マクロファージ(左のセット)又はCR1を過剰発現する培養赤血球系細胞と共にインキュベートしたマクロファージ(右のセット)による蛍光免疫複合体(斜線網掛けのバー)、補体欠損免疫複合体(灰色のバー)、又は免疫複合体無し(黒色のバー)の取込みを評価するフローサイトメトリーデータの棒グラフである。 培養赤血球系細胞の表面上のB型肝炎表面抗原を結合する抗体scFv(scFv)の活性を示す。(A)は、450nM抗原(白色のヒストグラム)又は抗原無し(灰色のヒストグラム)の結合を示すフローサイトメトリーヒストグラムである。(B)は、様々な抗原濃度についてフローサイトメトリーによって評価した結合シグナルのタイトレーションである。(C〜D)は、蛍光抗原及びscFvを発現しない(C)又は発現する(D)培養赤血球系細胞を注射したマウスからの血液細胞のフローサイトメトリープロットである。y軸は抗原蛍光を表す。x軸は培養細胞の蛍光を表す。 インビボで外因性抗原発現EHCによって媒介される循環抗体の特異的クリアランスを示す。(A)は、表面上にHAエピトープタグを発現しない(上)、或いは発現する(下)レシピエントマウスから単離したCFSE標識培養ヒト赤血球系細胞に対する循環Dylight650標識マウス抗HA抗体の結合無し(上)及び結合(下)を示す一組のフローサイトメトリープロットである。x軸はCFSE蛍光を表す。y軸は抗HA抗体Dylight650蛍光を表す。(B)は、抗HA抗体(白色の丸、実線)、抗HA抗体と、続いてHAエピトープタグを発現しない培養ヒト赤血球系細胞(破線)、又は抗HA抗体と、続いてHAエピトープタグを発現する培養ヒト赤血球系細胞(点線)を注射したマウスから採取した血漿中の経時的な抗HA抗体レベルを比較するHAエピトープタグ基質ELISAからのデータである。(C)は、表面上でビオチンにコンジュゲートしていない(上)、或いはコンジュゲートしている(下)CFSE標識初代ヒト赤血球に対するDylight650標識マウス抗ビオチン抗体の結合無し(上)及び結合(下)を示す一組のフローサイトメトリープロットである。x軸はCFSE蛍光を表す。y軸は抗ビオチン抗体Dylight650蛍光を表す。(D)は、抗ビオチン抗体(白色の丸、実線)、抗ビオチン抗体と、続いてビオチンにコンジュゲートしていない培養ヒト赤血球系細胞(破線)、又は抗ビオチン抗体と、続いてビオチンにコンジュゲートしている培養ヒト赤血球系細胞(点線)を注射したマウスから採取した血漿中の経時的な抗ビオチン抗体レベルを比較するビオチン基質ELISAからのデータである。 インビボで外因性抗原発現EHCによって媒介される循環抗体の特異的クリアランスを示す。(A)は、表面上にHAエピトープタグを発現しない(上)、或いは発現する(下)レシピエントマウスから単離したCFSE標識培養ヒト赤血球系細胞に対する循環Dylight650標識マウス抗HA抗体の結合無し(上)及び結合(下)を示す一組のフローサイトメトリープロットである。x軸はCFSE蛍光を表す。y軸は抗HA抗体Dylight650蛍光を表す。(B)は、抗HA抗体(白色の丸、実線)、抗HA抗体と、続いてHAエピトープタグを発現しない培養ヒト赤血球系細胞(破線)、又は抗HA抗体と、続いてHAエピトープタグを発現する培養ヒト赤血球系細胞(点線)を注射したマウスから採取した血漿中の経時的な抗HA抗体レベルを比較するHAエピトープタグ基質ELISAからのデータである。(C)は、表面上でビオチンにコンジュゲートしていない(上)、或いはコンジュゲートしている(下)CFSE標識初代ヒト赤血球に対するDylight650標識マウス抗ビオチン抗体の結合無し(上)及び結合(下)を示す一組のフローサイトメトリープロットである。x軸はCFSE蛍光を表す。y軸は抗ビオチン抗体Dylight650蛍光を表す。(D)は、抗ビオチン抗体(白色の丸、実線)、抗ビオチン抗体と、続いてビオチンにコンジュゲートしていない培養ヒト赤血球系細胞(破線)、又は抗ビオチン抗体と、続いてビオチンにコンジュゲートしている培養ヒト赤血球系細胞(点線)を注射したマウスから採取した血漿中の経時的な抗ビオチン抗体レベルを比較するビオチン基質ELISAからのデータである。 マウスにおける培養ヒト赤血球系細胞のクリアランス速度を示す。(A)は、ヒトグリコホリンA(y軸)及びCFSE(x軸)について染色した採取血液の代表的なフローサイトメトリードットプロットであり、ここではヒト培養細胞がダブルポジティブである。(B)は、NSGマウスにヒト赤血球(塗り潰しの丸)、培養除核赤血球系細胞(破線上の菱形)、細胞内外因性タンパク質を発現する培養除核赤血球系細胞(点線上の四角形)及び表面外因性タンパク質を発現する培養除核赤血球系細胞(白色の三角形)を注射した後に残るダブルポジティブ細胞の割合としての経時的なクリアランス速度のプロットである。 培養ヒト赤血球系細胞をマウスに注射した後の有害事象の評価である。(A〜B)は、(1)ヒト赤血球、(2)培養ヒト赤血球系細胞、(3)外因性細胞質タンパク質を発現する培養ヒト赤血球系細胞、(4)外因性表面トランス遺伝子を発現する培養ヒト赤血球系細胞、又は(5)組換えタンパク質の注射後20分(黒色)、6時間(灰色)、及び48時間(白色)にマウスから採取した血漿中のELISAによって評価した(A)フィブリノペプチドA及び(B)フィブリノペプチドBのレベルを示す。(C〜D)は、(C)培養ヒト赤血球系細胞及び(D)組換えタンパク質を注射したマウスに関する脾臓の組織染色切片の顕微鏡像を示す。 循環中の培養赤血球系細胞上での外因性タンパク質の発現を追跡する。(A)は、外因性表面タンパク質を発現する培養ヒト赤血球系細胞を注射したマウスから採取した血液のフローサイトメトリーデータであり、経時的なHA陽性の培養ヒト赤血球系細胞のパーセントを示す。(B)は、2匹のマウスから採取した血液のウエスタンブロットであり、ここで一方のマウスには外因性細胞質タンパク質を発現する培養ヒト赤血球系細胞を注射し、他方のマウスには細胞の非存在下で精製組換え産生外因性タンパク質を注射しており、経時的な血中HA含有タンパク質レベルを示す。 培養ヒト赤血球系細胞の拡大及び分化の評価である。(A)は、トランス遺伝子を含有するインビトロ分化赤血球系細胞(破線及び点線)及びトランス遺伝子を含有しない細胞(実線)の個別的な培養物に関する拡大速度のプロットである。(B)は、トランス遺伝子を含有しない(左)又は含有する(右)培養ヒト赤血球系細胞の個別的な培養物に関する細胞表面マーカーGPA及びCKITのフローサイトメトリープロットである。(C)は、トランス遺伝子を含有しない(左)又は含有する(右)培養ヒト赤血球系細胞のフローサイトメトリープロットであり、ここで細胞はDNA染色剤DRAQ5(y軸)及び抗グリコホリンA(x軸)で染色し、これによって(1)除核細胞、(2)有核細胞、及び(3)核の個別的な集団が同定される。 図13Aは、抗原が外因性抗原発現EHCに局在し得る3つの方法の概略図である。図13Bは、外因性抗原発現EHC内又はその上に局在する抗原が循環中の標的に作用し得る3つの方法の概略図である。図13Cは、SpyTag−SpyCatcher機構を利用した抗原に対する内因性ポリペプチドアンカーの自己触媒融合の概略図である。
本発明は、特定の態様において、目的の外因性抗原を含有するように操作又は修飾され
た単離細胞を提供する。特定の態様において、本発明の単離EHCは、ポリペプチドを含
むか又はそれからなる1つ以上の抗原を含む。一部の実施形態において、抗原は完全長タ
ンパク質である。一部の実施形態において、抗原は、約7アミノ酸より大きい任意の長さ
の、完全長タンパク質内に含まれる1つ以上のポリペプチドを含む。抗原を含むポリペプ
チドは、立体エピトープであってもよく、又は線状エピトープであってもよい1つ以上の
免疫学的エピトープを含み得る。抗原は、1つ以上の異なるタンパク質由来の1つ以上の
ポリペプチドを含み得る。特定の態様において、本発明のEHCは、炭水化物を含むか又
はそれからなる1つ以上の抗原を含む。特定の態様において、本発明のEHCは、脂質を
含むか又はそれからなる1つ以上の抗原を含む。特定の態様において、本発明のEHCは
、1つ以上のポリペプチド、脂質、及び/又は炭水化物、及びそれらの任意の組み合わせ
を含むか又はそれからなる1つ以上の抗原を含む。細胞はEHCなどの循環細胞であり得
る。EHCは、例えば幹細胞因子、IL−3及びIL−6などのサイトカイン、インスリ
ン、トランスフェリン、エリスロポエチン、ヒドロコルチゾン、及びエストロゲンなどの
定義付けられた因子を使用して造血前駆体から培養することができる。
本発明の態様は、目的の外因性抗原を含むようにEHCを培養する方法に関する。目的
の外因性抗原は、例えば、細胞内発現、細胞表面発現、内因性タンパク質との融合、化学
的又は酵素的手段による細胞表面タンパク質とのコンジュゲーション、又は細胞内空間へ
の物理的負荷など、幾つもの方法によって導入することができる。本発明の抗原を含む細
胞は治療剤として使用し得る。
本発明の態様は、末梢性トレランスの誘導による免疫活性化疾患の治療におけるこれら
の抗原を含む細胞の使用に関する。一部の態様において、末梢性トレランスの誘導とは、
例えばCD8 Tリンパ球(CD8 T細胞)、CD4 Tリンパ球(CD4 T細胞)
、CD4 T調節性リンパ球(Treg)、又はBリンパ球(B細胞)などの抗原特異的
免疫細胞の消失又は不活性化を意味する。免疫活性化疾患には、自己免疫疾患、例えば、
多発性硬化症、1型糖尿病、関節リウマチ、及び膜性腎炎などが含まれる。免疫活性化疾
患にはまた、炎症性疾患、例えば、クローン病、潰瘍性大腸炎、セリアック病、又は他の
特発性炎症性腸疾患なども含まれる。免疫活性化疾患にはまた、アレルギー性疾患、例え
ば、喘息、ピーナッツアレルギー、甲殻類アレルギー、花粉アレルギー、乳タンパク質ア
レルギー、虫刺されアレルギー、及びラテックスアレルギーなども含まれる。免疫活性化
疾患にはまた、例えば、血友病Aにおける第VIII凝固因子、血友病Bにおける第IX
凝固因子、関節リウマチ及び他の炎症性疾患における抗腫瘍壊死因子α(TNFa)抗体
、ゴーシェ病におけるグルコセレブロシダーゼ、又は急性リンパ性白血病(ALL)にお
けるアスパラギナーゼなどの治療用タンパク質の有効性を低下させる、原発病態の治療の
ために投与される治療用タンパク質に応答した免疫活性化も含まれる。
免疫トレランスの生物学
身体においては、異常な免疫活性化及び自己免疫疾患を防ぐための精巧な機構が進化し
ており、こうした機構はまとめて免疫トレランスと称される。中枢性トレランスは、一次
リンパ器官、例えば胸腺及び骨髄で発生する間の自己反応性T細胞及びB細胞の抗原特異
的な消失を指す。末梢性トレランスは、一次リンパ器官外での成熟T及びBリンパ球の消
失又は不活性化を指す。末梢性トレランスには、調節性T細胞(Treg)による自己反
応性リンパ球の抑制又は共刺激「危険」シグナルの非存在下で低用量の抗原に連続的に曝
露することによる抗原特異的エフェクターリンパ球におけるアネルギー又は非反応性の誘
導が含まれる。Treg活性化及びリンパ球アネルギーは両方とも、阻害因子、例えば、
TGF−β、IL−10、及びIL−4などの分泌によって誘導され得る。
抗原に応答した免疫活性化は、多くの場合に、病原性微生物又はウイルスに由来するこ
との多いToll様受容体リガンドなどの二次的「危険」シグナルを必要とする(Mat
zinger,Annu Rev Immuno 1994)。かかる危険シグナルには
、二本鎖RNA、一本鎖DNA、リポ多糖、細菌性リポタンパク質、フラジェリン、ザイ
モサンなどが含まれる。抗原及び危険シグナルの両方を受け取る抗原提示細胞は、その表
面上に、抗原ペプチドに加えてCD80及びCD86などの共刺激分子を提示する。抗原
ペプチド及び共刺激分子の両方を認識するT細胞が活性化する。抗原ペプチドシグナルの
みを受け取るものはアネルギーとなる。
多くの食物アレルギーの実験的治療のため、危険シグナルが存在しない場合の抗原提示
を利用して免疫トレランスを誘導する治療戦略が開発されている。これらの研究は、トレ
ランスの誘導を意図した漸増用量のアレルゲンに対する長期曝露の形態をとる。2007
年以降、13件の研究において、ピーナッツ、牛乳、及び卵などの種々の一般的な食物ア
レルゲンがこのフォーマットで試験されている。患者の50〜100%が感作され、即ち
、アナフィラキシーを起こすことなく食物による攻撃誘発を耐え抜くことができている。
しかしながら、長期トレランスは奏効率が低く、1ヵ月の無治療の後に抗原に耐えること
ができる患者は僅か25〜50%である。例えば、Burks et al.,New
England Journal of Medicine 2012を参照されたい。
アレルギーはIgE媒介性であり、肥満細胞及び好塩基球の活性化を伴うと考えられて
いる。持続補給など、低用量のアレルゲンの経口投与は、CD11c樹状細胞による抗
原提示並びにTGF−β、IL−10、及びIL−4の分泌を介してTregを誘導する
。高用量の経口投与は、形質細胞性樹状細胞を介した抗原特異的T細胞の消失及びアネル
ギーを誘導する。ヒト研究では、アレルゲンの経口投与が、IgE、肥満細胞、及び好塩
基球の減少、IgG4、TGF−β、IL−10の増加、及び治療開始時のTregの一
時的な上昇をもたらしている。例えば、Herzog,Adv Drug Deliv
Rev 2013を参照されたい。
いかなる特定の機構に限定されることも望まないが、末梢性免疫トレランスはアポトー
シス細胞からの自己抗原によって誘導され得ると考えられる(Griffith and
Ferguson,Immunity 2011;Green et al.,Nat
Rev Immunol 2009)。分子の観点から正確な機構は完全には分かって
いないが、HSP90などの自己タンパク質及び他の損傷関連分子パターンが樹状細胞に
よる取り込みを促進する。CD205などの樹状細胞受容体がこれらのシグナルを認識し
、抗原を交差提示し、及び寛容原性サイトカインを誘導して共刺激タンパク質発現を抑制
する(Bonifaz,J Exp Med 2002)。
アポトーシス細胞の潜在的な寛容原性能力を利用して末梢性免疫トレランスを誘導する
治療戦略の調査が進められている。こうした戦略には、典型的には細胞の表面に対する目
的の抗原の化学的カップリングが関わる。マウス、ラット、及びモルモットにおける研究
では、種々のタンパク質抗原が脾細胞及び白血球の表面に化学的に取り付けられている。
例えば、Miller et al.,J Exp Med 1979;Braley−
Mullen et al.,Cell Immunol 1980;Luo et a
l.,PNAS 2008;Smarr et al.,J Immunol 2011
を参照されたい。
最近のヒトにおける第I相臨床研究において、多発性硬化症に関連するペプチド抗原の
カクテルが自己末梢血単核細胞と化学的にカップリングされ、患者に再注入された(Lu
tterotti and Martin,Sci Trans Med 2013)。
これらの細胞は良好に忍容され、抗原特異的T細胞応答の低下のエビデンスがあった。
EHCは、顕著な瀕死細胞源である。毎日、エリプトーシスと呼ばれるアポトーシス様
プログラム細胞死の後に多数の赤血球が除去される(ヒトでは1日1%超、約1×10
細胞)。赤血球クリアランスの正確なトリガーは未だ不明であるものの、エリプトーシ
ス赤血球は、アポトーシス有核細胞に類似して、ホスファチジルセリン非対称性、膜不均
一性、及びアネキシン−V結合によって特徴付けられる。
EHCはまた、体内での持続性もある。成人ヒトにおいて赤血球は最長120日間循環
する。そのため、目的の抗原を含むEHCは、抗原を宿主に持続的に曝露させることが可
能であり得る。上記に記載したとおり、正確な分子機構は完全には分かっていないものの
、抗原に対する持続的な曝露は共刺激シグナルの非存在下における抗原提示によって末梢
性トレランスを誘導し、調節性T細胞の拡大、エフェクターT及びB細胞の消失及びアネ
ルギー、並びに抗炎症及び寛容原性促進サイトカインの分泌につながり得ると考えられる
赤血球を利用することによる末梢性トレランスの誘導は、また実験的にも調査されてい
る。予備研究では、モデル抗原オボアルブミンが、赤血球に非共有結合的に結合させたと
き(Kontos et al.,PNAS 2013)又は赤血球に浸透圧的に負荷し
たとき(Cremel and Godfrin,Int J Pharm 2013)
、抗原特異的CD8 T細胞の消失及び抗原特異的Treg誘導を誘導することが示され
ている。
目的の外因性抗原を含む本発明の培養EHCは、赤血球に例えばポリペプチド結合ドメ
インを介して非共有結合的に結合させた抗原に優る特徴的な利点を有し得る。1つの利点
は、目的の外因性抗原を含むEHCの体内分布が、標的ドメインを有する抗原のポリペプ
チド組成物と比べてより定義付けられていることであり得る。目的の外因性抗原を含むE
HCは、血管系及び赤血球が典型的に存在する場所、例えば脾臓に限られることになる。
目的の外因性抗原を含むEHCは、ポリペプチド抗原組成物を投与したときに生じ得る問
題である、腎臓でろ過によって取り除かれたり、又は末梢組織中に抜け出たりすることが
ない。EHC当たりの外因性抗原の用量は、目的の外因性抗原を含む細胞を培養する場合
には、ポリペプチド抗原を血流中に直接注入して血流内の約10兆個の赤血球にわたり分
布させる場合と比べて大幅に高くなり得る。場合によっては、目的の外因性抗原をEHC
の細胞内コンパートメント内に限局させる方が好ましいこともある。例えば、抗原が免疫
原性である場合、免疫系から免疫原性抗原が隠され、従って免疫活性化が防止又は低減さ
れるため、細胞内局在が有利となり得る。この構成は、ポリペプチド抗原組成物では不可
能である。
目的の外因性抗原を発現する培養EHCは、EHCに浸透圧的に負荷された抗原に優る
特徴的な利点を有し得る。目的の外因性抗原を含む培養EHCは、大きい孔によって細胞
膜及び細胞骨格の完全性が破壊される浸透圧負荷手順の生成物とは対照的に、実質的に改
変されていない細胞膜及び細胞骨格を有し得る。EHCの形態及び生物物理学的特徴は、
細胞の体内分布、循環、並びに血管系及び免疫細胞との相互作用の重要な決定要因であり
(例えば、Pries et al.,Cardiovasc.Res.1996)、ひ
いては細胞完全性の維持は有効性の保持に重要であり得る。例えば内因性細胞質タンパク
質との直接の融合又は内因性膜貫通タンパク質との融合によって培養EHCに物理的に結
合した外因性抗原は、EHCが消費されるまでは、細胞から漏出して免疫系に曝露される
ことがない。漏出の問題は、細胞膜が損傷を受け得る浸透圧負荷手順を使用して細胞を抗
原と接触させる場合に生じ得る。
目的の抗原を発現する培養EHCは、その抗原を必要としている対象に直接投与するこ
とができる。生成物製造中の抗原の分離及び精製は不要である。これは、抗原を別途合成
して精製し、次に細胞と組み合わせなければならない浸透圧負荷生成物とは対照的であり
、生成物の製造において顕著なコスト及び時間上の利点をもたらし得る。目的の抗原を発
現する培養EHCは、培養下での増殖によってスケールアップすることができる。大型の
工業規模の細胞バッチを作製して、多くの対象を広く治療するために使用し得る所与の抗
原に関して実質的に均一なEHC医薬組成物を作成し得る。対照的に、浸透圧負荷は概し
て1ドナー対1対象のスケールに限られている。
細胞の入手
本発明の外因性抗原発現除核造血細胞は、本明細書に記載される任意の方法によって作
成することができる。一部の実施形態において、これらのステップには、造血幹細胞から
誘導された単離され、任意選択で培養された細胞を抗原と接触させるステップが含まれる
。造血幹細胞は、骨髄系統(単球及びマクロファージ、好中球、好塩基球、好酸球、赤血
球、巨核球/血小板、樹状細胞)及びリンパ系統(T細胞、B細胞、NK細胞)を含め、
哺乳類の血中に見られるあらゆる血液細胞型を生じる。造血幹細胞は、例えば大腿骨、寛
骨、肋骨、又は胸骨を含めた成人骨の骨髄から単離し得る。細胞は、例えば針及びシリン
ジによる吸引を用いて骨髄から細胞を抜き取ることにより、股関節部から直接得てもよい
。或いは、造血幹細胞は、例えば顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)などのサイトカ
インによる前治療の後に正常末梢血から単離してもよい。G−CSFは骨髄コンパートメ
ントから末梢循環への細胞の遊離を動員する。他の造血幹細胞源としては、臍帯血及び胎
盤が挙げられる。
単離造血幹細胞を培養し、拡大し、及びエキソビボで分化させて種々の供給源材料を提
供することにより、外因性抗原発現EHCを作成し得る。例えば、骨髄、サイトカイン刺
激末梢血又は臍帯血から単離した造血幹細胞を拡大してエキソビボで成熟赤血球に分化さ
せ得る(Giarratana et al.,Nature Biotech.23:
69−74(2005);米国特許出願公開第2007/0218552号明細書)。こ
のように、例えば磁気マイクロビーズ選択法及びMini−MACSカラム(Milte
nyi Biotech)を使用してCD34+細胞を骨髄又は末梢血若しくは臍帯血か
ら単離する。一例では、続いて細胞を、1%ウシ血清アルブミン(BSA)、120μg
/ml鉄飽和ヒトトランスフェリン、900ng/ml硫酸第一鉄、90ng/ml硝酸
第二鉄及び10μg/mlインスリンを補充した改変無血清培地で培養し、37℃、5%
二酸化炭素の空気中に維持する。細胞培養物の拡大及び分化は多段階で行い得る。例えば
、単離後の最初の成長段階で、本明細書に記載される培地において、例えばヒドロコルチ
ゾン、幹細胞因子、IL−3、及びエリスロポエチンを含めた複数の成長因子の存在下で
細胞を拡大し得る。第2段階では、任意選択で、例えば付着間質細胞層上でエリスロポエ
チンの存在下で細胞を共培養し得る。第3段階では、外的因子の非存在下で培養培地中の
付着間質細胞層上で細胞を培養し得る。付着間質細胞層は、例えばマウスMS−5間質細
胞であってもよい。或いは、付着間質細胞層は、成人骨髄に由来する間葉間質細胞であっ
てもよい。付着間質細胞は、例えば10%ウシ胎仔血清を補充したRPMI中に維持し得
る。一部の実施形態において、赤血球系前駆細胞及びそれから得られる細胞集団は、非E
HC、例えば付着間質細胞層と共培養されず、即ち非EHCの非存在下で培養される。一
部の実施形態では、EHCの10%超、15%、20%、25%、30%、35%、40
%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90
%、95%又は98%超が除核され、且つ除核細胞を選択するための濃縮ステップ、例え
ば重力分離、磁気又は蛍光選別、照射、有核細胞の中毒化などを用いることなく除核細胞
の集団が得られるように、抗原を含むEHCは非EHCの非存在下で培養し、分化させる
場合によっては、インビトロでCD34+造血幹細胞を拡大して部分的に分化させて、
インビボで成熟赤血球への最終分化を生じさせることが望ましいこともある(例えば、N
eildez−Nguyen et al.,Nature Biotech.20:4
67−472(2002)を参照)。単離CD34+造血幹細胞はインビトロで、例えば
Flt3リガンド、幹細胞因子、トロンボポエチン、エリスロポエチン、及びインスリン
成長因子を含めた種々の因子を含有する培地において付着間質細胞層の非存在下で拡大し
得る。得られる赤血球系前駆細胞はCD36及びGPAの表面発現によって特徴付けるこ
とができ、対象に輸注して、そこで成熟赤血球への最終分化を生じさせ得る。
一部の実施形態において、EHC集団は、除核中に保持される抗原ポリペプチドを含む
複数の除核EHCを含む。これにより得られる、抗原ポリペプチドを含む単離除核EHC
は、対応する単離非修飾非培養EHCと実質的に同じ浸透圧膜脆弱性を呈する。
一部の実施形態において、EHC集団は、実質的に同じ分化段階及び/又は細胞周期段
階にある複数の赤血球前駆細胞を含み、ここで前駆細胞は、抗原をコードする組換え核酸
を含む。抗原をコードする組換え核酸を含む赤血球前駆細胞の大多数は、組換え核酸を保
持せずに抗原を保持する成熟赤血球に分化する能力を有する。
一部の実施形態において、初代細胞は、静脈穿刺、毛細血管穿刺、又は動脈穿刺によっ
て採取し得る。次に、採取した全血から、血漿枯渇、密度勾配、ヘタスターチ、Prep
aCyte−CB、及び遠心を含む技法の1つ、又は組み合わせを用いて赤血球、血小板
又は他の細胞を単離し得る。
同種/及び自己供給源
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの作成には、対象にとって自己及び/
又は同種の、単離され、任意選択で培養された細胞を抗原と接触させるステップが含まれ
る。例えば、対象にとって同種の赤血球には、血液型特異的赤血球の1つ以上又は1つ以
上の万能ドナー赤血球が含まれる。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、
赤血球の融合、例えば、対象にとって自己の赤血球と1つ以上の同種赤血球、リポソーム
、及び/又は人工小胞との間の融合によって作成し得る。
特定の実施形態において、外因性抗原発現EHCの自己輸血には、対象から赤血球、網
赤血球又は造血幹細胞を単離すること、本明細書に記載される方法によってその細胞を抗
原と接触させて好適な外因性抗原発現EHCを作成すること、及びその外因性抗原発現E
HCを(例えば、輸液によって)同じ対象に投与することが含まれる。
特定の実施形態において、外因性抗原発現EHCの同種輸血には、ドナーから赤血球、
網赤血球又は造血幹細胞を単離すること、本明細書に記載される方法によってその細胞を
抗原と接触させて好適な外因性抗原発現EHCを作成すること、及びその外因性抗原発現
EHCを(例えば、輸液によって)ドナーとは異なる対象に投与することが含まれる。輸
血に同種細胞が使用される場合、適合性ABO血液型を使用して、補体活性化及び不適合
赤血球の溶解によって特徴付けられる急性血管内溶血性輸血反応を防ぐように注意を払う
必要がある。ABO血液型は、血液型抗原A及びBが存在するか否か、赤血球の表面上の
糖タンパク質類及び糖脂質類に関連するオリゴ糖鎖の末端に見られる単糖糖鎖構造に基づ
き定義される(Liu et al.,Nat.Biotech.25:454−464
(2007)にレビューされる)。O型赤血球はこれらの抗原性単糖構造のいずれをも欠
いている。A型赤血球の対象は、B型赤血球に対する天然に存在する抗体を有し、一方、
B型赤血球の対象は、A型赤血球に対する抗体を有する。血液型ABの対象はいずれの抗
体も有さず、及び血液型Oの個体は両方を有する。抗A抗体及び/又は抗B抗体のいずれ
かを有する対象は、対応する抗原を含有する血液の輸血を受けることができない。O型赤
血球はA抗原もB抗原も含まないため、いずれのABO血液型のレシピエントにも、例え
ば、A型、B型、AB型、又はO型レシピエントに安全に輸血することができる。O型赤
血球は万能と考えられ、あらゆる輸血に使用し得る。対照的に、A型赤血球はA型及びA
B型レシピエントに提供することができ、B型赤血球はB型及びAB型レシピエントに提
供することができ、及びAB型赤血球はAB型レシピエントにのみ提供することができる
。赤血球又はその前駆体を抗原と接触させることによって外因性抗原発現EHCが作成さ
れる実施形態において、供給源となる赤血球又はその前駆体は、レシピエントと適合する
ようにマッチングされる。
場合によっては、非O型赤血球を含む外因性抗原発現EHCを万能血液型に変換するこ
とが有益であり得る。A型及びB型赤血球の表面上にある免疫優性単糖類の酵素的除去を
用いて、O型様外因性抗原発現EHCの集団を作成し得る(例えば、Liu et al
.,Nat.Biotech.25:454−464(2007)を参照)。B型外因性
抗原発現EHCは、生コーヒー豆に由来するα−ガラクトシダーゼを使用して変換し得る
。それに代えて又は加えて、E.メニンゴセプチカム菌(E.meningosepti
cum)に由来するα−N−アセチルガラクトサミニダーゼ及びα−ガラクトシダーゼ酵
素活性を使用して、それぞれ免疫優性A抗原及びB抗原を(外因性抗原発現EHC上に存
在する場合には)除去し得る(Liu et al.,Nat.Biotech.25:
454−464(2007))。一例では、本明細書に記載するとおり単離した濃厚赤血
球をα−N−アセチルガラクトサミニダーゼ及びα−ガラクトシダーゼ(約300μg/
ml濃厚赤血球)のいずれかの存在下で200mMグリシン(pH6.8)及び3mM
NaCl中、26℃で60分間インキュベートする。処理後、赤血球を生理食塩水中で遠
心して3〜4回リンスすることによって洗浄し、標準的な血液バンキング技術によってA
BO型を決定する。
具体的な実施形態において、本明細書に記載される外因性抗原発現EHCは以下の方法
で作成し得る。初めに、赤血球系前駆細胞を単離する。これらの細胞は、或いは患者の自
己細胞であっても、又は実質的に万能なドナー血液由来であってもよい。例えば、細胞は
、ABO式O型、リーサス因子Rh r/r、ダッフィ−/−、及び大型ケル抗原K1陰
性であってもよい。赤血球系前駆細胞からEHCへの分化の過程で、抗原をコードする組
換え核酸が導入される。この抗原をコードする組換え核酸は、GATA−1プロモーター
などの赤血球系特異的プロモーターの制御下にあり得る(例えば、Repik et a
l.,Clin Exp Immunol 2005,140:230を参照)。抗原を
コードする組換え核酸は、当該技術分野において公知の任意の方法で、例えばプラスミド
DNA、ウイルス、又はmRNAとして導入することができる。核酸導入は、種々の標準
方法、例えば、トランスフェクション、形質導入、又は電気穿孔によって達成することが
できる。
血小板誘導及び成熟
具体的な実施形態において、本明細書に記載される外因性抗原発現EHCは、血小板を
抗原と接触させることによって作成し得る。成人ヒトは、毎日2×1011個の赤血球、
及び約半分の数の白血球及び血小板を産生する。ヒトでは略全ての血液細胞産生が赤色髄
で起こり、赤色髄は、各系統に関係した造血幹細胞、中間レベルの前駆体及び成熟細胞を
含む階層的な発生系に相当する。
主要な血液細胞型はいずれも、それらの初期発生段階を通じて同様の形態であるが、血
小板産生に関係する細胞である巨核球は、他の多くの骨髄及び血液細胞の直径の10倍の
サイズに成長し、且つ通常の染色体補体の最大128倍を含有する、芽細胞の分化レベル
を超えた明らかな構造的及び機能的逸脱によって特徴付けられ、これらの細胞は血小板を
生じる。一連の通常の細胞分裂を経た後、発生中の巨核球前駆体は、短時間(約1時間)
のG1期と、典型的な(7時間)S期と、極めて短時間(約45分)のG2期と、続く核
内有糸分裂期(中断するM期)とによって特徴付けられるユニークな細胞周期に入る。細
胞に高倍数性の核が発達すると、細胞にはまた、細胞質の断片化に必要な分画膜も発達す
る。このイベントには、糖タンパク質GPIIbIIIa(血小板フィブリノゲン受容体
;Papayannopoulou et al.,Exp.Hematol.,24:
660−9,1996)及びGPIb(フォン・ヴィリブランド(Willibrand
)因子受容体;Kaushansky et al.,Nature,369:568−
571,1994)、顆粒であって、ADP、セロトニン、−トロンボグロブリンを含有
する顆粒、及び成熟血小板機能に不可欠な他の物質の発現が付随する。最後に、高倍数性
の巨核球が細胞質の分割を起こし、数千個の血小板が放出される(Choi et al
.,Blood,85:402−413,1995;Cramer et al.,Bl
ood,89:2336−2346,1997)。
全ての血液細胞前駆体と同様に、巨核球は、広範な自己複製能又は血液のあらゆる成分
への分化能を保持している多能性骨髄幹細胞から生じる。血小板産生は、一部には、トロ
ンボポエチン(TPO)とその細胞受容体TPOR/MPUc−MPLとが相互作用して
誘導されるシグナル伝達機構によって調節される。
トロンボポエチン(TPO)は、巨核球形成及び血小板産生の刺激に関与する造血成長
因子である。TPOは肝臓及び腎臓で発現し、血小板要求量に応じて骨髄微小環境でその
発現が下方調節され得る(Kato et al.,Stem Cells,16:32
2−328,1998;McCarty et al.,Blood,86:3668−
3675,1995)。TPO発現は主として構成的であるため、TPOレベルは血小板
による隔絶によって調節されると考えられる(Fielder et al.,Bloo
d 87:2154,1996)。
TPOをコードする遺伝子はクローニングされ、特徴付けられている(Kuter e
t al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91:11104−11
108,1994;Bartley et al.,Cell,77:1117−112
4,1994;Kaushansky et al.,Nature,369:568−
571,1994;Wendling et al.,Nature,369:571−
574,1994、及びde Sauvage et al.,Nature,369:
533−538,1994)。ヒトTPO(hTPO)cDNAは353アミノ酸長のポ
リペプチドをコードする。シグナルペプチドの切断後に哺乳類細胞から分泌される完成長
hTPOは、332アミノ酸からなる。このタンパク質の予測分子質量は38kDaであ
るが、組換え細胞からの血清中又は培養液中の材料の計測から報告されている分子質量は
18kD〜85kDで異なる(グリコシル化、及び翻訳後タンパク質分解プロセシング)
TPO(TPOR/MPL/c−MPL)に対する細胞表面受容体は、汎骨髄性障害を
引き起こすことが示されている骨髄増殖性白血病ウイルス(MPLV)のエンベロープタ
ンパク質v−mplの相同体である癌原遺伝子c−mplの産物である(Wendlin
g,Virol.,149:242−246,1986)。ヒトc−mpl遺伝子は、7
1kDの予測分子量を有する635アミノ酸のタンパク質をコードする(Vigon e
t al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:5640−44,
1992;Mignotte et al.,Genomics,20:5−12,19
94)。
TPO又はその受容体(TPOR/MPL/c−MPL)のいずれかの発現をヌルにさ
れたマウスは、重度の血小板減少性の表現型を示す(Gurney et al.,Sc
ience,265:1445,1994;Kaushansky et al.,J.
Clin.Invest.,96:1683,1995;de Sauvage et
al.,J.Exp.Med.,183:651,1996)。
複数のサイトカイン(例えば、幹細胞因子[SCF]、IL−1、IL−3、IL−6
、IL−11、白血病抑制因子[LIF]、G−CSF、GM−CSF、M−CSF、エ
リスロポエチン(EPO)、kitリガンド、及び−インターフェロン)が、血小板新生
活性を有することが示されている。
血小板活性化
得られる血小板は小さい円盤形の細胞断片であり、これは血管損傷部位に遭遇すると急
速な形質転換を起こす。血小板はより球状になり、偽足を突き出し、そのフィブリノゲン
受容体が活性されて凝集が起こると共に、血小板はその顆粒含有物を放出し、最終的には
一次止血に関与する血栓を形成する(Siess,W.,Physiol.Rev.69
:58−178,1989)。血小板の活性化はまた、不安定狭心症、心筋梗塞及び脳卒
中の病因に関与するともされている(Packham,M.A.,Can J.Phys
iol Pharmacol.72:278−284)。
血小板の活性化には、内皮下表面に露出しているコラーゲン、凝固カスケードによって
生成されるトロンビン、並びに活性化した血小板から放出されるトロンボキサンA2(T
XA)及びADPなどの幾つかの生理的物質が関わる。コラーゲンは、インテグリンα
2β1を含む幾つかの血小板膜タンパク質に結合して、TXA及びADPの放出による
血小板の活性化をもたらす(Shattil,S.J.,et al.,Curr.Op
in.Cell Biol.6:695−704,1994)。対照的に、トロンビン、
TXA、及びADPはGタンパク質共役受容体を直接活性化し、血小板凝集及び顆粒放
出を誘導する(Hourani,S.M,and Cusack,N.J.,Pharm
acol.Rev.43:243−298,1991)。血小板活性化に関わる主要なイ
ベントは、ホスホリパーゼC(PLC)のβ−アイソフォームが活性化する結果であると
考えられ、これはイノシトール1,4,5三リン酸及びジアシルグリセロールの生成をも
たらす。血小板は主に2つのアイソフォーム、PLC−β2及びPLC−β3を含む。
血小板粘着及び凝集を媒介する血小板受容体は、2つの主要な血小板表面糖タンパク質
複合体上に位置する。これらの複合体は、糖タンパク質Ib−IX複合体(これはフォン
・ヴィレブランド因子(vWF)との結合によって血小板粘着を促進する)、及び糖タン
パク質IIb−IIIa複合体(これはフィブリノゲンに結合することによって血小板を
連結して凝集体となる)である。先天性出血性障害であるベルナール・スーリエ症候群の
患者は、vWFを結合する糖タンパク質Ib−IX複合体の欠損に起因する不十分な血小
板粘着、軽度血小板減少症、及び大型リンパ様血小板を示す。
糖タンパク質V(GPV)は、主要な(約12,000分子/血小板)、高度にグリコ
シル化された血小板膜タンパク質(分子量82,000)である。血小板がトロンビンに
曝露されると、GPVflと呼ばれる69kDaの可溶性断片が遊離する。GPVはGP
Ib−IX複合体(GPIb(145kDaのタンパク質GPIbαが24kDaのタン
パク質GPIbβとジスルフィド結合したものからなる)とGPIX(22kDaのタン
パク質)との非共有結合性の会合によって形成される複合体)と非共有結合的に相互作用
することができる。GPIb−IX複合体上のフォン・ヴィレブランド因子の結合部位及
びトロンビンの結合部位の位置がGPIbα上に特定されている。ここでトロンビンは、
Gタンパク質共役受容体であるトロンビン受容体(Vu et.al.,Cell 64
:1057−1068(1990))を切断することによって血小板を活性化することが
分かっているため、トロンビンがGPVを切断するのはトロンビンがGPIbαに結合す
る結果として偶発的であるのかどうか、又はこの切断に生理学的役割があるのかどうかは
不明である。GPIBα、GPIBβ、及びGPIXは1つ以上の相同な24アミノ酸ロ
イシンリッチドメインを含む。これらのドメインはまた、大型のロイシンリッチ糖タンパ
ク質(LRG)ファミリーにも見られる。
GPVは、巨核球細胞系統のマーカーである。GPVに特異的なモノクローナル抗体(
SW16)は、赤血球、白血球、内皮細胞、又は血小板巨核球マーカーを発現することが
知られるHEL又はMEG−01などの細胞株には結合しない。
成熟GPVは、単一の膜貫通ドメインと、短い細胞質ドメイン(16残基)と、8個の
潜在的なN−グリコシル化部位を有する大きい細胞外ドメインとを含有する543アミノ
酸を含む。細胞外ドメインの分析から、GPIbαと相同性を有する24アミノ酸の15
個のタンデムなLeuリッチリピートの存在が明らかにされ、フィブリノゲンのAα鎖と
相同性を有するC末端近傍のトロンビンの切断部位が同定された。
培養条件
本明細書に記載される外因性抗原発現EHCを作成するための供給源には、EHCなど
の循環細胞が含まれる。好適な細胞供給源は、本明細書に記載するとおり対象から単離す
るか、患者由来の造血前駆細胞又は赤血球系前駆細胞からか、不死化EHC株から誘導す
るか、又は人工多能性幹細胞から誘導し、任意選択で培養して分化させ得る。細胞培養技
法を用いて赤血球を生成する方法は当該技術分野において周知である(例えば、Giar
ratana et al.,Blood 2011,118:5071、Huang
et al.,Mol Ther 2013,epub ahead of print
September 3、又はKurita et al.,PLOS One 20
13,8:e59890)。プロトコルは、成長因子、出発細胞株、培養期間、及び得ら
れる細胞を特徴付ける形態学的形質に応じて異なる。ドナー輸血の代用となり得る血液製
造用の培養システムもまた確立されている(Fibach et al.1989 Bl
ood 73:100)。最近では、CD34+細胞が網赤血球段階に分化されており、
続くヒト対象への輸血が成功した(Giarratana et al.,Blood
2011,118:5071)。
本明細書には、EHCの培養方法及びEHCから誘導される外因性抗原発現EHCが提
供される。EHCは、造血前駆細胞、例えば、CD34+造血前駆細胞(Giarrat
ana et al.,Blood 2011,118:5071)、人工多能性幹細胞
(Kurita et al.,PLOS One 2013,8:e59890)、及
び胚性幹細胞(Hirose et al.2013 Stem Cell Repor
ts 1:499)から培養することができる。前駆細胞の拡大及び分化に好適な成長及
び分化因子のカクテルは、当該技術分野において公知である。好適な拡大及び分化因子の
例としては、限定はされないが、幹細胞因子(SCF)、インターロイキン(IL)、例
えば、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL
−8、IL−9、IL−11、IL−12、CSF、G−CSF、トロンボポエチン(T
PO)、GM−CSF、エリスロポエチン(EPO)、Flt3、Flt2、PIXY
321、及び白血病抑制因子(LIF)が挙げられる。
EHCは、CD34+細胞などの造血前駆細胞から、多段階培養プロセスで前駆細胞を
定義付けられた因子と接触させることにより培養し得る。例えば、EHCは、造血前駆細
胞から三段階プロセスで培養することができる。
第1のステップは、1〜1000ng/mLの幹細胞因子(SCF)、1〜100U/
mLのエリスロポエチン(EPO)、及び0.1〜100ng/mLのインターロイキン
−3(IL−3)を培養下の細胞に接触させることを含み得る。この第1のステップは、
任意選択で、核ホルモン受容体、例えば、グルココルチコイド受容体、エストロゲン受容
体、プロゲステロン受容体、アンドロゲン受容体、又はプレグナンX受容体と結合してそ
れを活性化するリガンドを培養下の細胞に接触させることを含む。これらの受容体に対す
るリガンドとしては、例えば、コルチコステロイド、例えば、10nM〜100μMのデ
キサメタゾン又は10nM〜100μMのヒドロコルチゾン;エストロゲン、例えば、1
0nM〜100μMのβ−エストラジオール;プロゲストーゲン、例えば、10nM〜1
00μMのプロゲステロン、10nM〜100μMのヒドロキシプロゲステロン、10n
M〜100μMの5a−ジヒドロプロゲステロン、10nM〜100μMの11−デオキ
シコルチコステロン、又は合成プロゲスチン、例えば、10nM〜100μMの酢酸クロ
ルマジノン;アンドロゲン、例えば、10nM〜100μMのテストステロン、10nM
〜100μMのジヒドロテストステロン又は10nM〜100μMのアンドロステンジオ
ン;又はプレグナンX受容体リガンド、例えば、10nM〜100μMのリファンピシン
、10nM〜100μMのハイパフォリン、10nM〜100μMのセイヨウオトギリソ
ウ(St.John’s Wort)(ヒペリシン)、又はビタミンE様分子、例えば、
10nM〜100μMのトコフェロールが挙げられる。第1のステップはまた、任意選択
で、インスリン様分子、例えば、1〜50μg/mLのインスリン、1〜50μg/mL
のインスリン様成長因子1(IGF−1)、1〜50μg/mLのインスリン様成長因子
2(IGF−2)、又は1〜50μg/mLのメカノ成長因子を培養下の細胞に接触させ
ることも含み得る。さらに第1のステップは、任意選択で、0.1〜5mg/mLのトラ
ンスフェリンを培養下の細胞に接触させることを含み得る。
第1のステップは、任意選択で、1つ以上のインターロイキン(IL)又は成長因子、
例えば、IL−1、IL−2、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、I
L−9、IL−11、IL−12、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、マクロファ
ージコロニー刺激因子(M−CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−
CSF)、トロンボポエチン、線維芽細胞成長因子(FGF)、血小板由来成長因子(P
DGF)、形質転換成長因子β(TGF−B)、腫瘍壊死因子α(TNF−A)、巨核球
増殖分化因子(MGDF)、白血病抑制因子(LIF)、及びFlt3リガンドを培養下
の細胞に接触させることを含み得る。各インターロイキン又は成長因子は、典型的には0
.1〜100ng/mLの濃度で供給し得る。第1のステップはまた、任意選択で、血清
タンパク質又は非タンパク質分子、例えば、ウシ胎仔血清(1〜20%)、ヒト血漿(1
〜20%)、プラスマネート(1〜20%)、ヒト血清(1〜20%)、アルブミン(0
.1〜100mg/mL)、又はヘパリン(0.1〜10U/mL)を培養下の細胞に接
触させることも含み得る。
第2のステップは、1〜1000ng/mLの幹細胞因子(SCF)及び1〜100U
/mLのエリスロポエチン(EPO)を培養下の細胞に接触させることを含み得る。この
第2のステップはまた、任意選択で、インスリン様分子、1〜50μg/mLのインスリ
ン、1〜50μg/mLのインスリン様成長因子1(IGF−1)、1〜50μg/mL
のインスリン様成長因子2(IGF−2)、又は1〜50μg/mLのメカノ成長因子を
培養下の細胞に接触させることも含み得る。第2のステップは、任意選択で、0.1〜5
mg/mLのトランスフェリンを培養下の細胞に接触させることをさらに含み得る。第2
のステップはまた、任意選択で、血清タンパク質又は非タンパク質分子、例えば、ウシ胎
仔血清(1〜20%)、ヒト血漿(1〜20%)、プラスマネート(1〜20%)、ヒト
血清(1〜20%)、アルブミン(0.1〜100mg/mL)、又はヘパリン(0.1
〜10U/mL)を培養下の細胞に接触させることも含み得る。
第3のステップは、1〜100U/mLのエリスロポエチン(EPO)を培養下の細胞
に接触させることを含み得る。この第3のステップは、任意選択で、1〜1000ng/
mLの幹細胞因子(SCF)を培養下の細胞に接触させることを含み得る。第3のステッ
プは、任意選択で、インスリン様分子、例えば、1〜50μg/mLのインスリン、1〜
50μg/mLのインスリン様成長因子1(IGF−1)、1〜50μg/mLのインス
リン様成長因子2(IGF−2)、又は1〜50μg/mLのメカノ成長因子を培養下の
細胞に接触させることをさらに含み得る。第3のステップはまた、任意選択で、0.1〜
5mg/mLのトランスフェリンを培養下の細胞に接触させることも含み得る。第3のス
テップはまた、任意選択で、血清タンパク質又は非タンパク質分子、例えば、ウシ胎仔血
清(1〜20%)、ヒト血漿(1〜20%)、プラスマネート(1〜20%)、ヒト血清
(1〜20%)、アルブミン(0.1〜100mg/mL)、又はヘパリン(0.1〜1
0U/mL)を培養下の細胞に接触させることも含み得る。
この培養プロセスは、任意選択で、当該技術分野において公知の方法によって、1つ以
上の遺伝子を活性化又はノックダウンする分子、例えば、DNA分子、RNA分子、mR
NA、siRNA、マイクロRNA、lncRNA、shRNA、ホルモン、又は小分子
を細胞に接触させることを含み得る。標的遺伝子としては、例えば、転写因子、成長因子
、又は成長因子受容体をコードする遺伝子を挙げることができ、限定はされないが、例え
ば、GATA1、GATA2、CMyc、hTERT、p53、EPO、SCF、インス
リン、EPO−R、SCF−R、トランスフェリン−R、インスリン−Rが挙げられる。
一実施形態において、CD34+細胞は、種々の量のIMDM、FBS、グルタミン、
BSA、ホロトランスフェリン、インスリン、デキサメタゾン、β−エストラジオール、
IL−3、SCF、及びエリスロポエチンを含有する培養液中に、3つの別個の分化段階
で合計22日間置かれる。
一実施形態において、CD34+細胞は、種々の量のIMDM、FBS、グルタミン、
BSA、ホロトランスフェリン、インスリン、デキサメタゾン、β−エストラジオール、
IL−3、SCF、及びトロンボポエチンを含有する培養液中に、3つの別個の分化段階
で合計14日間置かれる。
一実施形態において、CD34+細胞は、種々の量のIMDM、FBS、グルタミン、
BSA、ホロトランスフェリン、インスリン、デキサメタゾン、β−エストラジオール、
IL−3、SCF、及びGCSFを含有する培養液中に、3つの別個の分化段階で合計1
5日間置かれる。
特定の実施形態において、目的の外因性抗原を含む細胞は、限定はされないが、表Aに
列挙されるものを含めた複数の循環細胞を含むか又はそれから誘導され得る。好ましい実
施形態では、本発明の循環細胞はEHC、例えば有核赤血球、赤血球前駆体又は除核赤血
球などである。例えば、EHCは、臍帯血幹細胞、CD34+細胞、造血幹細胞(HSC
)、脾臓コロニー形成(CFU−S)細胞、骨髄球系共通前駆(CMP)細胞、未分化胚
芽細胞コロニー形成細胞、赤芽球バースト形成細胞(BFU−E)、巨核球−赤芽球系前
駆(MEP)細胞、赤芽球コロニー形成細胞(CFU−E)、網赤血球、赤血球、人工多
能性幹細胞(iPSC)、間葉系幹細胞(MSC)、多染性正赤芽球、正染性正赤芽球、
又は表A1に列挙されるもの、又はそれらの組み合わせである。一部の実施形態において
、EHCは不死細胞又は不死化細胞、例えば、CD34+造血前駆細胞のレトロウイルス
形質導入によりOct4、Sox2、Klf4、cMycが発現し、及びTP53が抑制
されるように作成した不死化赤芽球細胞である(例えば、Huang et al.,M
ol Ther 2013,epub ahead of print Septemb
er 3)。
本明細書には赤血球組成物が提供され、ここでは複数の赤血球が目的の外因性抗原又は
その断片を発現する。細胞は、患者由来の造血又は赤血球系前駆細胞から培養されるか、
不死化EHC株から誘導されるか、又は人工多能性幹細胞から誘導され得る。細胞培養で
赤血球を作成する方法は、当該技術分野において、例えば、Giarratana et
al.,Blood 2011,118:5071、Huang et al.,Mo
l Ther 2013、又はKurita et al.,PLOS One 201
3,8:e59890に公知である。外因性抗原は、単一又は複数の遺伝子コピーのトラ
ンスフェクション、ウイルスによる形質導入、又はDNA若しくはRNAの存在下におけ
る電気穿孔によって導入することができる。哺乳類細胞において外因性タンパク質を発現
させる方法は、当該技術分野において周知である。例えば、造血細胞における外因性第I
X因子の発現が、CD34+前駆細胞のウイルス形質導入によって誘導される(Chan
g et al.,Nat Biotechnol 2006,24:1017を参照)
本明細書に記載される赤血球組成物は以下の方法で作成し得る。初めに、赤血球系前駆
細胞を単離する。これらの細胞は、或いは患者の自己細胞であっても、又は実質的に万能
なドナー血液由来であってもよい。例えば、細胞は、ABO式O型、リーサス因子Rh
r/r、ダッフィ−/−、及び大型ケル抗原K1陰性であってもよい。赤血球系前駆細胞
からEHCへの分化の過程で、外因性抗原をコードする核酸が導入される。この外因性抗
原をコードする核酸は、GATA−1プロモーターなどの赤血球系特異的プロモーターの
制御下にあり得る(例えば、Repik et al.,Clin Exp Immun
ol 2005,140:230を参照)。外因性抗原をコードする核酸は、当該技術分
野において公知の任意の方法で、例えば、プラスミドDNA、ウイルス、又はmRNAと
して導入することができる。核酸導入は、種々の標準方法、例えば、トランスフェクショ
ン、形質導入、又は電気穿孔によって達成することができる。
前駆細胞の修飾。目的の抗原を作製するためのDNA発現ベクター又はmRNAなどの
核酸が前駆細胞に導入されてもよく、これは元の供給源から単離するか、又は上記の拡大
したものから本明細書に提供されるとおりのルーチンの組換え技術によって得ることがで
きる。場合によっては、発現ベクターは、当該技術分野において公知の方法による相同組
換え又は非相同組換えによって細胞のゲノムに組み込まれ得るように設計し得る。
場合によっては、ゲノムを選択的に標的化して切断することのできるポリペプチド、例
えばCRISPR/Cas9、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN
)、又はジンクフィンガーヌクレアーゼをコードする核酸を使用して、発現ベクターの核
酸ペイロードの挿入が特定のゲノム位置、例えばCR1遺伝子座(1q32.2)、ヘモ
グロビン遺伝子座(11p15.4)、又は限定はされないが、表Cに列挙されるものを
含めた別の赤血球関連タンパク質に向けられる。
場合によっては、核酸は、標的遺伝子の発現をサイレンシング又は抑制するRNA分子
、又はRNA分子をコードするDNA分子である。例えば、この分子は、低分子干渉RN
A(siRNA)、アンチセンスRNA分子、又は低分子ヘアピンRNA(shRNA)
分子であり得る。
前駆細胞に発現ベクターを移入させる方法としては、限定はされないが、ウイルス媒介
性遺伝子移入、リポソーム媒介性移入、形質転換、遺伝子銃、トランスフェクション及び
形質導入、例えば、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス及びヘルペスウイルスなどのD
NAウイルスをベースとするベクター、並びにレトロウイルスベースのベクターの使用な
ど、ウイルス媒介性遺伝子移入が挙げられる。遺伝子移入方法の例には、例えば、ネイキ
ッドDNA、CaPO4沈殿、DEAEデキストラン、電気穿孔、プロトプラスト融合、
リポフェクション、及び細胞マイクロインジェクションが含まれる。
本明細書に記載される遺伝子修飾前駆細胞のいずれも、成熟除核赤血球への分化を可能
にする好適な条件下、例えば本明細書に記載されるインビトロ培養プロセスで培養するこ
とができる。得られる除核赤血球は成熟赤血球に関連するタンパク質、例えば、ヘモグロ
ビン、グリコホリンAを提示して発現し、これは標準方法(例えば、ウエスタンブロッテ
ィング又はFACS分析)によってバリデートし及び定量化することができる。
外因性抗原発現戦略
本明細書には、外因性抗原発現EHCによって呈示される抗原が提供される。一部の実
施形態において、抗原は標的との相互作用能を有し、例えば標的と会合又は結合する。抗
原はポリペプチドを含むことができ、又はそれから本質的になり得る。一部の実施形態に
おいて、抗原は、ポリペプチド、炭水化物、核酸、脂質、小分子、又はそれらの組み合わ
せを含む。一部の実施形態において、抗原は標的と相互作用せず、外因性抗原発現EHC
によって細胞、組織又は対象の体内の他の部位に送達されるペイロードとしての役割を果
たす。
抗原ポリペプチド、キメラ及び融合物
一部の実施形態において、抗原はポリペプチドを含む。レシバー(reciver)ポ
リペプチドはサイズが6アミノ酸〜3000アミノ酸の範囲であってもよく、6、10、
15、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90、100、150
、200、300、400アミノ酸超であり得るか、又は500アミノ酸超であり得る。
レシバー(reciver)ポリペプチドはサイズが約20アミノ酸〜約500アミノ酸
、約30アミノ酸〜約500アミノ酸、又は約40アミノ酸〜約500アミノ酸の範囲で
あってもよい。
一部の実施形態において、抗原ポリペプチドは、2つ以上の個別的なタンパク質ドメイ
ンを含み得るキメラ又は融合タンパク質を含む。これらのキメラ抗原は、種々のドメイン
が異なる供給源に由来し、従って天然で一緒に見られることはないという意味で異種又は
外因性であり、例えば組換え核酸によってコードされ得る。抗原ポリペプチドは幾つかの
方法によって作製することができ、その多くは当該技術分野で周知であり、また本明細書
にも記載される。例えば、抗原ポリペプチドは、抽出によるか(例えば、単離細胞から)
、抗原ポリペプチドをコードする組換え核酸の発現によるか、又は化学合成によって得る
ことができる。抗原ポリペプチドは、例えば、組換え技術によって、及びポリペプチドを
コードする発現ベクターを、コードされる抗原ポリペプチドの発現用宿主細胞に(例えば
形質転換又はトランスフェクションによって)導入することにより作製し得る。
活性を変えることなく一般にアミノ酸配列に加え得る種々の保存的な変化がある。これ
らの変化は保存的置換又は突然変異と称される;即ち、特定のサイズ、電荷又は他の特性
を有するアミノ酸分類に属するアミノ酸によって別のアミノ酸を置換することができる。
アミノ酸配列の置換は、アミノ酸が属するクラスの他のメンバーから選択され得る。例え
ば、非極性(疎水性)アミノ酸には、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロ
リン、フェニルアラニン、トリプトファン、メチオニン、及びチロシンが含まれる。極性
中性アミノ酸には、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギ
ン及びグルタミンが含まれる。正電荷(塩基性)アミノ酸には、アルギニン、リジン及び
ヒスチジンが含まれる。負電荷(酸性)アミノ酸には、アスパラギン酸及びグルタミン酸
が含まれる。かかる改変は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動又は等電点によって決定す
るときの見かけの分子量に実質的に影響を及ぼさないものと思われる。保存的置換はまた
、配列の光学異性体による他の光学異性体の置換、具体的には配列の1つ以上の残基に関
するDアミノ酸によるLアミノ酸の置換も含む。さらに、配列中の全てのアミノ酸がD異
性体からL異性体への置換を受けてもよい。例示的な保存的置換としては、限定はされな
いが、正電荷を維持するArgに対するLys及びその逆;負電荷を維持するAspに対
するGlu及びその逆;遊離〜OHを維持するためのThrに対するSer;及び遊離N
H2を維持するAsnに対するGlnが挙げられる。さらに、ポリペプチド配列又は対応
する核酸配列の点突然変異、欠失、及び挿入が、ある場合には、そのポリペプチド又は核
酸断片の機能喪失なく作製されてもよい。置換は、例えば、1個、2個、3個、又はそれ
を超える残基を含み得る。具体的なアミノ酸配列又はポリペプチドをコードする組換え核
酸の任意の教示又はそれらの名称の名称の教示には、ポリペプチド又は核酸断片の機能喪
失なく作製することのできる、それらのポリペプチド配列又は対応する核酸配列並びにそ
のタンパク質又は遺伝子についてデータベースに寄託された任意の配列の任意の保存的置
換、点突然変異、欠失、及び挿入が含まれる。
一部の実施形態において、抗原ポリペプチドは外因性抗原発現EHCの膜と会合してい
る。他の実施形態において、抗原ポリペプチドは外因性抗原発現EHCの膜と会合してい
ない。
一実施形態において、外因性抗原発現EHC中の脂質と抗原との質量比は1:1000
未満、約1:1000、約1:500、約1:250、約1:100、約1:50、約1
:25、約1:10、約1:9、約1:8、約1:7、約1:6、約1:5、約1:4、
約1:3、約1:2、約1:1、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25:1、約50:1、約100:1、
約250:1、約500:1、約1000:1、約10,000:1、約100,000
:1、約1,000,000:1、約10,000,000:1、約100,000,0
00:1、約1,000,000,000:1、又は約1,000,000,000:1
超である。
一実施形態において、外因性抗原発現EHC中の非外因性抗原ポリペプチドと抗原との
質量比は1:1000未満、約1:1000、約1:500、約1:250、約1:10
0、約1:50、約1:25、約1:10、約1:9、約1:8、約1:7、約1:6、
約1:5、約1:4、約1:3、約1:2、約1:1、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25:1、約50
:1、約100:1、約250:1、約500:1、約1000:1、約10,000:
1、約100,000:1、約1,000,000:1、約10,000,000:1、
約100,000,000:1、約1,000,000,000:1、又は約1,000
,000,000:1超である。
特定の実施形態において、ポリペプチド抗原は外因性抗原発現EHCの表面上に位置し
、その周りの環境に露出している。一部の実施形態において、ポリペプチド抗原は外因性
抗原発現EHCの内部に位置し、その非露出側に向いている。
特定の実施形態において、ポリペプチド抗原は以下のドメイン、即ち、Sドメイン(表
面)、Aドメイン(アンカー)、及び/又はUドメイン(非露出)のうちの少なくとも1
つを含み、ここでSドメインは外因性抗原発現EHCの周りの環境に露出した表面ドメイ
ンであり、Aドメインはアンカーであり、Uドメインは外因性抗原発現EHCの内部に位
置し及び/又はその非露出側に向いている。
任意選択で抗原ポリペプチドは、i)S’ドメインと称される1つ以上の追加的なSド
メイン、又はii)U’ドメインと称される1つ以上の追加的なUドメインを含む。
一部の実施形態において、SドメインとAドメインとは、同じポリペプチド鎖の一部を
形成する。
一部の実施形態において、AドメインとUドメインとは、同じポリペプチド鎖の一部を
形成する。
一部の実施形態において、S、A、Uドメインの任意の1つ以上は外因性抗原発現EH
Cに外部的に加えられる。
一部の実施形態において、S、A、Uドメインの任意の1つ以上は外因性抗原発現EH
C内で作製される。
一部の実施形態において、S、A、Uドメインの任意の1つ以上はポリペプチドである
一部の実施形態において、S、A、Uドメインの任意の1つ以上はポリペプチドでない
外因性抗原発現EHC内又はその上にある抗原の例示的構造の概略図を図13A、図1
3B、及び図13Cに示す。
Aドメイン
特定の実施形態において、Aドメインは膜ポリペプチドである。Aドメインは、例えば
、内在性膜ポリペプチド又は膜結合ポリペプチドであり得る。
Aドメインは、以下のクラス、限定はされないが、例えば、αヘリックスバイトピック
、αヘリックスポリトピック、βバレル膜貫通、全αモノトピック/末梢、全βモノトピ
ック/末梢、α/βモノトピック/末梢、α+βモノトピック/末梢、αヘリックスペプ
チド、βヘアピンペプチド、βヘリックスペプチド、1型膜貫通タンパク質(N末端細胞
外)、2型膜貫通タンパク質(N末端細胞内)、3型膜貫通タンパク質、4A型膜貫通タ
ンパク質、4B型膜貫通タンパク質、脂質アンカー型タンパク質、グリコシルホスファチ
ジルイノシトール(GPI)アンカー型タンパク質、プレニル鎖アンカー型タンパク質、
又は非定型構造のペプチドの1つから選択され得る。
特定の実施形態において、Aドメインは内因性であり、例えば、EHC、血小板、又は
造血細胞にとって内因性である。一部の実施形態において、Aドメインは哺乳類細胞にと
って内因性である。
特定の実施形態において、Aドメインは外因性であり、例えば、EHC、血小板、又は
造血細胞にとって外因性である。一部の実施形態において、Aドメインは哺乳類細胞にと
って外因性である。
Aドメインは、以下の分子又はその断片、例えば限定はされないが、CD1、CD2、
CD3、CD4、CD5、CD6、CD7、CD8、CD9、CD10、CD11a、C
D11b、CD11c、CD12w、CD13、CD14、CD15、CD16、CDw
17、CD18、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD24、CD
25、CD26、CD27、CD28、CD29、CD30、CD31、CD32、CD
33、CD34、CD35、CD36、CD37、CD38、CD39、CD40、CD
41、CD42、CD43、CD44、CD45、CD46、CD47、CD48、CD
49a、CD49b、CD49c、CD49d、CD49e、CD49f、CD53、C
D54、CD55、CD56、CD57、CD58、CD59、CD61、CD62E、
CD62L、CD62P、CD63、CD68、CD69、CD71、CD72、CD7
3、CD74、CD80、CD81、CD82、CD83、CD86、CD87、CD8
8、CD89、CD90、CD91、CD95、CD96、CD100、CD103、C
D105、CD106、CD107、CD107a、CD107b、CD109、CD1
17、CD120、CD122、CD123、CD127、CD132、CD133、C
D134、CD135、CD138、CD141、CD142、CD143、CD144
、CD147、CD151、CD152、CD154、CD155、CD156、CD1
58、CD163、CD165、CD166、CD168、CD184、CDw186、
CD195、CD197、CDw199、CD209、CD202a、CD220、CD
221、CD235a、CD271、CD279、CD303、CD304、CD309
、CD326、Ras関連タンパク質1A、セマポリン7A(semaporin 7A
)前駆体、カルシウム及びインテグリン結合タンパク質1、55kDa赤血球膜タンパク
質、フロチリン−1、フロチリン−2、赤血球系膜結合タンパク質、真核生物翻訳開始因
子2C 2、シトクロムb5レダクターゼ、細胞分裂制御タンパク質42ホモログ、KI
AA1363タンパク質、バンド3、アネキシンVII、アクアポリン、エクトADP−
リボシルトランスフェラーゼ4、ケル、LFA−3、溶質キャリアファミリー2メンバー
1、LGALS3タンパク質、尿素輸送体、Rh血液型CE抗原ポイペプチド(poyp
eptide)、Rh関連糖タンパク質、デマチン、ABO血液型、アクアポリン3、オ
ベルジェ、バンド3、ベイシジン、C41、CD44、シスAB、コルトン抗原、補体成
分4、CR1、DAF、ディエゴ、ダッフィ、Hh/ボンベイ抗原、ii抗原、インディ
アン血液型、ケル、キッド、ルイス抗原、ルセラン抗原、MNS抗原系、コスト(Cos
t)型、Er型、デマチン、ストマチン、トロポミオシン、グルコース輸送体、アデュシ
ン、ラブフィリン、C1テトラヒドロ葉酸シンターゼ、ヴェル(Vel)型、Lan抗原
、At抗原、Jr抗原、AnWj抗原、Sd抗原、バッティ(Batty)、ビルケス(
Bilkes)、ボックス(Box)、クリスチャンセン(Christiansen)
、HJK、HOFM、JFV、JONEs、イェンゼン(Jensen)、カタギリ(K
atagiri)、リブセイ(Livesay)、ミルン(Milne)、オルデイド(
Oldeide)、ピータース(Peters)、ラスムッセン(Rasmussen)
、リード(Reid)、REIT、SARA、リーサス血液型D、アルドラーゼ、トロポ
モジュリン、アルギナーゼ、クレアチンキナーゼ、B−Camタンパク質、Rap1A、
ベネット−グッドスピード(Bennett−Goodspeed)、P抗原系、Rh血
液型Xg抗原系、XKタンパク質、Yt/カートライト(Cartwright)抗原系
、CD58、Rh、シアンナ(Scianna)、ラディン(Radin)、DARC(
ダッフィ)、CR1クノップス−マコイ(Knops−McCoy)、DAFクローマー
(Cromer)、ゲルビッヒ(Gerbich)(GYPC)、CD47、グリコホリ
ンA、バンド3(AE3)、GYPB Ss、C4A、C4Bチド(Chido)、ロジ
ャース(Rodgers)C4補体成分、HLA Bg HLAクラスI、RHAG R
h関連アンモニウム輸送体、糖タンパク質、コルトン(Co)ウォーターチャネルタンパ
ク質、ACHEカートライト(Cartwright)(Yt)アセチルコリンエステラ
ーゼ、グルタチオントランスフェラーゼ、グリコホリンC、アクアポリン、赤芽球関連膜
タンパク質、CD44、シナプトブレビン2、リボヌクレアーゼ、十二指腸シトクロムB
、ABOグリコシルトランスフェラーゼ、CD59、CD44インディアン(In)、A
nWj接着受容体、MER2、DOKドンブロックADP−リボシルトランスフェラーゼ
、SEMA7A JMH推定接着受容体、UMOD Sdaタム−ホースフォール(Ta
mm−Horsfall)タンパク質(ウロモジュリン)、ディエゴ(Di)、ライト(
Wr)アニオンチャネルタンパク質(バンド3、AE1)、キッド(Jk)尿素輸送体、
FUT3ルイス(Le)α(1,3)フコシルトランスフェラーゼ、OK Okaニュー
ロテリン、推定接着分子、LW接着受容体、FUT2分泌型(Se)α(1,2)フコシ
ルトランスフェラーゼ、FUT1 Hh α(1,2)フコシルトランスフェラーゼ、L
U ルセラン(Lu)接着受容体、P1グリコシルトランスフェラーゼ、XK Kx推定
神経伝達物質輸送体、XG Xg 旧称PBDX、MIC2、ヘモグロビン、アンキリン
、スペクトリン、KEL ケル(フォームK、k、Kp、Js)メタロプロテイナーゼ、
トルキルドセン抗原、補酵素Q10、Rab 35、Ral A結合タンパク質、透明帯
結合タンパク質、Lyn Bタンパク質、KIaa1741タンパク質、DC38、カル
シウム輸送ATPアーゼ、GPIX、GPIba、GPIbb、GPV、GPIb−IX
−V、GPVI、GPIa/IIa、GPIIb/IIIa、GPV/IIaから選択さ
れ得る。
Sドメイン
一部の実施形態において、Sドメインはタンパク質又はポリペプチドである。他の実施
形態において、Sドメインは核酸である。一部の実施形態において、Sドメインは化学物
質である。特定の実施形態において、Sドメインは小分子である。
一部の実施形態において、Sドメインは、以下のクラスの1つ以上、例えば限定はされ
ないが、可動性リンカー、エピトープタグ、酵素、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、抗原、
抗体様分子、抗体のリガンド、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、成長因子受容体、
サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、酵素認識配列、トランスペプチダーゼ認識配列
、プロテアーゼ認識配列、切断可能ドメイン、インテイン、DNA結合タンパク質、及び
RNA結合タンパク質、補体調節分子、補体カスケード分子、凝固カスケード分子、キレ
ーター、補体調節ドメイン、SCRドメイン、CCPドメイン、免疫グロブリン又は免疫
グロブリン様ドメイン、アルマジロリピート、ロイシンジッパー、デルス(dealth
)エフェクタードメイン、カドヘレイン(cadherein)リピート、EFハンド、
ホスホチロシン結合ドメイン、プレクストリン相同性ドメイン、SCR相同性2ドメイン
、ジンクフィンガードメイン、環状ペプチド、細胞透過性ペプチドから選択されるか、又
はそれに由来するポリペプチドである。
一部の実施形態において、Sドメインは非ポリペプチド分子、例えば核酸、炭水化物、
又は小分子である。一部の実施形態において、Sドメインは、以下のクラスの1つ以上、
例えば限定はされないが、DNAアプタマー、RNAアプタマー、siRNA、shRN
A、一本鎖RNAプローブ、一本鎖DNAプローブ、mRNA、化学的に修飾されたオリ
ゴヌクレオチドから選択される核酸である。一部の実施形態において、Sドメインは、以
下のクラスの1つ以上、例えば限定はされないが、キレーター、DOTA、放射性核種、
同位体、造影剤、蛍光分子、化学発光分子、気体から選択される小分子である。
Uドメイン
一部の実施形態において、Uドメインはタンパク質又はポリペプチドである。他の実施
形態において、Uドメインは核酸である。一部の実施形態において、Uドメインは化学物
質である。特定の実施形態において、Uドメインは小分子である。
一部の実施形態において、Uドメインは、以下のクラスの1つ以上、例えば限定はされ
ないが、可動性リンカー、エピトープタグ、酵素、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、抗原、
抗体様分子、抗体のリガンド、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、成長因子受容体、
サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、酵素認識配列、トランスペプチダーゼ認識配列
、プロテアーゼ認識配列、切断可能ドメイン、インテイン、DNA結合タンパク質、及び
RNA結合タンパク質、補体調節分子、補体カスケード分子、凝固カスケード分子、キレ
ーター、補体調節ドメイン、SCRドメイン、CCPドメイン、免疫グロブリン又は免疫
グロブリン様ドメイン、アルマジロリピート、ロイシンジッパー、デルス(dealth
)エフェクタードメイン、カドヘレイン(cadherein)リピート、EFハンド、
ホスホチロシン結合ドメイン、プレクストリン相同性ドメイン、SCR相同性2ドメイン
、ジンクフィンガードメイン、環状ペプチド、細胞透過性ペプチド、キナーゼドメイン、
ホスファターゼドメイン、細胞骨格タンパク質、細胞骨格タンパク質と相互作用するタン
パク質、Gタンパク質共役受容体、チロシンキナーゼ、ITIMドメイン、ITAMドメ
インから選択されるか、又はそれに由来するポリペプチドである。
一部の実施形態において、Uドメインは非ポリペプチド分子、例えば核酸、炭水化物、
又は小分子である。一部の実施形態において、Uドメインは、以下のクラスの1つ以上、
例えば限定はされないが、DNAアプタマー、RNAアプタマー、siRNA、shRN
A、一本鎖RNAプローブ、一本鎖DNAプローブ、mRNA、化学的に修飾されたオリ
ゴヌクレオチドから選択される核酸である。一部の実施形態において、Uドメインは、以
下のクラスの1つ以上、例えば限定はされないが、キレーター、DOTA、放射性核種、
同位体、造影剤、蛍光分子、化学発光分子、気体から選択される小分子である。
抗原ポリペプチドの例
抗原ポリペプチドの例としては、以下が挙げられる:ポリペプチド抗原は、N末端にH
Aエピトープタグを有するグリコホリンAを含む;ポリペプチド抗原は、グリコホリンA
のリーダー配列、HAエピトープタグ、及びグリコホリンAの本体配列を含む;ポリペプ
チド抗原は、補体受容体1(CR1)を含む;ポリペプチド抗原は、CR1のリーダー配
列、HAエピトープタグ、CR1の本体配列を含む;ポリペプチド抗原は、CR1のリー
ダー配列、HAエピトープタグ、CR1のLHR−A及びLHR−Bの6つのSCRドメ
イン、CR1の膜近位の2つのSCRドメイン、CR1の膜貫通領域、及びCR1の細胞
内領域を含む;ポリペプチド抗原は、CR1のリーダー配列、HAエピトープタグ、CR
1のLHR−A及びLHR−B及びLHR−Cの9つのSCRドメイン、CR1の膜近位
の2つのSCRドメイン、CR1の膜貫通領域、及びCR1の細胞内領域を含む;ポリペ
プチド抗原は、CR1のリーダー配列、CR1のLHR−A、CR1のLHR−B、CR
1のLHR−C、CR1の膜近位の2つのSCRドメイン、CR1の膜貫通領域、及びC
R1の細胞内領域を含む;ポリペプチド抗原は、CR1のリーダー配列、CR1のLHR
−A、CR1のLHR−B、CR1のLHR−C、CR1の膜近位の2つのSCRドメイ
ン、グリコホリンAの膜貫通領域及び細胞内領域を含む;ポリペプチド抗原は、グリコホ
リンAのリーダー配列、B型肝炎表面抗原に対する抗体scFv(scFv)、(Gly
3Ser)2可動性リンカー、HAエピトープタグ、及びグリコホリンAの本体を含む;
ポリペプチド抗原は、ケル、(Gly3Ser)2可動性リンカー、HAエピトープタグ
、及びscFvを含む;ポリペプチド抗原は、ケル及びHAエピトープタグを含む;ポリ
ペプチド抗原は、ケルの71アミノ酸N末端断片及びHAエピトープタグを含む;ポリペ
プチド抗原は、ケルの71アミノ酸N末端断片、(Gly3Ser)2可動性リンカー、
及びHAエピトープタグを含む;ポリペプチド抗原は、ケルの79アミノ酸N末端断片及
びHAエピトープタグを含む;ポリペプチド抗原は、ケルの79アミノ酸N末端断片、(
Gly3Ser)2可動性リンカー、及びHAエピトープタグを含む;ポリペプチド抗原
は、ケルの71アミノ酸N末端断片、(Gly3Ser)2可動性リンカー、scFv、
及びHAエピトープタグを含む;ポリペプチド抗原は、ケルの79アミノ酸N末端断片、
(Gly3Ser)2可動性リンカー、scFv、及びHAエピトープタグを含む;ポリ
ペプチド抗原は、CD55のリーダー配列、scFv、HAエピトープタグ、及びCD5
5の末端37アミノ酸を含む;ポリペプチド抗原は、CD55のリーダー配列、HAエピ
トープタグ、及びCD55の本体を含む。一実施形態において、ポリペプチド抗原は、C
D59のリーダー配列、scFv、HAエピトープタグ、及びCD59の本体を含む;ポ
リペプチド抗原は、CD59のリーダー配列、及びHAエピトープタグ、及びCD59の
本体を含む;ポリペプチド抗原は、アデノシンデアミナーゼ及びHAエピトープタグを含
む;ポリペプチド抗原は、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ及びHAエピトープタグを
含む;ポリペプチド抗原は、アデノシンデアミナーゼ、(Gly3Ser)2可動性リン
カー、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、及びHAエピトープタグを含む;ポリペプチ
ド抗原は、グリコホリンA、細胞質C末端のアデノシンデアミナーゼ、及びHAエピトー
プタグを含む;ポリペプチド抗原は、グリコホリンA、細胞質C末端のフェニルアラニン
ヒドロキシラーゼ、及びHAエピトープタグを含む。
特定の実施形態において、抗原はマクロファージとの相互作用能を有する。抗原ポリペ
プチドは以下の1つ以上を含み得る:補体受容体(Rieu et al.,J.Cel
l Biol.127:2081−2091(1994))、スカベンジャー受容体(B
rasseur et al.,Photochem.Photobiol.69:34
5−352(1999))、トランスフェリン受容体(Dreier et al.,B
ioconjug.Chem.9:482−489(1998);Hamblin et
al.,J.Photochem.Photobiol.26:4556(1994)
);Fc受容体(Rojanasakul et al.,Pharm.Res.11:
1731−1733(1994));及びマンノース受容体(Frankel et a
l.,Carbohydr.Res.300:251−258(1997);Chakr
abarty et al.,J.Protozool.37:358−364(199
0))。
マクロファージとの相互作用能を有する他の抗原には、以下が含まれる:低密度リポタ
ンパク質(Mankertz et al.,Biochem.Biophys.Res
.Commun.240:112−115(1997);von Baeyer et
al.,Int.J.Clin.Pharmacol.Ther.Toxicol.31
:382−386(1993))、超低密度リポタンパク質(Tabas et al.
,J.Cell Biol.115:1547−1560(1991))、マンノース残
基及び他の炭水化物部分(Pittet et al.,Nucl.Med.Biol.
22:355−365(1995))、ポリカチオン性分子、例えばポリ−L−リジン(
Hamblin et al.,J.Photochem.Photobiol.26:
45−56(1994))、リポソーム(Bakker−Woudenberg et
al.,J.Drug Target.2:363−371(1994);Βetage
ri et al.,J.Pharm.Pharmacol.45:48−53(199
3))及び2−マクログロブリン(Chu et al.,J.Immunol.152
:1538−1545(1994))。
本明細書には、i)同じ系統の天然EHCに存在しないか、又はii)抗原を含むEH
Cと比較したとき低下したレベル又は低下した活性レベルで同じ系統の天然EHCに存在
するかのいずれかである機能活性を有する抗原を含むEHCを含有する組成物が提供され
る。かかる機能活性には、補体阻害、免疫複合体クリアランス、人工抗原提示、凝固カス
ケードのモジュレーション、酸素移動、薬物送達、細胞毒吸着、食作用の回避、及び循環
時間の延長が含まれる。
一部の実施形態において、EHCは、CR−1抗原を含むため、同じ系統の天然EHC
と比べてより高いレベルの補体受容体ポリペプチド、例えばCR1を有する。代替的実施
形態において、抗原を含むEHCは、限定はされないが、表6及び表8に列挙されるポリ
ペプチドを含めた、同じ系統の天然EHCと比べてより高いレベルの補体受容体アゴニス
トポリペプチド又は補体関連ポリペプチドを有する。補体受容体抗原ポリペプチドは、ヒ
ト補体受容体1(CR1)ポリペプチド、その変異体、又は機能断片を含む。CR1抗原
ポリペプチドはCR1の天然アレル、例えば、Aアレル(Fアレル又はCR1*1アレル
とも称される)、Bアレル(Sアレル又はCR1*2アレルとも称される)、Cアレル(
F’アレル又はCR1*3アレルとも称される)、又はDアレル(CR1*4アレルとも
称される)の1つ又は2つ以上に由来し得る。これらの天然型の配列及びデータベース受
託番号は、表3に提供される。一部の実施形態において、CR1抗原ポリペプチドは、C
R1ポリペプチドのドメインを含有する。例えば、CR1ポリペプチドは、補体制御タン
パク質(CCP)モジュール又はSushiドメインとも称される1つ以上のショートコ
ンセンサスリピート(SCR)ドメイン、例えば、Genbank受託番号AAV655
77.1を含み得る。一実施形態において、CR1抗原ポリペプチドは、1個以上のショ
ートコンセンサスリピート(SCR)、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、2
3、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36
、37、38、39、40、41、42、43、44個又は44個超のSCRを含む。別
の実施形態において、CR1抗原ポリペプチドは、CR1の1個以上のロング相同リピー
ト(LHR)単位、例えば、LHR−A、LHR−B、LHR−C、又はLHR−D、例
えば、1、2、3、4、5、6個又は6個超のLHRドメインを含む。別の実施形態にお
いて、CR1抗原ポリペプチドは、別の細胞膜タンパク質、例えば、グリコホリンA、グ
リコホリンB、グリコホリンC、グリコホリンD、ケル、バンド3、アクアポリン1、g
lut 1、キッド抗原タンパク質、リーサス抗原、例えば、限定はされないが、表1及
び表6に列挙される細胞表面部分に融合したCR1の1つ又は2つ以上の細胞外ドメイン
を含み得る。
一部の実施形態において、EHCは、補体受容体抗原ポリペプチド、又はそれに代えて
又は組み合わせで、限定はされないが、表8に列挙されるポリペプチド、及びそれらのポ
リペプチドに対するアゴニストを含めた、補体受容体アゴニスト抗原ポリペプチド又は補
体関連抗原ポリペプチドをコードする組換え核酸を含有する。一部の実施形態において、
EHCは、外因性崩壊促進因子(CD59、GenBank:CAG46523.1)ポ
リペプチド、又は外因性膜補因子(CD46、GenBank:BAA12224.1)
ポリペプチド、又はその変異体若しくは機能断片、又はそれらの組み合わせをさらに含有
する。
CR1活性には、C3b含有免疫複合体との結合及び循環から細網内皮系の肝臓及び脾
臓マクロファージへのそれらの免疫複合体のシャトリングが含まれる。細網内皮系の細胞
と遭遇すると、免疫複合体は食細胞によってエンドサイトーシスで取り込まれるが、赤血
球は回避して循環し続ける。免疫複合体の除去により、時にCR1が赤血球の表面からタ
ンパク質分解によって切断されることもある。結合活性を計測するには、EHCと免疫複
合体との間のインビトロ結合アッセイを実施することができる。EHCの回避を計測する
には、食細胞及び免疫複合体が負荷されたEHCによるインビトロ食作用アッセイを実施
することができる。肝臓への循環免疫複合体のインビボクリアランスを計測するには、放
射性標識免疫複合体を使用してクリアランス及び体内分布アッセイを実施することができ
る。
抗原ポリペプチドを含まない同じ系統の造血細胞より高いレベルで天然ポリペプチドを
含む抗原を含有するEHCを含有する組成物が提供される。例えば、EHCの集団は、C
R1抗原ポリペプチドを欠く同じ系統の対応する造血細胞より少なくとも約1.1、例え
ば、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、3、4、
5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、
70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450
、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000
、5000、6000、7000、8000、9000、10000倍、又は10000
倍超高い抗原、例えば補体受容体1レベルを含む。網赤血球及び赤血球のCR1レベルは
、典型的には細胞当たり50〜2000個の分子である(Lach−Trifilief
f,J Immunol 1999,162:7549)。CR1レベルが細胞当たり少
なくとも約2500、5000、6000、7000、8000、9000、10000
、15000、20000、25000、30000、40000、50000、100
000、200000、300000、400000、500000、600000、7
00000、800000、900000、1000000個、又は1000000個超
の分子であるEHCの集団を含有する組成物が提供される。野生型及び外因性抗原発現E
HCのCR1レベルは、例えば、CR1に特異的な抗体によるフローサイトメトリーによ
って計測及び定量化することができる。
本明細書には、一部の実施形態において、抗原を含むEHC、抗原を含むEHCの集団
、及び抗原を含むEHCの組成物が提供される。一部の実施形態において、抗原は循環病
原体、例えばウイルス又は細菌と相互作用する。一部の実施形態において、EHCは、循
環病原体に特異的な抗体、scFv、又はナノボディをコードする組換え遺伝子を発現す
る。抗体、scFv、又はナノボディは融合タンパク質として発現し得る。他の実施形態
において、抗体、scFv、又はナノボディ抗原又は循環病原体に対して親和性を有する
別の抗原がEHC内又はその上に負荷される。抗体、scFv、又はナノボディ抗原又は
循環病原体に対して親和性を有する他の抗原は細胞内又は細胞外に局在し得る。一部の実
施形態において、抗原は、表面抗原、エンベロープ抗原又はカプシド抗原などのウイルス
抗原又は細菌抗原に特異的である。
本明細書には、特定の実施形態において、抗原を含むEHC、抗原を含むEHCの集団
、及び抗原を含むEHCの組成物が提供される。一部の実施形態において、抗原は、毒素
、好ましくは病原体に由来するか又は他に環境に由来するなどの外来性毒素と相互作用す
る。一部の実施形態において、EHCは、リポ多糖結合タンパク質(LBP)、殺菌性/
透過性増加タンパク質(BPI)、アミロイドP成分、又はカチオン性タンパク質に由来
するアミノ酸配列を含む抗原をコードする組換え遺伝子を発現する。毒素結合抗原は融合
タンパク質として発現し得る。他の実施形態において、毒素結合抗原はEHC内又はその
上に負荷され得る。毒素結合抗原は細胞内又は細胞外に局在し得る。一部の実施形態にお
いて、毒素結合抗原はボツリヌス又は炭疽などの細菌性毒素に特異的である。
さらに、外因性抗原発現EHCは、標的を隔絶するその能力を増進する能力を有する抗
原を発現し得る。潜在的な隔絶増進抗原には、限定はされないが表1にあるものを含めた
、ポリペプチド輸送体が含まれる。
一実施形態において、抗原は、ダッフィ抗原ケモカイン受容体(DARC)に由来する
アミノ酸配列を含むポリペプチドを含む。一実施形態において、EHCは、ダッフィ抗原
ケモカイン受容体(DARC)に由来するアミノ酸配列をコードする組換え遺伝子を発現
する。DARC抗原は完全長タンパク質又はその断片として発現し得る。DARCは融合
タンパク質として発現し得る。他の実施形態において、DARCタンパク質はEHC内又
はその上に負荷される。一部の実施形態において、負荷されたDARCはさらに機能化さ
れるか、又は他の方法で修飾される。DARC抗原分子は細胞内又は細胞外に局在し得る
DARCは、強力なマルチリガンドケモカイン受容体として同定された。DARCはロ
ドプシン様7本ヘリックス膜貫通タンパク質ファミリーに属する。赤血球に加えて、DA
RCは、多くの組織における白血球遊出の原発部位である後毛細管細静脈内皮細胞で発現
する。DARCは、CC及びCXCケモカインの両方に対する高度に特異的な結合部位を
提供する。DARCは、ELRモチーフCXCケモカインに対してより高い親和性を有す
ると考えられている。CXCケモカインは好中球化学誘引物質であり、潜在的に血管新生
促進性であり得る。
DARCとCXCL8との間の相互作用では、5nmol/Lの解離定数(K)及び
赤血球当たり1000〜9000個と推定される受容体結合部位が示されている(Had
ley,Blood,1997)。他の7回膜貫通型ケモカイン受容体と異なり、DAR
Cは、2番目の細胞質ループに位置する高度に保存されたGタンパク質共役モチーフを欠
いている(Meny,Immunohematology,2010)。DARCはGタ
ンパク質共役型ではなく、既知の選択的シグナル伝達機構を有しない。DARCの生物学
的な役割は完全には解明されていない。DARCは、a)多重特異的であり;b)細胞内
シグナルを惹起する能力を有しないと考えられており、及びc)赤血球表面に結合したケ
モカインにその通常の標的炎症細胞は到達できないと考えられる(Neote,J Bi
ol Chem,1993)。赤血球は炎症過程の調節においてDARCの存在を用いて
役割を果たし得る。
サイトカインなどの炎症シグナル伝達分子は、高濃度で存在するとき、局所的及び全身
的な組織損傷を引き起こし得る。サイトカインのバーストは、細菌性敗血症、関節リウマ
チ、及び他の幾つかの炎症性疾患の病因に結び付けられている。天然サイトカイン受容体
又は合成抗体様受容体模倣体を外因的に発現する修飾EHCは、炎症性サイトカインを隔
絶することができる。例示的ケモカイン受容体はDARCである。本明細書には、限定は
されないがDARCを含めた、サイトカイン受容体又はケモカイン受容体である抗原を含
むEHCが提供される。例えば、DARC抗原を発現する(それにより天然赤血球上に存
在する量を増加させる)EHCを使用して、循環中及び/又は体の末梢組織内のケモカイ
ンレベルをモジュレートし得る。DARC抗原を含むEHCは、破壊を特徴とし得るか、
或いは炎症性メディエーターを緩徐に放出して循環中に、但し低い拡散濃度で戻し得る。
ケモカイン又はサイトカイン受容体を含む抗原を含むEHCは、シグナル伝達ペプチドの
リザーバとして機能し得る。
一実施形態において、抗原は、抗体に由来するアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む
。一実施形態において、EHCは、抗体に由来するアミノ酸配列をコードする組換え遺伝
子を発現する。抗体抗原は完全長タンパク質又はその断片として発現し得る。抗体は融合
タンパク質として発現し得る。他の実施形態において、抗体タンパク質はEHC内又はそ
の上に負荷される。一部の実施形態において、負荷された抗体はさらに機能化されるか、
又は他の方法で修飾される。抗体抗原は細胞内又は細胞外に局在し得る。一実施形態にお
いて、抗原は、所望の標的に特異的な抗体アミノ酸配列を含む。一部の実施形態において
、抗体はscFvである。他の実施形態において、抗体はナノボディである。
特定の実施形態において、EHCは、標的に特異的な抗体又はその断片を含み且つ細胞
表面上に位置する抗原を含む。例えば、ボツリヌス毒素結合に特異的な抗体の可変断片(
Fv)がEHCの表面上で発現する。ボツリヌス毒素結合抗体は当該技術分野において公
知であり(Amersdorfer,Inf and Immunity,1997)、
抗体のFv部分の発現も同様に公知である(Hoedemaeker,Journ of
Bio Chemistry,1997)。結合すると、毒素はFv領域を介してEH
Cに保持され、隔絶され、体からのクリアランスのために循環系を通じて肝臓へとシャト
ルされる。
一実施形態において、抗原は、scFv抗体に由来するアミノ酸配列を含むポリペプチ
ドを含む。一実施形態において、EHCは、scFv抗体に由来するアミノ酸配列をコー
ドする組換え遺伝子を発現する。scFv抗体抗原は完全長タンパク質又はその断片とし
て発現し得る。scFv抗体は融合タンパク質として発現し得る。他の実施形態において
、scFvタンパク質はEHC内又はその上に負荷される。EHCによって発現され得る
好適なscFv抗原ポリペプチドとしては、限定はされないが、表6に列挙されるものが
挙げられる
scFv抗体は、主にハイブリドーマ、免疫化マウス由来の脾臓細胞、及びヒト由来B
リンパ球から構築されている。抗体の可変領域はV(H)及びV(L)ドメインの可変ド
メインの非共有結合性ヘテロ二量体によって形成され、これが次には組換えscFv抗体
の構築に用いられ得る。
scFvの作製は当該技術分野において公知であり、mRNAを初めにハイブリドーマ
から(或いはまた、脾臓、リンパ球、及び骨髄から)単離し、続いて抗体遺伝子増幅(P
CR)の鋳型として機能するようにcDNAに逆転写する必要がある。この方法によれば
、抗体由来のscFvの多様な集合(scFvがモデル化された元の抗体と同等の集合)
を有する大規模ライブラリを作成することができる。
scFv抗原は、限定はされないが表4にあるものを含めた、任意の標的分子に特異的
にすることができる。
一例において、EHC上で炭疽毒素に特異的なscFv抗原を発現させ得る。それを必
要としている対象に投与すると、炭疽毒素に特異的な抗原分子を含むEHCの集団の有効
用量を使用して炭疽毒素を捕捉し、隔絶することができる。EHCは肝臓に遊走し、そこ
でクリアランスが起こる。
特定の実施形態において、赤血球は、細胞の表面上で発現するラクダ科動物由来のナノ
ボディを含む抗原を含む。ナノボディは通常12〜15kDaである。ナノボディは抗体
及びscFvと比べてかなり小さい。従ってナノボディはトランスフェクトし易く、ナノ
ボディ抗原はEHCにおいてより容易に発現し、翻訳され及び/又は細胞表面に輸送され
ることになる。特定の実施形態において、ナノボディ抗原を用いることにより、特定の抗
原によって引き起こされる免疫原性効果が最小限に抑えられる。ナノボディは、そのサイ
ズが小さいため、潜在的な免疫原性の低下をもたらし得る。特定の実施形態において、抗
原ナノボディは、それがEHCの原形質膜の機械的及び形態学的挙動の変化を抑えること
が理由で用いられる。これにより、EHCが通常の循環赤血球の挙動を呈することが可能
となり得る。特定の実施形態において、抗原ナノボディは、標準的な抗体と比較して隠れ
た又はまれなエピトープを認識する能力が高いことが理由で用いられる。例えば、抗原ナ
ノボディは、標的の小さい酵素キャビティに結合し、標的の分子挙動をモジュレートする
ことができる。
特定の実施形態において、EHCは、ヒト補体系の分子の標的エピトープに対して特異
性を有する抗原ナノボディを含む。かかるEHCは、それを必要としている対象に投与さ
れると、補体系の1つ以上の過活性因子を選択的に枯渇させ得る。例えば、C5は、対象
への細胞の投与時に、C5の標的エピトープに対して特異性を有する抗原ナノボディを含
むEHCによって標的化され、EHCによってその系から除去され得る。この手法は、例
えば発作性夜間ヘモグロビン尿症などの補体障害に対して治療効果をもたらすのに好適で
ある。特定の実施形態において、EHCは、限定はされないが表4に列挙されるものを含
めた、分子の標的エピトープに対して特異性を有する抗原ナノボディを含む。
一部の実施形態において、抗原は、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リアー
ゼ(スクラーゼ)又はヒドロラーゼ(DNアーゼ、リパーゼ)のうちの1つに由来するア
ミノ酸配列を含むポリペプチドを含む。一実施形態において、EHCは、プロテアーゼ、
ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リアーゼ(スクラーゼ)又はヒドロラーゼ(DNアーゼ、リ
パーゼ)のうちの1つに由来するアミノ酸配列をコードする組換え遺伝子を発現する。抗
原プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リアーゼ及びヒドロラーゼは完全長タンパ
ク質又はその断片として発現し得る。抗原プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リ
アーゼ及びヒドロラーゼは融合タンパク質として発現し得る。他の実施形態において、抗
原プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リアーゼ又はヒドロラーゼはEHC内又は
その上に負荷される。一部の実施形態において、負荷された抗原プロテアーゼ、ヌクレア
ーゼ、アミラーゼ、リアーゼ又はヒドロラーゼはさらに機能化されるか、又は他の方法で
修飾される。抗原プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リアーゼ又はヒドロラーゼ
抗原分子は細胞内又は細胞外に局在し得る。
特定の実施形態において、EHCは、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リア
ーゼ又はヒドロラーゼを含む抗原を含む。プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リ
アーゼ又はヒドロラーゼ抗原を含むEHCは、例えば肝臓のマクロファージによる循環ク
リアランスとは無関係にEHC上の標的を分解する能力を有する。特定の実施形態におい
て、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、アミラーゼ、リアーゼ又はヒドロラーゼを含む抗原を
含むEHCがそれを必要としている対象に投与され、癌細胞成長に必須の代謝産物の選択
的な分解によって癌が治療され得る。例えば、アスパラギナーゼを使用して局所アスパラ
ギンレベルを低下させることにより、急性リンパ性白血病及び急性骨髄性白血病が治療さ
れる。好適な抗原には、例えば、標的分子の分解能を有する2つの主要な酵素クラス、リ
アーゼ及びヒドロラーゼの一方又は両方が含まれ得る。特定の実施形態において、限定は
されないが表6に列挙されるものを含めた分子を含む抗原を含むEHCが提供される。
特定の実施形態において、赤血球は、リアーゼを含む抗原を含む。一実施形態において
、リアーゼはバリンデカルボキシラーゼである。バリンデカルボキシラーゼ抗原はEHC
の細胞内空間内で発現し得る。バリンデカルボキシラーゼ抗原を含むEHCがそれを必要
としている対象に投与され、血中のバリンレベルがモジュレートされ得る。バリンデカル
ボキシラーゼ抗原を含むEHCは、血中のアミノ酸バリンレベルが増加する遺伝性障害で
あるバリン血症の治療に好適である。罹患者は、典型的には嘔吐、成長障害、知的障害、
及び疲労を発症する。バリン血症はバリントランスアミナーゼ酵素の欠損によって引き起
こされ、常染色体劣性遺伝パターンを有する。
特定の実施形態において、赤血球は、ヒドロラーゼを含む抗原を含む。一実施形態にお
いて、ヒドロラーゼはデオキシリボヌクレアーゼI(DNアーゼI)である。DNアーゼ
I抗原はEHCの表面上で発現し得る。DNアーゼI抗原を含むEHCがそれを必要とし
ている対象に投与されると、ピリミジンヌクレオチドに隣接するリン酸ジエステル結合で
循環DNAが優先的に切断され、3’位に遊離ヒドロキシル基を有する5’−リン酸末端
ポリヌクレオチドが生じる。平均してテトラヌクレオチドが産生される。DNアーゼI抗
原を含むEHCは、全身性エリテマトーデス(SLE)などの、循環中の高レベルの免疫
原性DNAによって増悪する病態の治療に好適である。
特定の実施形態において、抗原は、例えばリガンドとの結合時又は刺激との接触時に外
部刺激に応答する能力を有し、ここで応答は、例えば、移動、再折り畳み、コンホメーシ
ョンの変化、二量体の形成、ホモ二量体の形成、ヘテロ二量体の形成、多量体の形成、シ
グナル伝達、検出可能な形態のエネルギー(例えば蛍光)の放出、別の抗原との機能的相
互作用、又は非外因性抗原ポリペプチドとの機能的相互作用を伴う。
標的
本明細書には、標的との相互作用能を有する外因性抗原ポリペプチドを含む外因性抗原
発現EHCが提供される。本明細書にはさらに、標的との相互作用能を有する非ポリペプ
チド外因性抗原を含む外因性抗原発現EHCが提供される。外因性抗原発現EHCは、対
象の循環系に滞留する標的の量又は濃度をモジュレートするため、それを必要としている
対象に投与され得る。好適な外因性抗原は、特定の標的と相互作用するように選択され得
る。好適な標的には、特定の疾患、障害、又は病態に関連する実体が含まれる。しかしな
がら、標的はまた、特定の疾患、障害、又は病態とは無関係に選択されてもよい。
一部の実施形態において、標的は抗体又は抗体様分子、例えば自己免疫性抗体又は自己
抗体、又は外来抗体、又は治療用抗体であり、限定はされないが、例えば、β−2グリコ
プロテイン1に対する抗体、I/i抗原に対する抗体、コラーゲンa3(IV)のNC1
ドメインに対する抗体、血小板糖タンパク質に対する抗体、ホスホリパーゼA2受容体に
対する抗体、赤血球グリコホリンA、B、若しくはCに対する抗体、又は赤血球Rh抗原
に対する抗体が挙げられる。
一部の実施形態において、標的は補体カスケードの分子、例えば、C1、C1r、C1
s、C1q、C2、C2a、C2b、C3、C3a、C3b、C4、C4b、C4a、C
3bBb、C3bBb3b、C4b2b、C4b2b3b、C5、C5a、C5b、C6
、C7、C8、C9、ポリC9、膜侵襲複合体、B因子、D因子、プロパージン、C3、
C3a、C3b、iC3b、C3c、C3dg、C3dk、C3e、Bb、I因子、C1
q、C1r、C1s、C4、C4a、C4b、C2、C4bp、マンノース結合レクチン
(MBL)、MBL関連セリンプロテアーゼ1(MASP1)、MBL関連セリンプロテ
アーゼ2(MASP2)、C5、C5a、C6、C7、C8、C9、CR1、CR2、C
R3、CR4、C3aR、C3eR、崩壊促進因子(DAF)、膜補因子タンパク質(M
CP)、CD59、C3β鎖受容体、C1インヒビター、C4結合タンパク質、I因子、
H因子である。
一部の実施形態において、標的は免疫複合体、例えばIgG免疫複合体、IgA免疫複
合体、IgM免疫複合体である。
一部の実施形態において、標的は、アミロイド斑、例えばβアミロイド、IAPP(ア
ミリン)、α−シヌクレイン、PrPsc、ハンチンチン、カルシトニン、心房性ナトリ
ウム利尿因子、アポリポタンパク質AI、血清アミロイドA、メジン(medin)、プ
ロラクチン、トランスサイレチン、リゾチーム、β2ミクログロブリン、ゲルゾリン、ケ
ラトエピテリン、シスタチン、免疫グロブリン軽鎖AL、S−IBMを含む斑である。
一部の実施形態において、標的は細菌、例えばエンテロコッカス属(Enteroco
ccus)、ストレプトコッカス属(Streptococcus)、又はマイコバクテ
リア(Mycobacteria)、リケッチア属(Rickettsia)、マイコプ
ラズマ属(Mycoplasma)、髄膜炎菌(Neisseria meningit
ides)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、レジオネラ属(L
egionella)、コレラ菌(Vibrio cholerae)、連鎖球菌(St
reptococci)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureu
s)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、緑
膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、ジフテリア菌(Coryno
bacterium diphtheriae)、クロストリジウム属種(Clostr
idium spp.)、腸管毒素原性大腸菌(Escherichia coli)、
及び炭疽菌(Bacillus anthracis)である。菌血症がある程度報告さ
れている他の病原体としては、以下が挙げられる:リケッチア属(Rickettsia
)、バルトネラ・ヘンセレ(Bartonella henselae)、バルトネラ・
クインターナ(Bartonella quintana)、Q熱コクシエラ(Coxi
ella burnetii)、クラミジア属(chlamydia)、らい菌(Myc
obacterium leprae)、サルモネラ属(Salmonella);赤痢
菌属(shigella);エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia ent
erocolitica);偽結核菌(Yersinia pseudotubercu
losis);レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumoph
ila);結核菌(Mycobacterium tuberculosis);リステ
リア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes);マイコプ
ラズマ属種(Mycoplasma spp.);蛍光菌(Pseudomonas f
luorescens);コレラ菌(Vibrio cholerae);インフルエン
ザ菌(Haemophilus influenzae);炭疽菌(Bacillus
anthracis);梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum);
レプトスピラ属(Leptospira);ボレリア属(Borrelia);ジフテリ
ア菌(Corynebacterium diphtheriae);フランシセラ属(
Francisella);ブルセラ・メリテンシス(Brucella melite
nsis);カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejun
i);エンテロバクター属(Enterobacter);プロテウス・ミラビリス(P
roteus mirabilis);プロテウス属(Proteus);及びクレブシ
エラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)。
一部の実施形態において、標的はウイルスであり、限定はされないが、その感染に細胞
表面受容体との結合時における宿主細胞への遺伝物質の注入が関わるもの、その感染が細
胞表面受容体によって媒介されるウイルスが挙げられる。これらのウイルスの非限定的な
例は、パラミクソウイルス科(Paramyxoviridae)(例えば、ニューモウ
イルス、モルビリウイルス、メタニューモウイルス、レスピロウイルス又はルブラウイル
ス)、アデノウイルス科(Adenoviridae)(例えば、アデノウイルス)、ア
レナウイルス科(Arenaviridae)(例えば、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス
などのアレナウイルス)、アルテリウイルス科(Arteriviridae)(例えば
、ブタ生殖器呼吸器症候群ウイルス又はウマ動脈炎ウイルス)、ブニヤウイルス科(Bu
nyaviridae)(例えば、フレボウイルス又はハンタウイルス)、カリシウイル
ス科(Caliciviridae)(例えば、ノーウォークウイルス)、コロナウイル
ス科(Coronaviridae)(例えば、コロナウイルス又はトロウイルス)、フ
ィロウイルス科(Filoviridae)(例えば、エボラ様ウイルス)、フラビウイ
ルス科(Flaviviridae)(例えば、ヘパシウイルス又はフラビウイルス)、
ヘルペスウイルス科(Herpesviridae)(例えば、シンプレックスウイルス
、バリセロウイルス、サイトメガロウイルス、ロゼオロウイルス、又はリンホクリプトウ
イルス)、オルトミクソウイルス科(Orthomyxoviridae)(例えば、イ
ンフルエンザウイルス又はトゴトウイルス)、パルボウイルス科(Parvovirid
ae)(例えば、パルボウイルス)、ピコルナウイルス科(Picornavirida
e)(例えば、エンテロウイルス又はヘパトウイルス)、ポックスウイルス科(Poxv
iridae)(例えば、オルトポックスウイルス、アビポックスウイルス、又はレポリ
ポックスウイルス)、レトロウイルス科(Retroviridae)(例えば、レンチ
ウイルス又はスプーマウイルス)、レオウイルス科(Reoviridae)(例えば、
ロタウイルス)、ラブドウイルス科(Rhabdoviridae)(例えば、リッサウ
イルス、ノビラブドウイルス、又はベシクロウイルス)、及びトガウイルス科(Toga
viridae)(例えば、アルファウイルス又はルビウイルス)から選択することがで
きる。これらのウイルスの具体的な例としては、ヒト呼吸器コロナウイルス、A型〜C型
インフルエンザウイルス、A〜G型肝炎ウイルス、及び単純ヘルペスウイルス1〜9型が
挙げられる。
一部の実施形態において、標的は寄生虫であり、限定はされないが、例えば、腸内寄生
虫又は血液感染性の寄生虫、原虫、トリパノソーマ;マラリアを引き起こす能力を有する
血液原虫及び寄生虫;腸内条虫及びテニア科条虫を含めた全身性条虫;腸内コクシジウム
;腸内鞭毛原虫;糸状線虫;胃腸管線虫並びに全身性線虫及び鉤虫が挙げられる。
一部の実施形態において、標的は真菌であり、限定はされないが、例えば、カンジダ・
アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラタ(Cand
ida glabrata)、アスペルギルス属(Aspergillus)、T.グラ
ブラタ(T.glabrata)、カンジダ・トロピカリス(Candida trop
icalis)、C.クルセイ(C.krusei)、及びC.パラプシローシス(C.
parapsilosis)が挙げられる。
一部の実施形態において、標的は細菌性毒素であり、限定はされないが、例えば、AB
毒素、アルファ毒素、炭疽毒素、バクテリオシン、ボツリヌス毒素、コレステロール依存
性細胞溶解素、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)C3毒素
、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)毒
素A、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile
)毒素B、クロストリジウム属(Clostridium)エンテロトキシン、クロスト
リジウム・パーフリンゲンス(Clostridium perfringens)アル
ファ毒素、クロストリジウム・パーフリンゲンス(Clostridium perfr
ingens)ベータ毒素、コードファクター、Cry1Ac、クリプトフィシン、デル
タエンドトキシン、ジフテリア毒素、エンテロトキシンB型、発赤毒素、表皮剥脱素、ヘ
モリシンE、易熱性エンテロトキシン、耐熱性エンテロトキシン、溶血素、ロイコシジン
、リポ多糖、リステリオリシンO、ミクロシン、パントン−バレンタインロイコシジン、
病原性アイランド、フェノール可溶性モジュリン、ニューモリシン、ポア形成毒素、シュ
ードモナス属(Pseudomonas)外毒素、RTX毒素、サカシン(sakaci
n)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)アルファ毒素、
黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)ベータ毒素、黄色ブド
ウ球菌(Staphylococcus aureus)デルタ毒素、ストレプトリジン
、シンプロカミドA(Symplocamide A)、タブトキシン、テタノリジン、
テタノスパスミン、チオール活性化細胞溶解素、トラアシン、毒素性ショック症候群毒素
、トキソフラビン、トレハロースジミコレート、ベロ毒素、及びビブリオシンが挙げられ
る。
一部の実施形態において、標的はプリオンタンパク質であり、限定はされないが、例え
ば、PRP、PRPc、PrPsc、PRPresが挙げられる。
一部の実施形態において、標的はサイトカイン又はケモカイン又は成長因子であり、限
定はされないが、例えば、アシル化刺激タンパク質、アディポカイン、アルブインターフ
ェロン、CCL1、CCL11、CCL12、CCL13、CCL14、CCL15、C
CL16、CCL17、CCL18、CCL19、CCL2、CCL20、CCL21、
CCL22、CCL23、CCL24、CCL25、CCL26、CCL27、CCL2
8、CCL3、CCL5、CCL6、CCL7、CCL8、CCL9、コロニー刺激因子
、CX3CL1、CX3CR1、CXCL1、CXCL10、CXCL11、CXCL1
3、CXCL14、CXCL15、CXCL16、CXCL17、CXCL2、CXCL
3、CXCL5、CXCL6、CXCL7、CXCL9、エリスロポエチン、Gc−MA
F、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、肝細胞成長因子
、IL 10ファミリー、IL 17ファミリー、IL1A、IL1B、インターフェロ
ン、インターフェロンβ 1a、インターフェロンβ 1b、インターフェロンγ、I型
インターフェロン、II型インターフェロン、III型インターフェロン、インターロイ
キン、インターロイキン1ファミリー、インターロイキン1受容体アンタゴニスト、イン
ターロイキン10、インターロイキン12、インターロイキン12サブユニットβ、イン
ターロイキン13、インターロイキン16、インターロイキン2、インターロイキン23
、インターロイキン23サブユニットα、インターロイキン34、インターロイキン35
、インターロイキン6、インターロイキン7、インターロイキン8、インターロイキン−
36、白血病抑制因子、白血球促進因子、リンホカイン、リンホトキシン、リンホトキシ
ンα、リンホトキシンβ、マクロファージコロニー刺激因子、マクロファージ炎症性タン
パク質、マクロファージ活性化因子、モノカイン、ミオカイン、ミオネクチン、ニコチン
アミドホスホリボシルトランスフェラーゼ、オンコスタチンM、オプレルベキン、血小板
第4因子、炎症誘発性サイトカイン、プロメガポエチン、RANKL、ストロマ細胞由来
因子1、タリモジーンラハーパレプベック(talimogene laherpare
pvec)、腫瘍壊死因子α、腫瘍壊死因子類、XCL1、XCL2、XCR1、アンギ
オポエチン、塩基性線維芽細胞成長因子、ベータセルリン、骨形成タンパク質、脳由来神
経栄養因子、CCN細胞間シグナル伝達タンパク質、CTGF、ダルベポエチンα、エン
ドグリン、上皮成長因子、エポエチンα、エポエチンβ、エリスロポエチン、FGF15
、FGF15/19、線維芽細胞成長因子、線維芽細胞成長因子23、フィルグラスチム
、グリア成熟因子、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、
成長分化因子−9、ヘバープロットP(heberprot−P)、造血成長因子、ヘパ
リン結合性EGF様成長因子、肝細胞成長因子、インスリン様成長因子、インスリン様成
長因子1、インスリン様成長因子2、ケラチノサイト成長因子、ミオスタチン、神経成長
因子、ニューロトロフィン−3、ニューロトロフィン−4、オンコモジュリン、骨新生促
進剤(osteopromotive)、パリフェルミン、PDGFB、胎盤成長因子、
血小板アルファ顆粒、血小板由来成長因子、血小板由来成長因子受容体、増殖指数、トロ
ンボポエチン、形質転換成長因子、血管内皮増殖因子が挙げられる。
一部の実施形態において、標的は小分子、例えば、化学物質、アミノ酸、原子、元素、
有機酸、<2000Da、<1000Da、<500Daであり、限定はされないが、例
えば、鉄、銅、カルシウム、カリウム、エタノール、メタノール、グリシン、アラニン、
バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、システイン、セレノシステイン、スレオニン
、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、
リジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミンが挙げ
られる。
一部の実施形態において、標的は、脂質、脂質複合体、プロテオリピド複合体、又はコ
レステロールであり、限定はされないが、例えば、LDL、VLDL、HDL、HDL2
B、トリグリセリド類、LP(a)、コレステロールが挙げられる。
一部の実施形態において、標的は哺乳類細胞であり、限定はされないが、例えば、ヒト
細胞、循環細胞、免疫細胞、好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、単球、B細胞、T細
胞、CD4+ T細胞、CD8+ T細胞、γ−δT細胞、調節性T細胞、ナチュラルキ
ラー細胞、ナチュラルキラーT細胞、マクロファージ、クッパー細胞、樹状細胞、癌細胞
、癌幹細胞、循環腫瘍細胞、以下に挙げる癌、即ち、限定はされないが、急性リンパ性白
血病(ALL)、急性骨髄性白血病(AML)、肛門癌、胆管癌、膀胱癌、骨癌、腸癌、
脳腫瘍、乳癌、原発不明癌、骨転移癌、脳転移癌、肝転移癌、肺転移癌、カルチノイド、
子宮頸癌、絨毛癌、慢性リンパ性白血病(CLL)、慢性骨髄性白血病(CML)、結腸
癌、結腸直腸癌、子宮内膜癌、眼癌、胆嚢癌、胃癌、妊娠性絨毛性腫瘍(GTT)、ヘア
リー細胞白血病、頭頸部癌、ホジキンリンパ腫、腎癌、喉頭癌、白血病、肝癌、肺癌、リ
ンパ腫、メラノーマ性皮膚癌、中皮腫、男性癌、奇胎妊娠、口腔・中咽頭癌、骨髄腫、鼻
腔・副鼻腔癌、鼻咽腔癌、非ホジキンリンパ腫(NHL)、食道癌、卵巣癌、膵癌、陰茎
癌、前立腺癌、希少癌、直腸癌、唾液腺癌、二次癌、皮膚癌(非メラノーマ性)、軟部組
織肉腫、胃癌、精巣癌、甲状腺癌、原発不明癌、子宮癌、腟癌、及び外陰癌のうちの1つ
からの癌細胞が挙げられる。
抗原発現、コンジュゲーション、負荷
特定の実施形態において、ポリペプチド抗原は外因性抗原発現EHC内で発現する。ポ
リペプチド抗原は外因性抗原発現EHCの表面上に呈示されてもよく、又は外因性抗原発
現EHC内にあってもよい。
特定の実施形態において、ポリペプチド抗原は外因性抗原発現EHCとコンジュゲート
される。ポリペプチド抗原は、通常、外因性抗原発現EHCの表面にコンジュゲートされ
る。コンジュゲーションは、当該技術分野において公知の方法及び本明細書に記載される
方法によって化学的又は酵素的に実現し得る。非ポリペプチド抗原もまた外因性抗原発現
EHCにコンジュゲートされ得る。一部の実施形態において、抗原は外因性抗原発現EH
Cにコンジュゲートされない。
特定の実施形態において、ポリペプチド抗原は外因性抗原発現EHC中に負荷される。
非ポリペプチド抗原もまた外因性抗原発現EHC内に負荷され得る。一部の実施形態にお
いて、抗原は外因性抗原発現EHC内又はその上に負荷されない。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、任意選択で組換え核酸から発現す
る抗原、EHCにコンジュゲートされる抗原、EHC内又はその上に負荷される抗原、及
びそれらの任意の組み合わせを含む。任意選択で、外因性抗原発現EHCは治療剤又は他
のペイロードを含む。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、好適な単離細胞、例えば、EHC
、網赤血球、EHC前駆体、血小板、又は血小板前駆体を、抗原ポリペプチドをコードす
る組換え核酸と接触させることによって作成される。一部の実施形態において、抗原ポリ
ペプチドはDNAによってコードされ、DNAが有核赤血球系前駆細胞又は有核血小板前
駆細胞に接触する。一部の実施形態において、抗原ポリペプチドはRNAによってコード
され、RNAが血小板、有核EHC、有核血小板前駆細胞、又は網赤血球に接触する。一
部の実施形態において、抗原はポリペプチドであり、ポリペプチドが初代血小板、有核E
HC、有核血小板前駆細胞、網赤血球、又は赤血球に接触する。
抗原ポリペプチドは、電気穿孔、化学的又は重合的トランスフェクション、ウイルス形
質導入、機械的膜破壊、又は他の方法によってEHCに導入されたトランス遺伝子から発
現し得る;電気穿孔、化学的又は重合的トランスフェクション、ウイルス形質導入、機械
的膜破壊、又は他の方法によって細胞に導入されるmRNAから発現する抗原ポリペプチ
ド;外部因子、例えば、転写活性化因子、転写リプレッサー、又は分泌経路エンハンサー
の導入によって天然遺伝子座から過剰発現する抗原ポリペプチド;及び/又は産生細胞又
は他の外部システムから合成されるか、抽出されるか、又は産生され、且つEHCに導入
される抗原ポリペプチド。
一部の実施形態において、抗原は完全長タンパク質である。一部の実施形態において、
抗原は、約7アミノ酸より長い任意の長さの、完全長タンパク質内に含まれる1つ以上の
ポリペプチドを含む。例えば、ポリペプチドは、7、8、9、10、11、12、13、
14、15、16、17、18、19、20、又は20アミノ酸超、例えば、30、40
、50、60、70、80、90、100、又は100アミノ酸超であり得る。抗原を含
むポリペプチドは、立体エピトープであってもよく、又は線状エピトープであってもよい
1つ以上の免疫学的エピトープを含み得る。抗原は、1つ以上の異なるタンパク質由来の
1つ以上のポリペプチドを含み得る。
目的の抗原は、限定はされないが、表B及び表Cに列挙されるものを含めた内因性細胞
タンパク質との融合によって循環細胞で発現させることができる。自然の分化及び除核過
程でEHCは、例えばc−Kit(SCF受容体)及びトランスフェリンなどの、赤血球
新生には必要であるが成熟赤血球機能には不要の内因性タンパク質の多くをシェディング
して捨てると考えられているため、内因性タンパク質との融合は必須であり得る。例えば
、Keerthivasan et al.,Stem Cells Internat
ional 2011;Migliaccio,Haematologica 2010
を参照されたい。保持されるタンパク質には、ある種の膜タンパク質、例えばグリコホリ
ンA、バンド3、及びアクアポリンなど;ある種の細胞質タンパク質、例えばヘモグロビ
ンα、ヘモグロビンβ、及びアデノシンデアミナーゼなど;及び細胞骨格タンパク質が含
まれる。
目的の抗原は、トランス遺伝子の直接発現、内因性細胞内タンパク質、例えばヘモグロ
ビンとの融合、内因性細胞表面タンパク質、例えばバンド3、グリコホリンA、ケルの細
胞内ドメインとの融合、又は赤血球系細胞骨格の構造成分との融合を含めた幾つもの方法
によってEHCの細胞内空間で発現させることができる。
目的の抗原は、膜貫通ドメイン又は他の膜結合ドメインを含有する場合にトランス遺伝
子の直接発現、例えば、バンド3、グリコホリンA、又はケルなどの内因性赤血球膜タン
パク質との融合、又は前記タンパク質の膜貫通ドメインとの融合;又は内因性赤血球GP
I結合型細胞表面タンパク質、例えば、アセチルコリンエステラーゼ、CD55、CD5
8又はCD59などのGPI−リンカーアクセプターペプチドとの融合を含めた幾つもの
方法によってEHCの細胞外表面上に発現させることができる(例えば、Kooyman
et al.,Science 1995を参照)。
目的の抗原は、限定はされないが、表D、表D1、及び表Eに列挙されるものを含めた
様々な化学的及び酵素的手段によって培養EHCの表面にコンジュゲートすることができ
る。これらの方法には、例えば、第一級アミン基を還元チオール基に結合させるNHSエ
ステル−マレイミドヘテロ二官能性クロスリンカーなどの二官能性架橋剤による化学的コ
ンジュゲーションが含まれる。これらの方法にはまた、例えば、アクセプター配列LPX
TG又はLPXTAを含有するあるポリペプチドを、N末端ドナー配列GGGを含有する
ポリペプチドに結合させるソルターゼ酵素によって媒介されるトランスペプチダーゼ反応
などの酵素的戦略も含まれる(例えば、Swee et al.,PNAS 2013を
参照)。これらの方法にはまた、例えば抗原上及び細胞上のクリックケミストリーハンド
ル(それぞれアジド及びアルキン)のソルターゼ媒介性コンジュゲーションと、続く抗原
を細胞に化学的に結合する環化付加反応など、組み合わせの方法も含まれる(例えば、N
eves et al.,Bioconjugate Chemistry,2013を
参照)。
必要であれば、EHC上又はEHC内において触媒的結合形成ポリペプチドドメインを
細胞内で、或いは細胞外で発現させることができる。多くの触媒的結合形成ポリペプチド
が存在し、トランスペプチダーゼ、ソルターゼ、及びイソペプチダーゼ、例えば、化膿連
鎖球菌(Streptococcus pyogenes)から分離されたタンパク質で
あるSpy0128に由来するものが挙げられる。
Spy0128の自己触媒的イソペプチド結合形成サブユニット(CnaB2ドメイン
)を分割すると、互いに対して特異性を有する触媒活性を保持した2つの個別的なポリペ
プチドが生じることが実証されている。このシステムのポリペプチドは、SpyTag及
びSpyCatcherと称される。混合すると、SpyTag及びSpyCatche
rはSpyTag上のAsp117とSpyCatcher上のLys31との間でイソ
ペプチド結合形成を起こす(Zakeri and Howarth,JACS 201
0,132:4526)。この反応は細胞環境と適合性があり、タンパク質/ペプチドコ
ンジュゲーションに高度に特異的である(Zakeri,B.;Fierer,J.O.
;Celik,E.;Chittock,E.C.;Schwarz−Linek,U.
;Moy,V.T.;Howarth,M.Proc.Natl.Acad.Sci.U
.S.A.2012,109,E690−E697)。SpyTag及びSpyCatc
herは、エラスチン様タンパク質における翻訳後のトポロジー修飾を誘導することが示
されている。例えば、SpyTagをN末端に置き、及びSpyCatcherをC末端
に置くと、環状エラスチン様タンパク質の形成が誘導される(Zhang et al,
Journal of the American Chemical Society
,2013)。
構成要素SpyTag及びSpyCatcherは互換することができ、従って分子A
がSpyTagに融合して且つ分子BがSpyCatcherに融合するシステムは、分
子AがSpyCatcherに融合して且つ分子BがSpyTagに融合するシステムと
機能的に均等である。本明細書の目的上、SpyTag及びSpyCatcherが使用
されるとき、その相補的分子を代わりに置き換え得ることが理解されるべきである。
SpyTag/SpyCatcherシステムなどの触媒的結合形成ポリペプチドを使
用して、目的の外因性抗原をEHCの表面に結合させることができる。SpyTagポリ
ペプチド配列は、EHCの細胞外表面上に発現し得る。SpyTagポリペプチドは、例
えば、1型又は3型膜貫通タンパク質、例えばグリコホリンAのN末端に融合するか、2
型膜貫通タンパク質、例えばケルのC末端に融合するか、複数回膜貫通タンパク質、例え
ばバンド3の細胞外末端又は細胞外ループにインフレームで挿入するか、GPI−アクセ
プターポリペプチド、例えばCD55又はCD59に融合するか、脂質鎖アンカー型ポリ
ペプチドに融合するか、又は末梢膜タンパク質に融合することができる。SpyTag融
合物をコードする核酸配列は、EHC内で発現し得る。目的の外因性抗原はSpyCat
cherに融合することができる。SpyCatcher融合物をコードする核酸配列は
、SpyTag融合物を発現するのと同じEHCで発現し、分泌され得る。或いは、Sp
yCatcher融合物をコードする核酸配列は、例えば、細菌、真菌、昆虫、哺乳類、
又は無細胞産生システムで外因的に産生されてもよい。SpyTag及びSpyCatc
herポリペプチドが反応すると、目的の外因性抗原をEHCの表面に結び付ける共有結
合が形成される。
一実施形態では、SpyTagポリペプチドがEHCにおいてGata1プロモーター
の制御下でグリコホリンAのN末端に対する融合物として発現し得る。SpyCatch
erポリペプチド配列に融合した目的の外因性抗原、例えば表F、表G、表H、表I及び
表Jに列挙される外因性抗原が、同じEHCにおいてGata1プロモーターの制御下で
発現し得る。両方の融合ポリペプチドが発現すると、SpyTag及びSpyCatch
erポリペプチド間にイソペプチド結合が形成されて、EHC表面と目的の外因性抗原と
の間に共有結合が形成される。
別の実施形態では、SpyTagポリペプチドがEHCにおいてGata1プロモータ
ー制御下でグリコホリンAのN末端に対する融合物として発現し得る。SpyCatch
erポリペプチド配列に融合した目的の外因性抗原、例えば表F、表G、表H、表I及び
表Jに列挙される外因性抗原が、好適な哺乳類細胞発現系、例えばHEK293細胞で発
現し得る。EHC上でSpyTag融合ポリペプチドが発現したところで、SpyCat
cher融合ポリペプチドを細胞と接触させ得る。好適な反応条件下では、SpyTag
及びSpyCatcherポリペプチド間にイソペプチド結合が形成されて、EHC表面
と目的の外因性抗原との間に共有結合が形成される。
SpyTag/SpyCatcherシステムなどの触媒的結合形成ポリペプチドを使
用して、目的の外因性抗原をEHCの細胞内空間にアンカリングすることができる。Sp
yTagポリペプチド配列は、トランス遺伝子の直接的な発現、内因性細胞内タンパク質
、例えばヘモグロビンとの融合、内因性細胞表面タンパク質、例えば、バンド3、グリコ
ホリンA、ケルの細胞内ドメインとの融合、又は赤血球系細胞骨格の構造成分との融合を
含めた幾つもの方法によってEHCの細胞内空間で発現させることができる。SpyTa
g配列はポリペプチド末端に限定されず、ポリペプチド翻訳及び局在化が妨害されること
のないように内因性ポリペプチドの内部配列内に組み込まれてもよい。目的の外因性抗原
はSpyCatcherに融合することができる。SpyCatcher融合物をコード
する核酸配列は、SpyTag融合物を発現するのと同じEHC内で発現することができ
る。SpyTag及びSpyCatcherポリペプチドが反応すると共有結合が形成さ
れ、これがEHCの細胞内空間に目的の抗原をアンカリングする役割を果たす。
一実施形態では、EHCは、細胞内でヘモグロビンβに融合したSpyTagを発現し
得る。EHCは、翻訳時に細胞内βグロビンがそのC末端でSpyTagに融合するよう
に、ヘモグロビンプロモーター、βグロビン遺伝子及びSpyTag配列を含む遺伝子配
列で遺伝子修飾され得る。加えて、EHCは、翻訳時に細胞内フェニルアラニンヒドロキ
シラーゼ(PAH)がそのN末端でSpyCatcherに融合するように、PAH発現
を駆動するSpyCatcherをコードするGata1プロモーター誘導遺伝子を発現
する。両方の融合タンパク質の発現により、SpyTag結合βグロビンが細胞内空間で
イソペプチド結合を介してSpyCatcher結合PAHに連結され、βグロビンに対
するPAHのアンカリング及び成熟中の保持が可能となる。
別の実施形態では、SpyTagポリペプチドがEHC内で目的の外因性抗原に対する
融合物として発現し得る。SpyCatcherポリペプチドが、同じEHC内でグリコ
ホリンAのC末端(細胞内)に対する融合物として発現し得る。両方の融合ポリペプチド
が発現すると、SpyTag及びSpyCatcherポリペプチド間にイソペプチド結
合が形成されて、膜アンカー型内因性赤血球ポリペプチドと目的の外因性抗原との間に共
有結合が形成される。
別の例では、目的の外因性抗原は、EHC膜に導入された細孔から外因性抗原が拡散す
る浸透圧負荷又は低張−高張サイクル(例えば、Cremel and Godfrin
,Int J Pharm 2013を参照)及び細菌毒素に由来するものなどの細胞透
過性ペプチドとの融合(例えば、Kwon et al.,J Contr Rel 2
009を参照)を含めた幾つもの方法によって、(発現させるのとは対照的に)培養EH
Cに物理的に負荷され得る。
目的の外因性抗原は、電気穿孔、化学的又は重合的トランスフェクション、ウイルス形
質導入、機械的膜破壊、又は他の方法によってEHCに導入されたトランス遺伝子から発
現させ得る;電気穿孔、化学的又は重合的トランスフェクション、ウイルス形質導入、機
械的膜破壊、又は他の方法によって細胞に導入されるmRNAから発現する外因性抗原;
外部因子、例えば、転写活性化因子、転写リプレッサー、又は分泌経路エンハンサーの導
入によって天然遺伝子座から過剰発現する外因性抗原;産生細胞又は他の外部システムか
ら合成されるか、抽出されるか、又は産生され、且つEHCに導入される外因性抗原。
本発明のEHCには、任意選択で、材料を細胞の内部(例えば細胞質)に送達すること
ができるように細胞膜に摂動を生じさせるため、細胞に対して制御された傷害を所定の時
間だけ加えることにより、ペプチド、タンパク質、DNA、RNA、iRNA、及び他の
巨大分子などの材料(ペイロード)を負荷し得る。
好ましい実施形態において、EHCは網赤血球である。例えば、制御された細胞傷害に
よって、外因性抗原をコードするmRNAを網赤血球に負荷し得る。mRNAは、必要に
応じてネイキッドであっても、又は修飾されていてもよい。mRNA安定性を改善し及び
/又は免疫原性を低下させるmRNA修飾としては、例えば、ARCA:抗リバースキャ
ップ類似体(m 7.3’−OGPG)、GPG(非メチル化キャップ類似体)、m
GPG(モノメチル化キャップ類似体)、m 2.2.7GPG(トリメチル化キ
ャップ類似体)、m5CTP(5’−メチルシチジン三リン酸)、m6ATP(N6−メ
チルアデノシン−5’−三リン酸)、s2UTP(2−チオウリジン三リン酸)、及びΨ
(プソイドウリジン三リン酸)が挙げられる。
別の実施形態において、EHCは赤血球である。例えば、制御された細胞傷害によって
赤血球に外因性抗原を負荷し得る。細胞傷害は、例えば、機械的歪み又はせん断力によっ
て生じる圧力によるか、細胞を変形、狭窄、急激な延伸、急激な圧縮、又は高せん断速度
のパルスに供することによって生じさせ得る。制御された細胞傷害により、材料(ペイロ
ード)が周囲の細胞培地から細胞の細胞質に取り込まれる。
制御された細胞変形(例えば、細胞が狭窄部を通過することに伴う細胞の機械的変形)
に基づく制御された細胞傷害を使用すると、材料(ペイロード)は、エンドサイトーシス
よりむしろ、拡散によって取り込まれる。材料(ペイロード)は、制御された傷害に伴い
細胞に取り込まれた後にはエンドソームよりむしろ細胞質に存在し、従って細胞にとって
その材料が容易に利用可能になる。例えば制御された変形による制御された細胞傷害は、
細胞の生存率を維持する(例えば、50%超、70%、又は90%超)。特定の実施形態
において、例えば制御された変形による制御された細胞傷害は、細胞分化及び活性の状態
を維持する。必要であれば、処理の組み合わせ、例えば、変形による制御された傷害と、
それに続く又はそれに先行する例えば電気穿孔又は別の細胞膜透過性増加方法が用いられ
る。任意選択で、界面活性剤が用いられてもよい。
機械的変形方法は、他の膜透過性増加方法を十分に耐容しない細胞、例えば、かかる方
法の実施後に生存率の低下又は異なる分化状態を示す細胞に特に好適である。機械的変形
方法はまた、他の膜透過性増加方法を十分に耐容しない材料(ペイロード)にも好適であ
る。それに代えて又は加えて、ペイロードは、例えば、ペイロードの例えば電荷、疎水性
、又はサイズが原因で、代替的方法を用いると細胞に十分に導入されないこともある。
変形による制御された傷害の1つの例示的な方法及びかかる方法に好適な装置が、例え
ば、国際公開第2013059343号パンフレット「INTRACELLULAR D
ELIVERY」(参照により本明細書に援用される)に記載されている。
具体的な実施形態において、制御された変形による制御された細胞傷害に供された網赤
血球の集団が提供される。細胞は、例えば、個々の網赤血球より小さい直径を有するマイ
クロチャネルに通過させることにより圧縮して変形させ、それにより細胞膜に摂動を生じ
させて膜を多孔質にし得る。細胞は、加えられる圧力によってチャネル又は導管を通じて
進み、例えば押し通される。ペイロード、例えば外因性ポリペプチド又はオリゴヌクレオ
チド(例えば、DNA、mRNAなどのRNA)を含む送達媒体中で圧縮及び変形が起こ
る。例えば、送達媒体は、表F、表G、表H、表I及び表Jに列挙される外因性抗原又は
そのコードmRNAを含み得る。変形すると、網赤血球は外因性材料を取り込み、保持す
る。狭窄、延伸、及び/又は高せん断速度のパルスで細胞に制御された傷害を与えた後、
任意選択で、材料(ペイロード)を含有する送達媒体中において細胞をインキュベートす
る。細胞を送達媒体中に数分間維持し、狭窄部を通過して生じた傷害を回復させ、例えば
閉鎖し得る。これは室温で行い得る。
本明細書で使用されるとき、制御された細胞傷害には、i)ウイルス媒介性トランスフ
ェクション(例えば、単純ヘルペスウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ワ
クシニアウイルス、又はシンドビスウイルス)、ii)化学的に媒介されるトランスフェ
クション、例えば、カチオン性ポリマー、リン酸カルシウム、カチオン性脂質、ポリマー
、及びナノ粒子、例えば、シクロデキストリン、リポソーム、カチオン性リポソーム、D
EAE−デキストラン、ポリエチレンイミン、デンドリマー、ポリブレン、リン酸カルシ
ウム、リポフェクチン、DOTAP、リポフェクタミン、CTAB/DOPE、DOTM
A;及びiii)マイクロニードル、ナノニードル、フェムトシリンジ、原子間力顕微鏡
法(AFM)ティップ、遺伝子銃(例えば、金ナノ粒子)、Amaxa Nucleof
ector、光トランスフェクション(多光子レーザー)、インペールフェクション(i
mpalefection)、及びマグネトフェクションによって例示されるとおりの、
物理的に媒介されるトランスフェクション、例えば直接注入、微粒子銃粒子送達、電気穿
孔、レーザー照射、ソノポレーション、磁気ナノ粒子、及び制御された変形(例えば、細
胞の締め付け)、並びに当該技術分野において公知の他の好適な方法が含まれる。任意の
好適な方法を使用して、1つ以上の所望のDNA、RNA(例えば、mRNA)、又は抗
原を含むポリペプチドを含む本明細書に記載されるEHCを得ることができる。
目的の外因性抗原は本発明のEHC上に検出することができる。外因性抗原の存在は、
標準的な分子生物学的方法、例えば、ウエスタンブロッティング又はFACS分析を用い
て確認し、定量化することができる。細胞内環境に存在する外因性抗原は、細胞溶解時に
又は蛍光検出を用いて定量化し得る。
製造
一部の実施形態において、EHCは、前駆体造血細胞、例えば、CD34+細胞、赤血
球、血小板、巨核球、又は好中球を供給源として使用して作成される。一部の実施形態に
おいて、前駆体造血細胞はGMPに準拠した方法によってヒトドナーから単離される。一
部の実施形態において、出発細胞は自己ドナーから供給される。一部の実施形態において
、出発細胞は同種ドナーから供給される。ドナーは血液細胞抗原多型についてタイピング
されてもよく、及び/又はドナーは血液細胞抗原について遺伝子型が同定される。ドナー
は万能血液ドナーであってもよい。一部の実施形態において、ドナーはボンベイ表現型を
有し、即ちH抗原を発現しない。一部の実施形態において、ドナーはABO血液型Oを有
し、且つRh陰性である。
一部の実施形態において、EHCは、出発物質の供給源としてCD34+造血前駆細胞
、動員末梢CD34+細胞、又は骨髄由来CD34+細胞を使用して作成される。一部の
実施形態において、出発細胞は臍帯血に由来するか、人工多能性幹細胞であるか、又は胚
性幹細胞である。
外因性抗原発現EHCは培養されてもよい。培養EHCは卓上スケールからバイオリア
クタースケールにスケールアップすることができる。例えば、EHCは、それが飽和密度
、例えば1ml当たり1×10個、1×10個、1×10個、又は1×10個超
のEHCに達するまで培養される。任意選択で、飽和密度に達した後、EHCを大容積の
新鮮培地に移してもよい。外因性抗原発現EHCはバイオリアクター、例えばWave型
バイオリアクター、撹拌槽型バイオリアクターで培養し得る。様々な構成のバイオリアク
ターが当該技術分野において公知であり、必要に応じて好適な構成を選択し得る。外因性
抗原発現EHCの集団の培養及び/又は拡大に好適な構成は、当業者であれば過度の実験
を行うことなく容易に決定することができる。バイオリアクターには酸素を送り込むこと
ができる。バイオリアクターは、任意選択で、1つ以上のインペラ、再循環流、培地注入
流、並びに培地及び栄養素の流入を調節するか、又は培地、栄養素、及び廃棄物の流出を
調節する制御構成要素を含み得る。
一部の実施形態において、バイオリアクターは、培養プロセスの間にその細胞内DNA
をシェディングする外因性抗原を含むヒトEHCの集団を含み得る。例えば、バイオリア
クターは、培養後にヒトEHC、除核EHC、及びピレノサイト(pyrenocyte
)の集団を含み得る。具体的な実施形態において、ヒトEHC及び除核EHCは外因性抗
原を含み、外因性抗原は除核EHCによって保持されるが、一方、外因性抗原をコードす
る組換え核酸は除核細胞によっては保持されない。特定の実施形態において、外因性抗原
を含む除核EHCは、対応する単離非修飾非培養EHCと実質的に同じ浸透圧膜脆弱性を
呈する。
一実施形態において、バイオリアクターでEHC又はEHC前駆体から作成される外因
性抗原発現EHCの集団は、14日間以上で20,000倍超の総拡大を起こす。一部の
実施形態において、外因性抗原は、培養された又は新鮮に単離されたEHC前駆体に導入
され、及び外因性抗原をコードする組換え核酸の導入後、バイオリアクターでEHC前駆
体から作成される外因性抗原発現EHCの集団は、バイオリアクターで前駆細胞から20
,000倍超拡大する。
一部の実施形態において、バイオリアクターはWaveバイオリアクター又はインペラ
駆動撹拌機である。バイオリアクターはスパージャを用いて曝気され得る。一実施形態に
おいて、バイオリアクターは使い捨てである。一実施形態において、バイオリアクターは
CIP(定置洗浄)である。本明細書に記載するとおりのバイオリアクター設定で得られ
得る外因性抗原発現EHCの最終的な数は、10個超、1010個、1011個、10
12個、1013個又は1013個超のEHCであり得る。培養中、血球計のカウント又
は600nmの光学濃度の読取りによって細胞密度を計測することにより、外因性抗原発
現EHCの密度をモニタし得る。任意選択で、培養プロセスは、pHレベル、酸素化、撹
拌速度、及び/又は再循環速度に関してモニタされる。
方法及び特性
外因性抗原発現EHCのアイデンティティはインビトロアッセイによって評価すること
ができる。例えば、外因性抗原発現EHCのアイデンティティは、集団中のEHCの数を
、例えば顕微鏡法によるか、フローサイトメトリーによるか、又は血球計算によって計数
して評価する。それに代えて又は加えて、外因性抗原発現EHCのアイデンティティは、
例えばフローサイトメトリー、ウエスタンブロット、免疫沈降、蛍光分光法、化学発光、
質量分析法、又は吸光度分光法によってEHCのタンパク質含量を分析して評価する。一
実施形態において、アッセイするタンパク質含量は、非表面タンパク質、例えば、内在性
膜タンパク質、ヘモグロビン、成人ヘモグロビン、胎児ヘモグロビン、胚ヘモグロビン、
細胞骨格タンパク質である。一実施形態において、アッセイするタンパク質含量は、表面
タンパク質、例えば、分化マーカー、受容体、共受容体、輸送体、糖タンパク質である。
一実施形態において、表面タンパク質は、限定はされないが、グリコホリンA、CKIT
、トランスフェリン受容体、バンド3、ケル、CD45、CD46、CD47、CD55
、CD59、CR1を含むリストから選択される。一部の実施形態において、外因性抗原
発現EHCのアイデンティティは、例えばフローサイトメトリー、ウエスタンブロット、
免疫沈降、蛍光分光法、化学発光、質量分析法、又は吸光度分光法によってEHCの外因
性抗原含量を分析して評価する。例えば、外因性抗原発現EHCのアイデンティティは、
例えばRT−PCR、フローサイトメトリー、又はノーザンブロットによってEHCのm
RNA含量で評価することができる。外因性抗原発現EHCのアイデンティティは、例え
ば核染色又は核酸プローブを使用した、例えばフローサイトメトリー、顕微鏡法、又はサ
ザンブロットによって核物質含量で評価することができる。それに代えて又は加えて、外
因性抗原発現EHCのアイデンティティは、例えばフローサイトメトリー、液体クロマト
グラフィーによるか、又は質量分析法によってEHCの脂質含量で評価する。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCのアイデンティティは、例えば質量分
析法、化学発光、蛍光分光法、吸光度分光法によってEHCの代謝活性で評価する。代謝
活性はATP消費速度によって評価することができ、及び/又は代謝活性は、外因性抗原
発現EHC中の2,3−ジホスホグリセレート(2,3−DPG)レベルを計測して評価
する。代謝活性は、以下に挙げるもの、即ち、限定はされないが、アセチルサリチル酸、
N−アセチルシステイン、4−アミノフェノール、アザチオプリン、ブノロール、カプト
プリル、クロルプロマジン、ダプソーン、ダウノルビシン、デヒドロエピアンドロステロ
ン、ジダノシン、ドーパミン、エピネフリン、エスモロール、エストラジオール、エスト
ロン、エトポシド、ハロペリドール、ヘロイン、インスリン、イソプロテレノール、硝酸
イソソルビド、LY 217896、6−メルカプトプリン、ミソニダゾール、ニトログ
リセリン、ノルエピネフリン、パラアミノ安息香酸のうちの1つの代謝速度として評価す
ることができる。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCのアイデンティティは
、例えば質量分析法、化学発光、蛍光分光法、又は吸光度分光法によって、基質をEHC
で分配して評価する。基質は、以下に挙げるもの、即ち、限定はされないが、アセタゾラ
ミド、アルブチン、ブメタミド(Bumetamide)、クレアチニン、ダルスチン(
Darstine)、デスエチルドルゾラミド、ジゴキシゲニンジギトキソシド、ジゴキ
シン−16’−グルクロニド、エピネフリン、ゲンタマイシン、馬尿酸、メトホルミン、
ノルエピネフリン、p−アミノ馬尿酸、パパベリン、ペニシリンG、フェノールレッド、
セロトニン、スルホサリチル酸、タクロリムス、テトラサイクリン、ツカレソール、及び
バンコマイシンのうちの1つであり得る。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は前駆体細胞から分化させる。この
実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団の分化状態はインビトロアッセイによっ
て評価される。インビトロアッセイには、限定はされないが、拡大速度、数、タンパク質
含量又は発現レベル、mRNA含量又は発現レベル、脂質含量、基質の分配、触媒活性、
又は代謝活性を含めた、EHCのアイデンティティの評価に関して本明細書に記載される
ものが含まれる。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは培養され、培養プロセスの過程にわ
たって複数の時点でEHCの分化状態が評価される。
外因性抗原発現EHCは、出発物質の供給源として網赤血球を使用して作成し得る。顕
微鏡法を用いて単離網赤血球の純度を評価してもよく、ここで網赤血球は、ニューメチレ
ンブルー又はブリリアントクレシルブルーなどの特定の染色によって顕微鏡下で可視化さ
れるリボソームRNAの網状(メッシュ様)ネットワークによって特徴付けられる。トラ
ンスフェリン受容体(CD71)の表面発現もまた網赤血球上で高く、赤血球に成熟する
に従い減少するため、抗CD71抗体を使用した網赤血球集団の濃縮及び分析が可能であ
る(例えば、Miltenyi CD71マイクロビーズ、製品添付文書番号130−0
46−201を参照)。或いは、クレアチン及びヘモグロビンA1C含量及びピルビン酸
キナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、及びポルホビリノーゲンデアミナ
ーゼ酵素活性の分析を用いて、成熟赤血球に対する単離網赤血球の特性を評価してもよい
(例えば、Brun et al.,Blood 76:2397−2403(1990
)を参照)。例えば、成熟赤血球と比べて網赤血球ではポルホビリノーゲンデアミナーゼ
の活性が約9倍高く、一方、ヘモグロビンA1C含量は約10分の1である。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの作成に好適な細胞は、1つ以上の幹
細胞からエキソビボ及び/又はインビボで分化させるものである。一実施形態において、
1つ以上の幹細胞は1つ以上の造血幹細胞である。培養造血幹細胞がエキソビボで網赤血
球及び赤血球に分化したことは、例えば、顕微鏡法、血液学、フローサイトメトリー、変
形能計測、酵素活性、及びヘモグロビン分析及び機能特性を含め、様々なアッセイを実施
して確認し得る(Giarratana et al.,Nature Biotech
.23:69−74(2005))。培養造血幹細胞の表現型は、例えばクレシルブリリ
アントブルーで染色した細胞の顕微鏡法を用いて評価し得る。例えば、網赤血球はこれら
の染色条件下でリボソームRNAの網状ネットワークを呈するが、一方、赤血球には染色
がない。除核細胞もまた、例えばXE2100オートマット(Sysmex、Roche
Diagnostics)を使用して、平均赤血球容積(MCV;フェムトリットル(
fL))、平均赤血球血色素濃度(MCHC;%)及び平均赤血球血色素量(MCH;p
g/細胞)を含めた標準的な血液学的変数に関してモニタし得る。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、それらの基本的な物理的特性、例
えば、サイズ、質量、容積、直径、浮力、密度、及び膜特性、例えば、粘度、変形能の変
動、及び流動性に関して評価される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの直径は、顕微鏡法によるか、又は自動計
測手段、例えば血液分析機器によって計測される。一実施形態において、外因性抗原発現
EHCの直径は約1〜20ミクロンである。一実施形態において、外因性抗原発現EHC
の直径は少なくとも1つの寸法において約1〜20ミクロンである。一実施形態において
、外因性抗原発現EHCの直径は約1ミクロン未満である。一実施形態において、1つの
寸法におけるEHCの直径は約20ミクロン超である。一実施形態において、外因性抗原
発現EHCの直径は、約1ミクロン〜約20ミクロン、約2ミクロン〜約20ミクロン、
約3ミクロン〜約20ミクロン、約4ミクロン〜約20ミクロン、約5ミクロン〜約20
ミクロン、約6ミクロン〜約20ミクロン、約5ミクロン〜約15ミクロン、又は約10
ミクロン〜約30ミクロンである。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの平均赤血球容積は血液分析機器を使用し
て計測される。一実施形態において、EHCの平均赤血球容積の容積は10fL超、20
fL、30fL、40fL、50fL、60fL、70fL、80fL、90fL、10
0fL、110fL、120fL、130fL、140fL、150fL、又は150f
L超である。一実施形態において、EHCの平均赤血球容積は30fL未満、40fL、
50fL、60fL、70fL、80fL、90fL、100fL、110fL、120
fL、130fL、140fL、150fL、160fL、170fL、180fL、1
90fL、200fL、又は200fL未満である。一実施形態において、EHCの平均
赤血球容積は80〜100フェムトリットル(fL)である。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの平均浮遊質量(pg/細胞)は、懸濁マ
イクロチャネル共振器又は二重懸濁マイクロチャネル共振器を使用して計測される(例え
ば、Byun et al PNAS 2013 110(19):7580及びBry
an et al.Lab Chip 2014 14(3):569を参照)。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの乾燥密度はH2O−D2O交換アッセイ
で浮遊質量によって計測される(例えば、Feijo Delgado et al.,
PLOS One 2013 8(7):e67590を参照)。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、空間光干渉顕微鏡法(SLIM)
によって計測するとき、10mrad超、20、30、40、50、60、70、80、
90、100mrad又は100mrad超の標準偏差の平均膜変形能変動を有する(例
えば、Bhaduri et al.,Sci Reports 2014,4:621
1を参照)。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団の平均膜粘度は、粘度依存性量子収
量フルオロフォアと共にインキュベートしたときの平均蛍光の検出によって計測される(
例えば、Haidekker et al.Chem&Biol 2001 8(2):
123を参照)。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの膜流動性は、例えば、BMG Labt
ech POLARstar Omegaマイクロプレートリーダーを用いた蛍光偏光に
よって計測される。
例えば、変形能を計測するには、培養15日目に網赤血球を例えば白血球除去フィルタ
(例えばLeucolab LCG2、Macopharma)に通過させて有核細胞と
分離し、続いてエクタサイトメトリーを使用してアッセイし得る。除核細胞を4%ポリビ
ニルピロリドン溶液に懸濁し、次に60から450mosMへの漸増浸透圧勾配に曝露す
る。細胞のレーザー回折パターン(変形能指数)の変化が容量オスモル濃度の関数として
記録され、それにより細胞膜の動的変形能を評価する。生理学的に有意味な容量オスモル
濃度で達成された最大変形能指数が、赤血球の平均表面積と関係付けられる。
一部の実施形態では、外因性抗原発現EHCがヘモグロビン含量に関して分析される。
ヘモグロビンのアッセイを用いて分化細胞の表現型を評価し得る(Giarratana
et al.,Nature Biotech.23:69−74(2005))。例
えば、Bio−Rad Variant II Hbアナライザー(Bio−Rad L
aboratories)を使用した高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて
種々のヘモグロビン画分の割合を評価し得る。酸素平衡は、二波長分光光度計(例えば、
Hemoxアナライザー、TCS)による連続的な方法を用いて計測し得る。ヘモグロビ
ンの結合特性は、閃光光分解を用いて評価し得る。この方法では、532nmの10ナノ
秒パルスによる光分解後、COと細胞内ヘモグロビン四量体の再結合が436nmで分析
される。
本明細書に記載される外因性抗原発現EHCは、必要であれば製造後に精製することが
できる。多くの好適な精製方法が当該技術分野において公知である。例えば、外因性抗原
発現EHCは、遠心、磁気泳動、照射、音響泳動、及び化学的又は物理的除核によって精
製される。一実施形態において、外因性抗原発現EHCは、例えば間質細胞共培養による
エキソビボ成熟によって精製される。一実施形態において、外因性抗原発現EHCは、E
HCの化学処理又は酵素処理、例えば脱グリコシル化酵素で処理することによって精製さ
れる。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCは、外因性抗原発現EHCの任意の残存す
る複製能を無能化することにより精製される。一実施形態では、外因性抗原発現EHCが
放射線、例えば、X線、ガンマ線、β粒子、α粒子、中性子、陽子、元素核、紫外線に曝
され、残存する複製コンピテントの核酸に損傷が与えられる。
電離放射線は、X線、ガンマ線、β粒子(高速電子)、α粒子(ヘリウム原子の核)、
中性子、陽子、及び他の重イオン、例えば、アルゴン、窒素、炭素、及び他の元素の核に
よって伝達されるエネルギーである。X線及びガンマ線は光と同様に電磁波であるが、そ
のエネルギーは光と比べてはるかに高い(その波長がはるかに短い)。紫外(UV)光は
、細胞に損傷を与えることのできる中間エネルギーの放射線であるが、紫外光は原子又は
分子に電離(電子の喪失)を生じさせるのでなく、むしろ励起(電子のエネルギーレベル
の変化)を生じさせる点で上述の電磁放射線の形態とは異なる。他の形態の放射線−粒子
−は、負電荷であるか(電子)、正電荷であるか(陽子、α線、及び他の重イオン)、又
は電気的に中性である(中性子)かのいずれかである。
放射線誘発性の電離は、細胞成分分子に直接作用するか、又は水分子に間接的に作用し
て、水由来のラジカルを生じさせる。ラジカルは極めて短時間で隣接分子と反応し、影響
を受けた分子に化学結合の切断又は酸化(酸素原子の付加)をもたらす。細胞における主
な効果は、DNA切断である。DNAは一対の相補的な二本鎖からなるため、単一の鎖或
いは両鎖の切断が起こり得る。しかしながら、両鎖の切断は生物学的に一層重要であると
考えられる。ほとんどの一本鎖切断は、通常はDNA分子の二本鎖の性質のために修復さ
れ得る(それらの2本の鎖が互いを補完し合い、そのためインタクトな鎖がその損傷を受
けた逆鎖を修復するための鋳型として機能し得る)。しかしながら二本鎖切断の場合、修
復はより困難であり、切断された末端の誤った再結合が起こり得る。こうしたいわゆる修
復誤りは、突然変異、染色体異常、又は細胞死が誘導される原因となる。
DNAセグメントの欠失は、照射を生き残った細胞における放射線損傷の主要な形態で
ある。これは、(1)2つの外側端の結合及び切断間の断片の喪失を伴うDNA分子にお
ける2つの別個の二本鎖切断の修復誤り、又は(2)1つの二本鎖切断を修復する再結合
前の切断端のクリーニングプロセス(ヌクレオチド(DNAの構成要素分子)の酵素消化
)によって引き起こされ得る。
放射線はその構成物(電子、陽子、中性子等)が異なるのみならず、そのエネルギーも
また異なる。飛跡に沿って高密度電離を発生させる放射線(中性子など)は高線エネルギ
ー付与(高LET)放射線と称され、これは、飛跡の単位長さ当たりに放出される平均エ
ネルギーを記述する物理的パラメータである(添付の図を参照)。低LET放射線は、そ
の飛跡に沿ってあくまでも粗い密度で、ひいては細胞内で略均一に電離を発生させる。放
射線量は、生物学的材料の単位当たりのエネルギーの量(例えば、1細胞当たりの電離の
数)である。従って、高LET放射線は低LET放射線−X線及びガンマ線など−と比べ
て生物学的材料を破壊する能力が高く、なぜなら同じ線量では、低LET放射線は細胞内
で同数のラジカルをより粗い密度で生じさせる一方、高LET放射線−中性子及びα粒子
など−は、そのエネルギーのほとんどを細胞の小さい領域に付与するためである。高LE
T放射線からの高密度電離によって生じる限局的なDNA損傷は、低LET放射線からの
粗い密度の電離によって生じる拡散したDNA損傷と比べて修復が困難である。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、1kGy超、5、10、15、
20、25、30、35、40、50、60、70、80、90、100kGy、又は1
00kGy超の照射線量を使用するγ線照射に供される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、0.1mSv超、0.5、1、
5、10、15、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90、10
0、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2
000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、1
0000mSv、又は10000mSv超の照射線量を使用するX線照射に供される。
外因性抗原発現EHCの集団の純度は、集団の均一性を計測することによって評価し得
る。一実施形態では、外因性抗原発現EHCの平均分布幅が血液分析機器で計測される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、10超、100、1000、10
、10、10、又は10超の網赤血球対非網赤血球比を有する。外因性抗原発現
EHCの集団の均一性は、集団の間質細胞含量を計測することによって評価し得る。一実
施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は1ppb未満の間質細胞を有する。それ
に代えて又は加えて、外因性抗原発現EHCの集団の均一性は、集団のウイルス価及び/
又は細菌コロニー形成能を計測することによって評価される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団の均一性はインビトロアッセイによ
って評価される。インビトロアッセイには、限定はされないが、拡大速度、数、タンパク
質含量又は発現レベル、mRNA含量又は発現レベル、脂質含量、基質の分配、触媒活性
、又は代謝活性を含めた、EHCのアイデンティティの評価に関して本明細書に記載され
るものが含まれる。
外因性抗原発現EHCの作成に使用される成熟赤血球は、様々な方法、例えば、細胞洗
浄機、連続フローセルセパレーター、密度勾配分離法、蛍光活性化細胞選別法(FACS
)、Miltenyi免疫磁気除去法(MACS)、又はこれらの方法の組み合わせを用
いて単離し得る(例えば、van der Berg et al.,Clin.Che
m.33:1081−1082(1987);Bar−Zvi et al.,J.Bi
ol.Chem.262:17719−17723(1987);Goodman et
al.,Exp.Biol.Med.232:1470−1476(2007)を参照
)。
赤血球は、単純な遠心によって全血から単離してもよい(例えば、van der B
erg et al.,Clin.Chem.33:1081−1082(1987)を
参照)。例えば、EDTA抗凝固処理全血を800×g、4℃で10分間遠心してもよい
。多血小板血漿及びバフィーコートを除去し、赤血球を等張食塩水(NaCl、9g/L
)で3回洗浄する。
或いは、赤血球は、様々な分離媒体、例えば、Ficoll、Hypaque、His
topaque、Percoll、Sigmacell、又はそれらの組み合わせなどに
よる密度勾配遠心法を用いて単離してもよい。例えば、所定容積のHistopaque
−1077を等容積のHistopaque−1119の上に層状に重ねる。そのHis
topaqueの上に等容積の等張食塩水(NaCl、9g/L)中に1:1希釈したE
DTA抗凝固処理全血を層状に重ね、この試料を700×g、室温で30分間遠心する。
これらの条件下では、顆粒球が1077/1119界面に移動し、リンパ球、他の単核細
胞及び血小板が血漿/1077界面に留まり、及び赤血球がペレット化される。赤血球を
等張食塩水で2回洗浄する。
或いは、赤血球は、Percollステップ勾配を用いて遠心により単離してもよい(
例えば、Bar−Zvi et al.,J.Biol.Chem.262:17719
−17723(1987)を参照)。例えば、75mMクエン酸ナトリウム及び38mM
クエン酸を含有する抗凝固薬溶液を新鮮な血液と混合し、細胞をHepes緩衝生理食塩
水で素早く洗浄する。α−セルロース及びSigmacell(1:1)の混合物で吸着
して白血球及び血小板を取り除く。Sorvall SS34ローターにおける2500
rpmで10分間の45/75%Percollステップ勾配での遠心によって、赤血球
を網赤血球及び残留白血球からさらに単離する。赤血球はペレットとして回収され、一方
、網赤血球バンドが45/75%界面にあり、及び残留白血球バンドが0/45%界面に
ある。Hepes緩衝生理食塩水で数回洗浄することにより、赤血球からPercoll
を取り除く。赤血球を単離するための密度勾配の作成に使用し得る他の材料としては、O
ptiPrep(商標)、水中60%イオジキサノール溶液(Axis−Shield、
Dundee、Scotlandから)が挙げられる。
赤血球は、例えばフローサイトメトリーを用いて網赤血球と分離してもよい(例えば、
Goodman el al.,Exp.Biol.Med.232:1470−147
6(2007)を参照)。この場合、全血を遠心して(550×g、20分、25℃)、
細胞を血漿と分離する。細胞ペレットをリン酸緩衝生理食塩水溶液に再懸濁し、Fico
ll−Paque(1.077密度)で例えば遠心によって(400×g、30分、25
℃)さらに分画して赤血球を白血球と分離する。得られた細胞ペレットは、10%ウシ胎
仔血清を補充したRPMIに再懸濁し、例えばBecton Dickinson FA
CSCalibur(BD Biosciences、Franklin Lakes、
N.J.、USA)などのFACS機器でサイズ及び粒度に基づき選別する。
赤血球は、免疫磁気除去法によって単離してもよい(例えば、Goodman,el
al.,(2007)Exp.Biol.Med.232:1470−1476を参照)
。この場合、細胞型特異抗体を有する磁気ビーズを使用して非赤血球を除去する。例えば
、本明細書に記載されるとおりの密度勾配を用いて赤血球を他の血液成分の大部分から単
離し、続いて残留する任意の網赤血球を免疫磁気除去する。細胞はヒト抗体血清によって
25℃で20分間前処理し、次に網赤血球特異的抗原に対する抗体、例えばCD71及び
CD36で処理する。抗体は磁気ビーズに直接結合させてもよく、又は例えば抗PE抗体
を有する磁気ビーズが反応し得るPEにコンジュゲートしてもよい。この抗体−磁気ビー
ズ複合体は、残留網赤血球を例えば赤血球集団から選択的に抽出することが可能である。
赤血球はまた、アフェレーシスを用いて単離してもよい。アフェレーシスのプロセスは
、患者又はドナーから全血を取り出し、遠心又は細胞選別を用いて血液成分を分離し、分
離された部分の1つ以上を抜き取り、残りの成分を患者又はドナーに輸血し戻すことを伴
う。現在、例えばBaxter(Deerfield、Ill.、USA)のAmicu
s及びAlyx機器、Gambro BCT(Lakewood、Colo.、USA)
のTrima Accel機器、及びHaemonetics(Braintree、M
ass.、USA)のMCS+9000機器など、この目的のために幾つもの機器が使用
されている。適切な細胞純度を達成するには、さらなる精製方法が必要となり得る。
一部の実施形態では、外因性抗原発現EHCは1つ以上の網赤血球からエキソビボ及び
/又はインビボで分化させる。網赤血球は、外因性抗原発現EHCの作成に使用し得る。
網赤血球は未成熟赤血球であり、人体における赤血球の約1%を占める。網赤血球は骨髄
で発達して成熟する。循環中に放出されると、網赤血球は急速に最終分化を起こして成熟
赤血球となる。成熟赤血球と同様に、網赤血球は細胞核を有しない。成熟赤血球とは異な
り、網赤血球はタンパク質合成を行う能力を維持している。一部の実施形態では、外因性
抗原をコードする組換え核酸(mRNAなど)を網赤血球に導入して外因性抗原発現EH
Cを作成する。
網赤血球の成熟に伴う細胞密度の違いに基づき、種々の成熟度の網赤血球を末梢血から
単離し得る。網赤血球は末梢血から、様々な密度勾配での分画遠心法を用いて単離し得る
。例えば、Percoll勾配を用いて網赤血球を単離し得る(例えば、Noble e
l al.,Blood 74:475−481(1989)を参照)。Percoll
(Sigma−Aldrich、Saint Louis、Mo.、USA)を10mM
トリエタノールアミン、117mM NaCl、5mMグルコース、及び1.5mg/m
lウシ血清アルブミン(BSA)の終濃度となるように希釈して、密度1.096及び1
.058g/mlの滅菌等張Percoll溶液を作製する。これらの溶液は容量オスモ
ル濃度が295〜310mOsmである。例えば5ミリリットルの第1のPercoll
溶液(密度1.096)を滅菌15mlコニカル遠心管に加える。例えば2ミリリットル
の第2のPercoll溶液(密度1.058)を、より高密度の第1のPercoll
溶液の上に層状に重ねる。2〜4ミリリットルの全血をチューブの上部に層状に重ねる。
このチューブを、スイングアウト型チューブホルダを備えた冷却遠心機において250×
gで30分間遠心する。網赤血球及び一部の白血球が2つのPercoll層の間の界面
に移動する。界面にある細胞を新しいチューブに移し、5mMグルコース、0.03mM
ナトリウムアジド及び1mg/ml BSAを含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2
回洗浄する。残留白血球をサイズ排除カラムでPBS中におけるクロマトグラフィーによ
って除去する。
或いは、網赤血球は、免疫磁気分離手法を用いたポジティブ選択によって単離してもよ
い(例えば、Brun et al.,Blood 76:2397−2403(199
0)を参照)。この手法は、成熟前に赤血球と比べて網赤血球の表面上で発現する多数の
トランスフェリン受容体を利用するものである。トランスフェリン受容体に対する抗体で
コーティングされた磁気ビーズを使用して、混合血液細胞集団から網赤血球を選択的に単
離し得る。ヒトを含めた種々の哺乳類種のトランスフェリン受容体に対する抗体が、商業
的供給元から入手可能である(例えば、Affinity BioReagents,G
olden、Colo.、USA;Sigma−Aldrich、Saint Loui
s、Mo.、USA)。トランスフェリン抗体は磁気ビーズに直接結合し得る。或いは、
トランスフェリン抗体は、二次抗体を介して磁気ビーズに間接的に結合してもよい。例え
ば、ヒトトランスフェリンに対するマウスモノクローナル抗体10D2(Affinit
y BioReagents、Golden、Colo.、USA)を、ヒツジ抗マウス
免疫グロブリンGでコーティングされた免疫磁気ビーズ(Dynal/Invitrog
en、Carlsbad、Calif.、USA)と混合し得る。次に免疫磁気ビーズを
白血球枯渇赤血球画分とインキュベートする。ビーズ及び赤血球は22℃で穏やかに混合
しながら60〜90分間インキュベートし、続いて網赤血球が結合しているビーズを磁場
を用いて単離する。単離網赤血球は、例えばDETACHaBEAD(登録商標)溶液(
Invitrogen、Carlsbad、Calif.、USA)を使用して磁気ビー
ズから取り外し得る。或いは、網赤血球は、本明細書に記載される方法を用いてCD34
+造血幹細胞のインビトロ成長及び成熟から単離してもよい。
最終分化した除核赤血球は、そのDNA含量に基づき他の細胞と分離することができる
。非限定的な例において、初めに細胞をバイタルDNA染色色素、例えばヘキスト333
42(Invitrogen Corp.)で標識する。ヘキスト33342は、二本鎖
DNAに結合すると青色蛍光を発する細胞透過性核対比染色剤である。培養物中の未分化
前駆細胞、マクロファージ又は他の有核細胞はヘキスト33342によって染色されるが
、一方、除核赤血球はヘキスト陰性である。ヘキスト陽性細胞は、蛍光活性化セルソータ
ー又は他の細胞選別技法を用いて除核赤血球と分離することができる。ヘキスト色素は、
透析又は他の好適な方法によって単離赤血球から除去することができる。
外因性抗原発現EHCの集団は、EHCの集団の核物質含量を減少させることによって
精製し得る。例えば、EHCの集団中の除核率を増加させ、及び/又は除核された外因性
抗原発現EHCの数を増加させ又は濃縮する。
外因性抗原発現EHCの集団は、小分子、例えばアクチン阻害薬、例えばサイトカラシ
ンA、B、C、D、E、F、H、Jと共にインキュベートし、次に遠心によって核物質を
取り除くことができる。それに代えて又は加えて、外因性抗原発現EHCの集団は、漸減
するサイズ制限フィルタに通過させて機械的に操作することにより核物質を取り除くこと
ができる。外因性抗原発現EHCの集団はまた、核物質の除去を増加させるため、フィブ
ロネクチンでコーティングされたプラスチック表面上でインキュベートし得る。一実施形
態において、外因性抗原発現EHCの集団は、核物質の除去を増加させるため、間質細胞
、例えばマクロファージとの共培養でインキュベートされる。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、5%超、10%、15%、
20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、
70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、99.5%、99.9%、
又は99.9%超が除核されている。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは支持細胞、例えば付着間質細胞層と
は共培養されない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、EHCを
外因性抗原と接触させ且つEHCを分化させて外因性抗原を含む除核細胞の集団を得るこ
とにより作成される。外因性抗原発現EHCの集団は、除核細胞を選択するための濃縮ス
テップ、例えば、重力分離、磁気又は蛍光選別、照射、有核細胞の中毒化などを用いずに
得られる。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、本明細書に記載されるもの
などの核物質の検出アッセイによって評価するとき、5%超、10%、15%、20%、
25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、
75%、80%、85%、90%、95%、99%、99.5%、99.9%、又は99
.9%超が核物質を欠く外因性抗原発現EHCで構成される。
一部の実施形態では、外因性抗原発現EHCによって呈示される外因性抗原ポリペプチ
ドなどの外因性抗原の存在、生物学的活性及び/又は機能が評価される。多くの好適なア
ッセイが利用可能であり、当該技術分野において公知である。
一実施形態において、外因性抗原は、外因性抗原発現EHCの表面上のポリペプチドで
ある。この外因性抗原の存在は、限定はされないが、フローサイトメトリー、ウエスタン
ブロッティング、RT−PCR、ノーザンブロッティング、クームスロゼット形成(Co
ombs rosetting)、質量分析法を含むアッセイによって評価することがで
きる。一実施形態において、外因性抗原は、外因性抗原発現EHCの内部にあるポリペプ
チドである。この外因性抗原の存在は、限定はされないが、ウエスタンブロッティング、
RT−PCR、ノーザンブロッティング、PCR、サザンブロッティング、質量分析法を
含むアッセイによって評価することができる。
一実施形態において、外因性抗原は、外因性抗原発現EHCの表面上の核酸である。こ
の外因性抗原の存在は、限定はされないが、フローサイトメトリー、相同蛍光プローブに
よるフローサイトメトリー、サザンブロッティング、ノーザンブロッティング、PCRを
含むアッセイによって評価することができる。一実施形態において、外因性抗原は、外因
性抗原発現EHCの内部にある核酸である。この外因性抗原の存在は、限定はされないが
、サザンブロッティング、ノーザンブロッティング、PCRを含むアッセイによって評価
することができる。
一実施形態において、外因性抗原は、外因性抗原発現EHCの表面上の小分子である。
この外因性抗原の存在は、限定はされないが、フローサイトメトリー、質量分析法を含む
アッセイによって評価することができる。一実施形態において、外因性抗原は、外因性抗
原発現EHCの内部にある小分子である。この外因性抗原の存在は、限定はされないが、
質量分析法、蛍光分光法を含むアッセイによって評価することができる。
一実施形態において、外因性抗原は、外因性抗原発現EHCの膜にある脂質である。こ
の外因性抗原の存在は、限定はされないが、質量分析法、フローサイトメトリー、膜溶解
度、蛍光偏光、空間光干渉顕微鏡法を含むアッセイによって評価することができる。
一実施形態において、外因性抗原は蛍光性であるか、又は蛍光分子に融合しているか、
又は組換え核酸(例えばベクター中の)からGFPなどの蛍光レポータータンパク質と共
発現する。外因性抗原発現EHC内又はその上にある外因性抗原の存在は、限定はされな
いが、フローサイトメトリー、蛍光分光法、吸光度分光法を含むアッセイによって評価す
ることができる。
一実施形態において、外因性抗原はガス状分子である。外因性抗原発現EHC内又はそ
の上にある外因性抗原の存在は、限定はされないが、化学発光アッセイ、質量分析法を含
むアッセイによって評価することができる。
外因性抗原発現EHC内又はその上にある外因性抗原の存在は、個々のEHC上の外因
性抗原の数を定量化する市販のサイトメトリーキャリブレーションビーズなどのキャリブ
レーションビーズを使用する定量的形式のフローサイトメトリーによって評価することが
できる。それに代えて又は加えて、外因性抗原発現EHC内又はその上にある外因性抗原
の存在は、外因性抗原と同じ検出試薬を使用して検出可能な既知の濃度の標準を使用する
定量的形式のウエスタンブロットによって評価することができ、このようにして個々のE
HC上の外因性抗原の数を定量化し得る。
一部の実施形態において、2つ以上の異なる外因性抗原の存在が、同じ又は異なる方法
で、同時に、逐次的に、或いは並行して評価され得る。例えば、一実施形態において、表
面上のある外因性抗原を、その外因性抗原に特異的な抗体を使用するフローサイトメトリ
ーによって評価することができ、及び表面上にない、蛍光性の別の外因性抗原を、フロー
サイトメトリーにおいて別のチャネルを使用する蛍光シグナルによって評価することがで
きる。別の例では、表面上の外因性抗原をフローサイトメトリーによって評価することが
でき、表面上にない別の外因性抗原をウエスタンブロットによって評価することができる
具体的な実施形態において、外因性抗原は、細胞供給源の最終分化後も外因性抗原発現
EHCに保持されている。例えば、外因性抗原発現EHCが培養EHCから作成され、細
胞の最終分化後に外因性抗原の発現又は存在が、好適な方法、例えば、フローサイトメト
リー、ウエスタンブロット、免疫沈降、蛍光分光法、化学発光、サザンブロット、ノーザ
ンブロット、又は吸光度分光法によって評価される。
具体的な実施形態において、外因性抗原は、外因性抗原発現EHCを対象に投与した後
にインビボで循環した後にも外因性抗原発現EHCに保持されている。外因性抗原発現E
HCは、マウスなどの実験動物又は動物モデルに例えば尾静脈から静脈内注射することが
でき、又はヒトに静脈内注射される。次に血液が採取され、外因性抗原発現EHCにおけ
る外因性抗原の存在が好適なアッセイ、例えば、フローサイトメトリー、ウエスタンブロ
ット、免疫沈降、蛍光分光法、化学発光、サザンブロット、ノーザンブロット、又は吸光
度分光法によって評価される。
一部の実施形態では、外因性抗原発現EHC内又はその上の外因性抗原の生物学的活性
、EHCの全体的な生物学的活性、及びEHCの集団の全体的な活性が、インビトロアッ
セイによって評価され得る。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの活性は、モデル細胞株を使用して速
やかに繰り返される。例えば、好適な外因性抗原のライブラリをモデル細胞株、例えばH
EK293T又はK562で発現させて、好適なアッセイにより活性を評価する;次に最
良の外因性抗原候補、例えば好適なアッセイにおいて最も高いレベルで発現するもの又は
最も高い活性を示すものを、例えば培養EHCで発現させて、外因性抗原発現EHCを作
成する。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの活性は、培養マウスモデルを使用して速
やかに繰り返される。例えば、好適な外因性抗原のライブラリを培養マウスEHCで発現
させて;好適なマウス疾患モデル又は活性を評価するのに好適なマウスモデルシステムで
活性を評価し;次に、最良の外因性抗原候補、例えば好適なアッセイにおいて最も高いレ
ベルで発現するもの又は最も高い活性を示すものを、例えば培養EHCで発現させて、外
因性抗原発現EHCを作成する。
場合によっては、外因性抗原は酵素であり、外因性抗原の活性は、特定の基質分子の消
失を検出するか、又は特定の産物分子の出現を検出する酵素アッセイによって評価するこ
とができる。かかるアッセイには、限定はされないが、比色アッセイ、質量分析法、HP
LC、蛍光アッセイが含まれる。
例えば、a)外因性抗原はアデノシンデアミナーゼ(ADA)であり、酵素アッセイで
はアデノシンからイノシンへの変換が検出される;b)外因性抗原はフェニルアラニンヒ
ドロキシラーゼ(PAH)であり、アッセイではフェニルアラニンからチロシンへの変換
が検出される;c)外因性抗原はフェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)であり
、アッセイではフェニルアラニンからトランスケイ皮酸への変換が検出される;d)外因
性抗原はチミジンホスホリラーゼ(TP)であり、アッセイではチミジンからチミン及び
2−デオキシ−リボースへの変換が検出される;e)外因性抗原はプリンヌクレオシドホ
スホリラーゼ(PNP)であり、アッセイではイノシンからヒポキサンチンへの変換、ア
デノシンからアデニンへの変換、及びグアノシンからグアニンへの変換が検出される;f
)外因性抗原はホモゲンチジン酸1,2−ジオキシゲナーゼ(HDG)であり、アッセイ
ではホモゲンチジン酸からマレイルアセト酢酸への変換が検出される;g)外因性抗原は
シスタチオニンβシンターゼであり、アッセイではセリン及びホモシステインからシスタ
チオニンへの変換が検出される;h)外因性抗原はシュウ酸オキシダーゼであり、アッセ
イではシュウ酸塩の酸化が検出される。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの活性は、疾患、例えば代謝疾患又は
酵素欠損症の動物モデル、例えばマウスモデル、及び免疫不全マウス、又はNSGマウス
、又は外因性抗原発現EHCの効果を実証し得るもの、例えば基質が注入され且つ外因性
抗原媒介性変換産物が計測されるマウスで評価される。
一実施形態において、外因性抗原は、補体受容体1(CR1)ポリペプチド、その誘導
体又は機能断片である。CR1外因性抗原の活性は、例えば、CR1外因性抗原による免
疫複合体の特異的捕捉、マクロファージへの免疫複合体の効率的なトランスファー、又は
マウスからの免疫複合体のインビボクリアランスを含め、幾つかの方法で評価することが
できる。
CR1外因性抗原を過剰発現するEHCの機能性は、以下の1つ以上のプロセスによっ
て評価し得る:CR1外因性抗原を含むEHC表面上への免疫複合体の捕捉、CR1外因
性抗原を含むEHCは保持しておく一方でのマクロファージに対する免疫複合体の放出、
及びCR1外因性抗原を含むEHCの適切な循環。これらの3つのパラメータはインビト
ロで評価することができる。免疫複合体捕捉アッセイは、当該技術分野において、例えば
Oudin et al.,J Immunol 2000及びSchifferli
et al.,J Immunol 1991に記載されている。例えば、天然CR1又
はCR1外因性抗原ポリペプチド又はその断片を発現するEHCと共に標識免疫複合体を
インキュベートし、EHCによって捕捉される免疫複合体の数をフローサイトメトリーに
よってアッセイする。マクロファージトランスファーアッセイは、当該技術分野において
、例えば、Kuhn et al.,J Immunol 1998に記載されている。
例えば、天然CR1又はCR1外因性抗原ポリペプチド又はその断片を発現する赤血球に
負荷された標識免疫複合体をマクロファージと共にインキュベートする。赤血球表面から
マクロファージへの免疫複合体のトランスファー、及びマクロファージによる赤血球の消
費又は回避をフローサイトメトリーによって計測することができる。適切な循環は、EH
Cの形態及び変形能を分析することによって予測し得る。天然CR1又はCR1外因性抗
原ポリペプチド又はその断片を発現するEHCの形態は、例えばGiarratana
et al.,Blood 2011及びRepik et al.,Clin Exp
Immunol 2005によって記載されるとおり、標準的な顕微鏡技法を用いて目
測で評価することができる。天然CR1又はCR1外因性抗原ポリペプチド又はその断片
を発現するEHCの変形能は、例えばGiarratana et al.,Blood
2011に記載されるとおり、レーザー支援旋光細胞分析(laser−assist
ed optical rotational cell analysis:LORC
A)としても知られるエクタサイトメトリーによって評価することができる。
例えば、外因性CR1抗原発現EHC(このEHCはCR1ポリペプチド外因性抗原を
含む)が免疫複合体、例えばインビトロで作成された免疫複合体又は患者に由来する免疫
複合体と共にインキュベートされる。CR1外因性抗原による免疫複合体の捕捉が、例え
ば、免疫複合体中の蛍光マーカーを使用するフローサイトメトリーによるか又は免疫複合
体のエレメントに対する二次検出剤を使用するフローサイトメトリーによって評価される
一実施形態では、初めに外因性CR1抗原発現EHCが免疫複合体と共にインキュベー
トされ、次にマクロファージ、例えば、初代マクロファージ、初代単球、培養マクロファ
ージ、培養単球、U937細胞、PMA活性化U937細胞、AA9細胞、RAW 26
4.7細胞、J774細胞、THP1細胞、KG−1細胞、NR8383細胞、MV−4
−11細胞、3D4/31細胞、MD細胞、Fcwf−4細胞、DH82細胞と共にイン
キュベートされる。外因性CR1抗原発現EHCによってトランスファーされた免疫複合
体の存在に関して、マクロファージが例えばフローサイトメトリー又はX線撮影によって
評価される。培養EHCからマクロファージへの捕捉免疫複合体のトランスファーは、当
該技術分野の標準アッセイである。例えば:Repik et al.2005 Cli
n Exp Immunol.140:230;Li et al.2010 Infe
ction Immunity 78(7):3129を参照されたい。
一実施形態において、外因性CR1抗原発現EHCの活性は動物モデルで評価される。
例えば、免疫不全マウス、又はNSGマウスなどの好適なマウスモデルを使用し得る。マ
ウス疾患モデルは、例えばループスなどの免疫複合体病であってもよい。マウスモデルに
は、NZBWF1/J、MRL/MpJ、MRL/MpJ−Fas(lpr)、Smn.
C3−Fasl/J、NZM2410/Aeg、129S4−Cd48、Cg−Sle1
、NZM−Sle1 Sle2 Sle3/LmoJ、及びBXSB.129P2が含ま
れる。それに代えて又は加えて、例えば免疫複合体の注入により、マウスに疾患表現型が
導入されてもよい。外因性CR1抗原発現EHCを任意の好適なマウス(又は他の動物モ
デル)に注入して、EHCの1つ以上の生物学的作用、例えば外因性CR1抗原発現EH
Cによる注入された免疫複合体のクリアランスを試験し得る。
一実施形態において、外因性抗原は補体調節分子であり、又は補体調節活性を有する。
外因性抗原のこの活性は、インビトロアッセイ及びインビボアッセイの両方で評価するこ
とができる。例えば、外因性抗原の活性は、インビトロ補体活性化アッセイ、例えば感作
ヒツジ赤血球の補体媒介性溶解を計測するCH50アッセイ、又は非感作ウサギ赤血球の
第二経路補体媒介性溶解を計測するAH50アッセイにおいて低下を計測することによっ
て評価し得る。或いは、外因性抗原の活性は、限定はされないが、例えば、組換えC2か
らC2a及びC2bへの切断、B因子からBa因子及びBb因子への切断、C3b因子か
らiC3bH及びiC3bLへの切断、C3bBbからC3b及びBbへの切断、C4b
BbからC4b及びBbへの切断、又はC4b因子からiC4bH及びiC4bLへの切
断を含めた、外因性抗原と共にインキュベートされた組換え補体成分の切断又は切断が存
在しないこと(ネオエピトープに曝露されても又は曝露されなくてもよい)を検出して評
価し得る。好適な組換え補体成分の切断又は切断が存在しないことは、限定はされないが
、例えば、クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、ELISA、及びウエスタンブロッティ
ングを含めた当該技術分野において公知のタンパク質分析方法によって評価することがで
きる。外因性抗原活性に好適なインビボアッセイは、動物、例えばマウスへの外因性抗原
発現EHCの注入、及び組織染色法による補体因子、例えば膜侵襲複合体の沈着の調査を
含む。
一実施形態において、外因性抗原は標的を結合又は捕捉する能力を有し、外因性抗原の
活性は、インビトロ又はインビボで外因性抗原に捕捉された標的を検出することによって
評価し得る。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCはインビトロで標的と共にインキュベート
され、限定はされないが、例えば、フローサイトメトリー、免疫組織化学、磁気分離、X
線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法を含めたインビトロアッセイを用いて外因性抗
原による標的の捕捉が検出される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCはインビトロで標的と共にインキュベート
され、限定はされないが、例えば、オプソニン化外因性抗原発現EHCのマクロファージ
消費アッセイ、T細胞活性化アッセイ、B細胞刺激アッセイ、マスト細胞脱顆粒アッセイ
、感染性潜在能力アッセイを含めたインビトロ共培養アッセイを用いて外因性抗原による
標的の捕捉が検出される。
ある実施形態において、外因性抗原発現EHCはインビトロで標的と共にインキュベー
トされ、限定はされないが、例えば、フローサイトメトリー、免疫組織化学、磁気分離、
X線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法を含めたインビトロアッセイを用いて捕捉さ
れた標的の放出速度又はオフ速度が計測される。
外因性抗原発現EHCによる標的の捕捉は、例えば、標的がマウスに天然に存在するマ
ウス疾患モデルを含めた動物において、インビボアッセイでアッセイすることができる。
好適な疾患としては、細菌感染症、ウイルス感染症、真菌感染症、免疫複合体病、自己抗
体疾患、高脂血症、高血糖症が挙げられる。他のマウスモデルでは、標的がマウスに外部
から、例えば注射によるか又は摂餌によって投与される。これらのアッセイでは、外因性
抗原発現EHCによる標的捕捉のアッセイは、動物、例えば血漿、組織を標的の減少又は
保持に関して調べることによるか、或いは動物から、例えば血液、血漿、組織から外因性
抗原発現EHCを単離又は採取し、且つ限定はされないが、例えば、フローサイトメトリ
ー、免疫組織化学、磁気分離、X線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法を含めたイン
ビトロアッセイを用いて外因性抗原上の標的の存在をアッセイすることにより行われる。
一部の実施形態において、外因性抗原は標的を結合又は捕捉してインビボでの標的のク
リアランスを実質的に増加させる能力、又は循環中の標的の濃度を実質的に低減する能力
を有する。外因性抗原発現EHC上の外因性抗原の活性は、インビトロ又はインビボでの
標的のクリアランスの亢進を検出することによって評価し得る。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCはインビトロで標的と共にインキュベート
され、限定はされないが、例えば、フローサイトメトリー、免疫組織化学、磁気分離、X
線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法を含めたインビトロアッセイを用いて外因性抗
原による標的の捕捉が検出される。続いて、外因性抗原発現EHCは、クリアランスを促
進することが知られている細胞、例えばマクロファージ又は単球と共に共培養アッセイで
インキュベートされ、例えば、フローサイトメトリー、免疫組織化学、磁気分離、X線撮
影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法によって標的及び外因性抗原発現EHCのクリアラ
ンスが評価される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCはインビトロで標的と共にインキュベート
され、限定はされないが、例えば、フローサイトメトリー、免疫組織化学、磁気分離、X
線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法を含めたインビトロアッセイを用いて外因性抗
原による標的の捕捉が検出される。続いて、外因性抗原発現EHCは、インビボでのEH
Cのクリアランス機構を模倣する物理的システム、例えば人工脾臓、マイクロチャネル、
充填カラム、樹脂、組織外植片、遠心機においてインキュベートされ、例えば、フローサ
イトメトリー、免疫組織化学、磁気分離、X線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法に
よって標的及び外因性抗原発現EHCのクリアランスが評価される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCによる標的のクリアランスは、例えば、標
的がマウスに天然に存在する、疾患、例えば細菌感染症、ウイルス感染症、真菌感染症、
免疫複合体病、自己抗体疾患、高脂血症、高血糖症のマウスモデル、又は例えば、標的が
マウスに外部から、例えば注射によるか又は摂餌によって投与されるマウスモデルを例え
ば含めた動物におけるインビボアッセイでアッセイされる。これらのアッセイでは、外因
性抗原発現EHCによる標的クリアランスのアッセイが、動物、例えば血漿、組織を標的
の減少に関して調べることによるか、或いは動物から、例えば血液、血漿、組織から外因
性抗原発現EHCを単離又は採取し、且つ限定はされないが、例えば、フローサイトメト
リー、免疫組織化学、磁気分離、X線撮影、コロニー形成アッセイ、顕微鏡法を含めたイ
ンビトロアッセイを用いて外因性抗原上の標的の存在をアッセイすることにより行われる
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、好適な外因性抗原を特定の細胞内
コンパートメント、例えばリソソームに送達する能力を有する。
例えば、外因性抗原は、標的細胞、例えばマクロファージのリソソームコンパートメン
トに送達され得る。標的細胞のリソソームコンパートメントへの外因性抗原の送達の成功
は、顕微鏡法及び蛍光外因性抗原又は蛍光外因性抗原検出剤に対応する点状スポットの検
出によって評価される。それに代えて又は加えて、標的細胞のリソソームコンパートメン
トへの外因性抗原の送達の成功は、顕微鏡法及び蛍光外因性抗原検出剤と既知のリソソー
ムマーカー、例えばリソトラッカー(lysotracker)LAMP−1に対する蛍
光検出剤との共局在によって評価される。
一部の実施形態において、外因性抗原は、リソソーム蓄積症の遺伝子型又は表現型を呈
する細胞又はリソソーム蓄積症患者に由来する細胞のリソソームに蓄積した毒性成分を分
解することのできる酵素である。例えば、外因性抗原は、細胞内に蓄積した毒性物質を分
解して細胞表現型をレスキューし、例えば細胞死を防ぐ能力を有する。
外因性抗原発現EHCの集団は、EHCが複製不能であること、EHCが血管系を通じ
て安全に循環可能であること、及びEHCに免疫原性がないことに関して評価し得る。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団の安全性は、好適なインビトロ
又はインビボアッセイを用いてEHCの集団の複製能力を計測することにより評価される
。例えば、外因性抗原発現EHCの実質的な自己複製不能性の試験は、a)免疫不全マウ
スへの注入時に実質的に腫瘍を形成不能であること;b)軟寒天での培養時に実質的にコ
ロニーを形成不能であること;c)チミジン取込みアッセイにおいて実質的にチミジンを
取り込み不能であること;d)蛍光レポーターをコードするDNAをトランスフェクトし
たときに実質的に陽性シグナルがない、例えば、10%未満、1%、0.1%、0.01
%、0.001%、1ppm、100ppb、10ppb、1ppb、100ppt、1
0ppt、1ppt、又は1ppt未満の陽性シグナルであること;e)核色素で染色し
たときに実質的に陽性シグナルがない、例えば、10%未満、1%、0.1%、0.01
%;及び0.001%、1ppm、100ppb、10ppb、1ppb、100ppt
、10ppt、1ppt、又は1ppt未満の陽性シグナルであること;f)血液系悪性
腫瘍の細胞マーカー、例えば、CKIT、CD34、EpCamで染色したときに実質的
に陽性シグナルがない、例えば、10%未満、1%、0.1%、0.01%、0.001
%、1ppm、100ppb、10ppb、1ppb、100ppt、10ppt、1p
pt、又は1ppt未満の陽性シグナルであることを含む。特定の実施形態において、実
質的な量の複製核酸を含有しない外因性抗原発現EHCが提供される。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団の安全性は、投与されたEHC
が実質的な血管閉塞又は凝固カスケードの誘導を引き起こすことなくインビボで(対象の
循環系において)循環する能力を計測することにより評価される。任意選択で、外因性抗
原発現EHCの循環薬物動態が評価されてもよい。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの循環薬物動態は、マウスなどの動物にE
HCを静脈内注射することによって評価される。マウスはNSG(nod−SCID−γ
)免疫不全マウスであってもよい。マウスには、マクロファージを枯渇させた後、例えば
ヒト赤血球の腹腔内注射によるか、又はクロドロネートリポソームの静脈内注射によって
EHCを注射する。外因性抗原発現EHCは、蛍光色素、例えばCFSEで標識すること
ができる。EHCの注射後、血液を採取し、残存する外因性抗原発現EHCの数を、例え
ばフローサイトメトリー、ウエスタンブロットによって評価し、これらのデータから外因
性抗原発現EHCのクリアランス速度を推定する。外因性抗原発現EHCと同じ動物モデ
ルにヒト赤血球を注射することができ、EHC及びヒト赤血球のクリアランス速度を比較
する。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCによる凝固カスケードの活性化リスクがイ
ンビトロアッセイで評価される。一実施形態では、外因性抗原発現EHCをヒト血液とイ
ンキュベートし、カオリン、負電荷リン脂質、及びカルシウムの存在下で凝固に要する時
間を計測することによるか(活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT)試験)(例
えば、Exner and Rickard,Biomedicine 1977 27
(2):62を参照)、又はトロンボプラスチン及びカルシウムの存在下で凝固に要する
時間を計測することによって(プロトロンビン時間(PT)試験)(例えば、Jaque
s and Dunlop 1945,Am J Physiol 145:67を参照
)凝固カスケード活性化を評価する。aPTT試験の正常範囲は約25〜38秒である。
PT試験の正常範囲は約10〜12秒である。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCによって引き起こされる任意の有害事象が
、動物にEHCを静脈内注射し、及び凝固カスケードの活性化を評価することによって評
価される。凝固カスケードの誘導レベルの評価は、血液を採取し、血漿中の凝固カスケー
ド成分のレベルを例えばウエスタンブロット又はELISAで評価することによって行わ
れる。凝固カスケード成分は、典型的にはフィブリノゲン崩壊産物、例えばフィブリノペ
プチドA及びフィブリノペプチドBである。例えば、凝固カスケード誘導レベルの評価は
、血液を採取し、血小板活性化アッセイによって血漿中の凝血活性レベルを評価すること
、例えば、血漿を血小板と共にインキュベートし、及び例えば活性化マーカーの染色、例
えばPAC−1、CD62p、又はCD40Lの染色によるフローサイトメトリーで血小
板の活性化を評価することによって行われる。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCによって引き起こされる任意の有害事象が
、動物にEHCを静脈内注射し、炎症経路の活性化を評価することによって評価される。
炎症レベルの評価は、血液を採取し、及び血漿中の炎症性サイトカインレベルを例えばウ
エスタンブロット又はELISAで評価することによって行われ得る。一実施形態におい
て、炎症性シトカイン(citokine)は、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α、
又はIL−12断片p70である。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCによって引き起こされる任意の有害事象が
、動物にEHCを静脈内注射し、組織、例えば、肝臓、脾臓、心臓、肺、脳、皮膚、腎臓
の状態を評価することによって評価される。組織の状態は、肉眼的剖検、組織解剖、組織
染色、及び顕微鏡画像法によって評価することができる。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCが実質的な血管閉塞又は凝固カスケードの
活性化を引き起こすことなくインビボで循環する能力は、EHCの変形能を計測すること
によって評価される。外因性抗原発現EHCの変形能はインビトロアッセイを用いて評価
する。例えば、このアッセイは、浸透圧脆弱性アッセイである。外因性抗原発現EHCの
機械的脆弱性は、クエット型せん断システムにおいてずり応力に応答した構造的完全性を
計測することによって評価し得る。一実施形態において、外因性抗原発現EHCの変形能
はエクタサイトメーターを使用して評価する。一実施形態において、外因性抗原発現EH
Cの変形能は、レーザー支援旋光セルアナライザー(LORCA)機器を使用してレーザ
ー回折で限定圧力における伸び指数を計測することによって評価する。一実施形態におい
て、外因性抗原発現EHCの変形能は、マイクロ流体装置において一定圧力で限定寸法の
一連のミクロンスケール狭窄部を通り抜ける通過時間を計測することによって評価する。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの変形能は、マイクロ流体装置において一定
圧力で限定寸法の一連のミクロンスケール狭窄部を通過することによる生存率を計測する
ことによって評価する。マイクロ流体装置は、以下に挙げるもの、即ち、限定はされない
が、ミクロンスケール狭窄部を有するポリジメチルシロキサン(PDMS)チップ(例え
ば、Hoelzle et al.J Vis Exp 2014 91:e51474
);漏斗形狭窄部を有するチップ(例えば、Guo et al.Lab Chip 2
012 12:1143);ピラーを有するPDMSチップ(例えば、Zhang et
al.PNAS 2012 109(46):18707);又はインビトロ人工脾臓
マイクロビーズ充填カラム(Guillaume DePlaine et al.,B
lood 2011,117(8))のうちの1つから選択することができる。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCが実質的な血管閉塞又は凝固カスケードの
活性化を引き起こすことなくインビボで循環する能力は、EHCの血管閉塞を計測するこ
とにより評価される。外因性抗原発現EHCの血管閉塞はインビトロアッセイを用いて評
価することができる。例えば、外因性抗原発現EHCの血管閉塞はエキソビボアッセイを
用いて評価される。外因性抗原発現EHCを基準ヒト赤血球と1:1比でインキュベート
し、Rh不適合血液による基準アッセイと比較した多細胞ロゼットの誘導を光学顕微鏡法
によって評価する。外因性抗原発現EHCの血管閉塞は、流動条件下におけるヒト血管内
皮細胞に対するEHCの付着を計測することによって評価される。例えば、Kaul D
K,Finnegan E,and Barabino GA(2009)Microc
irculation 16(1):97−111を参照されたい。それに代えて又は加
えて、血管閉塞は、ラット血管内皮のエキソビボ灌流アッセイにおける末梢抵抗単位(P
RU)の増加を計測することによって評価される。例えば、Kaul,Fabry an
d Nagel,PNAS 1989,86:3356を参照されたい。さらに、血管閉
塞は、生体内顕微鏡法によって評価される。例えば、Zennadi et al.20
07 Blood 110(7):2708を参照されたい。血管閉塞はまた、インビト
ロで段階的な高さの流動チャンバにおけるEHCの流量及び付着を計測することによって
評価されてもよい。例えば、Zennadi et al 2004,Blood 10
4(12):3774を参照されたい。
一部の実施形態では、外因性抗原発現EHCの集団の安全性が、好適なインビトロ又は
インビボアッセイを用いてEHCの集団の免疫原性を計測することによって評価される。
例えば、外因性抗原発現EHCの集団は、a)意図されるレシピエント対象の血清を使
用したクームス試験において凝集を生じさせず、又はb)ヒトプール血清を使用したクー
ムス試験において凝集を生じさせない。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、優勢な血液型抗原に関して遺伝
子型を同定してレシピエントの血液型抗原遺伝子型に適合させた前駆細胞に由来する。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、インシリコT細胞エピトープ予
測アルゴリズムによって予測されるT細胞反応性が10%未満、1%、0.1%、0.0
1%、0.001%、又は0.001%未満である外因性抗原又は他の外因性タンパク質
を含む。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCの集団は、インビトロT細胞活性化アッセ
イ、例えば、Antitope Inc.EpiScreenアッセイにおける反応性が
10%未満、1%、0.1%、0.01%、0.001%、又は0.001%未満である
外因性抗原又は他の外因性タンパク質を含む。
例えば、赤血球から誘導される外因性抗原発現EHCは、それを必要としている対象に
注入するため、遠心し、適切な溶液(例えば、標準AS−3溶液)に再懸濁することがで
きる。一部の実施形態において、注入される外因性抗原発現EHCはレシピエントと同じ
ABO型を有し、注入に伴う免疫反応のリスクが最小限に抑えられる。外因性抗原発現E
HCはまた、前処理して血液型特異的抗原を除去するか、又は他の方法で抗原性を低下さ
せることもできる。このために好適な方法としては、限定はされないが、米国特許出願公
開第20010006772号明細書及び同第20030207247号明細書に記載さ
れるものが挙げられる。
治療組成物
有効レベルの目的の外因性抗原を有するEHCを含有する組成物が提供される。かかる
組成物は、複数のEHC、例えば、1×10個の細胞、又は1×10、1×10
1×10、1×10、1×10、1×10、1×1010、1×1011、1×
1012個、又は1×1012個超の細胞を含有する。本発明のEHCは、例えば、10
%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は90%超
の質量対体積比(%m/v)の濃度の生理食塩水中の濃厚赤血球として投与することがで
きる。患者への投与時間は10分〜4時間の範囲であるか、又はそれを上回ってもよい。
本発明の培養EHCは、適切な緩衝液、例えば、抗凝固クエン酸デキストロースA(A
CD−A)、クエン酸リン酸デキストロース(CPD)、クエン酸リン酸デキストロース
デキストロース(CP2D)、又はクエン酸リン酸デキストロースアデニン(CPDA−
1)などのFDA承認済みの抗凝固保存溶液中に保存することができる。本組成物は最長
21日間保存し得る。
或いは、本発明の培養EHCは、認可された添加剤溶液、例えば、AS−1(Adso
l)、AS−3(Nutricel)、AS−5(Optisol)、又はAS−7(S
OLX)中に保存することができる。
或いは、本発明の培養EHCは、グリセロール凍結保護溶液中に保存することができる
。組成物は凍結して最長10年間保存し得る。凍結細胞は使用前に解凍し、例えば0.9
%塩化ナトリウムによる連続洗浄ステップによって脱グリセロール化し得る。
ヒト及びマウス赤血球の寿命(それぞれ120日及び50日(例えば、Khandel
wal et al.,Transfusion 2007を参照)を考えると、人工赤
血球の加齢を刺激して抗原提示細胞による食作用を増加させることが有利であり得る。循
環からの赤血球除去の最も重要な生理学的機構は、それぞれカルシウムイオノフォア又は
BS3化学処理によって人工的に誘導されるホスファチジルセリンの外在化(Schro
it et al.,J Biol Chem 1985)又はバンド3タンパク質クラ
スター形成(Kay,PNAS 1975;Turrini et al.,J Bio
l Chem 1991)など、RBC細胞表面上の新規抗原部位に曝露された後に免疫
が介在するものである(Singer et al.,PNAS 1986)。
本発明の培養EHCは、例えばカルシウムイオノフォア又はBS3などの食作用誘導剤
で処理し得る。本発明の複数の培養EHCは、例えばカルシウムイオノフォア又はBS3
などの食作用誘導剤で処理されたEHCを含んでもよく、それにより、対象への投与時に
本発明の複数の培養EHCがボーラスとしてでなく例えば1日又は数日の間に連続的に異
なる速度で取り込まれるように、時間の長さを異ならせることができる。
本明細書には、目的の外因性抗原を含む複数の培養EHCを含む組成物及び医薬組成物
が提供される。本組成物及び医薬組成物は、例えば抗凝固クエン酸デキストロースAなど
の適切な保存緩衝剤の溶液を含み得る。目的の外因性抗原を含む複数の培養EHCを含む
組成物及び医薬組成物は、例えばAdsolなどの認可された添加剤をさらに含み得る。
目的の外因性抗原を含む複数の培養EHCを含む組成物及び医薬組成物は、凍結保存用に
グリセロール凍結保護溶液をさらに含み得る。
本明細書には、表F、表G、表H、表I及び表Jの抗原の1つ以上から選択される目的
の外因性抗原、例えば、ミエリン塩基性タンパク質、プロテオリピドタンパク質、ミエリ
ンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、膵β細胞抗原、インスリン、フラジェリン、グル
テン、2Sアルブミン、ヒアラウロニダーゼ(hyalauronidase)、第VI
II因子、第IX因子、及び抗TNFa、アデノシンデアミナーゼ、L−アスパラギナー
ゼ、ラスブリカーゼ、抗胸腺細胞グロブリン、L−アルギナーゼ、L−メチオナーゼ、プ
レプロインスリン、プロインスリン、インスリン、GAD65、GAD67、IA−2、
ΙA−2β、チログロブリン、甲状腺ペルオキシダーゼ、サイロトロピン受容体、ミエリ
ンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、プロテオリピドタンパク質、II型コラーゲン、
IV型コラーゲン、アセチルコリン受容体、マトリックスメタロプロテイン1及び3、分
子シャペロン熱ショックタンパク質47、フィブリリン−1、PDGF受容体a、PDG
F受容体β、核タンパク質SS−A、コンアラキン(Ara h 1)、アレルゲンII
(Ara h 2)、アラキス凝集素(Ara h 6)、a−ラクトアルブミン(AL
A)、ラクトトランスフェリン、グルテン、低分子量グルテン、a−グリアジン、γ−グ
リアジン、ホルデイン、セカリン、アベニン及びそれらの組み合わせなどを含むEHCが
提供される。目的の外因性抗原を含む複数のEHCは、組成物又は医薬組成物として提供
され得る。
本明細書には、任意選択で表Cの内因性赤血球タンパク質の1つに融合した、表F、表
G、表H、表I及び表Jの1つ以上の抗原、例えば、ミエリン塩基性タンパク質、プロテ
オリピドタンパク質、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、膵β細胞抗原、イン
スリン、フラジェリン、グルテン、Ara h2、2Sアルブミン、ヒアラウロニダーゼ
(hyalauronidase)、第VIII因子、第IX因子、及び抗TNFaなど
をコードする発現ベクターが提供される。
本明細書には、対象への投与に好適である、外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物が
提供される。本医薬組成物は、概して外因性抗原発現EHCの集団と薬学的に許容可能な
担体とを対象への投与に好適な形態で含む。薬学的に許容可能な担体は、一部には、投与
される詳細な組成物によって決まると共に、組成物の投与に用いられる詳細な方法によっ
ても決まる。従って、外因性抗原発現EHCの集団を含む医薬組成物の好適な製剤は多種
多様である(例えば、Remington’s Pharmaceutical Sci
ences,Mack Publishing Co.,Easton,Pa.18th
ed.(1990)を参照)。本医薬組成物は、概して、無菌で実質的に等張性の、且
つ米国食品医薬品局(U.S.Food and Drug Administrati
on)の医薬品の製造管理及び品質管理に関する基準(GMP)の全ての規則に完全に準
拠したものとして製剤化される。
薬学的に許容可能な賦形剤には、動物への使用並びにヒト医薬品としての使用が許容さ
れる賦形剤を含めた、概して安全で非毒性の望ましい賦形剤が含まれる。かかる賦形剤は
固体、液体、半固体であってもよく、又はエアロゾル組成物の場合には気体であってもよ
い。
担体又は希釈剤の例としては、限定はされないが、水、生理食塩水、リンゲル溶液、デ
キストロース溶液、及び5%ヒト血清アルブミンが挙げられる。薬学的に活性な物質にお
けるかかる媒体及び化合物の使用は、当該技術分野において周知である。任意の従来の媒
体又は化合物が本明細書に記載される外因性抗原発現EHCと不適合である場合を除き、
組成物中におけるその使用が企図される。組成物中には補助的治療剤もまた配合され得る
。典型的には、医薬組成物は、その意図される投与経路と適合するように製剤化される。
外因性抗原発現EHCは、非経口、局所、静脈内、経口、皮下、動脈内、皮内、経皮、直
腸、頭蓋内、腹腔内、鼻腔内;筋肉内経路によるか又は吸入薬として投与することができ
る。外因性抗原発現EHCは、任意選択で、外因性抗原発現EHCが対象とする疾患、障
害又は病態の治療に少なくとも部分的に有効な他の治療剤と併用して投与することができ
る。
非経口、皮内、又は皮下適用に用いられる溶液又は懸濁液は、以下の成分を含み得る:
注射用水、生理食塩水、固定油、ポリエチレングリコール類、グリセリン、プロピレング
リコール又は他の合成溶媒などの滅菌希釈剤;ベンジルアルコール又はメチルパラベンな
どの抗細菌化合物;アスコルビン酸又は亜硫酸水素ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレン
ジアミン四酢酸(EDTA)などのキレート化合物;酢酸塩、クエン酸塩又はリン酸塩な
どの緩衝剤、及び塩化ナトリウム又はデキストロースなどの張性調整化合物。pHは、塩
酸又は水酸化ナトリウムなどの酸又は塩基で調整することができる。非経口製剤は、ガラ
ス製又はプラスチック製のアンプル、使い捨てシリンジ又は複数用量バイアルに封入する
ことができる。
注射剤としての使用に好適な医薬組成物は、滅菌注射用溶液又は分散液を即時調合する
ための滅菌水溶液(水溶性の場合)又は分散液及び滅菌粉末を含む。静脈内投与に関して
、好適な担体としては、生理食塩水、静菌水、Cremophor EL(商標)(BA
SF、Parsippany,N.J.)又はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)が挙げら
れる。いずれの場合にも、組成物は無菌でなければならず、且つ容易な通針性が存在する
程度に流体でなければならない。組成物は製造及び貯蔵条件下で安定していなければなら
ず、且つ細菌及び真菌などの微生物の汚染作用から保護されなければならない。担体は、
例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、
及び液体ポリエチレングリコールなど)、及びこれらの好適な混合物を含有する溶媒又は
分散媒であってもよい。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングを使用し
、分散液の場合には要求される粒度を維持し、及び界面活性剤を使用することによって維
持し得る。微生物作用の防止は、様々な抗細菌及び抗真菌化合物、例えば、パラベン、ク
ロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサールなどによって実現し得る。
多くの場合、組成物中に等張化合物、例えば、糖類、多価アルコール類、例えばマニトー
ル(manitol)、ソルビトール、塩化ナトリウムなどを含めることが好ましい。注
射用組成物の持続的吸収は、吸収を遅延させる化合物、例えば、モノステアリン酸アルミ
ニウム及びゼラチンを組成物中に含めることによってもたらされ得る。
滅菌注射用溶液は、必要に応じて本明細書に列挙される成分の1つ又は組み合わせと共
に適切な溶媒中に有効量の外因性抗原発現EHCを配合することによって調製し得る。概
して、塩基性分散媒及び他の任意の所望の成分を含有する無菌媒体中に外因性抗原発現E
HCを配合することにより、分散液が調製される。滅菌注射用溶液の調製用滅菌粉末の場
合、調製方法は真空乾燥及び凍結乾燥であり、活性成分に任意の追加的な所望の成分が加
わった粉末が、その予め滅菌ろ過した溶液から生じる。外因性抗原発現EHCは、外因性
抗原発現EHC、その1つ又は複数の外因性抗原及び/又はその任意選択の1つ又は複数
のペイロードの持続放出又はパルス放出が可能となるように製剤化し得るデポー注射又は
植込み製剤の形態で投与することができる。
経口組成物は、概して不活性希釈剤又は食用担体を含む。経口組成物はゼラチンカプセ
ルに封入してもよく、又は錠剤に圧縮してもよい。経口治療薬の投与には、外因性抗原発
現EHCは賦形剤と配合して、錠剤、トローチ、又はカプセルの形態で使用することがで
きる。経口組成物はまた、洗口剤としての使用向けに流体担体を使用して調製することも
でき、ここで流体担体中の化合物は口内に適用され、うがいされて吐き出されるか、又は
飲み込まれる。組成物の一部として、薬剤適合性を有する結合化合物、及び/又は補助材
料を含めることができる。錠剤、丸薬、カプセル、トローチなどは、以下の成分の任意の
もの、又は類似した性質の化合物を含有し得る:微結晶性セルロース、トラガカントゴム
又はゼラチンなどの結合剤;デンプン又はラクトースなどの賦形剤、アルギン酸、プリモ
ゲル(Primogel)、又はコーンスターチなどの崩壊化合物;ステアリン酸マグネ
シウム又はステロテス(Sterotes)などの潤滑剤;コロイド状二酸化ケイ素など
の滑剤;スクロース又はサッカリンなどの甘味化合物;又はペパーミント、サリチル酸メ
チル、又はオレンジ香料などの香味化合物。
吸入による投与には、外因性抗原発現EHCは、好適な噴射剤、例えば二酸化炭素など
のガスを含有する加圧容器若しくはディスペンサー、又はネブライザーからエアロゾルス
プレーの形態で送達される。
外因性抗原発現EHCを含む組成物の全身投与もまた、経粘膜的又は経皮的手段による
ことができる。経粘膜又は経皮投与については、製剤中に、透過を図る関門に適切な浸透
剤が使用される。かかる浸透剤は概して当該技術分野において公知であり、例えば経粘膜
投与に関して、デタージェント、胆汁酸塩、及びフシジン酸誘導体が挙げられる。経粘膜
投与は鼻腔内スプレー又は坐薬を使用して達成することができる。経皮投与には、修飾赤
血球は概して当該技術分野において公知のとおり軟膏(ointment)、軟膏(sa
lve)、ゲル、又はクリームに製剤化される。
外因性抗原発現EHCはまた、直腸送達用の坐薬(例えば、ココアバター及び他のグリ
セリド類などの従来の坐剤基剤を含む)又は停留浣腸の形態の医薬組成物として調製する
こともできる。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、外因性抗原発現EHCが対象の体
から排出される速度を低下させ得る担体と共に調製される。例えば、インプラント及びマ
イクロカプセル化送達システムを含め、制御放出製剤が好適である。エチレン酢酸ビニル
、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル類、及びポリ乳酸な
ど、生分解性生体適合性ポリマーを使用することができる。かかる製剤の調製方法は、当
業者には明らかであろう。材料はまた、Alza Corporation及びNova
Pharmaceuticals,Inc.から市販品を入手することもできる。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物は、その医薬組成物の利
益を受け得る対象に静脈内投与される。他の実施形態において、本組成物は、例えばリン
パ内注射、又は節内注射(例えば、Senti et al.,2008 PNAS 1
05(46):17908を参照)、又は筋肉内注射、皮下投与、胸腺内若しくは肝臓内
への直接の注射によってリンパ系に投与される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物は液体懸濁物として投与
される。一実施形態において、本医薬組成物は、投与後にデポーを形成する能力を有し、
且つ好ましい実施形態では外因性抗原発現EHCを循環中にゆっくりと放出するか、又は
好ましい実施形態ではデポー形態のまま留まる凝固製剤(coagulated for
mulation)として投与される。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物は、外因性抗原発現EH
Cの生存能を維持可能な方法及び緩衝組成物を用いて保存される。例えば、嫌気状態を維
持するための保存前の酸素除去、pHの操作、代謝前駆体の補充、浸透圧平衡の操作、懸
濁媒の容積の増量、及び/又は保護分子を加えることによる酸化的ストレスの低減を用い
て、外因性抗原発現EHCの生存能を維持することができる。これらの戦略の組み合わせ
を用いた幾つかの研究において、赤血球の生存能の維持によって6週間を超える保存の延
長が可能となったことが報告されている(例えば、Yoshida and Shevk
oplyas,Blood Transfus 2010 8:220を参照)。
本明細書に記載される外因性抗原発現EHCの送達には、薬学的に許容可能な担体又は
賦形剤が用いられ得る。賦形剤とは、希釈剤又は媒体として使用される不活性物質を指す
。薬学的に許容可能な担体は、一般には、化合物を治療に有用なもの又は製品として有用
なものにするため化合物と共に使用される。一般に、任意の物質について、薬学的に許容
可能な担体は、対象に送達する物質と組み合わされる材料である。従来の医薬担体、水性
、粉末状又は油性基剤、増粘剤などが、必要なもの又は望ましいものであり得る。ある場
合には、担体は、例えば不溶性化合物を液体送達用に可溶化するため送達に不可欠である
;その活性が保たれるように物質のpHを制御する緩衝剤;又は保存容器内における物質
の損失を防ぐ希釈剤。しかしながら、他の場合には、担体は利便性を図るものであり、例
えば、投与の利便性を高める液体である。本明細書に記載される化合物の薬学的に許容可
能な塩は、当業者に公知の方法に従い合成し得る。
典型的には、薬学的に許容可能な組成物は夾雑物を含まないように高度に精製され、生
体適合性且つ非毒性であり、及び対象への投与に適している。水が担体の一構成成分であ
る場合、その水は、夾雑物、例えばエンドトキシンを含まないように高度な精製及び処理
を受ける。
薬学的に許容可能な担体は、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール
、マンニトール、デンプン、アカシアゴム、リン酸カルシウム、アルギン酸塩、ゼラチン
、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水、シ
ロップ、メチルセルロース、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸プロピル、
タルク、ステアリン酸マグネシウム、及び/又は鉱油であり得るが、これらに限定されな
い。本医薬組成物は、潤滑剤、湿潤剤、甘味料、香味増強剤、乳化剤、懸濁剤、及び/又
は保存剤をさらに含み得る。
有効レベルの外因性抗原を有する外因性抗原発現EHCを含有する医薬組成物が提供さ
れる。かかる組成物は、複数の外因性抗原発現EHC、例えば、1×10個のEHC、
又は1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×
1010、1×1011、1×1012個、又は1×1012個超のEHCを含有する。
具体的な例では、EHCから作成される外因性抗原発現EHCは、10%、20%、30
%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は90%超の質量対体積比(
%m/v)の濃度の生理食塩水中の濃厚赤血球として投与することができる。患者への投
与時間は10分〜4時間の範囲であるか、又はそれを上回ってもよい。
具体的な例では、EHCから作成される外因性抗原発現EHCは、適切な緩衝液、例え
ば、抗凝固クエン酸デキストロースA(ACD−A)、クエン酸リン酸デキストロース(
CPD)、クエン酸リン酸デキストロースデキストロース(CP2D)、又はクエン酸リ
ン酸デキストロースアデニン(CPDA−1)などのFDA承認済みの抗凝固保存溶液中
に保存することができる。本組成物は最長21日間保存し得る。
或いは、EHCから作成される外因性抗原発現EHCは、認可された添加剤溶液、例え
ば、AS−1(Adsol)、AS−3(Nutricel)、AS−5(Optiso
l)、又はAS−7(SOLX)中に保存することができる。
或いは、EHCから作成される外因性抗原発現EHCは、グリセロール凍結保護溶液中
に保存することができる。組成物は凍結して最長10年間保存し得る。凍結細胞は使用前
に解凍し、例えば0.9%塩化ナトリウムによる連続洗浄ステップによって脱グリセロー
ル化し得る。
本明細書には、外因性抗原を含む複数の培養EHCを含む組成物及び医薬組成物が提供
される。本組成物及び医薬組成物は、例えば抗凝固クエン酸デキストロースAなどの適切
な保存緩衝剤の溶液を含み得る。外因性抗原を含む複数の培養EHCを含む組成物及び医
薬組成物は、例えばAdsolなどの認可された添加剤をさらに含み得る。外因性抗原を
含む複数の培養EHCを含む組成物及び医薬組成物は、凍結保存用にグリセロール凍結保
護溶液をさらに含み得る。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCは、別の外因性抗原発現EHCと多複合体
凝集物、例えば、二量体、三量体、多量体を形成することが可能である。
一実施形態において、外因性抗原発現EHCは、循環系の構成要素、例えば、赤血球、
網赤血球、血小板、マクロファージ、リンパ球、T細胞、B細胞、肥満細胞と多複合体凝
集物、例えば、二量体、三量体、多量体を形成することが可能である。
外因性抗原発現EHC及びその医薬組成物の投与の投薬量及び頻度は、疾患の重症度、
患者の年齢、性別及び食事、任意の炎症の重症度、投与時間、及び他の臨床学的要因など
、様々な要因に基づき主治医が決定し得る。一例において、静脈内投与は最低限有効な用
量で開始し、好ましい効果が観察されるまで、予め選択された時間経過にわたり用量を増
加させる。続いて、現れ得る任意の有害作用を考慮しながら、対応する効果の増加が生じ
るレベルに限定して投薬量を漸増させる。
好適な投薬量の非限定的な例は、例えば、1×10〜1×1014、1×10〜1
×10、1×10〜1×10、1×10〜1×1011、1×10〜1×10
、1×1010〜1×1014、1×1011〜1×1013、又は5×1011〜5
×1012個の外因性抗原発現EHCの範囲であり得る。具体的な例としては、約1×1
、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8
×10、9×10、1×10、2×10、3×10、4×10、5×10
、6×10、7×10、8×10、9×10、1×10、2×10、3×1
、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、9×10、1
×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10
、8×10、9×10、1×10、2×10、3×10、4×10、5×1
、6×10、7×10、8×10、9×10、1×10、2×10、3
×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、9×10
、1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×1
、8×10、9×10、1×1010、2×1010、3×1010、4×10
10、5×1010、6×1010、7×1010、8×1010、9×1010、1×
1011、2×1011、3×1011、4×1011、5×1011、6×1011
7×1011、8×1011、9×1011、1×1012個、又はそれを超える外因性
抗原発現EHCが挙げられる。外因性抗原発現EHCの各用量は、1日1回、週1回、週
2回、月1回、又は月2回などの間隔で投与することができる。各EHCは、例えば、約
100〜10、又は約10〜10個の、様々な範囲の抗原分子を発現し得る。具体
的な例としては、EHC当たり約1000、3000、5000、1×10、3×10
、5×10、1×10、3×10、5×10、1×10、3×10、5×
10、1×10個、又はそれを超える外因性抗原分子が挙げられる。
「EHC基準の比例投薬量」は、循環実体の天然に存在する量に対する相対的な用量と
して投与される外因性抗原発現EHCの数である。循環実体は、細胞、例えば、赤血球、
網赤血球、又はリンパ球、又は標的、例えば、抗原、抗体、ウイルス、毒素、サイトカイ
ン等であり得る。単位は循環実体当たりの外因性抗原発現EHC、即ちSCMRC/CE
として定義される。この投薬量単位には、10−7、10−6、10−5、10−4、1
−3、10−2、10−1、1、10、10、10、10、10、10、1
、10、10が含まれ得る。
本明細書に記載される医薬組成物は、外因性抗原発現EHCと任意選択で薬学的に活性
な薬剤又は治療剤とを含む。治療剤は、生物学的薬剤、小分子薬剤、又は核酸薬剤であり
得る。
本明細書に記載される外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物を含む剤形が提供される
。一部の実施形態において、剤形は静脈内注射用の液体懸濁物として製剤化される。
本明細書に記載される外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物を保持する容器と対象へ
の医薬組成物の静脈内注射用のアプリケーターとを含む医療器具が提供される。
本明細書に記載される外因性抗原発現EHCを含む医薬組成物と対象への医薬組成物の
静脈内注射用の医療器具とを含む医療用キットが提供される。
外因性抗原発現EHCの薬学的に許容可能な懸濁液は、好ましくは約10〜約250m
lの容積で包装される。包装材料はシリンジ又は輸液に好適なIVバッグであってもよい
。懸濁液の投与は、任意選択でIVバッグなどからの点滴を使用して例えば静脈内又は動
脈内注入によって行われる。投与は典型的には腕に又は中枢カテーテルを介して静脈内に
行われる。50mlを超える投与には、点滴の使用が好ましい。
疾患の治療
免疫トレランスを誘導する方法が提供される。本方法は、免疫トレランスの誘導を必要
としている対象に対し、本明細書に提供される目的の外因性抗原を含む赤血球細胞の医薬
組成物を、対象において免疫トレランスを誘導するのに十分な量及び/又は投与頻度で投
与するステップを含む。
本発明の医薬組成物は、免疫トレランスを促進又は増強するのに有用である、目的の外
因性抗原を含む赤血球細胞を提供する。免疫トレランスを用いて、免疫活性化に関連する
疾患、障害、又は病態を治療するか、予防するか、又はその重症度を低減し得る。
免疫活性化疾患には、自己免疫疾患、例えば、多発性硬化症、1型糖尿病、関節リウマ
チ、及び膜性腎炎など、及び表Fに列挙されるものが含まれる。免疫活性化疾患にはまた
、炎症性疾患、例えば、クローン病、潰瘍性大腸炎、セリアック病、又は他の特発性炎症
性腸疾患など、及び表Gに列挙されるものも含まれる。免疫活性化疾患にはまた、アレル
ギー性疾患、例えば、喘息、ピーナッツアレルギー、甲殻類アレルギー、花粉アレルギー
、乳タンパク質アレルギー、虫刺されアレルギー、及びラテックスアレルギーなど、及び
表Hに列挙されるものも含まれる。免疫活性化疾患にはまた、原発疾患の治療のために投
与される治療用タンパク質に応答した、治療用タンパク質、例えば、血友病Aにおける第
VIII凝固因子、血友病Bにおける第IX凝固因子、関節リウマチ及び他の炎症性疾患
における抗腫瘍壊死因子α(TNFa)抗体、ゴーシェ病におけるグルコセレブロシダー
ゼ、又は急性リンパ性白血病(ALL)におけるアスパラギナーゼ、並びに表I、表J、
表5、及び表7に列挙されるものの有効性を低下させる免疫活性化も含まれる。
さらに、免疫活性化疾患の治療方法が提供される。本方法は、治療の誘導を必要として
いる対象に対し、本明細書に提供される目的の外因性抗原を含む赤血球細胞の医薬組成物
を免疫活性化疾患の治療に十分な量で投与するステップを含む。例えば、自己免疫疾患、
炎症性疾患又はアレルギー性疾患などの免疫活性化疾患に罹っているか、又はそれに罹っ
ている疑いがある対象には、提供される本治療方法が有効であり得る。
一部の実施形態において、患者は自己免疫疾患若しくは病態又は自己抗体媒介性疾患若
しくは病態に罹患しており、ここでは患者の免疫系が内因性分子、例えばタンパク質抗原
に対して活性化し、従って免疫系が内因性分子を攻撃し、炎症を生じさせ、組織に損傷を
与え、及び他に自己免疫又は自己抗体疾患又は病態の症状を引き起こす。免疫反応は内因
性分子に結合する抗体によって駆動され得るか、又は内因性分子を発現する細胞を攻撃す
る過活性のT細胞によって駆動され得るか、又は調節性T細胞、NK細胞、NKT細胞、
又はB細胞などの他の免疫細胞によって駆動され得る。これらの実施形態において、抗原
タンパク質又はその断片は本発明の除核造血細胞上で発現し得る。これらの細胞の集団は
、こうした疾患又は病態に罹患している患者に1回又はそれを超えて投与するとき、抗原
タンパク質に対するトレランスを誘導してもはや免疫系の活性化が生じないようにするの
に十分であり、ひいては根底にある疾患又は病態の症状が治療又は改善され得る。
例えば、後天性血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)に罹患している患者は異常な自己
抗体媒介性疾患を有し、ここでは内因性ADAMTS13タンパク質に対する抗体が産生
されて、ADAMTS13がそのフォン・ヴィレブランド因子切断活性を発揮できなくな
り、それにより血管系全体にわたって微小血栓が形成される結果、血小板減少症が起こる
。この実施形態では、ADAMTS13抗原が除核造血細胞上で発現し、TTPに罹患し
ている患者に対し、ADAMTS13に対するトレランスを誘導するのに十分な有効な量
で投与され、従って循環中にある阻害性抗ADAMTS13自己抗体の量が減少し、フォ
ン・ヴィレブランド因子を切断する体の能力が回復するため、従って疾患の症状が低減す
る。好ましい実施形態では、ADAMTS13の抗原断片のみが除核造血細胞上で発現す
る。好ましい実施形態では、完全長ADAMTS13が除核造血細胞上で発現する。好ま
しい実施形態では、完全長ADAMTS13が除核造血細胞上で発現し、酵素的に活性で
あり、従って投与された細胞生成物は、トレランスの誘導と、またフォン・ヴィレブラン
ド因子の治療的切断との両方を行うことが可能である。
別の例では、非典型溶血性貧血症候群(aHUS)に罹患している患者は、内因性タン
パク質補体因子H(CFH)に対する異常な自己抗体反応を有し、CFHがその補体調節
機能を果たすことができない。結果として、血管系において補体の過剰な活性化が起こり
、血管内溶血につながる。この実施形態では、CFH抗原が除核造血細胞上で発現し、a
HUSに罹患している患者に対し、CFHに対するトレランスを誘導するのに有効な量で
投与され、従って循環中の阻害性抗CFH自己抗体の量が減少し、補体を阻害する体の能
力が回復するため、従って疾患の症状が低減する。好ましい実施形態では、CFHの抗原
断片のみが除核造血細胞上で発現する。好ましい実施形態では、完全長CFHが除核造血
細胞上で発現する。好ましい実施形態では、完全長CFHが除核造血細胞上で発現し、治
療的に活性であり、従って投与された細胞生成物は、トレランスの誘導と、また補体調節
の治療的促進との両方を行うことが可能である。
別の例では、多発性硬化症(MS)に罹患している患者は、ニューロンを包むポリペプ
チドミエリンに対する自己免疫反応を有する。結果として、T細胞がミエリンを攻撃し、
それによって生じる炎症が神経線維の脱髄を引き起こし、神経に沿って電気信号が送られ
る能力が障害され、多発性硬化症の症状につながる。この実施形態では、ミエリン抗原が
除核造血細胞上で発現し、MSに罹患している患者に対し、ミエリン抗原に対するトレラ
ンスを誘導するのに有効な量で投与され、従って抗ミエリン免疫反応が減少し、有髄神経
線維へと電気インパルスを送る体の能力が回復するため、従って疾患の症状が低減する。
好ましい実施形態では、ミエリンの1つ以上の抗原断片のみが除核造血細胞上で発現する
。好ましい実施形態では、完全長ミエリンタンパク質が除核造血細胞上で発現する。
別の例では、1型糖尿病(T1D)に罹患している患者は、膵臓のβ膵島細胞に対する
自己免疫反応を有する。結果として、T細胞がβ膵島細胞を死滅させ、インスリンを産生
して分泌する膵臓の能力が低下又は消失することで、T1Dの症状及び病理学につながる
。この実施形態では、β細胞抗原が除核造血細胞上で発現し、T1Dに罹患している患者
に対し、β細胞抗原に対するトレランスを誘導するのに有効な量で投与され、従って抗β
細胞免疫反応が減少し、インスリンを産生して分泌する膵臓の能力が回復するため、従っ
て疾患の症状が低減する。好ましい実施形態では、β細胞抗原の1つ以上の抗原断片のみ
が除核造血細胞上で発現する。好ましい実施形態では、完全長β細胞タンパク質が除核造
血細胞上で発現する。
さらに、治療用タンパク質治療レジメンに応答した免疫活性化を低減又は軽減する方法
が提供される。本方法は、治療用タンパク質治療レジメンに応答した免疫活性化の低減又
は軽減を必要としている対象に対し、本明細書に提供される目的の外因性抗原を含む赤血
球細胞の医薬組成物を、治療用タンパク質治療レジメンに応答した免疫活性化を低減又は
軽減するのに十分な量で投与するステップを含む。
一部の実施形態では、患者は、疾患又は病態の症状を治療又は改善するために治療用タ
ンパク質を投与し得る疾患又は病態に罹患しているが、その治療用タンパク質が免疫原性
であるため、患者が治療用タンパク質に対して免疫反応を生じ、治療用タンパク質がもは
や原疾患の治療又は改善に有効ではなくなる。例えば、免疫原性治療用タンパク質は、非
ヒト供給源、例えば、ウシ、ブタ、又は非ヒト霊長類に由来するか、又は非哺乳類供給源
に由来し、例えば、細菌、真菌、又は植物由来であってもよく、又は免疫原性治療用タン
パク質はヒト供給源に由来してもよく、但し反復曝露及び投与が免疫原性の誘導に十分と
なり得るものである。免疫反応は、免疫原性治療用タンパク質に結合してその機能を阻害
する抗体(中和抗体)又は免疫原性治療用タンパク質に結合して他の免疫細胞によるその
クリアランスを惹起する抗体(オプソニン化抗体)によって駆動され得る。これらの実施
形態では、免疫原性治療用タンパク質又はその抗原断片が本発明の除核造血細胞上で発現
し得る。これらの細胞の集団は、疾患に罹患している患者に1回又はそれを超えて投与さ
れるとき、もはや免疫系によって中和又はオプソニン化されないように免疫原性治療用タ
ンパク質に対するトレランスを誘導するのに十分であり得る。好ましい一実施形態におい
て、本発明の除核造血細胞の表面上で発現する免疫原性治療用タンパク質は、循環中の細
胞上で治療的に活性であり、従って細胞及びタンパク質の組成物は、患者への投与時にト
レランスの誘導と、根底にある疾患又は病態の症状の治療又は改善との両方を行うことが
可能である。別の好ましい実施形態において、本発明の除核造血細胞の表面上で発現する
免疫原性治療用タンパク質の抗原断片は循環中の細胞上で治療活性を有さず、従って細胞
及びタンパク質の組成物は患者への投与時にトレランスを誘導することが可能であり、し
かし根底にある疾患又は病態の症状の治療又は改善には免疫原性治療用タンパク質の別個
の製剤が投与される。
例えば、血友病Aに罹患している患者は、適切な凝固を回復するため第VIII凝固因
子(FVIII)を輸注する必要がある。しかしながら、FVIIIがヒト由来であるに
も関わらず、多くの患者がFVIIIに対する中和抗体を生じ、それにより治療が無効と
なり、生命を脅かす出血リスクにつながり得る。一実施形態では、血友病Aに罹患してい
る患者に対し、外因性FVIIIを発現する除核造血細胞が投与され、それにより(1)
循環活性FVIIIレベルが症状の改善及び制御されない重度の出血の予防に必要なレベ
ルまで回復され、及び(2)FVIIIに対するトレランスが誘導される。
別の例では、関節リウマチに罹患している患者は、その疾患に関連する炎症を低減する
ため抗TNFa抗体を注射する必要がある。しかしながら、患者は抗TNFa抗体に対す
る中和抗体を生じ、それにより治療用抗体が無効となり得る。この場合、患者は典型的に
は症状の悪化を起こし、抗TNFa抗体の用量を増加しなければならないか、又は別のア
ミノ酸コード配列を有する別の抗TNFa抗体に切り換えなければならないかのいずれか
である。この実施形態では、抗TNFa抗体に対する中和抗体を生じた関節リウマチ患者
に、抗TNFaの抗原断片を発現する除核造血細胞が投与される。組成物は、抗TNFa
抗体に対するトレランスを誘導するのに十分な用量で投与され、循環TNFaレベルを低
減し、ひいては患者における関節リウマチの症状を低減するための抗TNFaの有効な投
与が可能となる。
別の例では、フェニルケトン尿症(PKU)に罹患している患者は、非ヒト酵素のペグ
化フェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)で治療される。この患者は、この治療
用タンパク質の投与時にアレルギー反応もまた誘発するPALに対してオプソニン化抗体
及び中和抗体を生じる。この免疫反応はPALを無効にするのみならず、患者の健康もま
た脅かす。一実施形態において、PKUに罹患している患者に対し、PALに対するトレ
ランスを誘導するのに十分な量で外因性PALを発現する除核造血細胞が投与される。好
ましい実施形態では、細胞が発現するPALは細胞上で活性であり、組成物は、PALに
対する危険な免疫反応を予防することに加えて、循環フェニルアラニンレベルを低減し、
フェニルケトン尿症の症状を治療又は改善することが可能である。別の好ましい実施形態
では、PALの抗原断片が除核造血細胞上で発現し、この細胞発現断片は治療活性を有さ
ず、そのため、フェニルケトン尿症の症状を治療又は改善するため患者に別個のPAL製
剤が投与される。トレランスを誘導する細胞組成物は、PAL治療製剤を投与する前に投
与することができ、又はトレランスを誘導する細胞組成物は、PAL治療製剤の投与と同
時に投与することができる。
一部の実施形態では、患者は、アレルギー性疾患、例えば、動物の鱗屑、クログルミ、
ブラジルナッツ、カシューナッツ、クリ、チリダニ、卵、ペルシャグルミ、魚、ヘーゼル
ナッツ、昆虫毒、ラテックス、牛乳、カビ、ピーナッツ類、花粉、草、甲殻類、大豆、堅
果類、又はコムギに対するアレルギーに罹患している。アレルギーに罹患している患者は
、例えば食事、皮膚接触、注射、又は環境曝露によるアレルゲンの抗原断片との接触時に
免疫反応を生じ得る。免疫反応には、IgE抗体、感作肥満細胞、脱顆粒、ヒスタミン遊
離、及びアナフィラキシー、並びにT細胞、B細胞、樹状細胞,調節性T細胞、NK細胞
、好中球、及びNKT細胞などのカノニカルな免疫細胞が関わり得る。アレルギー反応は
不快感を引き起こすこともあれば、又は死亡を引き起こすほど重症であることもあり、従
って患者側でも、並びにその患者の家族及び介護者側でも常に警戒する必要がある。これ
らの実施形態では、抗原タンパク質又はその断片が本発明の除核造血細胞上で発現し得る
。これらの細胞の集団は、アレルギー性疾患又は病態に罹患している患者に1回又はそれ
を超えて投与されるとき、抗原タンパク質に対するトレランスを誘導してもはや曝露時の
免疫系の活性化が誘導されないようにするのに十分であり得ると共に、ひいては根底にあ
るアレルギー性疾患又は病態の症状を治療又は改善し得る。
一例において、ピーナッツアレルギーに罹患している患者は、ピーナッツ抗原AraH
1に曝露すると免疫反応を有する。この実施形態では、AraH1が除核造血細胞上で発
現し、ピーナッツアレルギーに罹患している患者に対し、AraH1抗原に対するトレラ
ンスを誘導するのに有効な量で投与され、従ってアレルギー性免疫反応が減少し、ピーナ
ッツを安全に摂取する個体の能力が回復するため、従って疾患の症状が低減する。好まし
い実施形態では、AraH1の1つ以上の抗原断片のみが除核造血細胞上で発現する。好
ましい実施形態では、完全長AraH1タンパク質が除核造血細胞上で発現する。
本発明の特定の態様は、ヒト白血球抗原(HLA)不適合媒介性疾患、例えば、移植片
対宿主病又は移植臓器拒絶反応などにおいて免疫細胞によって認識される抗原を含むEH
Cに関する。
一部の実施形態において、患者は、ヒト白血球抗原(HLA)不適合の疾患又は病態に
罹患しており、ここでは組織上のHLA抗原に対して免疫細胞が活性化され、その組織を
攻撃する。これは完全には適合しないドナーからの臓器又は組織の同種移植後によく起こ
り、移植片拒絶反応の医学的状態につながり、ここでは患者の免疫系が外来性組織又は臓
器を攻撃し、移植臓器又は組織の死を引き起こす。別のよく見られるHLA不適合病態は
移植片対宿主病(GVHD)であり、ここで患者は完全には適合しないドナーから同種骨
髄移植を受けており、移植免疫細胞(移植片)が活性化して、外来性と認識されるレシピ
エント臓器(宿主)を攻撃するため、宿主組織及び臓器に損傷が引き起こされ、死亡を含
めた重篤な結果につながる。HLA不適合免疫活性化は、典型的にはT細胞によって媒介
されるが、調節性T細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、抗体、樹状細胞、単球、マク
ロファージ、及び好中球もまた関わり得る。これらの実施形態では、抗原性HLA分子又
はその断片が本発明の除核造血細胞上で発現し得る。これらの細胞の集団は、HLA不適
合疾患又は病態に罹患している患者に1回又はそれを超えて投与されるとき、抗原性HL
A分子に対するトレランスを誘導し、もはや免疫系の活性化が誘導されないようにするの
に十分であり、従って根底にあるHLA不適合疾患又は病態の症状、例えば移植臓器の生
存又は患者の生存が治療又は改善され得る。好ましい実施形態では、細胞の表面上で発現
するHLA分子はまた、HLA分子に負荷されたペプチドも含有する。
本明細書に記載される方法に使用される外因性抗原を含む赤血球細胞は自己由来、即ち
同じ対象に由来してもよく、又は同種由来、即ち異なる細胞ドナーに由来してもよい。
医薬組成物は、例えば静脈内輸液又は筋肉内注射によって対象に投与され得る。
他の実施形態
本発明は特定の方法、試薬、化合物、組成物又は生物学的システムに限定されず、それ
らは当然ながら異なり得ることが理解されるべきである。また、本明細書で使用される用
語法は特定の態様を説明することを目的にしているに過ぎず、限定する意図はないことも
理解されるべきである。
本明細書に開示される全ての特徴は、任意の組み合わせで組み合わせることができる。
本明細書に開示される各々の特徴は、同じ、均等な、又は類似した目的を果たす代替的な
特徴に置き換えることができる。従って、特に明示的に述べられない限り、開示される各
々の特徴は、一般的な一連の均等な又は類似した特徴の一例に過ぎない。
一部の実施形態において、CR1外因性抗原を含む外因性抗原発現EHCはマウスでは
作成されず、及び/又はマウス赤血球系細胞からは作成されない。一部の実施形態におい
て、CR1外因性抗原を含む外因性抗原発現EHCは実験動物では作成されず、及び/又
は実験動物に由来する赤血球系細胞からは作成されない。一部の実施形態において、外因
性抗原発現EHCは巨核球又は血小板から作成される。一部の実施形態において、外因性
抗原発現EHCは、赤血球系細胞、例えば赤血球又は網赤血球から作成される。一部の実
施形態において、外因性抗原発現EHCは、好中球、好酸球、又は好塩基球からは作成さ
れない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、単球又はマクロファージか
らは作成されない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、CD34Th
y−1造血幹細胞又はCD34Lin又はCD34Thy−1Lin細胞が
エンリッチされた細胞集団からは作成されない。一部の実施形態において、外因性抗原発
現EHCは、HIV共受容体の細胞外ドメインを含む外因性抗原を含まない。一部の実施
形態において、外因性抗原発現EHCは、ウイルスとの結合能を有する外因性抗原を含ま
ない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、CD4を含む外因性抗原を含
まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、HIV共受容体を含む外因
性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、CXCR4、C
CR5、CCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR8、CXCR1、CXCR2
、CXCR3、CXCR6、GPR15、APJ、CMKLR1、又はCX3CR1又は
それらの任意の組み合わせを含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因
性抗原発現EHCは、アデノシンデアミナーゼ外因性抗原をコードする外因性核酸を含有
しない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、アデノシンデアミナーゼ(
ADA)を含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHC
は、癌遺伝子をコードする外因性核酸を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原
発現EHCは、癌遺伝子を含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性
抗原発現EHCは、cdx1、cdx2、又はcdx4をコードする外因性核酸を含有し
ない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、cdx1、cdx2、又はc
dx4、又はそれらの任意の組み合わせを含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態に
おいて、外因性抗原発現EHCは、リガンド結合ドメインを含むキメラポリペプチドを含
む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、リガンド
との結合能を有するSドメインを含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、
外因性抗原発現EHCは、CD3ζ、CD3η、IL−2受容体、IL−3受容体、IL
−4受容体、IL−7受容体、IL−11受容体、IL−13受容体、GM−CSF受容
体、LIF受容体、CNTF受容体、オンコスタチンM受容体、TGF−β受容体、EG
F受容体、ATR2/neu、HER2/neu、HER3/c−erbB−3、Xmr
k、インスリン受容体、IGF−1受容体、IRR、PDGF受容体、CSF−1受容体
、c−kit、STK−1/flk−2、FGF受容体、flg、bek、NGF受容体
、Ror1及びRor2又はそれらの任意の組み合わせを含む外因性抗原を含まない。一
部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、ヒトパピローマウイルスのE6又はE
7遺伝子を含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHC
は、腫瘍抗原を含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現E
HCは、グルコセレブロシダーゼを含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において
、外因性抗原発現EHCは、アスパラギナーゼを含む外因性抗原を含まない。一部の実施
形態において、外因性抗原発現EHCは、アルギニンデイミナーゼを含む外因性抗原を含
まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、i)外因性抗原とは異なる
標的細胞、及び/又はii)外因性抗原とは無関係に機能する標的細胞(ここで外因性抗
原は標的との相互作用能を有する)と外因性抗原発現EHCとの融合を促進する能力を有
する融合分子を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、シンシチ
ン−1を含む外因性抗原を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは
、例えば光子又は消光性化合物によって活性化され得る化合物などの感光性合成化合物を
含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、検出可能な反応を生じる
能力を有する活性化可能分子検出剤を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発
現EHCは診断用化合物を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは
ウイルス又は細菌を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは自己C
D34+細胞からは作成されず、又はそれを含まない。一部の実施形態において、本明細
書に記載される赤血球系細胞から作成される外因性抗原発現EHCを使用した治療及び予
防方法は、インビボで例えば赤血球系細胞と会合した検出剤によって赤血球系細胞を検出
するステップを含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCはヒトドナー
多能性造血幹細胞からは作成されない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHC
の集団はバイオリアクターでは拡大されない。一部の実施形態において、拡大及び/又は
分化後の外因性抗原発現EHCの集団は、分化したヒト血液細胞の単一の種を含まない。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、分化した成熟ヒト血液細胞ではない
。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、万能ドナー、例えば血液型O、R
h因子陰性に由来する血液細胞からは作成されない。一部の実施形態において、外因性A
DAポリペプチド抗原発現EHCは重症複合型免疫不全症(ADA−SCID)の治療に
は使用されない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCを拡大し及び分化させ
る方法は、骨髄増殖性受容体(myeloproliferative recepto
r:mpl)リガンドを含む培地で外因性抗原発現EHCを培養することを含まない。一
部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、合成三リン酸化ヌクレオシド類似体を
含むペイロードを含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、2’,
3’−ジデオキシシチジン−5’−三リン酸(ddCTP)及び/又は3’−アジド−3
’−デオキシチミジン−5’−三リン酸(AZT−TP)を含むペイロードを含まない。
一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、ビスホスホネートを含むペイロード
を含まない。一部の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、細胞を溶解させたり及
び再密閉したりすることなく赤血球系細胞を外因性抗原及び任意選択でペイロードと接触
させて外因性抗原及び/又はペイロードを取り込ませることにより作成される。一部の実
施形態において、外因性抗原発現EHCは、赤血球系細胞を外因性抗原及び任意選択でペ
イロードと接触させることにより作成され、ここで接触には低張透析は含まれない。一部
の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、赤血球系細胞を外因性抗原及び任意選択
でペイロードと接触させることにより作成され、ここで接触には、赤血球系細胞内又はそ
の上に外因性抗原及び/又はペイロードを負荷することは含まれない。一部の実施形態に
おいて、外因性抗原は、接触させる赤血球系細胞でない実体に作成され、及び/又は外因
性抗原は、接触させる赤血球系細胞を含まない試料から単離される。例えば、ポリペプチ
ド外因性抗原について、好適な実体には、細胞株、インビトロ発現系、細菌発現系等が含
まれる。
一部の実施形態において、EHCが発現する外因性抗原ポリペプチドはEHCの表面上
に存在するが、EHCの表面に非共有結合的に結合はしていない。一部の実施形態におい
て、EHCの表面に対する抗原の非共有結合は、抗体、抗体断片、抗体様ポリペプチド、
又は非抗体ポリペプチド結合足場によっては媒介されない。一部の実施形態において、E
HCの表面に対する外因性抗原の非共有結合は、赤血球系細胞抗原、例えば、バンド3(
CD233)、アクアポリン−1、Glut−1、キッド抗原、RhAg/Rh50(C
D241)、Rh(CD240)、Rh30 CE(CD240CE)、Rh30D(C
D240D)、Kx、グリコホリンB(CD235b)、グリコホリンC(CD235c
)、グリコホリンD(CD235d)、ケル(CD238)、ダッフィ/DARCi(C
D234)、CRl(CD35)、DAF(CD55)、グロボシド、CD44、ICA
M−4(CD242)、Lu/B−CAM(CD239)、XGl/XG2(CD99)
、EMMPRIN/ニューロテリン(CD147)、JMH、グリコシルトランスフェラ
ーゼ、カートライト(Cartwright)、ドンブロック、C4A/CAB、シアン
ナ(Scianna)、MER2、ストマチン、BA−l(CD24)、GPIV(CD
36)、CD108、CD139、及びH抗原(CD173)、又は別の赤血球結合部分
を対象とするものではない。
一部の実施形態において、外因性抗原ポリペプチドは、EHCと別に作成されて次にE
HCにコンジュゲートされるものではない。一部の実施形態において、外因性抗原ポリペ
プチドは、例えばトランスペプチダーゼ、ソルターゼ、及び/又はイソペプチダーゼによ
って行われるような、例えば自己触媒イソペプチド結合形成反応を介して酵素的にコンジ
ュゲートされるものではない。一実施形態において、外因性抗原ポリペプチドは、ソルタ
ーゼを使用して酵素的にコンジュゲートされるものではない。
一部の実施形態において、外因性抗原ポリペプチドは、例えばカルボジイミド(ソルタ
ーゼ1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)を含む
)などの架橋剤を介して化学的にコンジュゲートされるものではない。
一実施形態において、外因性抗原は、EHCと別に作成されて次にEHCに封入される
ものではない。一実施形態において、外因性抗原の封入は、外因性抗原の存在下における
EHCの低張透析によって媒介されるものではない。
前述の説明及び関連する図面に提供される教示を利用して、これらの発明が関係する技
術分野の当業者には、本明細書に示される発明の多くの変形形態及び他の実施形態が容易
に想起されるであろう。従って、本発明は開示される具体的な実施形態に限定されないこ
と、並びに変形形態及び他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれるものと意図さ
れることが理解されるべきである。本明細書では特定の用語が用いられているが、それら
は一般的且つ説明的な意味で用いられているに過ぎず、限定を目的とするものではない。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、単数形「1つの(a)」、「1
つの(an)」及び「その(the)」は、内容上特に明確に指示されない限り複数形の
参照を含む。
選択肢(例えば、「又は」)の使用は、それらの選択肢の一方、両方、又はそれらの任
意の組み合わせのいずれかを意味するものと理解されなければならない。
用語「約」は、本明細書で使用されるとき、量、時間的な持続期間などの計測可能な値
を参照する場合に、指定された値から±20%又は±10%、より好ましくは±5%、さ
らにより好ましくは±1%、及びなおもより好ましくは±0.1%の変動を包含するよう
に意図され、従って変動は本開示の方法を実施するのに妥当である。
本明細書で使用されるとき、任意の濃度範囲、パーセンテージ範囲、比範囲、又は整数
範囲は、特に指示されない限り、記載される範囲内にある任意の整数の値、及び適切な場
合にはその分率(整数の10分の1及び100分の1)を含むものと理解されるべきであ
る。
「〜を含む(comprise)」、「〜を含んでいる(comprising)」、
及び「〜を含む(comprises)」及び「〜を含む(comprised of)
」は、本明細書で使用されるとき、「〜を備える(include)」、「〜を備えてい
る(including)」、「〜を備える(includes)」又は「〜を含有する
(contain)」、「〜を含有している(containing)」、「〜を含有す
る(contains)」と同義語であり、次に続くもの、例えば構成要素の存在を特定
し、且つ当該技術分野において公知の又はそこに開示されている追加的な記載されていな
い構成要素、特徴、要素、メンバー、ステップの存在を排除又は除外しない包括的な又は
オープンエンド形式の用語である。
本明細書で使用されるとき、用語「など」、「例えば」等は、例示的実施形態を指し、
本開示の範囲を限定しないことが意図される。
特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての科学技術用語は、本発明が関係す
る技術分野の当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。本発明を試験するための実
施においては、本明細書に記載されるものと同様の又は均等な任意の方法及び材料を使用
し得るが、本明細書には好ましい材料及び方法が記載される。
本明細書に引用される全ての刊行物及び特許出願は、個別の刊行物又は特許出願がそれ
ぞれあらゆる目的で参照によって援用されることが具体的且つ個別的に示されたものとし
て、本明細書においてあらゆる目的で全体として参照により援用される。本明細書で考察
される刊行物は、本願の出願日より前のそれらの開示についてのみ提供される。本明細書
のいかなる事項も、先行発明であることに基づき又は任意の他の理由で本明細書に記載さ
れる本発明者らにかかる開示に先行する権利がないことを認めるものとして解釈されては
ならない。
定義
「投与」、「投与する」及びそれらの変形は、組成物、例えば外因性抗原発現EHC、
又は薬剤を対象に導入することを意味し、組成物又は薬剤の同時の及び逐次的な導入が含
まれる。対象への組成物又は薬剤の導入は、経口、経肺、鼻腔内、非経口(静脈内、筋肉
内、腹腔内、又は皮下)、経直腸、リンパ内、又は局所を含めた任意の好適な経路による
。投与には、自己投与及び他人による投与が含まれる。投与経路が好適であれば、組成物
又は薬剤はその意図された機能を果たすことができる。例えば、好適な経路が静脈内であ
る場合、対象の静脈中に組成物又は薬剤を導入することによって組成物が投与される。投
与は任意の好適な経路によって実施することができる。
「アンカー」又は「アンカードメイン」又は「Aドメイン」は、融合又はキメラ外因性
抗原ポリペプチドを含めた外因性抗原ポリペプチドのうち、EHCの細胞膜と接触してい
る一部分を指して使用される。外因性抗原ポリペプチドは、リン脂質テール挿入、脂質層
構成物との共有結合、イオン結合、水素結合を介するか、或いは脂質細胞膜層の1つ以上
を通過する1回又は複数回膜貫通ポリペプチドドメインを介して脂質細胞膜層と相互作用
し得る。
本明細書で使用されるとき、用語「抗体」は、天然か、それとも一部若しくは全てが合
成的に産生されるかに関わらず、免疫グロブリン、及びその断片を包含する。この用語は
また、免疫グロブリン結合ドメインに相同な結合ドメインを有する任意のタンパク質も含
む。これらのタンパク質は天然の供給源に由来してもよく、又は一部若しくは全てが合成
的に産生されてもよい。「抗体」には、抗原に特異的に結合してそれを認識する免疫グロ
ブリン遺伝子由来のフレームワーク領域を含むポリペプチド又はその断片がさらに含まれ
る。抗体という用語の使用は、全抗体、ポリクローナル、モノクローナル及び組換え抗体
、それらの断片を含み、さらに、一本鎖抗体、ヒト化抗体;マウス抗体;キメラ、マウス
−ヒト、マウス−霊長類、霊長類−ヒトモノクローナル抗体、抗イディオタイプ抗体、抗
体断片、例えば、scFv、(scFv)2、Fab、Fab’、及びF(ab’)2、
F(ab1)2、Fv、dAb、及びFd断片など、ダイアボディ、及び抗体関連ポリペ
プチドを含むことが意図される。抗体には、所望の生物学的活性又は機能を呈する限りに
おいて二重特異性抗体及び多重特異性抗体が含まれる。
本明細書で使用される用語「抗原結合断片」は、インタクトな免疫グロブリンの断片、
及び抗原との特異的結合能を有する抗原結合領域を含むポリペプチドの任意の一部を指す
。例えば、抗原結合断片は、F(ab’)2断片、Fab’断片、Fab断片、Fv断片
、又はscFv断片であってもよく、しかしこれらに限定されるものではない。Fab断
片は1つの抗原結合部位を有し、軽鎖及び重鎖の可変領域、軽鎖の定常領域、並びに重鎖
の第1定常領域CH1を含む。Fab’断片はFab断片と比べて、Fab’断片が重鎖
CH1領域のC末端にある少なくとも1つのシステイン残基を含む重鎖のヒンジ領域をさ
らに含む点で異なる。F(ab’)2断片は、Fab’断片のシステイン残基がヒンジ領
域でジスルフィド結合によってつなぎ合わされて作製される。Fv断片は、重鎖可変領域
及び軽鎖可変領域のみを有する最小抗体断片であり、Fv断片を作製する組換え技術は当
該技術分野において周知されている。二重鎖Fv断片は、重鎖可変領域が軽鎖可変領域と
非共有結合によって連結された構造を有し得る。単鎖Fv(scFv)断片は概して二重
鎖Fv断片にあるような二量体構造を有し、ここでは重鎖可変領域がペプチドリンカーを
介して軽鎖可変領域に共有結合的に結合しているか、又は重鎖及び軽鎖可変領域がそれら
のC末端で互いに直接連結している。抗原結合断片はプロテアーゼを使用して得られても
よく(例えば、全抗体がパパインで消化されることによりFab断片が得られ、及びペプ
シンで消化されることによりF(ab’)2断片が得られる)、及び遺伝子組換え技術に
よって調製されてもよい。dAb断片はVHドメインからなる。一本鎖抗体分子は複数の
個別分子を含むポリマー、例えば、二量体、三量体又は他のポリマーを含み得る。
「アプリケーター」は、対象につなぐために使用される任意の装置を指す。これには、
例えば、針、カニューレ、カテーテル、及びチュービングが含まれる。
「〜と会合する」は、複数の化合物又は分子の間の関係を記載するために使用されると
き、例えば、外因性抗原と標的との間又は外因性抗原発現EHCと標的との間の任意の相
互作用などを包含する。これには、酵素的相互作用、イオン結合、共有結合、非共有結合
、水素結合、ロンドン力、ファンデルワールス力、疎水性相互作用、親油性相互作用、磁
気相互作用、静電相互作用などが含まれる。
「〜に関連する」は、標的、実体、化合物、薬剤、又は分子と、疾患、障害、病態、症
状又は表現型との間の関係を記載するために使用されるとき、疾患、障害、病態、症状又
は表現型の原因となるか否かに関わらず、因果的関連付け、又は統計的に有意な関連付け
、実験的に確立された関連付け、示唆される関連付けを含めた、それらの間に妥当に設け
られ得る任意の関連付けである。
「自己免疫障害」は、概して、対象の免疫系が体自体の細胞を攻撃して組織破壊を引き
起こす病態である。自己免疫障害は、血液検査、脳脊髄液分析、筋電図(筋機能を計測す
る)、及び脳の磁気共鳴画像法を用いて診断することができ、しかし血中の自己抗体(s
elf−antibody)(又は自己抗体(auto−antibody))について
の抗体検査が特に有用である。通常、自己免疫疾患にはIgGクラス抗体が関連する。
「結合する」は、化合物又は分子の間、例えば、外因性抗原と標的との間又は外因性抗
原発現EHCと標的との間の、イオン結合、静電相互作用、水素結合、ロンドン力、ファ
ンデルワールス力、疎水性相互作用、親油性相互作用などを含めた共有結合又は非共有結
合によって生じる相互作用を表す。
「ポリペプチドの生物学的活性」は、ポリペプチド、例えば外因性抗原ポリペプチドに
よって生じる任意の分子活性又は表現型(例えば、結合、シグナル伝達、触媒等)を指す
本明細書で使用されるとき、用語「生物学的試料」は、例えば、DNA、RNA、脂質
、炭水化物、及びタンパク質を含めた、対象から単離された生物学的起源の任意のタイプ
の材料を指す。用語「生物学的試料」には、対象から単離された組織、細胞及び生物学的
流体が含まれる。生物学的試料には、例えば、限定はされないが、全血、血漿、血清、精
液、唾液、涙、尿、糞便物質、汗、口腔液、皮膚、脳脊髄液、骨髄、胆汁、毛髪、筋肉生
検、臓器組織又は当業者に公知の生物学的起源の他の材料が含まれる。生物学的試料は、
例えば内臓器官の生検から、又は癌から得ることができる。生物学的試料は診断若しくは
研究用に対象から得ることができ、又は対照として若しくは基礎研究のため、健常対象か
ら得ることができる。
「クリアランス速度」は、本明細書で使用されるとき、例えば、対象の循環系に残る外
因性抗原、標的−外因性抗原、又は外因性抗原発現EHCの量又は濃度を経時的に計測す
ることによって計算される。例えば、第1の試料中に検出される標的の1%、2%、3%
、4%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、8
0%、90%、95%、又は99%が、1時間、5時間、10時間、24時間、2日、3
日、4日、5日、6日、7日、2週間、3週間、4週間、2ヵ月、3ヵ月、4ヵ月、5ヵ
月、6ヵ月、7ヵ月、8ヵ月、9ヵ月、10ヵ月、11ヵ月、12ヵ月、2年、3年、4
年、又は5年後に採取した第2の試料中になおも検出され得る。クリアランス速度は、或
いは単位時間当たり(例えば1日当たり)の実体(例えば、標的/外因性抗原)の数とし
て表されてもよい。クリアランス速度の増加は、未治療の又は健常な好適な対照対象で示
された速度を上回る速度である。クリアランス速度の低下は、未治療の又は健常な好適な
対照対象で示された速度未満の速度である。この増加又は低下は、1%、2%、3%、4
%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%
、90%、100%、150%、200%、500%、1000%であってもよく、又は
1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍
、20倍、50倍、100倍、500倍、又は1000倍であってもよい。
「開裂する」は、本明細書で使用されるとき、標的、例えばポリペプチド又は核に存在
する結合相互作用を分断させるプロセスであって、例えばそれにより、開裂後に互いに分
離し得る2つ以上の実体が生じるプロセスである。分離には、例えば、イオン結合、共有
結合、極性共有結合、非極性共有結合、又は金属結合を分断させることが関与し得る。開
裂がポリペプチド標的に適用されるとき、開裂には、1つ以上のペプチド結合の破壊が関
与し得る。開裂が小分子標的に適用されるとき、開裂には、1つ以上の炭素結合又はスル
フィド結合の破壊が関与し得る。開裂がヌクレオチド配列に適用されるとき、開裂には、
1つ以上のリン酸ジエステル結合の破壊が関与し得る。開裂が微生物、例えば、細菌、真
菌、又はウイルスに適用されるとき、開裂には、膜又はカプシド構造の溶解が関与し得る
。開裂は、酵素、例えば触媒活性外因性抗原ポリペプチドによって行われ得る。外因性抗
原は、例えば、エキソヌクレアーゼ、エンドヌクレアーゼ、又はプロテアーゼ活性を含み
得る。
「対象の循環系」は、本明細書で使用されるとき、血漿及び全ての循環細胞及び分子を
含め、ヒトにおいて全血及び任意選択でリンパ系によって占有される、且つあらゆる組織
の動脈、静脈、毛細血管、及びリンパ管全体にわたって分布する空間を包含する。「循環
濃度」は、循環系として定義される空間にある標的、例えば、細胞、ポリペプチド(抗体
、病原性抗原など)、治療剤、小分子、代謝産物又は他の実体、外因性抗原又は外因性抗
原発現EHCの濃度である。特定の実施形態において、濃度は、所与の容積中にある遊離
(未結合)実体の数として定義され得る。他の実施形態において、濃度は、所与の容積中
にある実体の総数として定義され得る。
本明細書で使用される用語「相補性決定領域(CDR)」は、免疫グロブリンの重鎖又
は軽鎖の可変領域に見られるアミノ酸配列を指す。CDRは抗体の特異性を決定し、抗原
の特定のエピトープに結合するための接触残基を提供し得る。重鎖及び軽鎖は、それぞれ
3つのCDR(CDRH1、CDRH2、及びCDRH3、並びにCDRL1、CDRL
2、及びCDRL3)を含み得る。CDRと比べてより高度に保存されたアミノ酸配列を
有する4つのフレームワーク領域が、VH又はVLにおいてCDR領域を分けている。
「複合体」は、本明細書で使用されるとき、2つ以上の実体が結び付いたものを含む。
複合体は、1つ以上のポリペプチド、核酸、脂質、炭水化物、無機化合物、有機化合物な
どを含み得る。複合体は機能性(マルチユニットポリペプチド)又は非機能性(例えば、
凝集物又は沈殿物)であってもよく、有益又は有害な特性を有し得る(例えば、免疫複合
体)。複合体は天然に存在するものであってもよく、又は人工若しくは合成のものであっ
てもよい。合成複合体には、それが合成化合物又は分子を含む場合には、高次の実体、例
えば細胞内構造及び細胞が含まれる。
アミノ酸配列に関して、コード配列における単一のアミノ酸又はごく一部のアミノ酸を
改変するか、付加するか、又は欠失させる核酸、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク
質配列に対する個々の置換、欠失又は付加は、改変が化学的に同様のアミノ酸によるアミ
ノ酸置換をもたらす場合に「保存的に修飾された変異体」であることは、当業者であれば
認識するであろう。本明細書で使用されるとき、用語「保存的アミノ酸置換」は、以下の
群の各々の範囲内におけるアミノ酸間の置換によって例示される:(1)グリシン、アラ
ニン、バリン、ロイシン、及びイソロイシン、(2)フェニルアラニン、チロシン、及び
トリプトファン、(3)セリン及びスレオニン、(4)アスパラギン酸及びグルタミン酸
、(5)グルタミン及びアスパラギン、及び(6)リジン、アルギニン及びヒスチジン。
「低下する」は、治療される疾患、障害又は病態の症状との関連では、症状として現れ
る疾患又は病態に関連する計測可能又は伝達可能なパラメータの減少を指す。計測可能な
パラメータの例は、対象の体温の減少、対象から採取された試料中の標的濃度の減少、炎
症の強度又は炎症範囲のサイズの減少、浸潤細胞数の減少、疾患、障害又は病態に関連す
るエピソード数の減少、臓器サイズの増加/低下、体重増加/減少等である。伝達可能な
パラメータの例は、例えば、対象によるウェルビーイング及びクオリティオブライフの自
己評価である。例えば、自己抗体媒介性疾患について、低下は以下のパラメータの1つ、
又はそれらの組み合わせとして定量化され得る:炎症減少、突然の再発の減少、疲労減少
、血液凝固減少、腫脹減少、エネルギー増加、又は発毛増加等。定量化され得るパラメー
タは、治療下の特定の疾患、障害又は病態を評価するのに適切なものである。遅延は、治
療される疾患、障害又は病態の症状との関連では、本来増悪するようになり得る管理可能
な健康状態を治療を用いて大幅に延長することを指す。
「分解する」は、標的が直接、或いは間接的に、減少し、不活性化され、分割され、解
体され、溶解され、溶け、壊れ、少なくなり、損なわれ、弱まり、劣化し、小さくなり、
又は分配されるプロセスとして定義される。
「異なるポリペプチド由来」は、ポリペプチドをコードする遺伝子配列、ポリペプチド
、又はその一部分の供給源となる生物又は種を指す。特定の実施形態において、異なるポ
リペプチド由来のポリペプチドを含む融合物は、ヒトアデノシンデアミナーゼの遺伝子配
列及びクロモバクテリウム・ビオラセウム(chromobacterium viol
aceum)由来のフェニルアラニンヒドロキシラーゼの遺伝子配列によってコードされ
る外因性抗原ポリペプチドを含み得る。
「ドメイン」は、ポリペプチド、例えば外因性抗原ポリペプチドのうちの、概して三次
元構造を有し、且つ個別的な活性、機能、例えば、触媒的、酵素的、構造的役割、又は結
合機能を呈し得る一部である。
「濃厚細胞集団」とは、実質的に特定の目的細胞を含む細胞の集団を意味する。濃厚集
団では、集団中の細胞の50%以上、例えば、集団中の細胞の50%、60%、70%、
通例では80%、85%、90%、より通例では92%、95%、96%、97%、98
%、又は99%、ときには100%が目的細胞である。細胞の複合混合物又は不均一培養
物からの目的細胞の分離は、当該技術分野において公知の任意の好都合な手段、例えば、
アフィニティー試薬でコーティングされた磁気ビーズを使用する磁気分離、アフィニティ
ークロマトグラフィー、又は固体マトリックス、例えばプレートに付着させたアフィニテ
ィー試薬による「パニング」などのアフィニティー分離技術、又は他の好都合な技術によ
って行われ得る。正確な分離を提供する他の技術としては、マルチカラーチャネル、小角
及び鈍角光散乱検出チャネル、インピーダンスチャネル等、精巧さの程度が様々であり得
る蛍光活性化セルソーターが挙げられる。細胞は、死細胞に関連する色素を用いることに
より、死細胞に対して選択され得る。所望の細胞の生存能に過度に有害でない任意の技術
が用いられ得る。
「除核」は、核の不活性化又は除去のいずれかによって細胞を非複製状態にすることで
ある。
「エピトープ」は、抗体又は他のリガンド又は結合分子が結合する抗原上の任意のセグ
メントを含む。エピトープは、アミノ酸又は糖側鎖などの分子の化学的に活性な表面基か
らなり、通常、特定の三次元構造特性、並びに特定の電荷特性を有し得る。一部の実施形
態において、外因性抗原は特定のエピトープを含む。一部の実施形態において、標的は特
定のエピトープを含む。
「赤血球系細胞」は、本明細書で使用されるとき、有核赤血球、赤血球前駆体、及び除
核赤血球並びに表A1に列挙されるものを含む。例えば、赤血球系細胞は、臍帯血幹細胞
、CD34+細胞、造血幹細胞(HSC)、脾臓コロニー形成(CFU−S)細胞、骨髄
球系共通前駆(CMP)細胞、未分化胚芽細胞コロニー形成細胞、赤芽球バースト形成細
胞(BFU−E)、巨核球−赤芽球系前駆(MEP)細胞、赤芽球コロニー形成細胞(C
FU−E)、網赤血球、赤血球、人工多能性幹細胞(iPSC)、間葉系幹細胞(MSC
)、多染性正赤芽球、正染性正赤芽球、又はそれらの組み合わせである。一部の実施形態
において、赤血球系細胞は不死細胞又は不死化細胞である。例えば、不死化赤芽球細胞は
、CD34+造血前駆細胞のレトロウイルス形質導入によりOct4、Sox2、Klf
4、cMycを発現させ、及びTP53を抑制することにより作成し得る(例えば、Hu
ang et al.,Mol Ther 2013,epub ahead of p
rint September 3に記載されるとおり)。加えて、細胞は自己使用が意
図され、又は同種血輸血源を提供し得る。赤血球系細胞を外因性抗原と接触させることに
より外因性抗原発現EHCを作成することができる。外因性抗原を含む赤血球系細胞は、
外因性抗原発現EHCの一例である。一部の実施形態では、赤血球系細胞は培養される。
一部の実施形態では、赤血球系前駆細胞を外因性抗原と接触させることにより外因性抗原
発現EHCが作成される。
本明細書で使用されるとき、用語「血小板系細胞」は、例えば巨核球及び血小板を含め
た幹細胞−巨核球−血小板系統の細胞、又はトロンボポエチンによって分化が誘導される
細胞、又はこの系統に関連する表面マーカー、例えば、CD41(GP IIb/III
a)、CD42a(GPIX)、CD42b(GPIb)、及びCD61(avb3、ビ
トロネクチン受容体)、PAC−1(活性化IIb/IIIa)、CD62P(P−セレ
クチン)、CD31(PECAM)及びCD63を発現する細胞を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「除核造血細胞」(EHC)は、本明細書に定義する
とおり除核されるか又は除核された状態にされているヒト又は非ヒト造血細胞を指す。こ
の定義は、本明細書に定義するとおりの「赤血球系細胞」及び「血小板系細胞」の両方を
包含する。
本明細書で使用されるとき、用語「賦形剤」は、化合物の投与をさらに促進するため医
薬組成物に加えられる不活性物質を指す。賦形剤の例としては、限定はされないが、炭酸
カルシウム、リン酸カルシウム、様々な糖類及び各種デンプン、セルロース誘導体、ゼラ
チン、植物油、抗凝固薬、及びポリエチレングリコールが挙げられる。
用語「外因性」は、本明細書で使用されるとき、天然では細胞内に見られない炭水化物
、多糖、脂質、オリゴヌクレオチド又はポリペプチドによって生じる細胞成分又は機能、
或いは例えば外因性ポリペプチド抗原と内因性タンパク質又はその機能断片とを含む融合
タンパク質を含めた、細胞にとって内因性の細胞成分又は機能の増強又は操作を意味する
。外因性抗原は、外因性抗原ポリペプチドを含め、「外因性」又は「異種」であり、従っ
て外因性抗原は、異なるポリペプチド又は種由来のドメインを含む融合物又はキメラなど
、天然に存在しないものであり得るか、非修飾赤血球又は血小板など、天然に存在する細
胞中に天然に存在しないものであり得るか、天然に存在するポリペプチドが機能するのと
同じようには機能しないものであり得るか、或いは、例えば非修飾細胞における天然に存
在するポリペプチドの発現と比較したとき外因性抗原が過剰発現する実施形態において、
外因性抗原ポリペプチドが存在する量では天然に存在しないものであり得る。一部の実施
形態において、ポリペプチド外因性抗原は外因性核酸から発現する。一部の実施形態にお
いて、外因性抗原は供給源から単離され、外因性抗原発現EHCに負荷されるか、又はそ
れとコンジュゲートされる。用語「外因性」は、核酸との関連で使用されるとき、トラン
ス遺伝子及び組換え核酸を含む。
本明細書で使用されるとき、用語「発現」又は「発現する」は、転写及び翻訳を含めた
、ポリペプチド、例えば外因性抗原ポリペプチドが産生されるプロセスを指す。発現は、
例えば、ポリペプチドをコードする遺伝子の数を増加させること、遺伝子の転写を(遺伝
子を構成的プロモーターの制御下に置くなどして)増加させること、遺伝子の翻訳を増加
させること、競合遺伝子をノックアウトすること、又はこれらの組み合わせ及び/又は他
の手法を含め、幾つかの手法によって増加させ得る。用語「発現」又は「発現する」には
また、一度EHCによって活性に発現されたが、それ以降、活性発現(転写及び翻訳とし
て定義される)が止んでいる外因性ポリペプチドを含むEHCも含まれる。例えば、外因
性抗原ポリペプチドは、除核イベントの前にEHCによって活性に発現した(即ち転写及
び翻訳された)と共に、除核後も抗原ポリペプチドがEHCによって保持されているが、
例えばコード核酸を欠くため、もはや活性に発現することはない。例えば、EHCは、外
因性核酸によってコードされる外因性抗原ポリペプチドを含み得る。除核中、外因性抗原
ポリペプチドはEHCによって保持され、一方、外因性核酸は保持されず、かかるEHC
は、抗原ポリペプチドの活性発現(転写及び翻訳)が事実上終了し、及び/又はEHCが
実質的な量の複製核酸を含まない場合であっても、「抗原発現の」又は「抗原を発現する
」と言われる。
「機能性」外因性抗原又は外因性抗原発現EHCは、酵素活性、触媒活性又は代謝活性
、構造的完全性、免疫原性の補完性、標的結合、及び正しい局在化を含めた所望の又は指
定の活性又は特性を呈するか、或いは所望の又は指定の効果又は表現型を促進する能力を
有する。
「融合物又はキメラ」は、天然では一緒に見られることのない2つ以上の配列の組み合
わせから誘導されるポリペプチド配列、又は対応するコードヌクレオチド配列である。こ
れは、同じゲノム内の別個の遺伝子に由来するか、又は明確に異なる種のゲノムに由来す
る異種遺伝子に由来する別個の配列の組み合わせであり得る。
「遺伝物質」は、遺伝子をコードする能力を有するアデノシン、チミン、ウラシル、シ
トシン、及びグアニンのヌクレオチド配列を有する核酸分子を指す。
本明細書で使用される用語「重鎖」は、抗原に対する特異性を決定するアミノ酸配列を
有する可変領域(VH)と、3つの定常ドメイン(CH1、CH2、及びCH3)を有す
る定常領域とを含む完全長重鎖、及びその断片を含むものと理解される。加えて、本明細
書で使用される用語「軽鎖」は、抗原に対する特異性を決定するアミノ酸配列を有する可
変領域(VL)と定常領域(CL)とを含む完全長軽鎖、及びその断片を含むものと理解
される。
用語「相同体」は、その一次、二次又は三次構造において対応する位置に同じ又は保存
された残基を有する外因性抗原ポリペプチドを含めたポリペプチドを示す。機能的相同体
には、同様の機能及び/又は(例えば特定の標的に対する)特異性を呈する外因性抗原及
び他のポリペプチドが含まれる。
天然に存在するインタクトな抗体、又は免疫グロブリンは、4つのポリペプチド、即ち
2つの完全長軽鎖及び2つの完全長重鎖を含み、ここで各軽鎖はジスルフィド結合によっ
て重鎖と連結している。各重鎖は定常領域と可変領域とを有する。同様に、各軽鎖が定常
領域と可変領域とを有する。5つの重鎖クラス(アイソタイプ)、即ちガンマ(γ)、ミ
ュー(μ)、アルファ(α)、デルタ(δ)、又はイプシロン(ε)があり、さらに幾つ
かのサブクラス、ガンマ1(γ1)、ガンマ2(γ2)、ガンマ3(γ3)、ガンマ4(
γ4)、アルファ1(α1)、及びアルファ2(α2)がある。軽鎖定常領域はカッパ(
κ)型又はラムダ(λ)型のいずれかであり得る。可変領域は抗体間で配列が異なり、所
与の抗体の、その特定の抗原に対する結合及び特異性に用いられる。
本明細書で使用されるとき、用語「増加させる」、「増強する」、「刺激する」、及び
/又は「誘導する」(及び類似の用語)は、概して、天然、予想、若しくは平均と比べて
、又は対照条件と比べて濃度、レベル、機能、活性、又は挙動を直接的又は間接的に改善
するか、又は増加させる行為を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「阻害する」、「抑制する」、「低下させる」、「妨
害する」、及び/又は「低減する」(及び類似の用語)は、概して、天然、予想、若しく
は平均と比べて、又は対照条件と比べて濃度、レベル、機能、活性、又は挙動を直接、或
いは間接的に低減する行為を指す。
「ライブラリ」は、本明細書で使用されるとき、多様な核酸配列を有する核酸分子(例
えば、DNA、RNA)のコレクション、遺伝的に多様なクローンコレクション、多様な
ポリペプチドのコレクション、EHCなどの細胞の多様なコレクション等を含む。
本明細書で使用されるとき、「哺乳類対象」には、あらゆる哺乳動物、例えば限定され
ることなく、ヒト、家畜(例えば、イヌ、ネコなど)、農業動物(例えば、雌ウシ、ヒツ
ジ、ブタ、ウマなど)及び実験動物(例えば、サル、ラット、マウス、ウサギ、モルモッ
トなど)が含まれる。用語「個体」、「対象」、「宿主」、及び「患者」は、本明細書で
は同義的に使用され、診断、処置、又は治療が所望される任意の哺乳類対象、特にヒトを
指す。本明細書に記載される方法はヒト治療及び獣医学適用の両方に適用可能である。一
部の実施形態において、対象は哺乳動物であり、他の実施形態では対象はヒトである。
「医療器具」は、所定用量の外因性抗原発現EHC及び/又は治療剤の送達に用いられ
る任意の装置、器具又は機械を指す。これには、容器、ボトル、バイアル、シリンジ、バ
ッグ、カートリッジ、カセット、マガジン、シリンダ、又はキャニスターが含まれる。
「医療用キット」は、医療器具又はアプリケーター、任意選択で治療剤を含む外因性抗
原発現EHCの適切な投薬量、並びに関連する表示及び説明書を含む包装されたユニット
を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「モジュレートする」、「モジュレートしている」、
「修飾する」、及び/又は「モジュレーター」は、概して、特定の濃度、レベル、発現、
機能又は挙動を増加又は低下により、例えば、直接又は間接的に促進/刺激/上方制御す
るか、又は妨害/阻害/下方制御することにより改変する能力、例えば拮抗薬又は作動薬
として作用する能力を指す。場合によっては、モジュレーターは、対照と比べて、又は一
般に予想され得る平均活性レベルと比べて、又は対照活性レベルと比べて特定の濃度、レ
ベル、活性又は機能を増加及び/又は低下させ得る。
「膜」は、本明細書で使用されるとき、1つ以上の生物学的化合物、典型的には脂質と
、任意選択でポリペプチドとを含む、内部空間を外部空間と分ける境界層である。膜は脂
質二重層であってもよい。特定の実施形態において、膜は、ホスファチジルコリン、スフ
ィンゴミエリン、リゾホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスフ
ァチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、又はホスファチジン酸の1つ以上を含む
。一部の実施形態において、膜は、アンキリン及び補酵素Q10などの1つ以上のポリペ
プチドを含む。膜の定義には、例えばリン脂質二重層及び細胞膜結合ポリペプチドを含む
細胞膜が含まれる。
語句「核酸分子」は、デオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチド塩基の一本鎖又
は二本鎖ポリマーを指す。核酸分子には、組換えであってもよい、且つ核酸が細胞に導入
されたときにそこから外因性ポリペプチドが発現し得る染色体DNA及び自己複製プラス
ミド、ベクター、mRNA、tRNA、siRNA等が含まれる。
オルソログは、共通の先祖遺伝子から種分化によって進化した異なる種の遺伝子として
定義される。
用語「薬学的に許容可能な」及びその文法上の変化形は、組成物の投与が禁忌となり得
る程の望ましくない生理学的作用を生じることのない、対象に対して又は対象上に投与可
能な組成物、担体、希釈剤及び試薬を指す。例えば、「薬学的に許容可能な賦形剤」には
、概して安全で非毒性の、且つ望ましい医薬組成物の調製において有用な賦形剤が含まれ
、及び動物への使用並びにヒト医薬品への使用が許容される賦形剤が含まれる。かかる賦
形剤は、固体、液体、半固体、又はエアロゾル組成物の場合には気体であり得る。
本明細書で使用されるとき、用語「薬学的に許容可能な担体」は、リン酸緩衝生理食塩
水溶液、水、エマルション、例えば油/水又は水/油、及び各種の湿潤剤などの任意の標
準医薬担体を含む。この用語はまた、ヒトを含む動物での使用に関して米国連邦政府の規
制当局によって承認されているか又は米国薬局方に掲載されている任意の薬剤、並びに対
象に重大な刺激作用を引き起こさず、且つ投与化合物の生物学的活性及び特性を消失させ
ることのない任意の担体又は希釈剤も包含する。
一部の薬剤は、例えば無機酸及び有機酸から調製される「薬学的に許容可能な塩」とし
て投与され得る。無機酸から誘導される塩には、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸
などが含まれる。有機酸から誘導される塩には、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、ピ
ルビン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、
クエン酸、安息香酸、ケイ皮酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p
−トルエンスルホン酸、サリチル酸などが含まれる。塩はまた、無機塩基及び有機塩基か
ら調製することもできる。無機塩基から誘導される塩には、単に例として、ナトリウム塩
、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩が含まれ
る。有機塩基から誘導される塩には、限定はされないが、第一級、第二級及び第三級アミ
ンの塩が含まれる。当業者であれば、過度の実験を行うことなく、本発明の実施に適した
薬学的に許容可能な担体、その薬学的に許容可能な塩をどのように選択するべきかは分か
るであろう。
本明細書で使用されるとき、用語「医薬組成物」は、例えば、1つ以上の他の化学成分
、例えば生理学的に許容可能な担体及び賦形剤と混合されるか若しくは混ぜ合わされるか
、又はそれに懸濁される外因性抗原発現EHCなどの、本明細書に記載される化合物の1
つ以上を指す。医薬組成物の1つの目的は、対象への化合物の投与を促進することである
特定の実施形態は、所望の機能又は活性に関連する配列を有する様々なポリペプチド分
子、例えば外因性抗原ポリペプチドを提供する。ポリペプチドは、翻訳後修飾(例えば、
リン酸化又はグリコシル化)及び/又はさらなるポリペプチドとの複合体形成、核酸及び
/又は炭水化物、又は他の分子とのマルチサブユニット複合体への合成に関わらず、アミ
ノ酸残基の鎖を指す用語である。従ってプロテオグリカンもまた、本明細書ではポリペプ
チドと称される。特定の実施形態において、外因性抗原発現EHCはポリペプチド外因性
抗原を含む。特定の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、任意選択で膜結合性の
、1つ以上の非外因性抗原ポリペプチドを含む。
用語「薬学的に活性な薬剤」又は「医薬品」は、対象への投与時に対象に対して計測可
能又は伝達可能な効果を有する任意の化合物、例えば、小分子薬物、又は生物製剤(例え
ば、ポリペプチド薬物又は核酸薬物)として定義され、例えばそれは、疾患、障害又は病
態の症状を緩和又は軽減する。一部の実施形態において、医薬品は外因性抗原発現EHC
の送達前に、その送達と組み合わせて、又はその送達後に投与され得る。一部の実施形態
において、薬学的に活性な薬剤は外因性抗原発現EHCとの相乗的治療効果を及ぼす。一
部の実施形態において、薬学的に活性な薬剤は外因性抗原発現EHCとの相加的治療効果
を及ぼす。
「プロモーター」は、作動可能に連結された核酸の転写を指図する一連の核酸制御配列
として定義される。プロモーターには転写開始部位近傍の必須核酸配列が含まれる。プロ
モーターにはまた、任意選択で、遠位エンハンサー又はリプレッサーエレメントも含まれ
る。「構成的」プロモーターは、ほとんどの環境及び発生条件下で活性を有するプロモー
ターである。「誘導性」プロモーターは、環境又は発生調節下で活性を有するプロモータ
ーである。用語「作動可能に連結された」は、核酸発現制御配列(プロモーター、又は一
連の転写因子結合部位など)と第2の核酸配列との間の機能的連結を指し、ここで発現制
御配列は、第2の配列に対応する核酸の転写を指図する。
「外因性抗原」は、本明細書で使用されるとき、標的との相互作用能を有して、例えば
標的と会合するか、又はそれに結合する実体である。外因性抗原はポリペプチドを含むか
、又は本質的にポリペプチドからなり得る。一部の実施形態において、外因性抗原は、ポ
リペプチド、炭水化物、核酸、脂質、小分子、又はそれらの組み合わせを含む。外因性抗
原が天然に存在する化合物又は分子である実施形態において、その抗原は、EHCにおけ
るその存在に関してそれが外因性又は異種化合物又は分子であるという意味において「外
因性」である。他の実施形態では、抗原は、それが人工化合物又は分子、例えば融合物又
はキメラ、天然に存在しないポリペプチド、炭水化物、核酸、脂質、又はそれらの組み合
わせ、又は人工小分子又は他の治療剤であるという意味において「外因性」である。例え
ば、外因性抗原は、Sドメイン、Aドメイン及びUドメインのうちの1つ以上を含む融合
物又はキメラを含み得る。Sドメインは、対象の循環系など、EHCの周りの環境に露出
した表面ドメインである。Aドメインは、SドメインをEHCの細胞膜に取り付けるアン
カードメインである。UドメインはEHCの非露出側に向いているか、又はその中(即ち
その細胞内空間)に位置している。いかなるドメインとも無関係に、外因性抗原は外因性
抗原発現EHCの表面上に位置してもよく、又はEHC内に位置してもよい。外因性抗原
は外因性抗原発現EHCの膜と会合してもよく、例えば外因性抗原は膜にアンカリングす
るか、コンジュゲートするか、又は他の方法で結合する。一部の実施形態において、外因
性抗原は化学的又は酵素的コンジュゲーションによって外因性抗原発現EHCの膜にコン
ジュゲートし得る。他の実施形態において、外因性抗原は膜にコンジュゲートしない。一
部の実施形態において、外因性抗原は外因性抗原発現EHCの膜と会合せず、EHCの膜
に囲まれた細胞内空間内に位置する。一部の実施形態において、EHCの細胞内空間内に
位置する外因性抗原は実質的にEHCから拡散して出ることはなく、及び/又は膜を透過
しないこともある。他の実施形態において、外因性抗原は実質的にEHCから拡散して出
ることもあり、及び/又は膜を透過することもある。一部の実施形態において、外因性抗
原はEHCに負荷され、例えばそれに導入されるか、又はそこに置かれる。負荷される外
因性抗原は外因性抗原発現EHCによって生物学的に合成されるものではない。負荷に好
適な外因性抗原は、例えば、細胞ベースの発現系において産生されるか、生物学的試料か
ら単離されるか、又は化学的若しくは酵素的に合成され、次にEHC内に、又はその上に
負荷され得る。一部の実施形態において、外因性抗原は負荷後に外因性抗原発現EHCに
よってさらに修飾され得る。他の実施形態において、外因性抗原は負荷後に修飾されない
。一部の実施形態において、外因性抗原ポリペプチドはEHC上又はその中に負荷されな
い。一部の実施形態において、外因性抗原は外因性抗原発現EHCによって作られ、例え
ば生物学的に合成される。典型的には、外因性抗原ポリペプチドは、EHCに導入された
外因性核酸分子(例えば、DNA又はmRNA)から外因性抗原発現EHCによって発現
される。外因性抗原は、EHC上で抗原が発現したときにも保持される生物学的機能を有
し得る。外因性抗原は標的に結合し、及び/又は標的を隔絶し得る。それに代えて又は加
えて、外因性抗原は標的に対して触媒活性を呈してもよく、例えば外因性抗原は標的を変
換若しくは修飾してもよく、又は標的を分解してもよい。次には任意選択で外因性抗原か
ら産物が放出され得る。
外因性抗原発現EHCの「滞留性」は、それが生理学的位置で費やす期間を指す。外因
性抗原発現EHCの具体的な位置は、その寿命中に変化することもあり、「滞留性」は、
血管循環、末梢組織、毛細血管、消化器系、肺系統、鼻組織、表皮表面、及び間質組織を
含めた様々な環境で費やされる期間に適用される。具体的な実施形態において、外因性抗
原発現EHCは対象の循環系に滞留する。
「複製核酸」は、DNAのコピー数を増加させることに特化した酵素によってコピーさ
れることが可能なデオキシリボ核酸(DNA)を指す。通常、DNA複製は、1つの元の
DNA分子から2つの同一の複製物の産生をもたらす。DNA複製は、鋳型鎖に適合する
DNAポリメラーゼによってリン酸ジエステル結合の作成を介して成長するDNA鎖にヌ
クレオチドが1つずつ取り込まれることを含む。
「隔絶する」は、標的を閉じ込めること、塞ぐこと、分離すること、隔離すること、隠
すこと、遮断すること、又は孤立させること、及び標的がその環境と自由に相互作用する
のを阻止することとして定義される。
「特異的に結合する」又は「特異的に相互作用する」は、本明細書で使用されるとき、
これらの用語が化学及び生化学技術分野の当業者によって理解されるとおり、可飽和であ
り、多くの場合に可逆的であり、従って競合的である、2つの実体(例えば、標的と外因
性抗原、例えば、抗体と抗原、受容体とリガンド、酵素と基質、ビオチンとアビジン等)
の間の任意の相互作用を記載する。例えば、生体分子、例えばタンパク質、ペプチド及び
核酸などが関与する特異的結合は、結合対の一方のメンバーが、その部位とのコグネイト
リガンドの相互作用が有利なエネルギー論(即ち、負の結合自由エネルギー)によって特
徴付けられるような荷電、極性、又は疎水性部分の形状及び分布を備える部位を有すると
きに起こる。相互作用の特異性は結合定数(Kd)として計測又は表現され得る。Kdは
、pM範囲、μM範囲及びnM範囲を含め、mM範囲〜fM範囲の範囲であってもよい。
典型的なKd値は、約10−6M未満、約10−7M未満、約10−8M未満、及び一部
の実施形態では約10−9M未満である。
本明細書で使用されるとき、用語「実質的に」又は「実質的な」は、例えば、特定の空
間にある実体の存在、レベル、又は濃度、1つの実体がもう1つの実体に及ぼす効果、又
は治療の効果を指す。例えば、実体の活性、レベル又は濃度は、増加がベースラインと比
べて2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、50倍、100倍、又は1000倍である場合に
実質的に増加する。実体の活性、レベル又は濃度はまた、増加がベースラインと比べて5
%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、10
0%、200%、又は500%である場合に実質的に増加する。実体は、それを当該技術
分野において公知の方法によって検出することができる場合に特定の空間に実質的に存在
し得る。実体は、それが当該技術分野において公知のアッセイ及び方法の検出限界未満の
レベルで存在する場合、特定の空間に実質的に存在しないとし得る。一部の実施形態にお
いて、実体は、それがほとんど検出不能であるが、表現型を生じさせたり又はそれを変化
させたりすることのない非機能的な量又は微量であれば検出可能である場合、特定の空間
に実質的に存在しないとし得る。他の実施形態において、実体は、それが集団を構成する
構成成分の少数、例えば、集団の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、
2%未満又は1%、0.5%、0.1%未満の構成成分のみに存在し、検出することがで
きる場合、特定の集団に実質的に存在しないとし得る。例えば、外因性核酸は除核時に保
持されないこともあり、細胞が非複製にされ、及び除核細胞は、その外因性核酸によって
コードされる外因性抗原ポリペプチドを継続的に発現する能力を有しない。細胞が外因性
ポリペプチドを有意に翻訳し続ける能力を失うと、タンパク質発現は「事実上終結する」
。特定の実施形態において、外因性抗原発現EHCは、実質的に自己複製能、例えば核酸
の複製能を有しない。例えば、外因性抗原発現EHCは、取込みアッセイで標識ヌクレオ
シド、例えばチミジンと接触させた場合に実質的にヌクレオシドを取り込まない。一部の
実施形態において、外因性抗原発現EHCは実質的な量の自己複製核酸を含まない。ポリ
ヌクレオチド又は核酸配列の「実質的な同一性」という用語は、ポリヌクレオチドが、少
なくとも25%の配列同一性を有する配列を含むことを意味する。或いは、同一性パーセ
ントは25%〜100%の任意の整数であり得る。より好ましい実施形態は、本明細書に
記載されるプログラム、好ましくは標準的なパラメータを用いるBLASTを使用して参
照配列と比較して少なくとも:25%、30%、35%、40%、45%、50%、55
%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、又は99%を
含む。
「合成」は、人工の、或いは天然に存在しない化合物又は分子、又はそれが天然に存在
する場合、自然には存在しないコンテクスト又は位置に置かれているか、又はそれがその
コンテクスト又は位置に自然に存在する場合、自然にはそのコンテクスト又は位置に存在
しない純度状態であるか、又はそのような量、濃度又は数で存在する化合物又は分子を指
す。合成実体は、任意選択でその自然状態から化学的又は酵素的に修飾されている単離又
は精製化合物、外因性核酸、外因性(異種)外因性抗原などであってもよい。本明細書に
定義するとおりの、任意の実体における合成化合物又は分子の存在は、実体全体を「合成
」にする。例えば、外因性抗原を含む細胞は、合成細胞である。
「標的」は、本明細書で使用されるとき、外因性抗原との相互作用能を有して、例えば
外因性抗原と会合するか、又はそれに結合する実体である。「標的」には、限定はされな
いが、ポリペプチド(例えば、抗体又は抗体関連ポリペプチド、補体構成成分、アミロイ
ドタンパク質、病原体、毒素、プリオン)、分子(例えば、代謝産物、ステロイド、ホル
モン、炭水化物;オリゴ糖;化学物質;多糖、DNA;RNA;脂質、アミノ酸、エレメ
ント、毒素又は病原体)、複合体(例えば、免疫複合体)、又は細胞(例えば、癌細胞、
マクロファージ、細菌、真菌、ウイルス、又は寄生虫)が含まれる。標的は、本明細書に
提供される方法によって検出されるか、診断されるか、損なわれるか、破壊されるか、又
は改変される(例えば、機能的に補完される)ことが意図される。特定の標的は遊離して
存在してもよく、又は対象の循環系における他の実体と会合している。
「標的自己抗体」は、本明細書で使用されるとき、自己免疫疾患に関連する自己抗体で
ある。かかる自己抗体は、対象の抗体を対象自体の組織、通常は甲状腺、胃、肝臓、及び
腎臓組織の試料と接触させることを含む抗体結合試験を用いて検出及び分析され得る。「
自己」組織(自己抗原を含む)に結合する抗体は、自己免疫障害の指標である。
「トランス遺伝子」又は「外因性核酸」は、EHCに導入される外来性又は天然ヌクレ
オチド配列を指す。トランス遺伝子と外因性核酸とは本明細書では同義的に使用され、組
換え核酸を包含する。
本明細書で使用されるとき、「治療する」、「治療している」、及び/又は「治療」は
、有益な又は所望の臨床結果、薬理的及び/又は生理的効果、例えば、症状の緩和を達成
し、前記症状を予防又は解消するための手法であり、特定の疾患、障害又は病態の療法的
治療及び予防的(prophylactic)又は予防的(preventative)
治療の両方を指す。有益な又は所望の臨床結果、薬理的及び/又は生理的効果としては、
限定はされないが、疾患、障害又は病態に罹り易いこともあるが、未だ疾患の症状を起こ
していない又は呈していない対象における疾患、障害又は病態の発生の防止(予防的治療
)、疾患、障害又は病態の症状の緩和、疾患、障害又は病態の程度の縮小、疾患、障害又
は病態の安定化(即ち、悪化させないこと)、疾患、障害又は病態が広がることの防止、
疾患、障害又は病態の進行の遅延又は緩徐化、疾患、障害又は病態の改善又は寛解、及び
それらの組み合わせ、並びに治療を受けない場合の予想生存時間と比較した生存時間の延
長が挙げられる。
「治療剤」又は「治療用分子」は、化合物又は分子であって、有効量で存在するとき、
それを必要としている対象に所望の治療効果、薬理的及び/又は生理的効果を生じる化合
物又は分子を含む。
用語「治療有効量」又は「有効量」は、有益な又は所望の臨床結果、薬理的及び/又は
生理的効果を生じさせるのに十分である、対象に投与される薬剤の量である。有効量は1
回以上の投与で投与することができる。有効量は、典型的には、病状の進行を緩和するか
、改善するか、安定化させるか、逆転させるか、緩徐化するか、又は遅延させるのに十分
である。従って有効量とは、所望の治療的及び/又は予防的効果を妥当に実現するのに十
分な薬剤の量又は薬剤の特定の量の投与頻度を指す。例えば、有効量は、治療下の疾患又
は病態、例えば、免疫トレランスが望ましい自己免疫反応、過活性の免疫活性化、又は阻
害抗体産生に関連する疾患又は医学的状態、又は標的ポリペプチドに関連する疾患又は医
学的病態に関連する症状の予防、治療、又は低下をもたらす量を含み得る。対象に投与さ
れる治療組成物の量は、疾患のタイプ及び重症度並びに個体の特徴、例えば、全般的な健
康、病状、食事、年齢、性別、体重及び薬物に対する忍容性に依存し得る。その量はまた
、疾患の程度、重症度及びタイプにも依存し得る。さらに、有効量は、用いられる製剤化
及び投与方法、例えば、投与時間、投与経路、排泄速度、及び反応感受性に依存し得る。
当業者は、これら及び他の要因に応じて適切な投薬量を決定することができるであろう。
組成物はまた、1つ以上のさらなる治療化合物と組み合わせて投与することもできる。医
薬組成物の望ましい投薬量は、成人について約0.001〜100mg/kgの範囲であ
り得る。一例において、静脈内投与は最低限有効な用量で開始し、好ましい効果が観察さ
れるまで、予め選択された時間経過にわたり用量を増加させる。続いて、現れ得る任意の
有害作用を考慮しながら、対応する効果の増加が生じるレベルに限定して投薬量を漸増さ
せる。好適な投薬量の非限定的な例は、例えば、1×1010〜1×1014、1×10
11〜1×1013、又は5×1011〜5×1012個の本発明の外因性抗原発現EH
Cの範囲であり得る。具体的な例としては、約5×1010、6×1010、7×10
、8×1010、9×1010、1×1011、2×1011、3×1011、4×1
11、5×1011、6×1011、7×1011、8×1011、9×1011、1
×1012個、又はそれを超える本発明の外因性抗原発現EHCが挙げられる。外因性抗
原発現EHCの各用量は、1日1回、週1回、週2回、月1回、又は月2回などの間隔で
投与することができる。
「未結合」は、外因性抗原が相互作用することが可能な標的の状態を指す。未結合標的
は、別の実体又は外因性抗原と会合していない。未結合外因性抗原は別の実体又は標的と
会合していない。標的は、それが外因性抗原又は別の実体と会合した時点で「結合してい
る」と見なされる。未結合標的は、循環中の可溶性形態の標的を含む。結合標的は、循環
又は末梢組織中の実体に埋め込まれるか、それと会合するか、それに連結するか、又は他
にそれと相互作用している標的を含む。標的が相互作用し得る実体には、循環細胞、末梢
内皮組織、免疫複合体、糖脂質、微生物、免疫グロブリン、血清アルブミン、凝固因子、
リポタンパク質、及び電解質が含まれる。
「変異体」は、1つ以上のアミノ酸置換、欠失、挿入、又は他の修飾だけ元のタンパク
質と異なるポリペプチドである。これらの修飾は、元のタンパク質の生物学的活性を大き
く変化させることはない。多くの場合に、変異体は元のタンパク質の生物学的活性の少な
くとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、9
5%、又は100%を保持している。変異体の生物学的活性はまた、元のタンパク質より
高くてもよい。変異体は、アレル変異又は多型などによる天然に存在するものであっても
よく、又は意図的に操作されてもよい。
変異体のアミノ酸配列は元のタンパク質と実質的に同一である。多くの実施形態におい
て、変異体は元のタンパク質と少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、9
0%、95%、99%、又はそれを超える大域的配列同一性又は類似性を共有する。配列
同一性又は類似性は、ベーシックローカルアラインメントツール(BLAST)、ドット
マトリクス解析、又は動的計画法などの、当該技術分野において公知の様々な方法を用い
て決定することができる。一例において、配列同一性又は類似性は、ジェネティクスコン
ピュータグループ(GCG)プログラムGAP(ニードルマン−ブンシュアルゴリズム)
を使用して決定される。変異体及び元のタンパク質のアミノ酸配列は1つ以上の範囲で実
質的に同一であり、しかし他の領域では相違があり得る。
本明細書で使用されるとき、用語「ベクター」は、挿入された核酸分子、例えばトラン
ス遺伝子又は外因性核酸を宿主細胞に及び/又はそれらの間で移動させ及び/又は複製す
る核酸分子、好ましくは自己複製核酸分子である。ベクターには、そのゲノムに組換えD
NAの断片が挿入された、且つEHCへの組換えDNA又はトランス遺伝子の導入に用い
られるプラスミド又はウイルス染色体が含まれる。
以下の例は限定としてではなく、例示として提供される。
実施例1:異種遺伝子発現を有する赤血球系細胞の培養
Mini−MACSカラム(Miltenyi Biotec;94%±3%純度)の
使用による超磁気マイクロビーズ選択法により、末梢血からCD34細胞を単離する。細
胞は、安定化グルタミン、330ug/mLホロヒトトランスフェリン、10ug/mL
組換えヒトインスリン、2IU/mLヘパリン、及び5%溶剤/界面活性剤ウイルス不活
化血漿を補充したIMDMをベースとする赤血球分化培地(EDM)で培養する。拡大手
順には3つのステップが含まれる。第1のステップでは(0日目〜7日目)、EDM中、
1uMヒドロコルチゾン、100ng/mL SCF、5ng/mL IL−3、及び3
IU/mL Epoの存在下で10個/mLのCD34細胞を培養する。4日目に、S
CF、IL−3、Epo、及びヒドロコルチゾンを含有する4容積の新鮮培地中に1容積
の細胞培養物を希釈する。第2のステップでは(7日目〜11日目)、SCF及びEpo
を補充したEDM中に10個/mLで細胞を再懸濁する。第3のステップでは(11日
目〜18日目)、Epoのみを補充したEDM中で細胞を培養する。細胞数は11日目及
び15日目にそれぞれ7.5×10〜1×10及び5〜10×10細胞/mLとな
るように調整する。18日目を過ぎたら、Epoを含有する培養培地を週2回取り替える
。培養物は5%CO2の空気中37℃に維持する。
目的の抗原のコード配列を赤血球特異的プロモーター、例えばGATA−1の制御下に
置き、ポリ−Aテールを終端とする(例えば、Repik et al.,Clin E
xp Immunol 2005,140:230を参照)。この配列はレンチウイルス
ベクター(例えばEF1、System Biosciences,Inc.)にコード
される。このベクターは293T細胞から標準方法によって作製する。レンチウイルスベ
クターは、例えばChang et al.,Nat Biotechnol 2006
,24:1017により記載されるとおり、培養1〜4日目の間にヒト造血前駆細胞、例
えばCD34+細胞又は不死化赤芽球又はiPS細胞に形質導入する。続く拡大及び分化
段階は上記に記載したとおり行う。
実施例2:低張/高張サイクルによる赤血球系細胞へのタンパク質の負荷
抗原、この場合OVAを、70%のヘマトクリット(Hct)として0.5又は5mg
/mlの最終濃度でRBC懸濁液に加える。低張透析プロセス(50mOsmol/kg
)の後、高張液(1900mOsmol/kg)を37℃で30分間加えることによりR
BCを遊離させる。OVAが負荷されたRBCを0.9%NaCl+0.2%グルコース
溶液で4回洗浄し、1000×g、4℃で10分間遠心し、血漿又は緩衝液で50%のH
ctに調整する。
実施例3:ヘテロ二官能性クロスリンカーによる細胞表面標識
5mM TCEPと共にインキュベートすることにより、露出した還元チオール基を有
する抗原(抗原−SH)を調製する。サイズ排除クロマトグラフィーによって還元剤を取
り除いた後、コンジュゲーションを行う。細胞をマレイミド−PEG−NHSクロスリン
カー、例えばSM(PEG)(Thermo Scientific)と共に30分間
インキュベートする。NHS基が細胞表面抗原上の遊離アミン基と反応する。反応した細
胞をPBS中で洗浄して過剰なクロスリンカーを取り除く。細胞+クロスリンカー溶液に
抗原−SH溶液を導入し、マレイミド−SH反応を30分間進行させる。細胞をペレット
化し、洗浄して未結合の抗原を取り除く。
実施例4:ソルターゼによる細胞表面標識
50mMトリス−Cl、pH7.5、150mM NaCl、1mM CaClから
なる反応緩衝液中において、ソルターゼAアクセプター配列、LPXTGを含有する表面
タンパク質を発現する細胞を100uMソルターゼAと共に37℃で4時間インキュベー
トする。10倍モル過剰の求核剤、GGG−抗原を導入し、反応を室温で一晩進行させる
。この反応後、細胞をペレット化して洗浄することにより、過剰のソルターゼ及び未反応
の求核剤を取り除く。
実施例5:クリックケミストリーによる細胞表面標識
製造者の指示に従い(例えばGlen Research)、細胞をアルキン−NHS
エステルと反応させて、アルキン基を細胞表面上の露出した第一級アミンとコンジュゲー
トする。細胞をペレット化して洗浄することにより、過剰なアルキン−NHSエステルを
取り除く。製造者の指示に従い(例えばThermo Scientific)、抗原を
アジド−NHSエステルと反応させて、アジド基を抗原上の露出した第一級アミンとコン
ジュゲートする。サイズ排除クロマトグラフィーによって過剰なアジド−NHSエステル
を取り除く。室温での銅触媒付加環化によってアルキン−細胞及びアジド−抗原を反応さ
せる。
実施例6:マウスにおけるT細胞増殖の計測
CD8磁気ビーズネガティブ選択キット(Miltenyi Biotec)を製造者
の指示どおり使用して、OTI(CD45.2)マウス脾臓からCD8 T細胞を単
離する。新鮮に単離したCD8 OTI細胞をPBS中に再懸濁し、1μM CFSE
(Invitrogen)によって室温で6分間標識し、10%(vol/vol)FB
S(Gibco)を含有する等容積のイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)で反応を
1分間クエンチする。細胞を洗浄し、カウントし、純粋IMDM中に再懸濁した後、注射
する。合計3×10個のCFSE標識CD8 OTI細胞をレシピエントCD45.
マウスの尾静脈に静脈内注射する。短期増殖研究のため、養子移入24時間後にOV
Aを含む赤血球系細胞を注射する。抗原投与5日後に脾細胞を回収し、フローサイトメト
リーによる分析用に染色する。
実施例7:マウスにおけるOVA抗原チャレンジモデル
合計3×10個のCFSE標識OTI CD8 T細胞を上記に記載したとおりC
D45.1レシピエントマウスに注射する。養子移入の1日後及び6日後、マウスの尾
静脈にOVAを含む赤血球系細胞100μLを静脈内投与する。養子移入の15日後、マ
ウスの各後肢足蹠に25μLの生理食塩水中5μgのOVA及び25ngの超高純度大腸
菌(E.coli)LPS(InvivoGen)を皮内注射して攻撃誘発する(ホック
(Hock)法:総用量10μgのOVA及び50ngのLPS)。抗原特異的B及びT
細胞及び血清抗体力価の定量化は以下に記載する。
実施例8:マウスにおける抗原特異的B及びT細胞の定量化
上記に記載したOVAチャレンジの4日後にマウスを殺処分し、再刺激用に脾臓及び流
入領域リンパ節細胞を単離する。細胞内サイトカインのフローサイトメトリー解析のため
、1mg/mL OVA又は1μg/mL SIINFEKLペプチド(Genscri
pt)の存在下で細胞を3時間再刺激する。ブレフェルジン−A(5μg/mL;Sig
ma)を加えて再刺激をさらに3時間再開した後、染色及びフローサイトメトリー解析を
行う。分泌された因子のELISA計測のため、100μg/mL OVA又は1μg/
mL SIINFEKLペプチドの存在下で細胞を4日間再刺激する。細胞をスピンし、
IFN−γ及びIL−10 Ready−Set−Goキット(eBioscience
)を製造者の指示どおり使用したELISA分析用に培地を回収する。
実施例9:循環抗体力価の定量化
OVAをコーティングしたプレート上で種々の希釈度のマウス血清をインキュベートし
、続いてヤギ抗マウスIgG−HRP(Southern Biotech)と共に最終
インキュベーションを行うことにより、OVA特異的血清IgGを検出する。
実施例10:細胞外SpyTag−SpyCatcherトレランス誘導
ケル及びSpyTagのコード配列を含有する発現カセットを合成し、レンチウイルス
ベクターEF1に挿入する。CD34+細胞の集団をこのベクターで形質転換する。ケル
−SpyTag融合タンパク質の発現はFACSによって定量化する。次に、ケル−Sp
yTagを細胞外発現する細胞を、SpyCatcher配列及びcMycタグと融合し
たAra h(1−6)ペプチドの溶液中に置く。インキュベーション後、FACsを使
用して細胞を選別し、ケル−SpyTagとSpyCatcher−ArahX−cMy
cとの共有結合性のイソペプチドコンジュゲーションを定量化する。細胞はまた、低張溶
解させて、ケル−SpyTag−SpyCatcher−ArahX−cMycの存在を
ウエスタンブロットによって定量化する。
実施例11:遺伝子アセンブリ
以下の遺伝子をコードするDNA−グリコホリンA(Uniprot番号P02724
)、Kell(Uniprot番号P23276)、B型肝炎表面抗原に対する抗体sc
Fv(Bose et al.2003 Mol Immunol 40(9):617
、GenBank番号AJ549501.1)、アデノシンデアミナーゼ(Unipro
t番号P00813)、クロモバクテリウム・ビオラセウム(Chromobacter
ium violaceum)由来のフェニルアラニンヒドロキシラーゼ(GenBan
k番号AF146711.1)、補体受容体1(Uniprot番号P17927)、C
D46(GenBank:BAA12224.1)、CD55(Uniprot番号P0
8174)、CD59(Uniprot番号P13987)、緑色蛍光タンパク質(Un
iprot番号P42212)、チミジンホスホリラーゼ(Uniprot番号P199
71)、グルコセレブロシダーゼ(Uniprot番号P04062)、β2グリコプロ
テイン1(Uniprot番号P02749)、ホスホリパーゼa2受容体(Unipr
ot番号Q13018)、コラーゲンα3(IV)(Uniprot番号Q01955)
、血清アミロイドP(Uniprot番号P02743)、リポタンパク質リパーゼ(U
niprot番号P06858)、アスパラギナーゼ(Uniprot番号P00805
)、第IX因子(Uniprot番号F2RM35)、ADAMTS13(Unipro
t番号Q76LX8)−をcDNAとしてDharmacon(GE Life Sci
ences)から購入するか、又はDNA2.0及びGenscriptでデノボ合成し
た。
1.単一遺伝子クローニング(CR1)
当該技術分野において公知の標準的な分子生物学的方法によって遺伝子をアセンブルし
、発現ベクターにした。補体受容体1(CR1)の遺伝子は商業的供給業者(DNA2.
0)によって合成され、標準クローニングベクター(pJ系列)として供給された。この
pJベクターから、非相同末端配列を有するオリゴを使用するポリメラーゼ連鎖反応(P
CR)によって遺伝子を増幅し、哺乳類発現ベクター(System Bioscien
ces、pM系列)への挿入用に調製した:上流オリゴは、上流pM挿入部位に相同の2
5ntとCR1の始端に相同の25ntとからなった;下流オリゴは、下流pM挿入部位
に相同の25ntとCR1の終端に相同の25ntとからなった。増幅産物はゲル電気泳
動(Qiagen)によって精製した。上流及び下流挿入部位に相同の尾−尾型オリゴに
よるPCRでpMベクターを線状化し、PCR精製(Qiagen)によって精製した。
Gibson 2011,Methods Enzymology Vol 498,p
.394に詳説されるギブソンアセンブリにより、CR1アンプリコンを線状化pMベク
ターにライゲートした。配列はサンガー塩基配列決定法で確認した。
2.2つの遺伝子の融合(膜Kell−scFv)
Kellの遺伝子はcDNAとして購入し、標準クローニングベクター(pJ系列)と
して供給された。B型肝炎表面抗原に特異的な抗体scFvの遺伝子(scFv、Bos
e 2003,Molecular Immunology 40:617に記載される
)は商業的供給業者(DNA2.0)によって合成され、標準クローニングベクター(p
J系列)として供給された。これらのpJベクターから、非相同末端配列を有するオリゴ
を使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって遺伝子を増幅し、哺乳類発現ベクタ
ー(System Biosciences、pM系列)への挿入用に調製した。Kel
lは、上流pM挿入部位に相同の25ntとKellの5’末端に相同の25ntとから
なる上流オリゴ、及びscFvの5’末端に相同の25ntとKellの3’末端に相同
の25ntとからなる下流オリゴで増幅した。scFvは、Kell挿入部位の3’末端
に相同の25ntとscFvの5’末端に相同の25ntとからなる上流オリゴ、及び下
流pM挿入部位に相同の25ntとscFvの3’末端に相同の25ntとからなる下流
オリゴで増幅した。増幅産物はゲル電気泳動(Qiagen)によって精製した。上流及
び下流挿入部位に相同の尾−尾型オリゴによるPCRでpMベクターを線状化し、PCR
精製(Qiagen)によって精製した。Gibson 2011,Methods E
nzymology Vol 498,p.394に詳説されるワンポットギブソンアセ
ンブリにより、Kell及びscFvアンプリコンを線状化pMベクターにライゲートし
た。配列はサンガー塩基配列決定法で確認した。
3.遺伝子間のリンカーアセンブリ(Kell−scfv)
Kellの遺伝子はcDNAとして購入し、標準クローニングベクター(pJ系列)と
して供給された。B型肝炎表面抗原に特異的な抗体scFvの遺伝子(scFv、Bos
e 2003,Molecular Immunology 40:617に記載される
)は商業的供給業者(DNA2.0)によって合成され、標準クローニングベクター(p
J系列)として供給された。これらのpJベクターから、非相同末端配列を有するオリゴ
を使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって遺伝子を増幅し、哺乳類発現ベクタ
ー(System Biosciences、pM系列)への挿入用に調製した。Kel
lは、上流pM挿入部位に相同の25ntとKellの5’末端に相同の25ntとから
なる上流オリゴ;及びscFvの5’末端に相同の25ntと(GlyGlyGlySe
r)x2スペーサーをコードする24ntとKellの3’末端に相同の25ntとから
なる下流オリゴで増幅した。scFvは、Kell挿入部位の3’末端に相同の25nt
と(GlyGlyGlySer)x2スペーサーをコードする24ntとscFvの5’
末端に相同の25ntとからなる上流オリゴ;及び下流pM挿入部位に相同の25ntと
scFvの3’末端に相同の25ntとからなる下流オリゴで増幅した。増幅産物はゲル
電気泳動(Qiagen)によって精製した。上流及び下流挿入部位に相同の尾−尾型オ
リゴによるPCRでpMベクターを線状化し、PCR精製(Qiagen)によって精製
した。Gibson 2011,Methods Enzymology Vol 49
8,p.394に詳説されるワンポットギブソンアセンブリにより、Kell及びscF
vアンプリコンを線状化pMベクターにライゲートした。配列はサンガー塩基配列決定法
で確認した。
4.エピトープタグの付加(Kell−scFv)
Kellの遺伝子はcDNAとして購入し、標準クローニングベクター(pJ系列)と
して供給された。B型肝炎表面抗原に特異的な抗体scFvの遺伝子(scFv、Bos
e 2003,Molecular Immunology 40:617に記載される
)は商業的供給業者(DNA2.0)によって合成され、標準クローニングベクター(p
J系列)として供給された。これらのpJベクターから、非相同末端配列を有するオリゴ
を使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって遺伝子を増幅し、哺乳類発現ベクタ
ー(System Biosciences、pM系列)への挿入用に調製した。Kel
lは、上流pM挿入部位に相同の25ntとKellの5’末端に相同の25ntとから
なる上流オリゴ;及びscFvの5’末端に相同の25ntと(GlyGlyGlySe
r)x2スペーサーをコードする24ntとKellの3’末端に相同の25ntとから
なる下流オリゴで増幅した。scFvは、Kell挿入部位の3’末端に相同の25nt
と(GlyGlyGlySer)x2スペーサーをコードする24ntとscFvの5’
末端に相同の25ntとからなる上流オリゴ;及び下流pM挿入部位に相同の25ntと
HAエピトープタグをコードする27nt配列tacccctatgacgtgcccg
actatgcc(配列番号8)とscFvの3’末端に相同の25ntとからなる下流
オリゴで増幅した。増幅産物はゲル電気泳動(Qiagen)によって精製した。上流及
び下流挿入部位に相同の尾−尾型オリゴによるPCRでpMベクターを線状化した。下流
プライマーには、HAエピトープタグをコードする27nt配列tacccctatga
cgtgcccgactatgcc(配列番号8)がさらに含まれた。線状化したベクタ
ーをPCR精製(Qiagen)によって精製した。Gibson 2011,Meth
ods Enzymology Vol 498,p.394に詳説されるワンポットギ
ブソンアセンブリにより、Kell及びscFvアンプリコンを線状化pMベクターにラ
イゲートした。配列はサンガー塩基配列決定法で確認した。
5.2つの遺伝子の融合(レポーターアセンブリ)(GPA−HA)
補体受容体1(CR1)及び緑色蛍光タンパク質(GFP)の遺伝子は商業的供給業者
(DNA2.0)によって合成され、標準クローニングベクター(pJ系列)として供給
された。このpJベクターから、非相同末端配列を有するオリゴを使用するポリメラーゼ
連鎖反応(PCR)によってCR1遺伝子を増幅し、哺乳類発現ベクター(System
Biosciences、pM系列)への挿入用に調製した:上流オリゴは上流pM挿
入部位に相同の25ntとCR1の始端に相同の25ntとからなった;下流オリゴはウ
イルス由来のT2A配列gagggcagaggaagtcttctaacatgcgg
tgacgtggaggsgsstcccggccct(配列番号7)に相同の54nt
からなった。pJベクターから、非相同末端配列を有するオリゴを使用するポリメラーゼ
連鎖反応(PCR)によってGFP遺伝子を増幅し、哺乳類発現ベクター(System
Biosciences、pM系列)への挿入用に調製した:上流オリゴは、ウイルス
由来のT2A配列gagggcagaggaagtcttctaacatgcggtga
cgtggaggsgsstcccggccct(配列番号7)に相同の54ntとGF
Pの始端に相同の25ntとからなった;下流オリゴは、下流pM挿入部位に相同の25
ntとGFPの終端に相同の25ntとからなった。増幅産物はゲル電気泳動(Qiag
en)によって精製した。上流及び下流挿入部位に相同の尾−尾型オリゴによるPCRで
pMベクターを線状化し、PCR精製(Qiagen)によって精製した。Gibson
2011,Methods Enzymology Vol 498,p.394に詳
説されるギブソンアセンブリにより、CR1及びGFPアンプリコンを共に線状化pMベ
クターにライゲートした。配列はサンガー塩基配列決定法で確認した。
実施例12:mRNAアセンブリ
標準的な分子生物学的方法を用いて目的の遺伝子をpSP64ベクター(Promeg
a)の多重クローニング部位にクローニングする。ベクターをEcoRI(NEB)で消
化して、SP6プロモーターと目的の遺伝子と30ヌクレオチド長のポリAテールとを含
む線状化dsDNAベクターを作成する。SP6 RNAポリメラーゼ(Promega
)との反応によって、キャップ付加mRNA転写物を合成するための5’キャップ類似体
(ARCA)の推奨濃度を含めて製造者の指示に従いmRNAを合成する。次に反応混合
物をDNアーゼで処理して鋳型ベクター(Promegaのリボプローブ(Ribopr
obe))を消化し、EZNA MicroElute RNAクリーンアップキット(
Omega)を使用してmRNAを精製する。
実施例13:細胞培養
1.ヒト赤血球(RBC)
Mini−MACSカラム(Miltenyi Biotec;94%±3%純度)の
使用による超磁気マイクロビーズ選択法により、末梢血からCD34細胞を単離する。細
胞は、安定化グルタミン、330μg/mLホロヒトトランスフェリン、10μg/mL
組換えヒトインスリン、2IU/mLヘパリン、及び5%溶剤/界面活性剤ウイルス不活
化血漿を補充したIMDMをベースとする赤血球分化培地(EDM)で培養する。拡大手
順には3つのステップが含まれる。第1のステップでは(0日目〜7日目)、EDM中、
1μMヒドロコルチゾン、100ng/mL SCF、5ng/mL IL−3、及び3
IU/mL EPOの存在下で10個/mLのCD34+細胞を培養する。4日目に、
SCF、IL−3、EPO、及びヒドロコルチゾンを含有する4容積の新鮮培地中に1容
積の細胞培養物を希釈する。第2のステップでは(7日目〜11日目)、SCF及びEP
Oを補充したEDM中に10個/mLで細胞を再懸濁する。第3のステップでは(11
日目〜18日目)、EPOのみを補充したEDM中で細胞を培養する。細胞数は11日目
及び15日目にそれぞれ7.5×10〜1×10及び5〜10×10細胞/mLに
調整する。18日目を過ぎたら、EPOを含有する培養培地を週2回取り替える。培養物
は5%CO2の空気中37℃に維持する。
2.マウス赤血球
マウス胎仔肝赤血球前駆体からマウス赤血球系細胞を培養する方法は当該技術分野にお
いて公知であり、例えば、Shi et al.2014,PNAS 2014 111
(28):10131を参照されたい。
胎仔肝からマウス赤血球前駆体を単離する。胎仔肝はCharles River L
absから購入する。肝臓を氷上の1ml PBS中に入れる。ピペットを上下させて単
一細胞懸濁溶液を得て、70umストレーナー(BD Falcon 35−2235)
に通す。そのメッシュを1mlのPBSでリンスする。素通り画分を合わせる(1つの胚
当たり1ml)。細胞を1.5k RPM、5分間でペレット化し、赤血球溶解緩衝液(
Stemcellの塩化アンモニウム溶液)で再懸濁し、及び氷上で10分間インキュベ
ートする。細胞を1.5k RPM、5分間でペレット化し、溶解緩衝液を除去し、及び
10ml PBS−2%FBSで再懸濁する。chromPure Rat IgG(J
ackson ImmunoResearch、#012−000−003)を50ul
/マウスで加え、4℃で5分間インキュベートする。ビオチン化抗マウスTER119(
BD Pharmingen、#553672)を(1ul/1×10細胞)で加え、
4℃で15分間インキュベートする。細胞にMs Lineage Panel(Fis
her Scientific(Thermo Fisher Scientific)
#BDB559971)を(2ul/1×10細胞)で加え、4℃で15分間インキュ
ベートする。10倍容積のPBSで1回洗浄し、細胞を4℃、1.5k RPMで5分間
スピンさせる。ストレプトアビジン粒子Plus−DM(磁気ビーズ)(BD Phar
migen、#557812)(5ul/1×10細胞)を加え、4℃で30分間イン
キュベートする。磁気ホルダ上に2〜4本のFACSチューブを準備する。2mlの細胞
のアリコートを各チューブに取り分け(合計4ml)、磁気スティックビーズを破壊しな
いようにしながらチューブから細胞を慎重に取り出して反対側にある他方のチューブに入
れる。同じ手順を繰り返し、Ter119陰性細胞及びリンケージ陰性細胞を新しいチュ
ーブに取る。細胞を濃縮し、それらの細胞を50〜100ul PBS(2%FBS)で
再懸濁する。
精製した赤血球前駆体は、(40mLに対して):IMDM:29ml、FBS(幹細
胞):6ml(最終15%)、IMDM中10%BSA(幹細胞):4ml(最終1%)
、10mg/mlホロトランスフェリン:2000ul(最終:500ug/ml)、1
00×L−グルタミン:400ul、100×ペニシリンストレプトマイシン:400u
l、10U/ul Epo:2ul(最終:0.5U/ml)、10mg/mlインスリ
ン:40ul(最終:10ug/ml)を含む分化培地で培養する。2×10細胞/m
lを24ウェルプレートの分化培地中37℃で培養する。合計44〜48時間培養した後
、例えば本明細書で実施されるとおりフローサイトメトリーによって分析を実施する。分
化プロファイル分析のため、(ヘキスト染色)を使用して除核赤血球をゲーティングする
。培養が成功すれば、16倍の増加が得られる。
3.血小板
Fred Hutchinson Cancer Research Centerか
ら、提供されたCD34+細胞を入手する。CD34+濃縮細胞を2〜4×10細胞/
mLで無血清培地にプレーティングし、4日目に等容積の培地を加えて培地のリフレッシ
ュを行う。6日目、細胞をカウントして分析する:1.5×10細胞を洗浄し、TPO
30ng/mL、SCF 1ng/mL、インターロイキン(IL)−6 7.5ng
/mL及びIL−9 13.5ng/mL]からなるサイトカインカクテルを補充した1
mLの同じ培地に入れて巨核球分化を誘導する。10日目に1/2〜1/4の浮遊培養液
を新鮮培地に交換する。サイトカインは全て、Peprotechから購入する。加湿雰
囲気中(10%CO2)、培養の最初の6日間は39℃で及び最後の8日間は37℃で培
養物をインキュベートする。血球計算器(0.4%トリパンブルー;Invitroge
n、Burlington,ON,カナダ)で生存有核細胞をカウントする。
骨髄CPCについてはMethoCult H4436及び巨核球コロニー形成細胞(
CFU−Mk)についてはMegaCult−Cを使用して、製造者の指示(StemC
ell Technologies、Vancouver,BC,カナダ)に従いクロー
ン原性前駆細胞(CPC)をアッセイする。分化を評価するため、FACS−Calib
ur(Becton Dickinson)を使用したフローサイトメトリーにより、C
D61m CD42b、CD41、CD61、及びCD49bに対する抗体で細胞を染色
する。細胞周期分析のため、細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)でリンスし、ホルム
アルデヒド2%(Sigma、St Louis、MO、USA)で5分間固定し、0.
1%のTriton X−100(Bio−Rad、Hercules、CA、USA)
で透過処理する。次に細胞をmAb−Ki−67−FITC(BD Bioscienc
e、San Jose、CA、USA)で標識し、洗浄し、製造者の指示(BD Bio
sciences)に従い0.5mL PBS−1%ウシ胎仔血清(FBS)−0.01
%アジド7−アミノ−アクチノマイシンD(7−AAD)中に再懸濁する。
実施例14:細胞単離
1.初代RBC
無菌法を用いて、低分子量ヘパリン、ダルテパリンナトリウム(9単位/mL血液)が
入ったチューブに全血を収集する。血液を5000×gで5分間遠心し、血漿及びバフィ
ーコートを除去した後(両方とも後に使用するため取り置かれ得る)、赤血球を冷(4℃
)リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中で遠心して2回洗浄する。得られた赤血球集団は、
長期保存のためにCPDA−1抗凝固剤又はグリセロール溶液中4℃で保存する。
2.初代血小板
適切なIRBプロトコルに基づき健常人から全血(40ml)を3.8%クエン酸ナト
リウム(1:9クエン酸塩対血液vol/vol)中に収集する。血液を200gで15
分間遠心して多血小板血漿(PRP)を単離する。次に、1μMプロスタグランジンI2
の存在下、変性タイロード緩衝液(138mM NaCl、5.5mM デキストロース
、12mM NaHCO3、0.8mM CaCl2、0.4mM MgCl2、2.9
mM KCl2、0.36mM Na2HPO4及び20mM Hepes含有、pH7
.4)中で血小板を洗浄し、同じ緩衝液に再懸濁する。
実施例15:初代細胞又は培養細胞の照射
外因性抗原発現EHCの集団の照射を実施して、それらが複製不能であることを確実に
し得る。かかるプロトコルは、細胞、例えば初代赤血球の照射について当該技術分野で公
知のものと同様である。簡潔に言えば、1単位(350ml)の全血を取り、各175m
lの2つのアリコートに分け、従ってかかる10単位を20のアリコートに分ける。各単
位血液の一方のアリコート(175ml)を、自蔵式ガンマ線細胞照射器(GammaC
ell 1000、Theratronics)によって25Gyの、但し50Gy以下
のγ線照射に供する。次に血液を従来の血液貯蔵条件下に4℃で保存する。これらの10
個の照射済み血液バッグ及び10個の非照射血液バッグから、0、7、14、及び21日
目にサンプリングサイトカプラー(Fenwal、USA)を用いてサンプリングを行う
。潜在的な有糸分裂能を定量化するチミジン取込みアッセイを含め、細胞増殖試験を実施
する。遊離ヘモグロビンに関しては吸光度分光法、及び遊離乳酸デヒドロゲナーゼに関し
ては比色アッセイ(Pierce)で上清をアッセイし、細胞溶解レベルを評価する。
実施例16:赤血球系細胞の除核
コラーゲンでコーティングした直径12mmのカバーガラス上で、100単位/miの
ペニシリン及び100単位/mlのストレプトマイシンを補充したIMDM培地中におい
て赤血球系細胞をセミコンフルエンス(1〜4×10細胞毎cm2)になるまで成長さ
せる。コラーゲンは、遠心中に全細胞がカバーガラスから落ちることを防止するために必
要である。細胞を同じ培地中か又は10%仔ウシ血清含有ダルベッコ変法イーグル培地中
においてカバーガラス上に単層(5×104細胞毎cm2)に成長させる。この細胞カバ
ーガラスをコラーゲンでコーティングする必要はない。細胞を除核するため、カバーガラ
スを反転させ(細胞側を下にして)、10g/mlのサイトカラシンBを含む2〜5ml
の培地が入った15ml Corex遠心管の底に置く。このカバーガラスが入った遠心
管を直ちに、(SS 34)ローターをヘッドを所定位置にして10,000rpmで約
1時間スピンさせることにより37℃に加温したSorvall RC−2遠心機に置く
(温度調節装置は37〜39度に設定)。遠心の時間の長さ及び速度は除核の成功に重大
な要素である。細胞を37±20で9000rpmで1時間スピンし、及び細胞を37±
−20で6500rpmで50分間スピンする。遠心後、遠心機からカバーガラスを取り
出し、3mlのサイトカラシンB不含培地が入った35mm(Falcon)組織培養皿
(Biolquest)に細胞側を上にして置く。370で30〜60分以内に細胞は形
態学的に正常となり、90〜99%が核を欠く。トリプシン−EDTA(Grand I
sland Biological Co.)で処理することによりカバーガラスから除
核細胞を取り外し、通常の培地に細胞を懸濁する。次に35mm組織培養皿に保持した2
2mm2カバーガラスに除核細胞を小滴で再度プレーティングし、インキュベーターに置
く。再度プレーティングした後時間間隔を置いてスライド(12)上にカバーガラスをマ
ウントし、Zeiss位相コントラスト、偏光、及びノマルスキー光学系で除核物の観察
を行う。
実施例17:細胞の接触
1.核酸 − トランスフェクション
目的の核酸をスケールアップして、負荷する10個のEHC、例えば細胞、赤血球系
細胞、血小板、又は造血前駆細胞当たり約5ugの核酸を提供する。核酸はOpti−M
EM培地(Life Technologies)中に1ug対50uL培地の比で希釈
する。次に希釈した核をトランスフェクション試薬(DNAについてはTrans−IT
、mRNAについてはTrans−IT mRNA、siRNAについてはTrans−
IT siRNA、Mirus Bio)と1:1容積比で合わせ、室温で5分間複合体
を形成させる。この核酸複合体を細胞に12〜24時間加える。任意選択で、この時間が
経った後、トランスフェクション試薬がもはや存在することのないよう、培地を新鮮培地
に交換してもよい。
2.核酸 − ウイルス形質導入
目的の遺伝子をSystem BiosciencesのMSCVプロモーター配列と
共にレンチウイルスベクターpCDHの多重クローニング部位にクローニングする。
レンチウイルスは、293T細胞にリポフェクタミン(lipofectamine)
をトランスフェクトすることにより293T細胞で産生される。トランスフェクションの
前日に5×10個の293T細胞(Lenti−X 293T細胞株、Clontec
hカタログ番号632180)をP10ペトリ皿にプレーティングする。細胞コンフルエ
ンシーは約70%でなければならない。1つのコンストラクトにつき1つのプレートをト
ランスフェクトする。20μl(10μg)pPACKH1(System Biosc
iences)プラスミドミックス+2μgレンチコンストラクト+20μl Plus
試薬(LifeTechnologies、カタログ番号11514−015)を400
μl Optimem中に合わせ、室温で15分間インキュベートする。30μlのLF
2000(LifeTechnologies、カタログ番号11668−019)を4
00μl Optimem中に希釈し、DNA混合物に滴下して加え、室温で15分間イ
ンキュベートする。DNA混合物を細胞に加える(細胞は9mlのOptimem中にあ
る)。細胞を6時間インキュベートし、次に培地をDMEM/10%FBSに交換する。
トランスフェクション後48時間に1,500rpmで5分間遠心してウイルス上清を回
収する。この上清を回収し、1mlアリコートとして−80℃で凍結する。
本明細書に記載される培養プロセスの3〜7日目に標的細胞を形質導入する。5×10
個の培養細胞を24ウェルプレート中の20μg/mLポリブレンを含有する500μ
Lの培地にプレーティングする。細胞は各ウイルスにつきトリプリケートのウェルで形質
導入する。ウイルス上清を別の500μLの培地に加え、ピペッティングによって試料を
混合する。感染は、プレートを室温、2000rpmで90分間スピンする遠心接種によ
って達成する。遠心接種後、細胞を37℃で一晩インキュベートし、翌日、適切なサイト
カインを含有する1mLの新鮮IMDM培地を加える。
3.核酸 − カチオン性ポリマー
目的のトランス遺伝子をコードする、且つ上流プロモーター配列及び下流ポリAテール
を含むmRNAは、複数の商業的供給業者(例えば、IDT−DNA、Coralvil
le IA)から購入することができる。RNAトランスフェクションは、RNAIMa
x(Invitrogen、Carlsbad、Calif.)又はTRANSIT−m
RNA(Mims Bio、Madison,Wis.)カチオン性脂質送達媒体を使用
して行う。RNA及び試薬は、初めにOpti−MEM基本培地(Invitrogen
、Carlsbad、Calif.)に希釈する。100ng/uL RNAを5倍希釈
し、RNA1μg当たり5μLのRNAIMaxを10倍希釈する。希釈した構成成分を
プールし、室温で15分間インキュベートした後、それらを培養培地に分注する。TRA
NSIT−mRNAトランスフェクションについては、100ng/uL RNAをOp
ti−MEM中に10倍希釈し、ブースト試薬を(RNA1μg当たり2μLの濃度で)
加え、TRANSIT−mRNAを(RNA1μg当たり2μLの濃度で)加え、次に、
室温で2分間インキュベートした後、このRNA−脂質複合体を培養培地に供給する。R
NAトランスフェクションは、Nutristem異物不含hES培地(STEMGEN
T(登録商標)、Cambridge,Mass.)又は2%FBS含有Opti−ME
Mで実施する。宿主細胞へのmRNA転写物の導入の成功は、蛍光標識又はレポータータ
ンパク質、例えば緑色蛍光タンパク質(GFP)など、様々な公知の方法を用いてモニタ
することができる。修飾mRNAのトランスフェクションの成功はまた、標的ポリペプチ
ドのタンパク質発現レベルを例えばウエスタンブロッティング又は免疫細胞化学で計測す
ることによっても判断し得る。同様のRNA−脂質複合体比に従うマルチリットル(5〜
10,000L)培養フォーマットへの大容積スケールアップについても、同様の方法に
従い得る。
4.核酸 − 電気穿孔
目的のトランス遺伝子をコードする、且つ上流プロモーター配列及び下流ポリAテール
を含むmRNAは、複数の商業的供給業者(例えば、IDT−DNA、Coralvil
le IA)から購入することができる。赤血球系統細胞をmRNA転写物でトランスフ
ェクトし、及び外因性転写物を特異的に検出するように設計されたプライマーによる定量
的RT−PCRによってトランスフェクション効率を計測することにより、電気穿孔パラ
メータを最適化する。ある種の細胞の調製には、2mm間隙の標準電気穿孔キュベット内
において50μlのOpti−MEM(Invitrogen、Carlsbad、Ca
lif.)中に懸濁した2.5×10細胞に150uFキャパシタンスを放電すること
が、検量線法を用いて判断するとき、高い生存能(>70%)を維持しながら1細胞当た
り10,000コピーを上回る修飾mRNA転写物を繰り返し送達するのに十分である。
細胞密度は1×10細胞/50μl〜2.5×10細胞/500の密度で様々であり
、1細胞当たりの転写物コピー数で計測して同程度の効率で細胞をトランスフェクトする
ためには110V〜145Vが必要である。上述の制約を伴い記載される方法と同様の大
容積流動電気穿孔戦略と同様に、大量マルチリットル(5〜10,000L)電気穿孔を
実施し得る(Li et al.,2002;Geng et al.,2010)。
5.ポリペプチド − リポソーム
細胞は、初代最終分化細胞、例えば赤血球を含め、その表面上及びその細胞質に外因性
タンパク質を負荷することができる。タンパク質の負荷はリポソームを使用して実施する
ことができる。
有機溶媒中の脂質(Pro−Ject試薬、Pierce)をガラスシンチレーション
バイアルにおいて窒素下で乾燥させて薄膜にした。10細胞につき約2uLの脂質を使
用した。ポリクローナルマウスIgG(Abcam)をDylight−650(Pie
rce)で製造者の指示に従い標識した。この乾燥脂質混合物にPBS中0.1mg/m
Lのタンパク質溶液を加えた。この溶液を数回ピペッティングし、室温で5分間インキュ
ベートし、次に激しくボルテックスして封入リポソームを作成した。無血清培地を加えて
総容積を10細胞当たり500uLにした。次にこのリポソーム混合物を細胞と共に3
7℃で3〜4時間インキュベートした。
図1は、リポソームによる初代赤血球への外因性タンパク質、この場合には蛍光標識I
gGの負荷を示す。負荷はフローサイトメトリーによって計測される。リポソームがない
場合には細胞の0.06%が蛍光であり、低リポソーム用量では細胞の約60%が蛍光で
あり、及び高リポソーム用量では細胞の約85%が蛍光であるとおり、負荷は用量依存性
である。図1のデータは、リポソームで外因性タンパク質を赤血球系細胞に負荷し得るこ
との強力な証拠である。
6.ポリペプチド − 機械的破壊
細胞は、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、10μm幅のチャネルを含むマイ
クロ流体装置を使用して負荷してもよく、チャネルが細胞を一過性に穿孔して、細胞がそ
のシステムに押し通されるときにペイロードが侵入することを可能にする。
マサチューセッツ工科大学(Massachusetts Institute of
Technology)の微細加工施設において、フォトリソグラフィ及び深堀り反応
性イオンエッチング技法を用いてシリコンベースの装置を作製する。このプロセスでは、
450μm厚の6インチシリコンウエハをヘキサメチルジシラザンで処理し、フォトレジ
スト(OCG934;FujiFilm)によって3,000rpmで60秒間スピンコ
ーティングし、狭窄チャネル設計を有するクロムマスクを通じて紫外光(EV1;EVG
)に露光し、及びAZ405(AZ Electronic Materials)溶液
で100秒間現像する。90℃で20分間焼成した後、ウエハを深堀り反応性イオンエッ
チング(SPTS Technologies)によって所望の深さ(典型的には15μ
m)にエッチングする。このプロセスをウエハの反対側(即ち、エッチングされたチャネ
ルを有しない側)で別のマスク(これはアクセスホールパターンを含む)を使用して、且
つより厚いフォトレジストAZ9260(AZ Electronic Materia
ls)を使用して繰り返す。次に湿式酸化を用いて100〜200nmの酸化ケイ素を成
長させた後、そのウエハをPyrex(登録商標)ウエハに陽極接合し、個々の装置にダ
イスカットする。各実験前に装置は目視検査し、入口及び出口リザーバを備えるホルダに
取り付ける(全てインハウスで設計され、Firstcutによって製造される)。これ
らのリザーバはブナNOリング(McMaster−Carr)を使用して装置と接合し
、適切な封止を設ける。材料を装置に押し通すのに必要な推進力が提供されるように、入
口リザーバはTeflonチュービングを用いて自家製圧力調整システムに接続する。初
めに赤血球系細胞の集団を所望の送達緩衝液[成長培地、PBS、又は3%FBS及び1
%F−68 Pluronics(Sigma)を補充したPBS]に懸濁し、所望の送
達材料と混合して、装置の入口リザーバに置く。このリザーバは、調整器によって制御さ
れる圧縮空気ラインに接続し、選択圧力(0〜70psi)を用いて装置中に流体が押し
進められる。次に処理された細胞を出口リザーバから回収する。細胞は処理後に送達溶液
中室温で5〜20分間インキュベートして孔を確実に塞いだ後、任意のさらなる処理に供
する。蛍光標識フェニルアラニンアンモニアヒドロキシラーゼ(PAH)を送達するため
、送達緩衝液が0.1〜0.3mg/mLのPAHを含有したように上記に記載したとお
り実験を行う。GFPノックダウンは、未処理対照と比べた細胞集団の平均蛍光強度の低
下パーセンテージとして計測する。
7.ポリペプチド − 表面コンジュゲーション
細胞表面をトラウト試薬(2−イミノチオランHCl、Pierce)で処理して第一
級アミンをチオール化する。EDTA含有トリス緩衝液pH8にトラウト試薬を溶解し、
スルフヒドリルの酸化を防止する。約1pmolのトラウト試薬を使用して10細胞を
処理する。トラウト試薬を細胞と共に室温で1時間インキュベートする。過剰の又は未反
応の試薬を遠心によって除去して細胞を洗浄する。利用可能なスルフヒドリル基の数は、
エルマン試薬を使用して計測することができる。その一方で、好適な外因性抗原ポリペプ
チドをSMCC(Pierce)などのアミン−スルフヒドリルクロスリンカーで製造者
の指示に従い処理する。過剰の架橋結合試薬を脱塩によって除去する。次にマレイミド官
能化タンパク質をチオール化した細胞と共に数時間インキュベートする。コンジュゲート
細胞から遠心及び洗浄によって未反応のタンパク質を分離する。
8.ポリペプチド − 非共有結合性表面付加
哺乳類発現ベクター(Genlantis)において、B型肝炎表面抗原に対する抗体
scFvの遺伝子(scFv、Bose 2003,Molecular Immuno
logy 40:617に記載される)を6−ヒスチジンアフィニティータグと、マウス
グリコホリンAに結合するポリペプチド配列、HWMVLPWLPGTLDGGSGCR
Gをコードする遺伝子とに融合する。標準方法を使用したHEK−293T細胞の一過性
のトランスフェクションによって完全融合タンパク質を作製し、製造者の指示に従いNi
−NTAアフィニティー樹脂(Pierce)で精製する。精製した融合タンパク質を1
00nM超の濃度のマウス赤血球と共にインキュベートし、迅速な平衡化及びペプチドと
グリコホリンAの結合を可能にする。
9.ポリペプチド − 膜への脂質挿入
製造者のプロトコルに従いトラウト試薬(Thermo Fisher)を使用してア
ミン含有の好適な外因性抗原ポリペプチド分子にスルフヒドリル基を作成する。反応混合
物を振盪機において室温(RT)で1時間インキュベートし、製造者の指示に従いスピン
脱塩カラム(Zeba、MWCO 7K、Thermo Scientific)に通し
て洗浄して未反応のトラウト試薬を除去する。修飾ポリペプチドへのスルフヒドリル基の
作成は、製造者のプロトコルに基づきエルマン試薬(Pierce)を使用して定量化す
る。
脱塩したポリペプチド溶液にDSPE−PEG3400−mal(PBS、4μL中1
×10−3M、脂質:ポリペプチドモル比=1:1)(全ての脂質はAvanti Po
lar Lipidsから購入し、アルゴン下−20℃でクロロホルム溶液として保存す
る)を加え、振盪機においてRTでインキュベートする。1時間後、遠心ろ過装置(Mi
crocon、Millipore Co.)を使用して試料溶液を4℃、14 000
gで15分間ろ過することにより小分子を除去し、600μL PBS(1mg/mLポ
リペプチド)に懸濁する。
200μLの全血を1000μL PBS中に懸濁して1500gで30秒間スピンし
、これを4回繰り返す。最後に、RBCを800μL PBS中に懸濁する。RBC/D
SPE−PEG−ポリペプチドのコンジュゲーションは、上記のRBC懸濁液及び様々な
量のDSPE−PEG−ポリペプチド溶液(1mg/mL)を混合した後、続いて37℃
で15〜30分間インキュベートすることにより調製する。混合物を室温に5分間置いて
おき、次にPBSで3回洗浄し、5×10個/mLの最終RBC濃度となるように再懸
濁する。自動細胞計数器(Countess、Invitrogen)を使用して細胞濃
度を計測する。
10.ポリペプチド − 低張負荷
好適な外因性抗原ポリペプチド、この場合マウスIgGをAbcamから購入し、70
%のヘマトクリット(Hct)の等張液中のRBC懸濁液に0.25mg/mLで加えた
。この懸濁液を10mMリン酸ナトリウムpH7.4、10mM重炭酸ナトリウム、及び
20mMグルコースを含有する250mLの低張液に透析し、4℃、15rpmで1時間
撹拌した。次に、5mMアデニン、100mMイノシン、100mMピルビン酸ナトリウ
ム、100mMリン酸ナトリウム、100mMグルコース、12%(w/v)NaClを
含むpH7.4の1/10容積の再密閉溶液を加えることにより、細胞を等張的に再密閉
した。次に細胞を37℃で30分間インキュベートした。
11.ポリペプチド − 細胞透過性ペプチド
プロタミンコンジュゲートポリペプチドの製造は当該技術分野において公知である。例
えば、Kwon et al.2009 J Contr Rel 139(3):18
2を参照されたい。50mM HEPES緩衝液(pH8)中5mg/mlの低分子量プ
ロタミン(LMWP)をヘテロ二官能性架橋剤3−(2−ピリジルジチオ)プロピオン酸
N−ヒドロキシスクシンイミド(SPDP、Sigma−Aldrich)と1:10モ
ル比でDMSO中に混合し、室温で1時間振盪する。次にこの反応混合物を50mMジチ
オスレイトール(DTT、Sigma−Aldrich)で処理し、チオール化したLM
WPをヘパリンアフィニティーカラムでのHPLCによって精製する。生成物を限外ろ過
によって回収し、凍結乾燥し、後に使用するまで−20℃で保存する。
コンジュゲーションのため、5mg/mlの好適な外因性抗原ポリペプチドをリン酸緩
衝液中のSPDP(1mlタンパク質溶液に対してエタノール中40μlの0.1M S
PDP)と混合し、室温で1時間撹拌する。急速な脱塩及び0.1Mリン酸緩衝液(pH
7.4)でのFPLCによる緩衝液交換によって未反応SPDPを除去する。次に活性化
ポリペプチドを10倍モル過剰の上記で調製したLMWP−SHと4℃で24時間コンジ
ュゲートする。ヘパリンアフィニティーカラムを使用したイオン交換クロマトグラフィー
と、続く5ラウンドの遠心ろ過(分子量カットオフ:5,000Da)によってLMWP
−ポリペプチドコンジュゲートを単離する。プールされたLMWP−ポリペプチドコンジ
ュゲートを濃縮し、コンジュゲーションの程度をMALDI−TOF質量分析によって決
定する。
取込み実験のため、新鮮ヒツジ赤血球(MP Biomedicals、Solon、
OH)をハンクス平衡塩類溶液(HBSS)に5×10細胞/mlの密度で懸濁し、次
にLMWP−ポリペプチドコンジュゲートの0.5mg/ml溶液と共に穏やかに撹拌し
ながら室温で30分間インキュベートする。次にRBCをHBSSで洗浄し、2〜8℃で
保存する。
12.ポリペプチド − 化学的透過性
3×10個のRBCをリンゲル溶液中200μMのクロルプロマジン(Sigma
Aldrich)と共に30分間プレインキュベートした。その後、好適な外因性抗原ポ
リペプチドをリンゲル溶液に(1〜4μM)最終容積が400μlとなるように加え、穏
やかな撹拌下、室温で30分間インキュベートした。インキュベーション後、細胞を2回
洗浄し、リンゲルに再懸濁し、分析用に回収した。
13.ポリペプチド − 酵素的コンジュゲーション
ソルターゼによる酵素的細胞表面コンジュゲーションは当該技術分野において公知であ
る。例えば、Shi et al PNAS 2014 111(28):10131を
参照されたい。GPA N末端をポリペプチドで標識するため、30uLの500uM黄
色ブドウ球菌(S aureus)ソルターゼ及びC末端にLPETGGを有する1mM
ポリペプチドを50mMトリス、pH7.5、150mM NaCl中、氷上で15分間
プレインキュベートし、DMEM中5×10個のRBCに加える。このソルターゼと細
胞との混合物を時折穏やかに混合しながら氷上で30分間インキュベートし、次に4℃、
500×gで2分間スピンして緩衝液/DMEMを除去し、次に1mLの氷冷PBSで3
回洗浄する。
実施例18:ポリペプチドの存在の評価
1.蛍光トランス遺伝子
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。C末端上のHAタグがウイルス
性T2Aペプチドの介在を伴いGFPに融合したグリコホリンAをコードするトランス遺
伝子を、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによって構築した。このトラン
ス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞
に導入した。形質導入の2日後、細胞を回収し、PBS緩衝液で洗浄し、及びフローサイ
トメーター(Attune、Life Technologies)で分析した。形質導
入効率は、集団中におけるGFP陽性細胞の割合として評価した。
2.細胞表面タンパク質
細胞表面タンパク質について、タンパク質発現レベルは、タンパク質又は共発現するエ
ピトープタグに特異的な抗体によるフローサイトメトリーによって、早くもトランスフェ
クションの2日後には検出することができる。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞
を培養した。N末端にHAタグを有するグリコホリンAをコードするトランス遺伝子を、
本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによって構築した。このトランス遺伝子
を、本明細書に記載されるとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入し
た。形質導入の2日後、細胞を回収し、PBS緩衝液で洗浄し、及びマウス抗HA抗体(
Abcam)の1:50希釈物で1時間染色した。細胞を洗浄し、次にalexa 48
8標識ヤギ抗マウス二次抗体(Life Technologies)の1:100希釈
物によって氷上で30分間染色した。細胞を洗浄し、フローサイトメーター(Attun
e、Life Technologies)で分析した。形質導入効率は、集団中におけ
るalexa 488陽性細胞の割合として評価した。
3.細胞内タンパク質
細胞内タンパク質について、タンパク質発現レベルは、ウエスタンブロットによって早
くもトランスフェクションの8〜12時間後には検出することができる。本明細書に記載
されるとおり赤血球系細胞を培養した。C末端にHAタグを有するアデノシンデアミナー
ゼをコードするトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによ
って構築した。このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレンチウイルス形質
導入によって赤血球系細胞に導入した。形質導入の2日後、細胞を回収し、PBS緩衝液
で洗浄し、及びRIPA細胞溶解緩衝液(Pierce)中で溶解させた。細胞溶解物を
100mM DTT中で煮沸することにより変性させ、次にNuPage SDS−PA
GEプレキャストゲル上にロードした。電気泳動及びニトロセルロース膜への転写後、マ
ウス抗HA抗体(Abcam)の1:5000希釈物、続いてヤギ抗マウスHRP(Pi
erce)の1:5000希釈物で染色することによりタンパク質バンドを発色させ、続
いてHRP基質(SuperSignal、Pierce)で処理した。Amersha
mイメージャ(GE healthcare)を使用して画像を取得した。
実施例19:細胞を化学修飾剤と接触させる
抗原提示細胞の食作用を増加させ、且つ肝臓ターゲティングを促進するため、本明細書
に記載する細胞組成物を37℃で0.15μMのカルシウムイオノフォアA23187(
Sigma Aldrich、Saint Quentin Fallavier、フラ
ンス)によるか、又は室温(RT)で5mMのBS3(Fischer Biobloc
k Scientific、Illkirch、フランス)によって30分間処理する。
この処理後、最終生成物は好適な緩衝液中に2〜8℃で保存する。
実施例20:発現及び活性の評価
培養細胞内及びその上での外因性タンパク質の発現は、フローサイトメトリーによるか
(タンパク質が表面上で発現する場合)又はウエスタンブロットによって(細胞質内で発
現するタンパク質用)、定量的に評価することができる。
1.定量的フローサイトメトリー
抗マウスFc結合定量的フローサイトメトリービーズ(Simply Cellula
r Calibration)はBangs Labsから購入した。関連性のある細胞
表面受容体−グリコホリンA、Ckit、及びトランスフェリン受容体−に対する蛍光標
識マウス抗体はBioLegendから購入した。HAエピトープタグに対する蛍光標識
マウス抗体はLife Technologiesから購入した。本明細書に記載される
とおり赤血球系細胞を培養した。N末端にHAタグを有するグリコホリンAをコードする
トランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによって構築した。
このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレンチウイルス形質導入によって赤
血球系細胞に導入した。形質導入の少なくとも2日後、2×10細胞を回収し、PBS
緩衝液で洗浄し、及び上記に挙げた抗体のうちの1つの1:100希釈物で1時間染色し
た。細胞を洗浄し、フローサイトメーター(Attune、Life Technolo
gies)で分析した。上記に挙げる4つの抗体の各々について、このプロトコルを繰り
返した。製造者の指示に従い定量化を実施した。簡潔に言えば、5つのビーズ試料の各々
の一滴を、上記に挙げた抗体の1:100希釈物とインキュベートした。ビーズを1時間
インキュベートし、PBS中で洗浄し、及びフローサイトメーター(Attune、Li
fe Technologies)で分析した。上記に挙げる4つの抗体の各々について
、このプロトコルを繰り返した。製造者提供のexcelスプレッドシートを使用して検
量線をフィットし、そこから細胞ベースシグナルの蛍光強度の定量化を導出した。
2.定量的ウエスタンブロット
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。C末端にHAタグを有するアデ
ノシンデアミナーゼをコードするトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりギブソ
ンアセンブリによって構築した。このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレ
ンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。形質導入の2日後、細胞を回収
し、PBS緩衝液で洗浄し、及びRIPA細胞溶解緩衝液(Pierce)に溶解させた
リポフェクタミン2000(lipofectamine 2000)(Life t
echnologies)を使用した一過性トランスフェクションにより、HEK293
T細胞にトランス遺伝子を導入した。細胞を1週間培養し、上清を回収した。組換えタン
パク質をHAアフィニティーカラム(Pierce)で製造者の指示に従い精製した。2
80nmの吸光度によってタンパク質濃度を評価した。
本明細書に記載されるとおりウエスタンブロッティングを実施した。細胞溶解物試料に
加え、同じゲル上で既知量の組換えアデノシンデアミナーゼのランを行った。画像収集後
、組換えバンドの強度を使用して検量線を作成し、細胞試料中に存在するタンパク質の量
を定量化した。
トランス遺伝子の高レベルでのロバストな発現は、最終的な細胞集団の治療能力にとっ
て重要な意味を有する。図2は、分化の指標となる3つの表面タンパク質及び1つの外因
性トランス遺伝子の発現を定量的フローサイトメトリーによって定量化し、トランス遺伝
子が高レベルでロバストに発現することを実証する。
培養下の赤血球系細胞を四段階インビトロ分化プロセスの間に7時点で採取した。最初
の時点(「拡大 D6」)で細胞は有核造血前駆体である。最後の時点(「分化3 D8
」)までに細胞は主として除核赤血球系細胞になる。赤血球系細胞の標準マーカーである
GPA(塗り潰した三角形)は、前駆細胞では低値で始まり、急激に1細胞当たり>1×
10コピーに達する。幹細胞因子の受容体であるCKIT(破線上の四角形)は高値で
始まり、次に分化が続いて起こるに従い1細胞当たり<1×10コピーに下がる。赤血
球系細胞への鉄の輸送に必要なTR(点線上の菱形)は、最初は増加し、次に1細胞当た
り<1×10コピーまで徐々に低下する。第2の分化段階(「分化1」)の終わりにト
ランス遺伝子(白色の丸)が導入され、これは分化全体を通して1細胞当たり約1×10
コピーで一定に発現する。上記のデータは、培養細胞でトランス遺伝子がロバストに発
現することを実証している。
培養細胞内及びその上での外因性タンパク質の発現は、本明細書に記載されるとおりフ
ローサイトメトリーによるか(タンパク質が表面上で発現する場合)又は本明細書に記載
されるとおりウエスタンブロットによって(細胞質内で発現するタンパク質用)、評価す
ることができる。下流蛍光レポータータンパク質を含む単一の転写物コンストラクト内に
外因性遺伝子がある例では、レポータータンパク質の蛍光を上流遺伝子の発現の代用とし
て使用し、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって評価することがで
きる。
図3A〜図3Sは、除核培養赤血球系細胞における表面タンパク質及び細胞質タンパク
質の外因性発現を示す。上記のデータは、複数のタンパク質クラスが(過剰発現し、及び
デノボ発現する、I型膜タンパク質との細胞質の、表面の、インタクトな融合物、II型
膜タンパク質との融合物、GPI結合型膜タンパク質との融合物、細胞内融合物を含めて
)、培養除核赤血球系細胞、培養有核赤血球系前駆細胞、及びK562赤白血病細胞を含
む複数の細胞型で発現し得ることを決定的に実証している。
図3B及び図3Fは、除核培養細胞における2つの外因性タンパク質の同時発現を実証
する。
図3Bでは、本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。グリコホリンAシ
グナル配列、HAエピトープタグ、グリコホリンAコード配列、ウイルスT2A切断可能
配列及びGFPをコードするトランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載されると
おりギブソンアセンブリによってアセンブルした。このトランス遺伝子を、本明細書に記
載されるとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。この細胞を本
明細書に記載されるとおり培養して最終分化させた。両方のトランス遺伝子の発現を検出
するため蛍光抗HA抗体及びGFP蛍光を使用して、本明細書に記載されるとおりフロー
サイトメトリーによって細胞を分析した。
図3Fでは、本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。グリコホリンAシ
グナル配列、B型肝炎表面抗原に特異的な抗体scFv、HAエピトープタグ、グリコホ
リンAコード配列、ウイルスT2A切断可能配列及びGFPをコードするトランス遺伝子
コンストラクトを、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによってアセンブル
した。このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレンチウイルス形質導入によ
って赤血球系細胞に導入した。この細胞を本明細書に記載されるとおり培養して最終分化
させた。両方のトランス遺伝子の発現を検出するため蛍光抗HA抗体及びGFP蛍光を使
用して、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって細胞を分析した。
実施例21:血小板におけるmRNAからのタンパク質の発現
外因性トランスフェクトmRNAから翻訳される外因性タンパク質の血小板における発
現を、フローサイトメトリーによって計測した。端的には、多血小板血清を190gで1
5分間遠心して赤血球及び白血球を除去した。次に上清を2500gでさらに5分間スピ
ンして血小板をペレット化した。血小板を5mLの1uMプロスタグランジン含有タイロ
ード緩衝液に再懸濁し、洗浄し、750uLの1uMプロスタグランジン含有タイロード
緩衝液に再懸濁した。目的の遺伝子、この例ではGFPをコードするmRNAを、リポフ
ェクタミンと1:1mg/mL比で混合した。この混合物を5分間インキュベートし、次
に洗浄した血小板集団に加えた。この混合物をゆっくりと揺らしながら室温で24時間イ
ンキュベートした。トランス遺伝子の血小板発現を、フローサイトメトリーによってGF
P蛍光を計測してアッセイした。表面タンパク質もまたフローサイトメトリーによってア
ッセイすることができる。細胞質タンパク質又は他の細胞内発現したタンパク質はまた、
ウエスタンブロットによってもアッセイすることができる。
外因性タンパク質を血小板中及びその上に導入することには、治療上意味がある。血小
板は核又はRNA転写機構を有しないため、DNAトランスフェクションは、血小板に外
因性タンパク質発現を導入する実行可能な手段ではない。しかしながら、mRNAトラン
スフェクション及び翻訳は、外因性タンパク質を細胞に導入する一方法である。血小板は
mRNA翻訳機構を含むと考えられているが、しかしこれまで、血小板が外因性mRNA
を受け入れてタンパク質に翻訳することが可能かどうかは分からなかった。
図4は、トランス遺伝子、この場合GFPをコードする外因性mRNAの、血小板によ
る翻訳を実証する一連のフローサイトメトリープロットである。GFPは、488nmレ
ーザーで励起した後のFL1チャネル内の蛍光によって検出される。(4A)非トランス
フェクト血小板(1.7%GFP+)。(4B)3ug GFP mRNAをトランスフ
ェクトした血小板(8.6%GFP+)。(4C)6.8ug GFP mRNAをトラ
ンスフェクトした血小板(3.3%GFP+)。
これらのデータは、初めて、血小板により外因性mRNAが外因性タンパク質に翻訳さ
れることを決定的に実証している。
実施例22:酵素の活性
図5は、赤血球系細胞に含まれる酵素の活性を実証する。分化の過程にわたるタンパク
質の保持について、細胞質酵素の生化学的活性をウエスタンブロットによって評価した。
細胞質酵素の生物学的活性はインビトロ酵素活性アッセイによって評価した。
図5は、培養赤血球系細胞で発現する2つの異なる細胞内酵素の活性を示す。
1.アデノシンデアミナーゼ
C末端にHAタグを有するアデノシンデアミナーゼをコードするトランス遺伝子を、本
明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによって構築した。このトランス遺伝子を
、本明細書に記載されるとおりリポフェクタミントランスフェクション(Life Te
chnologies)によってHEK−293T細胞に導入した。酵素活性は、Hel
enius 2012,Biochim Biophys Acta 1823(10)
:1967に基づくプロトコルを用いてアッセイされ、このプロトコルでは、特定の酵素
混合物がプリンを尿酸及びH2O2に変換した後、続いて生成されたH2O2を蛍光定量
的に検出する。端的には、トランスフェクションの2日後、細胞を回収し、培地を吸引し
、細胞にクレブス・リンゲルリン酸グルコース(KRPG;含有物:145mM NaC
l、5.7mMリン酸ナトリウム、4.86mM KCl、0.54mM CaCl2、
1.22mM MgSO4、及び5.5mMグルコース;pH7.35)を2×10
胞/mLで加えた。アデノシンを50uMで加えた。6時間反応させた後、上清を回収し
、60℃で5分間熱失活させた。上清のアリコートを、0.25U/ml細菌性プリンヌ
クレオシドホスホリラーゼ(PNP)及び0.15U/ml微生物性キサンチンオキシダ
ーゼ(XO)(いずれもSigmaから)が入った白色96ウェルマイクロプレートのウ
ェルに移した。室温で20分間インキュベートした後、マイクロウェルにHRP(最終濃
度1U/ml、Sigma)及びAmplex Red試薬(60μM、Invitro
gen、Molecular Probes)を含有する30μlのH2O2検出混合物
を加え、続いてそれぞれ545及び590nmの発光波長及び励起波長で蛍光強度を計測
した(Tecan Infinite M200)。
2.フェニルアラニンヒドロキシラーゼ
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。C末端にHAタグを有するフェ
ニルアラニンヒドロキシラーゼをコードするトランス遺伝子を、本明細書に記載されると
おりギブソンアセンブリによって構築した。このトランス遺伝子を、本明細書に記載され
るとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。形質導入の2日後、
細胞を回収し、PBS緩衝液で洗浄し、及びRIPA細胞溶解緩衝液(Pierce)に
溶解させた。細胞溶解物(64ug総タンパク質)を、100mMトリス−HCl、pH
7.5、4mM DTT、4mMフェニルアラニン、33μgカタラーゼ、及び0.4m
M DMPH4(全てSigma)を含有する1mL反応緩衝液に加えた。反応を37℃
で一晩実行した。インキュベーション後、試料をAmicon Ultra−4遠心フィ
ルタ10KD(Millipore UFC801024)において3700rpmで1
0分間スピンさせて遠心ろ過することにより脱タンパク質化した。試料を回収し、チロシ
ン濃度に関して540nmの吸光度によってアッセイした。
これらの外因性タンパク質は両方とも最終分化の終わりまで保持されたが、当該技術分
野では、赤血球系細胞が基本機能に不要なタンパク質の厳しい除去プログラムを受けるこ
とが周知である点を考えれば、これは軽視できない成果である(Liu J et al
.(2010)Blood 115(10):2021−2027,Lodish HF
et al.(1975)Developmental Biology 47(1)
:59)。図5Aにおいては、有核前駆細胞(「分化I D5」)から除核赤血球系細胞
(「分化III D8」)に至るまでの分化の過程にわたる種々の時点で、外因的に過剰
発現したタンパク質アデノシンデアミナーゼが抗HAウエスタンブロットによって検出さ
れる。図5Cにおいては、有核前駆細胞(「分化I D5」)から除核赤血球系細胞(「
分化III D8」)に至るまでの分化の過程にわたる種々の時点で、外因的に発現した
微生物タンパク質フェニルアラニンヒドロキシラーゼが抗HAウエスタンブロットによっ
て検出される。
加えて、これらの酵素はいずれも、基質を産物に酵素的に変換するそれらの能力を維持
した。図5Bは、インタクトなアデノシンデアミナーゼ発現293T細胞によるアデノシ
ンからイノシンへの酵素変換を示す。図5Dは、培養フェニルアラニンヒドロキシラーゼ
発現除核赤血球系細胞のライセートによるフェニルアラニンからチロシンへの酵素変換を
示す。
これらのデータは、培養プロセス全体を通して赤血球系細胞で外因性酵素が保持される
こと、及びそれらの外因性酵素が赤血球系細胞において酵素的に活性であることを決定的
に実証しており、これは治療上、深い意味を有する。
実施例23:CR1の活性
図6は、培養赤血球系細胞の表面上で過剰発現した補体受容体1(CR1)の生化学的
活性及び生物学的活性の両方を示す。CR1の生化学的活性は、免疫複合体との結合に関
してフローサイトメトリーによって評価した。CR1の生物学的活性は、共培養アッセイ
におけるマクロファージへの免疫複合体のトランスファーによって評価した。
1.CR1発現細胞の免疫複合体結合
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。補体受容体1(CR1)をコー
ドするトランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブ
リによって構築した。このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレンチウイル
ス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。トランス遺伝子発現レベルは、抗CR1抗
体(Abcam)を使用して本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって
評価した。この細胞を本明細書に記載されるとおり培養して最終分化させた。
Dylight 650標識ウシ血清アルブミン(BSA−650)を、抗体過剰のポ
リクローナルウサギ抗BSA(Abcam)と共に室温で30分間インキュベートした。
次にこの複合体をヒト血清と1:1容積比で37℃で30分間混合した。対照複合体は、
ヒト血清と混合しないか、又は熱失活したヒト血清と混合するかのいずれかであった。
複合体をCR1発現細胞と共に37℃で30分間インキュベートした。細胞を洗浄し、
フローサイトメトリーによってDylight 650蛍光を検出することにより免疫複
合体の捕捉に関して分析した。
2.マクロファージへの免疫複合体トランスファー
100nMホルボールミリステートアセテート(PMA)と共に37℃で24時間イン
キュベートすることにより、培養U937単球を活性化した。免疫複合体で被覆された細
胞(上記参照)を活性化U937マクロファージと共に37℃で30分間インキュベート
した。この共培養物をフローサイトメトリーによって分析した。FSC/SSCゲーティ
ングによってマクロファージを同定した。マクロファージ集団のDylight 650
蛍光を検出することにより、マクロファージにおける免疫複合体の存在を分析した。
図6は、培養赤血球系細胞で外因的に過剰発現する補体受容体1(CR1)の生化学的
活性及び生物学的活性を示す。
図6Aは、インビトロでの免疫複合体の捕捉として定義されるCR1の生化学的活性を
示す。黒色のヒストグラムは、培養赤血球系細胞で過剰発現したCR1によるBSAベー
スの免疫複合体の捕捉を示す。網掛けのヒストグラムは、ヒト補体を欠くBSA及びIg
Gの複合体との最小バックグラウンド結合を示し、結合イベントがCR1媒介性であるこ
とを実証している。
図6Bは、培養赤血球系細胞からマクロファージへの捕捉された免疫複合体のトランス
ファーとして定義されるCR1の生物学的活性を示す。これは、当該技術分野における標
準アッセイであり、以下を参照されたい:Repik et al.2005 Clin
Exp Immunol.140:230;Li et al.2010 Infec
tion Immunity 78(7):3129。トランスファーはフローサイトメ
トリーによって評価され、マクロファージにおける標識された免疫複合体から生じる蛍光
の強度として計測される。このアッセイでは、免疫複合体無しにインキュベートされるマ
クロファージ(黒色のバー)は蛍光にならない。補体を欠く(従ってCR1に結合しない
)BSA及びIgGの複合体と共にインキュベートするマクロファージは、培養CR1過
剰発現赤血球系細胞の存在とは無関係に、少量の免疫複合体のみを取り込む(塗り潰した
灰色のバー)。この取込みは、U937細胞のFc−γ受容体がIgG分子のFc領域と
相互作用することに起因する可能性が高い。CR1過剰発現細胞の非存在下で免疫複合体
(BSA+IgG+補体)と共にインキュベートされるマクロファージは(網掛けのバー
、左)、恐らくは同じFc−γの媒介による方法によって補体の非存在下と同じ量の免疫
複合体を取り込む。しかしながら、CR1過剰発現細胞の存在下で免疫複合体と共にイン
キュベートされるマクロファージ(網掛けのバー、右)は、蛍光によって計測するとき略
2倍の数の免疫複合体を取り込む。
これらのデータは、培養赤血球系細胞におけるCR1過剰発現が前記赤血球系細胞上の
免疫複合体の捕捉を可能にし、赤血球系細胞からマクロファージへの免疫複合体のトラン
スファーを促進し、マクロファージによって取り込まれる免疫複合体の速度及び数を大幅
に増加させることを決定的に実証している。
実施例24:scFvの活性
図7は、膜貫通タンパク質GPAとの融合物として培養赤血球系細胞の表面上で外因的
に発現する抗体scFvの生化学的活性及び生物学的活性を示す。
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。グリコホリンAのリーダー配列
、B型肝炎表面抗原に特異的な抗体scFv(scFv、Bose 2003,Mole
cular Immunology 40:617に記載される)、HAエピトープタグ
、[Gly−3−Ser]2可動性リンカー、及びグリコホリンAの本体をコードするト
ランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによっ
てアセンブルした。このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりレンチウイルス
形質導入によって赤血球系細胞に導入した。トランス遺伝子発現を、抗HA抗体(Abc
am)を使用して本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって評価した。
この細胞を本明細書に記載されるとおり培養して最終分化させた。抗体scFvの生化学
的活性は、標的タンパク質、この場合B型肝炎表面抗原(HBsAg)との結合に関して
フローサイトメトリーによって評価した。組換えHBsAgタンパク質(Abcam)を
Dylight−650フルオロフォア(Pierce)で標識した。scFv発現細胞
を100nMの標識タンパク質とインキュベートし、PBS中で洗浄し、Dylight
650蛍光に関して本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって分析し
た。
抗体scFvの生物学的活性は、フローサイトメトリーによって検出されるHBsAg
のインビボ捕捉によって評価した。組換えHBsAgタンパク質(Abcam)をDyl
ight−650フルオロフォア(Pierce)で標識した。scFv発現細胞をCF
SE(Sigma)で蛍光標識した。免疫不全NSGマウス(Jackson labs
)に約400pmolの標識HBsAgを尾静脈注射した。数分後、同じマウスに2×1
個のscFv発現細胞を注射した。一定の間隔で血液を顎下穿刺によってEDTA入
りチューブに採取した。採取した血液細胞を洗浄し、本明細書に記載されるとおりフロー
サイトメトリーによって分析した。ヒト細胞はCFSE陽性であると特定された。ヒト細
胞におけるDylight 650蛍光としてHBsAgの捕捉を検出した。
図7A〜図7Bは、その同種抗原、B型肝炎表面抗原(HBsAg)の結合として定義
される抗体scFvの生化学的活性を示す。図7Aにおいては、抗体scFvを発現する
細胞(黒色)又はそれを発現しない細胞(灰色網掛け)を450nM HBsAgと共に
インキュベートし、ビオチン化抗HBsAg抗体及び蛍光ストレプトアビジンで染色する
。抗体scFvを発現する細胞(この培養物中の細胞の約45%)は抗原と結合する。図
7Bにおいては、抗体scFvを発現する細胞を様々な濃度のHBsAgと共にインキュ
ベートして上記のとおり染色し、結合イベントが用量依存性であって、親和性が約10n
Mであることが示される。
図7C〜図7Dは、マウスにおいて循環中にある間の同種抗原HBsAgの捕捉として
定義される抗体scFvの生物学的活性を示す。この実験では、免疫不全NSGマウスに
約400pmolの蛍光標識HBsAgを尾静脈注射した。5分後、培養除核赤血球系細
胞(7C)又は外因性抗体scFvを発現する培養除核赤血球系細胞(7D)を尾静脈注
射した。注射前、全ての培養細胞をCFSE蛍光色素で標識した。6時間後に血液を採取
し、フローサイトメーターで分析し、CFSE+ヒト細胞でゲーティングした。裸の培養
細胞はHBsAgに結合しなかったが(7C)、一方、抗体scFv発現細胞はHBsA
gに結合する(7D)。生化学的活性実験と一致して、この培養物中の細胞の約45%が
抗体−scFvを発現する。
これらのデータは、抗体scFvが培養赤血球系細胞の表面上で発現するとき生化学的
活性であること、及び赤血球系細胞上の抗体scFvがインビボで循環中にあるときその
標的に結合可能であることを実証している。これは、循環中の物質の捕捉、隔絶、及びク
リアランスが所望される治療手法にとって深い意味を有する。
実施例25:活性 − 循環クリアランス
図8は、標的の循環クリアランスに使用される表面分子捕捉剤の生化学的活性及び生物
学的活性の両方を示す。
捕捉剤、この場合HAポリペプチド及びビオチンの生化学的活性は、標的タンパク質、
この場合抗HA抗体及び抗ビオチン抗体との結合に関してフローサイトメトリーによって
評価した。捕捉剤の生物学的活性は、フローサイトメトリー及び血漿タンパク質定量化に
より検出するときの標的タンパク質のインビボ捕捉及びクリアランスによって評価した。
1.化学的に修飾された細胞による抗ビオチン抗体の捕捉
正常ヒトドナー由来の赤血球を購入した(Research Blood Compo
nents)。細胞をCFSE(Sigma)によって製造者の指示に従い37℃で20
分間標識した。次に、0.02容積の2mMストックビオチン試薬を使用して細胞を製造
者の指示に従いNHS−ビオチン(Sigma)で室温で30分間ビオチン化した。抗ビ
オチン抗体(Abcam)をDylight 650(Pierce)で蛍光標識した。
標識抗ビオチン抗体及びCFSE蛍光を検出マーカーとして使用してフローサイトメトリ
ーによって細胞の標識効率を評価した。250ugの標識抗体をNSGマウス(Jack
son Labs)に尾静脈から静脈内注射した。4時間後、1×10個のビオチン化
細胞を尾静脈から静脈内注射した。一定の間隔で血液を顎下穿刺によってEDTA入りチ
ューブに採取した。採取した血液細胞を洗浄し、本明細書に記載されるとおりフローサイ
トメトリーによって分析した。ヒト細胞はCFSE陽性であると特定された。ヒト細胞に
おけるDylight 650蛍光として抗ビオチン抗体の捕捉を検出した。採血からの
血漿をELISAによってビオチン被覆マイクロプレート(Pierce)を使用して製
造者の指示に従い分析し、循環中の抗体レベルを検出した。
2.トランスジェニック培養細胞による抗HA抗体の捕捉
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。グリコホリンAシグナル配列、
HAエピトープタグ、グリコホリンAコード配列、ウイルスT2A切断可能配列及びGF
Pをコードするトランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載されるとおりギブソン
アセンブリによってアセンブルした。このトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとお
りレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。この細胞を本明細書に記載
されるとおり培養して最終分化させた。Dylight 650(Pierce)及びG
FP蛍光で蛍光標識した抗HA抗体(Life Technologies)を使用して
、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって細胞を分析し、両方のトラ
ンス遺伝子の発現を検出した。250ugの標識抗HA抗体をNSGマウス(Jacks
on Labs)に尾静脈から静脈内注射した。4時間後、1×10個の培養細胞を尾
静脈から静脈内注射した。一定の間隔で血液を顎下穿刺によってEDTA入りチューブに
採取した。採取した血液細胞を洗浄し、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリ
ーによって分析した。ヒト細胞はCFSE陽性であると特定された。ヒト細胞におけるD
ylight 650蛍光として抗HA抗体の捕捉を検出した。採血からの血漿をELI
SAによってHAペプチド被覆マイクロプレート(Pierce)を使用して製造者の指
示に従い分析し、循環中の抗体レベルを検出した。
図8は、(8A〜8B)GPAとの融合物として培養赤血球系細胞の表面上で発現する
ポルペプチド(polpeptide)HA、及び(8C〜8D)初代赤血球の表面に化
学的にコンジュゲートしたビオチンの生化学的活性及び生物学的活性を示す。生化学的活
性は、インビトロでの標的タンパク質の捕捉として定義される。生物学的活性は、インビ
トロでの標的タンパク質のクリアランスの亢進として定義される。
図8Aにおいては、GPAのN末端との融合物として発現するHAポリペプチドが、イ
ンビボでマウス抗HA抗体を捕捉する。NSGマウスに蛍光標識マウス抗HA抗体を注射
し、続いて表面上にGPAとの融合物としてHAエピトープタグを発現しない(上)、或
いは発現する(下)培養ヒト赤血球系細胞を注射した。血液を採取し、細胞をフローサイ
トメーターで分析した。x軸はCFSE蛍光を表す。y軸は抗HA抗体Dylight
650蛍光を表す。両方の試料でCFSE陽性培養ヒト赤血球が観察されるが、HAエピ
トープタグを発現する細胞のみが、循環抗HA抗体を捕捉することが可能である。
図8Bにおいては、マウスに抗HA抗体を注射し、次に任意選択で、その表面上にGP
Aとの融合物としてHAペプチドを発現しない、或いは発現する培養ヒト赤血球系細胞を
注射した。複数の時点で血漿を採取し、血漿中の抗HA抗体レベルを、HAペプチド被覆
プレートを基質として使用してELISAによって評価した。抗HA抗体のみ(白色の丸
、実線−このマウスは120分後に治療とは無関係な原因によって死亡した)又は抗HA
抗体と、続いてその表面上にHAペプチドを発現しない細胞(破線)を注射したマウスは
、細胞の注射後24時間まで循環中に有意な抗体を有する。対照的に、抗HA抗体と、続
いてその表面上にHAペプチドを発現する細胞を注射したマウスは、数分以内に標的抗体
が枯渇する。このデータは、その表面上に外因性抗原ポリペプチドを発現する培養赤血球
系細胞によって標的抗体が循環から急速且つ特異的に除去されることを決定的に実証して
いる。
図8Cにおいては、アミン官能化化学によって赤血球系細胞の表面にコンジュゲートし
たビオチン分子が、マウス抗ビオチン抗体を捕捉する。これらの例のいずれにおいても、
捕捉はフローサイトメトリーによって評価した。CFSE標識され且つビオチン化された
細胞は、蛍光抗ビオチン抗体で染色したときダブルポジティブとして現れ(下側のドット
プロット)、一方、ビオチン化されていないCFSE標識細胞は、シングルポジティブと
して現れるのみである(上側のドットプロット)。
図8Dにおいては、マウスに抗ビオチン抗体を注射し、次に任意選択で、その表面上で
ビオチンにコンジュゲートされていない、又はコンジュゲートされている培養ヒト赤血球
系細胞を注射した。複数の時点で血漿を採取し、血漿中の抗ビオチン抗体レベルを、ビオ
チン被覆プレートを基質として使用してELISAによって評価した。抗ビオチン抗体の
み(白色の丸、実線)又は抗ビオチン抗体と、続いてその表面上でビオチンにコンジュゲ
ートされていない細胞(破線)を注射したマウスは、細胞の注射後24時間まで循環中に
有意な抗体を有する。対照的に、抗ビオチン抗体と、続いてその表面上でビオチンにコン
ジュゲートされている細胞を注射したマウスは、数分以内に標的抗体が枯渇する。このデ
ータは、その表面上に外因性抗原ポリペプチドを含む培養赤血球系細胞によって標的抗体
が循環から急速且つ特異的に除去されることを決定的に実証している。
総合して、これらのデータは、外因性抗原発現EHC上の好適な外因性抗原が循環中に
あるときインビボでその標的分子を結合して標的分子の急速な循環クリアランスを媒介し
得ることを決定的に実証しており、これは治療上、深い意味を有する。
実施例26:補体調節因子の活性
外因性抗原発現EHCの補体調節活性は、当該技術分野において公知の標準CH50及
びAH50アッセイによって評価する(例えば、Kabat et al.1961 E
xp Immunochem pp.133−239及びPlatts−Mills e
t al.1974 J Immunol 113:348を参照)。
簡潔に言えば、CH50アッセイは標的細胞としてヒツジ赤血球(SRBC)を利用す
る。簡潔に言えば、GVB(2+)緩衝液(Ca2+及びMg2+含有ゼラチン/ベロナ
ール緩衝生理食塩水)、pH7.35に1×10個のSRBC/mlを含有する懸濁液
を調製する。溶血素(ウサギ抗ヒツジ抗血清)を力価測定して、SRBCを感作するのに
最適な希釈を決定する。希釈した溶血素(1:800)を等容積のSRBC(1×109
SRBC/)と混合し、全てを37℃で15分間インキュベートする。これにより5×1
/mlの抗体被覆赤血球(EA)が得られる。EA(100μl)を、正常ヒト血清
(NHS)の100μlの5つの段階2倍希釈物(1:20、1:40、1:80、1:
160、及び1:320)又はNHSと外因性抗原発現EHCとの混合物の同様の希釈物
と共に37℃で1時間インキュベートする。GVB2+緩衝液とインキュベートするNH
Sを対照として使用する。EAを緩衝液単独(血清を加えない)と共にインキュベートす
ることによりバックグラウンド対照を得て、EAに蒸留水を加えることにより総溶解(1
00%溶血)を決定する。1.2mlの氷冷0.15M NaClを使用して反応を停止
させ、混合物をスピンして非溶解細胞をペレット化し、上清の光学濃度を分光光度法(4
12nm)で決定する。100%溶解対照と比べた溶血パーセンテージを決定する。アッ
セイ混合物中の細胞の50%を溶解させるために必要な血清希釈度を決定することにより
、補体活性を定量化する。結果は、この希釈度の逆数としてCH50単位/ml血清単位
で表す。
簡潔に言えば、AH50アッセイは、第二経路の活性化によるヒト血清による非感作ウ
サギ赤血球(Erab)の溶解に依存する。アッセイ緩衝液にカルシウムキレーターエチ
レングリコール四酢酸(EGTA)を加えることによりカルシウム依存性古典経路の活性
化を阻止し、及びこの緩衝液に、両方の経路に必要なマグネシウムを加える。簡潔に言え
ば、GVB−Mg2+−EGTA緩衝液にウサギRBC(2×10細胞/ml)の細胞
懸濁液を調製する。正常ヒト血清(NHS)の段階1.5倍希釈物(1:4、1:6、1
:9、1:13.5、及び1:20.25)又はNHSと外因性抗原発現EHCとの混合
物の同様の希釈物をGVB−Mg2+−EGTA緩衝液に調製し、100μlの各血清希
釈物を50μlの標準化Erabに加える。GVB−Mg2+−EGTA緩衝液とインキ
ュベートしたNHSを対照として使用する。次にこの混合物を、振盪水浴中で細胞を懸濁
下に保ちながら37℃で60分インキュベートし、1.2mlの氷冷NaCl(0.15
M)を使用して反応を停止させる。チューブを1250g、4℃で10分間スピンして細
胞をペレット化し、上清の光学濃度を分光光度法(412nm)で決定する。バックグラ
ウンド対照は100μlのGVB−Mg2+−EGTA緩衝液、及び50μlのErab
を有し、10%の総溶解を超えない。総溶解物対照チューブにおいて50μl Erab
懸濁液に100μlの蒸留水を加え、100%溶解対照と比べた溶血のパーセンテージを
決定する。アッセイの結果を計算し、アッセイ混合物中の細胞の50%を溶解させるため
に必要な血清希釈度を決定することにより、補体活性を定量化する。結果は、この希釈度
の逆数としてAH50単位/ml血清単位で表す。
実施例27:血小板に負荷したチミジンホスホリラーゼの活性
C末端にHAタグを有するチミジンホスホリラーゼをコードするトランス遺伝子を、本
明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによって構築する。本明細書に記載される
とおり前駆細胞から血小板を培養する。本明細書に記載されるとおりレンチウイルス形質
導入によってトランス遺伝子を培養血小板前駆細胞に導入する。培養血小板内でのチミジ
ンホスホリラーゼの発現を、本明細書に記載されるとおり、抗HA検出抗体を使用してウ
エスタンブロッティングにより評価する。
チミジンからチミンへの変換率を定量化することにより、血小板試料においてチミジン
ホスホリラーゼ活性を決定する。予備実験を行って、時間及び酵素希釈度に対する線形代
謝産物形成動態を決定する;この方法は、4.0〜719nmol/分/mlのチミンホ
スホリラーゼ範囲(10〜9088の試料希釈度範囲に対応する)に対し、16分まで線
形であることが示される。解凍した試料を125mMトリス−HCl、pH7.4で1:
710希釈することにより、透析前試料培養血小板及び対照血小板試料のライセートを調
製する。次に25ulの血小板溶解物を100ulリン酸ナトリウム緩衝液(100mM
、pH6.5)及び25ulチミジン標準(10mM)に加え、混合し、37℃で10分
間インキュベートする。この反応は25ulの40%TCAで停止させる。血小板溶解物
を加える前にTCAをリン酸ナトリウム緩衝液/チミジンインキュベーション混合物に加
えることにより、アッセイブランクを調製する。試料を13,400×gで2分間遠心し
、上清を振盪機において水飽和ジエチルエーテルで2分、2回洗浄して、TCAを抽出す
る。エーテルがHPLC分離を妨害しないように、マトリックスを5分間曝気してエーテ
ルを蒸発させることにより、有効な除去を達成する。HPLCに10ulの試料容積を投
入する。
基質及び生成物のクロマトグラフ分離は、Waters Alliance HPLC
2795システムを使用した均一濃度溶離による逆相クロマトグラフィーを用いて達成
する。予め充填されたC18カラム(Spherisorb ODS 125mm×4.
6mmID、5um粒度、Waters)を固定相として使用した。HClでpH2.7
0に調整したイオン対生成剤硫酸水素テトラブチルアンモニウム(5mM)を含有する酢
酸アンモニウム(40mM)の移動相を使用して、1.0ml/分の流量で送り、8分の
ラン時間で分析物を溶離させる。UV検出は254nm及び0.1吸光度単位フルスケー
ルである。スペクトルを純粋標準と比較して代謝産物を同定する。
実施例28:血小板によって提示されるグッドパスチャー抗原の活性
介在するHAタグを有してCD42b(GP1B、genbank AAH27955
.1)のN末端に融合したコラーゲンα3(IV)(COL4A3)NC1ドメイン抗原
をコードするトランス遺伝子を、本明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによっ
て構築する。血小板を本明細書に記載されるとおり前駆細胞から培養する。本明細書に記
載されるとおりレンチウイルス形質導入によってトランス遺伝子を培養血小板前駆細胞に
導入する。培養血小板における外因性抗原の発現を、本明細書に記載されるとおり抗HA
検出抗体を使用するフローサイトメトリーによって評価する。
グッドパスチャー症候群に罹患している患者から血清を採取し、その血清を市販のEL
ISA(MyBioSource COL4A3 ELISAキット)によって抗COL
4A3抗体に関して試験する。この抗COL4A3血清を一次検出抗体として使用し、及
び蛍光抗ヒトIgGを二次検出抗体として使用して、抗原を発現する血小板の結合能を本
明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって評価する。
この抗原を発現する血小板を使用して、インビボでの血小板によって促進される循環抗
原のクリアランスをマウスにモデル化する。NSGマウスに、Dylight 650色
素で蛍光標識した100uLのマウス抗ヒトCOL4A3抗体(Creative Bi
oMart)を注射する。次に外因性抗原を発現するCFSE標識培養血小板(1マウス
当たり10)を尾静脈から注射する。10分、30分、2時間、12時間、及び24時
間で顎下部位から血液を採取する。血液を遠心して多血小板画分を収集し、次にそれを染
色して、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって分析する。CFSE
−Dylight 650ダブルポジティブ集団をトラッキングすることにより、血小板
による抗体捕捉を決定する。
実施例29:インビボ活性(マウス)
本明細書に記載されるとおりマウス赤血球系細胞を培養する。赤血球系前駆細胞に、本
明細書に記載されるとおりレンチウイルスを使用して、好適である、例えば補体受容体1
(CR1)をコードする外因性抗原ポリペプチドトランス遺伝子を形質導入する。本明細
書に記載されるとおり細胞を培養して最終分化させる。細胞における外因性タンパク質の
存在を、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって評価する。細胞の検
出を促進するため、細胞を蛍光色素、例えばCFSE(Sigma Aldrich)で
製造者の指示に従い標識する。ループスのNZBWF1/Jマウスモデル、又は好適な外
因性抗原ポリペプチドに対応する他の適切な疾患若しくは活性モデルに細胞を注射し、約
1×10個の細胞を尾静脈から注射する。複数の時点で顎下穿刺によって血液を採取す
る。ラジ細胞アッセイによって血漿中の免疫複合体レベルを検出する。例えば、Theo
filopoulos et al.976,J Clin Invest 57(1)
:169を参照されたい。採取した血液試料中のCFSE蛍光細胞の割合をトラッキング
することにより、培養細胞の薬物動態を本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリ
ーによって評価する。マウスの全般的な健康を、免疫複合体沈着及び炎症媒介性の損傷を
トラッキングするための腎組織の組織学を含め、肉眼的剖検によって評価する。
実施例30:迅速スクリーニング
細胞株、例えば293T及びK562は、発現及び培養サイクル(約1日)が培養赤血
球系細胞(数日〜数週間)と比較して短い。これらの細胞株を使用して、好適な外因性抗
原ポリペプチドをコードする遺伝子ライブラリを高速で繰り返し適用し、最も高い発現又
は活性を有する外因性抗原ポリペプチドを同定することができる。
好適な外因性抗原ポリペプチドトランス遺伝子、例えば補体受容体1(CR1)の完全
長及びより短い変異体のライブラリを、本明細書に記載されるとおりポリメラーゼ連鎖反
応及びギブソンアセンブリによって構築する。このトランス遺伝子のライブラリを、本明
細書に記載されるとおりリポフェクタミンを使用してマイクロタイタープレートにおいて
並行方式でHEK293T細胞にトランスフェクトし、本明細書に記載されるとおりレン
チウイルスを使用してK562細胞に形質導入する。24〜48時間後に外因性抗原の発
現を本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって評価する。本明細書に記
載されるとおりフローサイトメトリーで検出される蛍光免疫複合体の捕捉により、及び本
明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーで検出される培養単球への蛍光免疫複合
体のトランスファーにより、ライブラリ中の外因性抗原の各々の活性を評価する。次にラ
イブラリからの最も機能性である(例えば、最も高度に発現する、最も多く免疫複合体を
捕捉する、又は免疫複合体を単球に最良にトランスファーする)外因性抗原を、本明細書
に記載されるとおりレンチウイルスを使用して本明細書に記載されるとおり並行赤血球系
細胞培養物に個々に形質導入する。培養赤血球系細胞における各外因性抗原の発現は、本
明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって評価する。培養赤血球系細胞に
おける各外因性抗原の活性は、本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーで検出
される蛍光免疫複合体の捕捉により、及び本明細書に記載されるとおりフローサイトメト
リーで検出される培養単球への蛍光免疫複合体のトランスファーによって評価する。
実施例31:インビボでのRBCのクリアランス速度の評価
免疫不全マウスモデルにおいてインビボで赤血球系細胞のクリアランス速度を評価した
。−1日目にNSGマウスを100uLのクロルドネートリポソーム(clordona
te liposome)(Clodrosomes.com)溶液で処置し、マクロフ
ァージを選択的に枯渇させた。細胞を蛍光タグCFSEで標識し、約1×10個の細胞
を各マウスに尾静脈から注射した。一定の間隔で血液を顎下穿刺によって採取し、血液細
胞を回収した。細胞を抗ヒトGPA抗体で共染色し、フローサイトメトリーによって分析
した。ヒト赤血球系細胞は、CFSEシグナルによって、及びヒトGPAシグナルによっ
てマウス赤血球系細胞と区別された。
治療上の適用には、培養赤血球系細胞、及び細胞内か或いは表面上に外因性タンパク質
を含有する培養赤血球系細胞が、生体内で正常に循環することが重要である。これは、標
準的な免疫不全マウスモデルを使用して図9に示される。図9Aにおいては、注射したマ
ウスから採取した血液をフローサイトメーターで分析する。培養ヒト赤血球系細胞は、プ
ロットの右上の象限に、CFSE及びヒト−GPAがダブルポジティブと同定される。図
9Bにおいては、マウスにヒト赤血球(塗り潰しの丸)、培養除核赤血球系細胞(破線上
の菱形)、細胞内外因性タンパク質を発現する培養除核赤血球系細胞(点線上の四角形)
及び表面外因性タンパク質を発現する培養除核赤血球系細胞(白色の三角形)を注射した
。ヒト細胞のクリアランス速度は、最初の時点(注射後20分)に対してスケーリングし
た時間に対する残存CFSE+細胞のパーセンテージとして計測される。4つの試料間に
クリアランス速度の有意な差はない。
これらのデータは、培養除核赤血球系細胞の循環が正常ヒト赤血球と実質的に同様であ
ることを明らかに実証している。さらに、細胞内空間又は細胞の表面上のいずれで発現す
る外因性タンパク質も、これらの細胞の循環挙動に実質的に影響を及ぼさない。これは、
この技術の治療的解釈にとって重要な結果である。
実施例32:有害循環事象の評価
循環中の培養赤血球系細胞によって引き起こされる有害事象の発生を、培養赤血球系細
胞を注射した動物における血中のフィブリノゲン崩壊産物の検出及び組織学によって評価
した。
フィブリノゲン崩壊産物の検出。本明細書に記載されるとおりマウスに培養赤血球系細
胞を注射した。マウスから血液を顎下穿刺によってEDTA入りチューブに採取した。遠
心によって細胞を分離し、血漿を収集した。マウス血漿中のフィブリノゲン崩壊産物フィ
ブリノペプチドA及びフィブリノペプチドBのレベルをELISA(MyBiosour
ce)によって製造者の指示に従い計測した。
組織学。同じマウスの組織試料を死体解剖後に採取した。組織をトリミングし、パラフ
ィンワックスに包埋して切片化した。組織切片をH&E染色及びトリクロム染色によって
染色した。10倍及び20倍の拡大率で顕微鏡像を撮った。
治療上の適用には、培養赤血球系細胞及び外因性タンパク質を(細胞内又は表面上のい
ずれかに)含む培養赤血球系細胞が凝固カスケードの活性化及び組織血栓形成などの有害
事象を誘導しないことが重要である。
図10A及び図10Bは、(1)ヒト赤血球、(2)培養除核赤血球系細胞、(3)細
胞内外因性タンパク質を発現する培養除核赤血球系細胞、(4)表面外因性タンパク質を
発現する培養除核赤血球系細胞、及び(5)組換えタンパク質単独を注射したマウスに関
するマウス血漿中のフィブリノペプチドA及びBのレベルを示す。凝固カスケードのフィ
ブリノゲン崩壊及び活性化マーカーであるフィブリノペプチドA及びBのレベルは、全て
の試料で実質的に同程度である。
図10C及び図10Dは、培養除核赤血球系細胞(10C)及び組換えタンパク質(1
0D)を注射したマウスに関する脾臓の組織染色切片を示す。組織間に実質的な差はなく
、試料のいずれの間においても、脾臓、肝臓、肺、脳、心臓、及び腎臓に同定可能な組織
損傷は観察されなかった。
これらのデータは、外因性タンパク質を含む又は含まない培養赤血球系細胞が、マウス
において循環中にある間にいかなる有害事象も誘導しないことを決定的に実証している。
実施例33:循環中における外因性タンパク質保持の評価
培養除核赤血球系細胞内及びその上での外因性タンパク質の保持をフローサイトメトリ
ー及びウエスタンブロッティングによって評価した。
1.フローサイトメトリーによって評価した外因性タンパク質の保持
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。グリコホリンAシグナル配列、
B型肝炎表面抗原に特異的な抗体scFv、HAエピトープタグ、及びグリコホリンAコ
ード配列をコードするトランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載されるとおりギ
ブソンアセンブリによってアセンブルした。このトランス遺伝子を、本明細書に記載され
るとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。この細胞を本明細書
に記載されるとおり培養して最終分化させた。細胞をCFSEで蛍光標識し、免疫不全N
SGマウス(Jackson Labs)に尾静脈から注射した(1マウス当たり1×1
細胞)。一定の間隔で血液を顎下穿刺によって採取した。採取した細胞を蛍光抗HA
抗体(Abcam)で染色し、フローサイトメトリーによって分析した。ヒト細胞をCF
SE+細胞と同定し、エピトープタグに関しても陽性染色されたCFSE+細胞の画分に
よって外因性タンパク質保持を評価した。
2.ウエスタンブロットによって評価した外因性タンパク質の保持
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。アデノシンデアミナーゼ及びH
Aエピトープタグをコードするトランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載される
とおりギブソンアセンブリによってアセンブルした。このトランス遺伝子を、本明細書に
記載されるとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。この細胞を
本明細書に記載されるとおり培養して最終分化させた。細胞をCFSEで蛍光標識し、免
疫不全NSGマウス(Jackson Labs)に尾静脈から注射した(1マウス当た
り1×10細胞)。一定の間隔で血液を顎下穿刺によって採取した。採取した細胞を洗
浄し、溶解し、HAエピトープタグに対する検出抗体で本明細書に記載されるとおりウエ
スタンブロットによって分析した。
治療上の適用には、細胞内或いは表面上に外因性タンパク質を含む培養赤血球系細胞が
循環中にある間にこれらのトランス遺伝子を保持することが重要である。当該技術分野に
おいては、赤血球系細胞が循環中にあるとき、成熟し及び成熟するに従い基本的な機能に
不要なタンパク質を除去する厳密なプログラムを受けることが広く仮定されている点を考
えると、これは軽視できない成果である(Liu J et al.(2010)Blo
od 115(10):2021−2027,Lodish HF et al.(19
75)Developmental Biology 47(1):59)。
図11は、培養除核赤血球系細胞内及びその上で発現する外因性タンパク質が循環中に
保持されたことを示す。図11Aでは、マウスに、抗体scFvを表面上に発現する培養
除核赤血球系細胞を注射した。抗体scFv陽性細胞の割合は約50%で始まり、複数日
の循環試験の継続期間中そのまま一定に保たれた。図11Bでは、マウスに、HAタグを
有する細胞質酵素を発現する培養除核赤血球系細胞又はHAタグを有する組換え酵素のい
ずれかを注射した。ウエスタンブロットで分析したとき、実験の継続期間にわたり酵素が
培養細胞内に保持されたことは明らかである。バンド強度の低下は実験中の細胞のクリア
ランスに起因し、前記細胞から外因性酵素が外れたことによるものではない。
これらのデータは、培養除核赤血球系細胞内及びその上で発現する外因性タンパク質が
循環中において細胞内及びその上に保持されることを明らかに実証しており、これは治療
上の関連性に大きい且つ前例のない意味を有する。
実施例34:インビボでの半減期延長の評価
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養した。アデノシンデアミナーゼ及びH
Aエピトープタグをコードするトランス遺伝子コンストラクトを、本明細書に記載される
とおりギブソンアセンブリによってアセンブルした。このトランス遺伝子を、本明細書に
記載されるとおりレンチウイルス形質導入によって赤血球系細胞に導入した。この細胞を
本明細書に記載されるとおり培養して最終分化させた。細胞をCFSEで蛍光標識し、免
疫不全NSGマウス(Jackson Labs)に尾静脈から注射した(1マウス当た
り1×10細胞)。一定の間隔で血液を顎下穿刺によって採取した。採取した細胞を洗
浄し、溶解し、HAエピトープタグに対する検出抗体で本明細書に記載されるとおりウエ
スタンブロットによって分析した。
C末端にHAタグを有するアデノシンデアミナーゼをコードするトランス遺伝子を、本
明細書に記載されるとおりギブソンアセンブリによって構築した。このトランス遺伝子を
、本明細書に記載されるとおりリポフェクタミントランスフェクション(Life Te
chnologies)によってHEK−293T細胞に導入した。7日後にHAアフィ
ニティー樹脂(Pierce)を使用して製造者の指示に従い細胞培養上清からタンパク
質を精製した。タンパク質濃度は280nmの光の吸光度によって評価した。タンパク質
(40ug)を免疫不全NSGマウス(Jackson Labs)に尾静脈から注射し
た。一定の間隔で血液を顎下穿刺によって採取した。血漿をHAエピトープタグに対する
検出抗体で本明細書に記載されるとおりウエスタンブロットによって分析した。
図11Bでは、マウスに、HAタグを有する細胞質酵素を発現する培養除核赤血球系細
胞又はHAタグを有する組換え酵素を注入した。ウエスタンブロットで分析したとき、可
溶性形態で注入したときと比較して、循環細胞内で発現したときには酵素の循環半減期が
有意に延長されることは明らかである。
実施例35:インビボでのクリアランス速度の評価 − 血小板
外因性チミジンホスホリラーゼを発現する血小板の集団を、本明細書に詳説される手順
を用いて培養し、CFSEで標識し、NSGマウスに尾静脈から注射する。ヒト供給源の
天然血小板の集団を同様にCFSEで標識し、別のマウスに注射する。両方のマウスから
10分、1時間、4時間、8時間、24時間、及び48時間の時点で試料を採取し、フロ
ーサイトメトリーを用いて血小板循環レベルを定量化する。天然血小板と培養血小板の半
減期を比較する。
実施例36:有害循環事象の評価 − 血小板
治療上の適用には、培養血小板及び外因性タンパク質を(細胞内又は表面上のいずれか
に)含む培養血小板が凝固カスケードの活性化及び組織血栓形成などの有害事象を誘導し
ないことが重要である。培養血小板をNSGマウスに尾静脈から注射した後、ELISA
によって製造者のプロトコルに従い(MyBiosource)マウス血漿中のフィブリ
ノゲン崩壊産物フィブリノペプチドA及びフィブリノペプチドBを検出する。死体解剖後
、NSGマウスの組織試料を採取する。組織はトリミングし、パラフィンワックスに包埋
して切片化する。組織切片をH&E染色及びトリクロム染色によって染色する。10倍及
び20倍の拡大率で顕微鏡像を撮り、病原性の特徴について熟練の病理学者が評価する。
実施例37:循環中における外因性タンパク質保持の評価 − 血小板
培養血小板内及びその上における外因性タンパク質の保持を、フローサイトメトリー及
びウエスタンブロッティングによって評価する。
細胞内外因性タンパク質を含むCFSE標識血小板をマウスに尾静脈から注射する。一
定の間隔で血液を顎下穿刺によって採取する。血液を遠心して多血小板血漿を単離し、次
にそれを溶解して、外因性タンパク質に存在するエピトープタグを染色してウエスタンブ
ロットで分析する。
実施例38:生成用ドナー細胞の入手
インフォームドコンセントを得た後、健康CD34+幹細胞ドナーが末梢血幹細胞動員
のためにrhG−CSF(Granocyte又はNeupogen)、10ug/kg
/日s.c.を5日間受け、次に2日連続でアフェレーシスを受けて、動員されたCD3
4+HSCが収集される。動員された末梢血からFicoll密度勾配遠心法によって単
核細胞(MNC)を単離し、2部に分ける。1部は、Miltenyiプロトコルに関連
して、抗CD34被覆磁気ビーズ(Miltenyi Biotec,Inc.、Ger
many)を使用したCD34+細胞の精製に使用する。CD34+画分の純度を制御す
る。次にCD34+濃縮HSCを二段階培養法で直ちに使用するか、又は一段階培養法に
おける使用時まで凍結する。
使用する完全培地(CM)は、2mM L−グルタミン及び100IU/ml ペニシ
リン−ストレプトマイシン(Gibco、Grand Island、NY、USA)及
び10%熱失活FBS(Gibco)を補充したRPMI 1640(Eurobio、
France)である。拡大には、10%熱失活FBSを補充したIMDM(Gibco
)を使用する。組換えヒト幹細胞因子(rhSCF)、トロンボポエチン(TPO)、胎
児肝チロシンキナーゼ3リガンド(Flt−3L)、GM−CSF、及びTNF−αは、
R&Dシステム(Minneapolis、MN、USA)から購入する。
実施例39:生成用のスケールアップ
静置培養で細胞を1×10〜2×10細胞/mLの密度に維持して、赤血球系細胞
の容積を漸進的にスケールアップする。拡大段階は10/mlで播種し、3〜7回の漸
進的な容積替えを含む;100ml、500ml、1L、10L、50L、100L、1
00L。生成の過程において、細胞培地はIMDM、FBS、BSA、ホロトランスフェ
リン、インスリン、グルタミン、デキサメタゾン、βエストラジオール、IL−3、SC
F、及びエリスロポエチンの組み合わせを含む。細胞が生成バイオリアクターに播種する
のに適切な容積に達したところで、最終的なスケールアップ及び分化のために細胞を生成
バイオリアクターに移し替える。
実施例40:バイオリアクターでの細胞の培養(Wave)
WAVEバイオリアクター2/10システムを操作マニュアルに従いセットアップする
。端的には、Cellbagをロッキングユニットに組み付け、それを灌流モジュールに
置く。このバッグを空気で膨張させた後、ウエイトをゼロに設定する。続いてバッグに適
切な量の培養培地を充填し、少なくとも2時間インキュベートして培地を37℃に到達さ
せる。2つのポートを有する特別な設計のDURANガラスボトルであるトランスファー
フラスコでこのバッグに培地及び細胞を移し替える。フラスコの上部においてポートにフ
ィルタを接続する。フラスコの底の近くの他方のポートにはチューブを組み付ける。トラ
ンスファーフラスコのチューブをCellbagの供給接続部と結合する。トランスファ
ーフラスコはLAFフード内に維持し、汚染のリスクを低下させる。
灌流開始前、回収及び供給用のチュービング及び容器をCellbagに接続する。チ
ュービングは以下のとおり調製する;それぞれ3.2mm、6.4mmの内径及び外径を
有する50又は70cm長さのSaniflex ASTP−ELPシリコーンチュービ
ング(Gore/Saniflex AB)は、両端に雄型ルアーロック接続部を備える
。シリコーンチュービングを雌型ルアーロックを介してC−Flexチューブの一端に接
続する。C−Flexチューブの他端に雄型ルアーロックを組み付け、その後チュービン
グをオートクレーブ処理する。全てのチューブ上にルアーロックをジップタイで適所に保
持する。灌流に先立ち、供給及び回収の両方のため、シリコーン部品をCellbagに
接続し、C−Flex部品を5L容器(Hyclone Labtainer)に接続す
る。全ての接続は層流キャビネット内で行う。
環境要因及び代謝要因を制御すると、培養下の赤血球系細胞の転写因子及び遺伝子調節
タンパク質の発現又は活性を変えることができる。例えば、Csaszar et al
.,2009 Biotechnol Bioeng 103(2):402;Csas
zar et al.2012 Cell Stem Cell 10(2):218を
参照されたい。反応器の入出力の制御をもたらすため微量送達システムを作成し、その主
要構成要素は、内径が100umの60〜80cm長さの溶融石英毛細管(#TSP10
0375、Polymicro Technologies)である。入力端で、毛細管
には、PEEKルアーを介してMicroTightアダプター(#P−662、Upc
hurch Scientific)に接続したluer−lok先端ストックシリンジ
(#309585 BD)を送り込む。ストックシリンジはモデル33 Twinシリン
ジポンプ(#553333、Harvard Apparatus)に装填し、4℃の冷
蔵庫に保管する。出力端で、毛細管はバイオリアクターに入る:2ポートFEP細胞培養
バッグ(#2PF−0002、VueLife)を37℃、5%CO2の細胞培養インキ
ュベーター内のオービタルシェーカーに置く。毛細管を針でセルフシールゴム隔膜(#B
−IIS、InterLink)に通し、バイオリアクターの中間点まで送り込む。バイ
オリアクターの反対側のコネクタは、別のセルフシールゴム隔膜に交換する。ストックシ
リンジ及び送達毛細管は、使用前に、シリンジ及び毛細管壁にタンパク質が付着すること
を防ぐため10%ウシ胎仔血清を含有するPBS溶液で一晩ブロックする。
National Instruments LabVIEW 7.1を使用してプロ
グラムを作成し、シリンジポンプの注入を制御する。このプログラムの基本的な投与戦略
は、初回注射で濃度L1にし、待機時間t1が続き、次に各々濃度L2にする注射と、続
く待機時間t2をn回繰り返すものである。使用者が、流量、ストック濃度、初期培養容
積、注射後の所望の濃度、注射間の時間、及び総注射回数を入力する。
実施例41:免疫原性及びトレランス誘導の評価
1.マウスにおけるトレランス誘導
マウスにおいて、抗原タンパク質、この例ではオボアルブミン(OVA)を含む本発明
の細胞組成物を逐次的に3回静脈内注射することにより、トレランスを誘導し得る。−7
日目、−3日目及び−1日目、未処置マウスに遊離OVA又は本発明の細胞組成物中で発
現するOVA(細胞−OVA)のいずれかを注射する。次に、強力な免疫反応を誘導する
ためポリI:Cアジュバント(Invivogen、San Diego、CA)と混合
した抗原を2回注射して、マウスをOVAに対して免疫化する。
2.抗体力価の評価
マウス血清中のIgGレベルを標準ELISAによって判定する。簡潔に言えば、抗原
タンパク質、例えばオボアルブミン(OVA)を含む本発明の細胞組成物を注射したマウ
ス、及び遊離又は組換えOVAを注射したマウスの血液試料から種々の時点で血清を得る
。抗原としてOVA(50mM炭酸塩緩衝液中1μg/ml、pH9.7)をアッセイプ
レート上に吸着させた標準ELISAアッセイを用いる。治療前又は未治療血清について
は1:50〜1:200の範囲、及び治療後血清については1:400〜1:500,0
00の範囲で血清試料を段階希釈し、デュプリケートで試験する。吸着した組換えOVA
に対する血清中の抗OVA抗体の結合は、西洋ワサビペルオキシダーゼにコンジュゲート
した二次抗マウス免疫グロブリンを続いて発色基質で処理して比色分析によって検出する
3.T細胞応答の分析
本明細書に記載するとおり抗原タンパク質OVAに対してトレランスが誘導される。O
VAの免疫フェーズ注射の2回目の投与から7日後にマウスを安楽死させ、それらの脾臓
を採取する。0.8%塩化アンモニウム溶液(Stem−Cell Technolog
ies、Grenoble、フランス)によるRBC溶解後に70ミクロン細胞ストレー
ナーで臓器を濾すことにより、脾臓細胞懸濁液を得る。試料は全て、抗Fc受容体抗体(
精製抗CD16/32、Ozyme、San Diego、CA)と共にインキュベート
して非特異的結合を妨げてから、分析用抗体と共にインキュベートする。脾臓細胞染色に
は、以下のモノクローナル抗体(Ab)を使用する:PC5−抗CD62L(MEL14
)及びPC7−抗CD8(Biolegendから購入)。OVAペプチド−MHC四量
体(PE−Kb−SIINFEKL四量体)はBeckmann Coulterから購
入する。OVA特異的T細胞は、フローサイトメトリーにより、抗CD8及びOVAペプ
チド−MCH四量体での染色によってダブルポジティブの細胞として同定する。この細胞
集団のうち、活性化されるOVA特異的CD8 T細胞のパーセンテージを、抗CD62
L抗体染色が陽性の細胞の割合によって決定する。
4.インビボT細胞溶解アッセイ
10マイクログラム/mlのSIINFEKLペプチド(Genscript、Pis
cataway、NJ)によって未処理脾臓細胞に37℃で1時間パルスを与え、次に、
0.4μM CFSEで標識する(CFSE低)。未処理脾細胞の対照集団は4μM C
FSEで標識する(CFSE高)。CFSE低及びCFSE高細胞を1:1の比で組み合
わせ、予め本明細書に記載するとおりOVA抗原に対して寛容化したマウス又は本明細書
に記載するとおりOVA抗原で免疫化したマウスに対し、マウス当たり1×10個の細
胞を静脈内経路で注射する。16時間後、本明細書に記載するとおり脾臓単一細胞懸濁液
を調製し、フローサイトメトリーを用いて分析することにより、CFSE低/CFSE高
細胞比を決定する。
実施例42:培養赤血球系細胞の拡大及び分化を評価する
インビトロ分化細胞の拡大、分化、及び除核を評価して、トランス遺伝子の導入が培養
下の細胞の品質に悪影響を及ぼさないよう確実にすることは重要である。拡大は、細胞計
数によって評価する。分化は、フローサイトメトリー、ウエスタンブロット、及びRT−
PCRによって評価する。除核は、フローサイトメトリーによって評価する。
細胞計数による拡大速度の評価。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養する
。種々の時点で細胞を回収し、PBSで洗浄し、Countess自動セルカウンター機
器(Life Technologies)を使用してカウントする。細胞の拡大速度は
、時間に伴う細胞数の増加によって決定する。
フローサイトメトリーによる分化の評価。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を
培養する。種々の時点で細胞を回収し、PBSで洗浄し、細胞表面マーカーGPA(CD
235a)、CKIT(CD117)、及びTR(CD71)に対する蛍光抗体(Lif
e Technologiesから購入)の1:100希釈物で染色する。標識した細胞
を本明細書に記載されるとおりフローサイトメトリーによって分析する。
ウエスタンブロットによる分化の評価。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培
養する。種々の時点で細胞を回収し、PBSで洗浄し、RIPA緩衝液で溶解し、分化マ
ーカーGATA1、GATA2、バンド3、CD44、及びアクチンに対する抗体(Ab
cam)を使用して、本明細書に記載されるとおりウエスタンブロットによって分析する
フローサイトメトリーによる除核の評価。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を
培養する。種々の時点で細胞を回収し、PBSで洗浄し、グリコホリンAに対する蛍光抗
体(Life Technologies)及び核酸染色剤DRAQ5(Pierce)
により製造者の推奨する希釈度で染色し、本明細書に記載されるとおりAttuneフロ
ーサイトメーターで分析する。
顕微鏡法(ベンジジン−ギムザ)による除核の評価。本明細書に記載されるとおり赤血
球系細胞を培養した。種々の時点で細胞を回収し、PBSで洗浄し、Cytospin(
Thermo Scientific)を使用してスライド上でスピンした。細胞は、c
ytospin後に−20℃のメタノールによって室温で2分間固定し、水でリンスして
風乾した。ベンジジン錠(Sigma#D5905)を10mL PBSで溶解し、そこ
に10μLのH2O2を加えた。この溶液を0.22umシリンジフィルタでろ過した。
スライド上の細胞スポットを300〜500uLのベンジジン溶液で被覆し、室温で1時
間インキュベートし、次に水で洗浄した。ギムザ染色液を水で1:20希釈した(Sig
ma#GS500)。スライド上の細胞スポットを300〜500uLのギムザ溶液で被
覆し、室温で40分間インキュベートし、水で洗浄して風乾した。次にスライドをマウン
トし、シールした後、顕微鏡でイメージングした。
図12Aは、トランス遺伝子を含む細胞(破線及び点線)及びトランス遺伝子を含まな
い細胞(実線)に関する7日間の拡大及び分化ウィンドウにおける培養下赤血球系細胞の
拡大速度を示す。注目すべきことに、トランス遺伝子を含む培養細胞の拡大速度は、トラ
ンス遺伝子を含まない細胞の拡大速度と区別がつかない。
図12Bは、細胞表面分化マーカーGPA及びCKITに対する抗体で染色した細胞の
一連のフローサイトメトリープロットである。この特定の分化段階では、細胞が最終的な
成熟に近付くにつれ培養物はそのCKIT発現を失い、且つそのGPA発現を増加させて
いる。注目すべきことに、トランス遺伝子を含む培養細胞をこの分化尺度によってトラン
ス遺伝子を含まない培養細胞と区別することはできない。
図12Cは、表面マーカーGPAに対する抗体及び蛍光DNA染色剤で染色した細胞の
一連のフローサイトメトリープロットである。3つの細胞集団が明らかである:(1)G
PA−高及びDNA−低の細胞、除核赤血球系細胞が含まれる;(2)GPA−高及びD
NA−高の細胞、遺伝物質をなおも含む赤血球系細胞が含まれる;及び(3)GPA−低
及びDNA−高の細胞、ピレノサイト、即ち除核細胞から放出された膜に囲まれた核が含
まれる。注目すべきことに、トランス遺伝子を含む培養細胞をこの除核尺度によってトラ
ンス遺伝子を含まない培養細胞と区別することはできない。
細胞培養物へのトランス遺伝子の導入は、培養下の細胞の拡大速度、分化、又は除核速
度に特に著しい影響を及ぼさない。
実施例43:ヘモグロビン含量を評価する
1.全ヘモグロビン
赤血球ヘモグロビン含量をドラブキン試薬(Sigma−Aldrich、製品D59
41)によって製造者の指示に従い決定した。簡潔に言えば、血液細胞をこの試薬と水性
緩衝液中に合わせ、徹底的に混合し、標準的な分光光度計を使用して波長540nmの光
の吸光度を計測した。可溶性ヘモグロビン検量線を使用して細胞中のヘモグロビン含量を
定量化した。
2.RT−PCRによるヘモグロビンタイピング
細胞を溶解したと共に、全RNAを回収する。SuperScript RT−PCR
用第一鎖合成システム(First−Strand Synthesis System
for RT−PCR)(Life Technologies)によって製造者のプ
ロトコルに従い逆転写を実施した。簡潔に言えば、全RNA(5ug)を10uL H2
O中の150ngランダムヘキサマープライマー及び10nmol dNTPミックスと
共に65℃で5分間、次に氷上で1分間インキュベートした。反応マスター混合物を、2
uL 10×RT緩衝液、4uLの25mM MgCl2、2uLの0.1M DTT、
及び1uLのRNAseOUTと共に調製した。この反応混合物をRNA/プライマー混
合物に加え、素早く混合し、次に室温に2分間置いた。各チューブに1uL(50単位)
のSuperScript II RTを加え、混合し、25℃で10分間インキュベー
トした。この反応物を42℃で50分間インキュベートし、70℃で15分間熱失活させ
、次に氷上で保存した。1uLのRNアーゼHを加え、37℃で20分間インキュベート
した。次にこの反応産物、第1鎖cDNAを、RT−PCR反応に必要になるまで−20
℃で保存した。
種々のヘモグロビン遺伝子及び対照遺伝子を増幅するためのプライマーは、IDT−D
NAから購入した。プライマーは以下のとおりであった:hHBB_F − tcctg
aggagaagtctgccgt(配列番号9);hHBB_R − ggagtgg
acagatccccaaag(配列番号10);hHBA_F1 − tctcctg
ccgacaagaccaa(配列番号11);hHBA_R1 − gcagtggc
ttagcttgaagttg(配列番号12);hHBA_F2 − caacttc
aagctaagccactgc(配列番号13);hHBA_R2 − cggtgc
tcacagaagccag(配列番号14);hHBD_F − gactgctgt
caatgccctgt(配列番号15);hHBD_R − aaaggcaccta
gcaccttctt(配列番号16);hHBG2_F − cactggagcta
cagacaagaaggtg(配列番号17);hHBG2_R − tctccca
ccatagaagataccagg(配列番号18);hHBE_F − aagag
cctcaggatccagcac(配列番号19);hHBE_R − tcagca
gtgatggatggacac(配列番号20);h18S−RNA−F − cgc
agctaggaataatggaatagg(配列番号21);h18S−RNA−R
− catggcctcagttccgaaa(配列番号22)。
25uL SYBRグリーンミックス(2x)(Applied Biosystem
s)、0.5uL 第1鎖cDNA、2uL フォワード/リバースプライマーペアミッ
クス(各プライマー5pmol/uL)と共に、50uL H2Oの総容積でRT PC
R反応混合物を調製した。ABI Prism SDS 7000機器(applied
biosystems)で以下の増幅サイクルを用いて反応を実行した:50℃2分、
1サイクル;95℃10分、1サイクル;95℃15秒−>60℃30秒−>72℃30
秒、40サイクル;72℃10分、1サイクル。解離曲線分析及びRT−PCR結果はS
DS 7000機器で行った。
実施例44:培養血小板の評価分化 − FACS
培養下の血小板の分化状態は、フローサイトメトリーによって評価することができる。
巨核球(MK)は、最終的な血小板分化に先行する特徴的な細胞形態を表す。MKに向か
う成熟の程度を決定するため、1×10個の培養細胞(LAMA−84及びCD34+
細胞)を洗浄し、次に(a)抗CD41−FITC(GpIIb/IIIa;BD Bi
oscience、San Jose、CA、USA)又は抗CD71−FITC又は(
b)抗CD33−FITC、抗CD41−PE、抗CD45−PerCp及びCD34−
APC(Beckman Coulter、Fullerton、CA、USA)で標識
し、作成されたCD41細胞のパーセンテージを分析する。
倍数性の大きさを決定するため、分化型LAMA−84細胞を4℃の75%エタノール
中に一晩固定し、ヨウ化プロピジウム(PI、50μg/ml)で標識し、FACSca
libur(Becton Dickinson)を使用して分析する一方、14日目の
分化型CD34+細胞をメイ・グルンワルド/ギムザ染色後に、この染色で1細胞当たり
の核の数及びMKの特異的形態を定量化することによって顕微鏡下で定量的に分析する。
MK形態を有する細胞のみを分析する。cytospin調製物における多核細胞の存在
が、倍数体MKの存在の指標となる。分化型CD34+細胞を多核成熟MKの存在に関し
て形態によって評価する。
実施例45:培養血小板の評価分化 − qPCR
培養下の血小板の分化状態は、定量的PCRによって評価することができる。血小板R
NAを抽出して培養細胞をさらに特徴付ける。全RNAはTRIzol試薬(Invit
rogen)を使用して抽出する。各血小板調製物の純度は血小板(GPIIIa)及び
白血球(CD45)マーカーのPCR解析によって評価する。さらなる分析の前に、Bi
oanalyzer 2100(Agilent)を使用して血小板RNAの完全性を評
価する。
細胞溶解物から全RNAを回収し、市販の合成キット(Clontech)を使用して
cDNAライブラリを作成する。標識したcDNAをQuant−iT PicoGre
en dsDNAキット(Invitrogen)で定量化し、3pMに希釈してシング
ルレーンにロードし、Illumina 1Gゲノムアナライザー(Solexa)でシ
ーケンシングする。
未加工配列を一連の品質管理基準でフィルタリングする。第一に、少なくとも6ntの
3’Solexaアダプターが存在することを確認する。この基準に適合しなかった配列
リードを破棄し、一方、残りをトリミングして、3’末端にあるアダプター配列を除去す
る。残りのタグを、その長さ(>10nt)、コピー数(>4リード)及び可読性(<9
の同定されないヌクレオチド、アノテートされたN)に関してさらにフィルタリングする
。続いてこれらの基準全てに適合するリードを有効なリードとして定義する。
有効なリードを全て、miRBaseデータベースから抽出したプレマイクロRNAに
対してアラインメントする。2つ以上の前駆体と完全にマッチする配列タグをそれらの間
に均等に分布させる。ドローシャ及びダイサーの不完全な切断を考慮するため、参照成熟
マイクロRNA位置と比較したとき最大4ntのシフトを許容して成熟マイクロRNA領
域におけるプレマイクロRNAと完全にマッチした任意の配列タグが、成熟マイクロRN
Aと見なされる。マイクロRNA発現レベルは、小さいRNAの総数が不変であることを
考えると、有効なリードの総数に対して正規化した各成熟マイクロRNAをマッピングす
るリードの数として定義される。各マイクロRNAの相対的存在量は、成熟マイクロRN
Aをマッピングするリードの総数と比較した各マイクロRNAをマッピングするリードの
数として定義される。
実施例46:遠心による精製
培養細胞画分は遠心によって精製し、核及び夾雑代替密度細胞型(contamina
ting alternate−density cell types)から分離する
ことができる。細胞を200gで15分間遠心して赤血球及び網赤血球リッチ画分を単離
する。上清をピペットで取り除き、次に望ましい細胞画分を、1μMプロスタグランジン
I2の存在下で変性タイロード緩衝液(138mM NaCl、5.5mMデキストロー
ス、12mM NaHCO3、0.8mM CaCl2、0.4mM MgCl2、2.
9mM KCl2、0.36mM Na2HPO4及び20mM Hepes含有、pH
7.4)で洗浄し、同じ緩衝液に再懸濁する。
実施例47:化学的除核による精製
培養細胞の除核は、培養物に対する化学添加剤によって刺激することができ、これは精
製前に細胞の除核画分の増加を促進し得る。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を
培養する。回収の48時間前、細胞を210mM Me2SOと共にインキュベートする
。次に350×g、室温で5分間遠心することによって細胞を回収し、210mM Me
2SO及び5ug/mLのサイトカラシンB(又は他のアクチン又は核操作分子、即ちp
38 MAPK、ソラレン)を含有する新鮮培地に3×105細胞/mlのレベルで再懸
濁し、37℃でインキュベートする。核のない細胞の割合を、DRAQ5を核酸染色剤及
びグリコホリンAに対する抗体を赤血球表面分化マーカーとして使用して、本明細書に記
載されるとおりフローサイトメトリーによって評価する。
実施例48:音響泳動による精製
幾つかの機械的分離システムを使用して一様な細胞集団を得ることができる。フリーフ
ロー音響泳動は、1つの機械的分離方法に相当する(Petersson 2007,A
merican Chemical Society)。CsCl(0.22g/mL)
を含めて、栄養素添加剤と共に生理食塩水(0.9mg/mL)中に懸濁しながら、生理
食塩水に加える。培養赤血球系細胞を含有する試料懸濁液を、2つの能動的出口(1つの
出口につき流量0.10mL/分)を有する音響泳動チップ(Cell−Care)を使
用して処理する。
シリンジポンプ(WPI SP260P、World Precision Inst
ruments Inc.、Sarasota、FL)を使用してチップの流量を制御す
る。出口は全て、Teflonチュービングを使用した注入器を介して精密ガラスシリン
ジ(1005 TLL及び1010 TLL、Hamilton Bonaduz AG
、Bonaduz、スイス)に個々に接続しており、出口流量の独立した制御が可能であ
る。クリーン流体入口はシリンジポンプに接続し、及び細胞懸濁液入口はTeflonチ
ュービング(0.3mm内径)の50mm長さ部品に接続し、このチュービングの他端は
ビーカーに浸されており、そのビーカーから試料懸濁液が、正味の出口流量とクリーン流
体入口流量との差によって定義される速度で吸引される。
分離チャネルの壁間に定在波を生じさせるために使用される超音波は、チップの裏面に
取り付けられた20×20mmの圧電セラミック(Pz26、Ferroperm Pi
ezoceramics AS、Kvistgard、デンマーク)を使用して生成する
。超音波ゲル(Aquasonic Clear、Parker Laboratori
es Inc.、Fairfield、NJ)が、両者の間の良好な音響結合を確実にす
る。圧電セラミックは、関数発生器(HP 3325A、Hewlett−Packar
d Inc.、Palo Alto、CA)に接続された電力増幅器(モデル75A25
0、Amplifier Research、Souderton、PA)によって作動
する。音波が裏側からチップに入るとしても、結晶構造の3軸に沿って機械的振動が結合
する結果として、分離チャネルの側壁間に定在波が誘導される。
この分離プロセスは、標準的な顕微鏡及び電力計(43 Thruline電力計、B
ird Electronic Corp、Cleveland、OH)を使用してモニ
タする。続いてこのプロセスは、信号周波数、作動出力、及び流量を調整することにより
制御できる。
試料中の細胞サイズ分布はコールターカウンター(Multisizer 3、Bec
kman Coulter Inc.、Fullerton、CA)を使用して分析する
。各試料を電解質(Isoton II、Beckman Coulter Inc.)
と混合し、100umアパチャーを使用して分析する。溶血レベル、即ち損傷を受けた赤
血球からの遊離ヘモグロビンの濃度を光度計(血漿/低HB光度計、HemoCue A
B、Angelholm、スウェーデン)を使用して計測する。
実施例49:エキソビボ成熟による精製
完全には成熟していない赤血球系細胞は、天然のインビボ成熟トリガーを模倣するシス
テムにおいてエキソビボでインキュベートすることにより、成熟に至るよう促進すること
ができる。
1.間質細胞との共培養
培養の最終段階において、赤血球系細胞をサイトカイン不含の新鮮培地中の付着間質細
胞層上で培養する。培養物は37℃で5%CO2空気中に維持する。付着細胞層は、10
%ウシ胎仔血清を補充したRPMI(Invitrogen)中の、正常成人全骨髄から
樹立されたMS−5間質細胞株又は間葉間質細胞(MSC)のいずれかからなる(Pro
ckop,DJ(1997)Science 276:71を参照)。付着MSCは、共
培養で使用する前に、少なくとも2代の連続継代で拡大及び精製する。
2.フィブロネクチン被覆プレートにおける培養
培養の最終段階において、ヒトフィブロネクチンを吸着させたプレートで赤血球系細胞
を培養する。このようなプレートを作製するには、フィブロネクチン(Sigma Al
drich)を1mL滅菌H2O/mgタンパク質で再構成し、37℃で少なくとも30
分間溶解させる。少量の不溶材料が残り得る。これが産物のパフォーマンスに影響を与え
ることはない。フィブロネクチン溶液を滅菌平衡塩類溶液中に100倍希釈し、最少容積
で培養表面に加える。培養表面を室温で少なくとも45分間風乾させる。過剰のフィブロ
ネクチンを吸引によって取り除く。
実施例50:磁気泳動による精製
赤血球系細胞を磁気泳動によって分離し、濃縮し、及び/又は精製する戦略は当該技術
分野において公知であり、例えば、Zborowski et al.,2003,Bi
ophys J 84(4)2638及びJin&Chalmers 2012,PLO
S One 2012 7(8):e39491を参照されたい。市販の磁気分離システ
ム(4つのMidiMACS(商標)分離ユニット及びLDカラムを組み合わせるQua
droMACS(商標)セパレーター、Miltenyi Biotec、Auburn
、CA)を使用してHSC由来の赤血球培養物から赤血球を磁気的に濃縮する。窒素(M
edipure(商標)窒素、濃度>99%、Praxair,Inc.、Danbur
y、CT)を充満させたGlove−Bag(商標)膨張式グローブチャンバ(Cole
Parmer、Vernon Hills、IL)において細胞を脱酸素化する。脱酸
素化前に全ての材料及び機器を、分離システム、脱気した滅菌緩衝液(PBS+2mM
EDTA+0.5%BSA)、及び滅菌コレクションチューブを含めてグローブバッグに
置き、次にバッグをきつく密閉する。N2ガスを充満させた膨張式グローブチャンバの内
部で酸素欠乏条件下に保たれているQuadroMACS(商標)セパレーターに置かれ
たMACS(登録商標)LDカラムに、脱酸素化培養物を直接ロードする。磁石内に入っ
たカラムを通り抜ける細胞は陰性画分と分類され、これは「非磁性」と予想され、HSC
及び最終的な成熟前の赤血球系細胞が含まれる。分離カラムに保持される細胞は陽性画分
と分類され、これは「磁性」であり、機能性ヘモグロビンで略充満した成熟RBC様細胞
からなる。これらの細胞は、LDカラムを磁石から取り外した後にそこから溶出する。分
離終了後、回収された細胞を曝気することにより、酸素化した細胞が可逆的に回復する。
実施例51:FACSによる精製
Becton−Dickinson Aria IIuセルソーターを使用して赤血球
培養細胞の集団を選別する。選別前に細胞を回収し、PBSで洗浄し、グリコホリンA(
Life Technologies)に対する蛍光抗体及び核酸染色剤DRAQ5(P
ierce)によって製造者の推奨する希釈度で染色する。28,000滴/秒の滴下駆
動周波数で100μmノズルを使用する。試料閾値速度は約4000イベント/秒である
。全選別時間にわたり温度制御オプションを使用して試料及びコレクションチューブを4
℃に維持する。加えて、選別の間中試料撹拌機能を200rpmで使用して、試料の沈降
を防止する。試料は、シリンジから分注される約750μのアリコートに選別される。一
方、これらの中断中はコレクションチューブを4℃に保ち、遮光し、穏やかに混合した後
に選別を再開する。選別した試料は、10%FCSを補充した250μl DMEMが入
った12×75mmホウケイ酸ガラスコレクションチューブに回収する。
実施例51:細胞の酵素処理による精製
同種赤血球を供給源とするにおいては、A及びB抗原を除去して万能に適合する産物を
生成することが有益であり得る。これは、ガラクトース基を選択的に切断して赤血球系細
胞を免疫原性の点でより有利なものにする能力を有する一組の酵素によって促進し得る。
エンド−β−ガラクトシダーゼの2種類の組換えタンパク質(当初はクロストリジウム
・パーフリンゲンス(Clostridium perfringens)から同定され
ている)を、標準的なクローニング方法を用いて大腸菌(E.coli)BL−21で産
生する。A/B Agを遊離させるためのABアーゼ及び異種移植において高度に免疫原
性であることが知られ、且つA/B Agと似た糖鎖構造を有するGalα1−3Gal
β1−4GlcNAc(Gal Ag)を遊離させるためのエンド−β−ガラクトシダー
ゼC(EndoGalC)を調製する。ABアーゼは血液型A[GalNAcα1−3(
Fucα1−2)Galβ1−4GlcNAc]及び血液型B[Galα1−3(Fuc
α1−2)Galβ1−4GlcNAc]においてGalβ1−4GlcNAc結合を切
断する。
簡潔に言えば、ABアーゼのクローニング後、シグナルペプチドを有しないpET−1
5bベクターeabCに、C末端Hisタグを有する発現プラスミドを構築する。この外
因性遺伝子を大腸菌(E.coli)BL−21細胞に形質転換する。細胞で可溶性タン
パク質画分として産生される酵素をニッケル−ニトリロ三酢酸カラム(QIAGEN G
mbH、Hilden、Germany)で精製する。最後に、3.6mg/mLの濃度
で比活性が1500U/mgの5mLの精製組換えABアーゼが得られる。酵素活性の1
単位は、毎分1μmolの基質を加水分解するために必要な酵素の量として定義される。
Agの存在、Ab結合及び補体活性化に対するABアーゼ処理の効果を調べる。ヒトA
/B RBCをABアーゼで消化し、交差反応性を有する(それぞれB型、A型又はO型
を含む抗A又は抗B又は抗A及びB)ヒト血清と共にインキュベートした後、フローサイ
トメトリー分析に供する。平均蛍光強度(MFI)を使用して血液型A、B及びGal
Agの発現レベルを定量化する。消化レベルは、ABアーゼの非存在下でインキュベート
した後にRBC上で発現する血液型A又はB Agに対するパーセンテージとして表され
る。
3人の健常ヒトボランティアから新鮮血液型O血清をプールし、−80℃で凍結して、
使用時まで内因性補体活性を維持する。熱失活させた(56℃で30分間)血清を使用し
てAb結合を分析する。酵素(ABアーゼ)消化を伴う又は伴わないRBCを、0.2%
ウシ血清アルブミン(PBS/BSA)を含有するリン酸緩衝生理食塩水で希釈した50
%血液型O血清(100μL)と共に37℃で30分間インキュベートする。洗浄後、R
BCをFITC標識抗ヒトIgG/IgM(DAKO、Glostrup、デンマーク)
(×30、100μL)と4℃で30分間反応させて、次にフローサイトメトリー分析に
供する。
補体活性化に対する酵素処理の阻害効果もまた、C3d沈着の変化によって評価する。
RBCを補体活性の存在下において50%ヒト血清と共に37℃で15分間インキュベー
トした後、RBCをFITC標識ウサギ抗ヒトC3d Ab(DAKO、Glostru
p、デンマーク)(×100、100μL)と4℃で30分間反応させ、次にフローサイ
トメトリー分析にかける。対照レベル(酵素の非存在下)のパーセンテージをMFIに基
づき計算し、Ab結合及びC3d沈着に対する酵素処理の阻害効果を評価する。
実施例52:遠心による血小板の精製
血小板は、混合細胞懸濁液から遠心によって精製することができる。約40mlの全血
を、抗凝固薬として使用される3.2%のクエン酸ナトリウムと共に採血チューブに分配
する。このチューブを400×gで10分間遠心する。この段階後、3層の境界が明確に
画定される:血漿、赤血球、及び中間域。血漿が上にあり、血小板、赤血球は密度が高い
ため、下にある;及び微細な白みがかった中間域は、より大きい血小板及び白血球からな
り、バフィーコートと呼ばれる。Jelco 18G針を使用して、血小板を含む血漿の
上部を抜き取り、バフィーコートを、ここでは添加剤無しに2本の別のチューブに入れる
:一方のチューブは血漿を作製するため(Pチューブ)及び他方はトロンビンを作製する
ため(Tチューブ)である。僅か1.5mlの血漿のみを使用してトロンビンを作製し、
そこに10%で0.5mlのグルコン酸カルシウムを加え、37℃で15分間ダブルボイ
ラーに置く。次に2本のチューブを、ここでは800×gで、同じ長さの時間にわたり(
T=10分)再度遠心する。この最後の遠心後、Tチューブにはトロンビンリッチの液体
が含まれ、一方、Pチューブには血小板沈渣及びいくらかの赤血球(赤血球−血小板凝集
塊)が含まれる。この段階で、総血漿容積の3分の2を取り除いて容積を減らす。取り除
く部分は乏血小板性であり、一方、沈降した血小板(撹拌することによって容易に分散し
得る)を含む残りの部分は多血小板性である。
実施例53:チミジン取込み
細胞集団の自己複製能力は、当該技術分野において公知のチミジン取込みアッセイを用
いて評価することができる。例えば、Harkonen et al.1991 Exp
Cell Res 186L288及びTanaka et al.1992 PNA
S 89:8928を参照されたい。
簡潔に言えば、均一に13C及び15N濃縮したチミジン[U−13C,15N−Td
R]をMartek Biosciences(Columbia、MD)から入手し、
及び3H−TdR(80Ci/mmol)をICN Radiochemicals(I
rvine、CA)から購入する。培地及び緩衝液はFisher Scientifi
c(Pittsburgh、PA)から入手する。ホスホジエステラーゼを除く全ての酵
素はBoehinger Mannheim(Indianapolis、IN)からの
ものである。ホスホジエステラーゼIIはWorthington Biochemic
al Corporation(Lakewood、NJ)から入手する。高速液体クロ
マトグラフィー(HPLC)溶媒はEM Science(Gibbstown、NJ)
からのものであり、含まれる蒸発残留物質は<0.1ppmの蒸発残留物質であった。
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養する。培養後、チミジン取込みアッセ
イで使用するため細胞を回収する。
最終チミジン濃度が1μMに達するように非濃縮チミジンを添加して、細胞を1.6μ
g/mlの[U−13C,15N]−TdRで18時間標識する。細胞をリン酸緩衝生理
食塩水で洗浄した後、補足DMEMで6時間以上培養してから3H−TdRを指示濃度(
0.1〜10μCi/ml)で加え、さらに18時間インキュベートする。この試料に非
標識チミジンを加えて最終チミジン濃度を0.13μMにする(これは、10μCi放射
性標識/mlを受ける試料中の3H−TdR濃度と均等である)。3H−TdRの除去後
、補足DMEM中で細胞をさらに6〜54時間インキュベートした後、DNAを単離する
DNAは、改良Puregene DNA単離キット(Gentra Systems
、Minneapolis、MN)を使用して抽出する。試料中の細胞の数に基づき、ス
ケールアップ/スケールダウン手順を用いて添加試薬容積を決定する。例えば、1×10
個の細胞を使用する場合、328μgのプロテイナーゼKを含有する21μlが3ml
の細胞溶解物溶液に加えられる。混合後、試料を室温に一晩放置する。翌日、10μgの
RNアーゼを加え、試料を混合し、37℃で2時間インキュベートする。タンパク質沈殿
溶液(1ml)を加え、試料を氷上で5分間インキュベートする。2000gで10分間
遠心した後、DNAを含有する上清を3mlの100%2−プロパノールと混合し、50
回、又はDNAの白色の糸が見えるようになるまで、穏やかに反転させる。次に試料を2
000gで5分間遠心する。得られたDNAペレットを5分間乾燥させた後、3mlの7
0%エタノールで洗浄し、再び2000gで5分間遠心する。この最終ペレットを風乾さ
せ、次に脱イオン化H2Oで再水和さて、260nmの吸光によって定量化する。複製対
照として、CD34+幹細胞に同じ手順を適用する。
3分間煮沸することによりDNAを全て変性させて、次に氷上で急速に冷却する。0.
5mg/mlのDNA濃度で酵素加水分解手順を実施する。以下のプロトコルは、DNA
溶液1ミリリットル当たりに加える試薬容積を記載する。DNAは、200mM MgC
l2、100mM ZnCl2、及び1Mトリスを含有する10μlの緩衝液、pH7.
2中の10μlのヌクレアーゼP1(0.5U/μl)及び5μlのDNアーゼI(4U
/μl)によって45℃で2時間加水分解し、続いて20μlホスホジエステラーゼ(4
mU/μl)を加え、37℃で2時間さらにインキュベートする。最後に、5μlの10
M 酢酸アンモニウム(pH9.0)及び10μlのアルカリホスファターゼ(1U/μ
l)を加え、試料を37℃でさらに2時間インキュベートする。
消化したDNA試料を0.22μmナイロンフィルタでろ過する。この試料をHPLC
/CRI/IRMSシステムで、4.6×250mm Supelcosil LC−1
8−S HPLCカラム(Supelco、Bellefonte、PA)を使用して分
析する。同じ溶媒系を1ml/分及び5%〜25% Bの直線勾配で15分間使用する。
HPLCによって分離した後、化学反応界面質量分析法(CRIMS)を用いてデオキ
シヌクレオシドを分析する。この方法では、ヘリウム流によって駆動される噴霧及び脱溶
媒和系にデオキシヌクレオシドが流れ込み、そこでデオキシヌクレオシドは乾燥粒子ビー
ムとして現れる。このインライン生成されたCO2からの13CO2/12CO2存在量
が、Finnigan/MAT Delta S同位体比質量分析計(ThermoFi
nnigan、San Jose、CA)及びそれに付属するIsodatデータシステ
ムで決定される。5−フルオロデオキシウリジン(Sigma)が内部同位体比標準とし
て使用される。
各試料から3個のヌクレオシド:T、dA、及びdGの同位体比(以下の式中ではIR
)を得る。各DNA由来デオキシヌクレオシドから生じるCO2濃縮は、式(13)CO
2(1mil当たり)=1000×(IR実験−IR標準)/IR標準によって計算され
る。最も高いレベルの内部均一性を維持し、且ついかなる実験間のずれも回避するため、
全ての実験についてTの同位体比からdGの同位体比を減じる。安定同位体標識期間の終
わり(0日目)からウォッシアウトの終わり(3日目)までのデータを評価する。
実施例54:核物質の定量化
DNAを含有する混合集団中の細胞の数を、DNA染色剤DRAQ5(Pierce)
を使用したフローサイトメトリーによって評価する。細胞を染色剤と共に製造者の指示に
従いインキュベートし、フローサイトメーター、例えばAttuneサイトメーター(L
ife Technologies)で分析する。所定の核物質含量閾値を上回る細胞の
割合を定量化する。
実施例55:インビトロ腫瘍原性アッセイ
細胞の複製能を評価するには、軟寒天コロニー形成アッセイを実施することができる。
端的には、0.5%寒天+1×RPMI+10%FCS溶液を作ることによって基本寒天
層が作り、全成分を40℃に加温し、1.5mLのこの溶液を35mmペトリ皿に加える
。使用前にこの寒天を室温で30分間凝固させる。
0.7%アガロースを電子レンジで融解させて40℃に冷却することにより、上層アガ
ロースを調製する。2×RPMI+20%FCS溶液を40℃に加熱する。細胞をカウン
トし、200,000細胞/mLの密度で1プレート当たり5000細胞でプレーティン
グするように調製する。10mLチューブに0.1mLの細胞懸濁液を加え、続いて3m
Lの温かい0.7%アガロース及び3mLの温かいRPMI/FCS溶液を加える。この
溶液を静かにかき回して混合し、3つ又は4つのレプリケート基本寒天プレートの各々に
加える(1.5mL)。
プレートを加湿インキュベーターにおいて37℃で10〜30日間インキュベートする
。週1〜2回、細胞に0.75mL/プレートの細胞培養培地を供給する。
コロニー形成を評価するため、プレートを0.5mLの0.005%クリスタルバイオ
レットで1時間超染色する。解剖顕微鏡を使用してコロニーをカウントする。
実施例56:インビボ腫瘍原性アッセイ
最終分化した培養赤血球系細胞を様々な動物モデルに移植して潜在的な腫瘍原性を評価
する。様々なモデルから幾つかの組織を採取し、組織学的、免疫化学的、及び蛍光アッセ
イで分析して腫瘍原性を定量化する。
動物には、移植2日前から開始して毎日CsA(10mg/kg、Sandimmun
e、Novatis Pharma、Nuernberg)の腹腔内注射を投与する。N
K細胞を枯渇させるため、一部のラットには、モノクローナル抗体(mAb)のCsA腹
腔内注射に加え、抗NKR−P1A(クローン10/78、マウスIgG、BD Bi
osciences、Heidelberg、Germany)又はそれぞれのアイソタ
イプ対照(クローンPPV−06、マウスIgG、Exbio、Prague、チェコ
共和国)を投与する。抗NKR−P1A mAb(クローン10/78)はmAb(クロ
ーン3.2.3)と同じエピトープを標的にする。赤血球系細胞の注射前日に1mgのそ
れぞれの抗体を投与し、続いて細胞移植後4日目に0.5mgを投与する。
これらの実験の開始前、赤血球系細胞移植後0日目及び4日目、及び剖検時(92日目
)に血液試料を採取し、フローサイトメトリーによって血中のNK細胞の割合を決定する
。皮下腫瘍成長の分析のため、100μlリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の赤血球系
細胞を動物の側腹部に注射する。腫瘍成長を触診によって1日おきにモニタし、直尺ノギ
スを使用してサイズを記録する。100日目より前にマウスで1cm及びラットで5c
の腫瘍容積に達した場合、10%より多い体重減少が生じた場合、又は任意の疼痛又
は苦痛の行動的徴候が観察された場合には、動物を犠牲にする。全ての動物の剖検を実施
する。
注射部位近傍のマウス組織を液体窒素で直ちに凍結するか、又はリン酸緩衝4%ホルマ
リン中に16時間置き、次にパラフィンに包埋する。続く免疫学的分析のため、脾臓及び
リンパ節を摘出する。片側性6−OHDA病変ラットの線条体への赤血球系細胞の移植を
実施する。これらの動物は移植後6週間で犠牲にする。
動物組織をフローサイトメトリーによって分析する。切除した組織試料に、CD133
、CD3、CD、CD16、CD19、CD20、CD56、CD44、CD24、及び
CD133の確立された癌細胞バイオマーカーに対する適切な蛍光抗体及びPEコンジュ
ゲート抗体を加え、分析して潜在的な腫瘍原性を定量化する。
実施例57:EKTAによる変形能
本明細書に記載されるとおり培養した赤血球系細胞を、変形能特性に関してエクタサイ
トメトリーによって天然赤血球試料と比べて評価する。
エクタサイトメーターは、2つのシリンダ間にある粘性流体中に懸濁された赤血球の回
折像を生じさせるために使用されるヘリウム−ネオンレーザーと組み合わされたクエット
型粘度計からなる。粘度計が回転すると、正常な赤血球はせん断場で伸長し、そのため回
折像が楕円になる。回折パターンの長軸(A)及び短軸(B)に沿った光の強度を定量化
し、且つそれを比(A−B)/(A+B)、変形能指数(DI)又は伸び指数(EI)と
して表すことにより、この像の楕円率が計測される。媒体の粘度は、最も高密度の赤血球
系細胞の内部粘度より高くなるように選択される。蒸留水中のK2HP04及びKH2P
04で構成される0.04Mのリン酸緩衝液中のポリビニルピロリドン(PVP)、mw
=360,000の31g/リットル溶液は、25℃で0.20ポアズ及び37℃で12
ポアズの粘度を生じる。
容量オスモル濃度はNaClで所望のレベルに調整し、ローブリング凝固点浸透圧計で
計測する。最終的なpHは、NaOH及びHCIの1M溶液を少量加えることにより変更
し、Technicon BG I1血液ガスアナライザーで計測する。ストック溶液に
保存剤としてナトリウムアジドを0.4g/lとなるように加える。
エクタサイトメーターは赤血球系細胞試料から3つの主要な尺度;重量オスモル濃度最
小値(Omin)、変形能指数(Dimax)、及びDIがその最大値の半分に達する重
量オスモル濃度(Ohyp)を収集し、それらを天然赤血球と比較する。
minは、細胞の表面積対容積比に関係し、古典的浸透圧脆弱性試験における50%
溶血点に等しいことが分かっている。
Dimaxは、変形能指数の最大値であり、通常290ミリオスモル(生理学的重量オ
スモル濃度値)で達する。これはずり応力下の細胞の最大変形能を示し、多くの因子、例
えば、表面積、容積、内部粘度、及び細胞膜の機械的特性に関係する。
hypは、DIがその最大値の半分に達するときの重量オスモル濃度である。これは
曲線の高浸透圧部の位置の指標を提供し、これは細胞の内部粘度並びに膜の機械的特性、
例えば膜が力を受けてどの程度曲がるか(剛性)に関係する。
培養赤血球系細胞に関して得られるパラメータを、初代赤血球系細胞の同じ値と比較す
る。
実施例58:LORCAによる変形能
精製cRBC集団の変形能をレーザー回折法(LORCA、レーザー支援旋光セルアナ
ライザー、R&R Mechanotrics)によって計測する。端的には、細胞の高
度希釈懸濁液を、2つのシリンダ間が0.3mm間隙の、シリンダの一方が回転してずり
応力を生じさせることが可能なクエットシステムでせん断する。レーザービームが懸濁液
を通過し、37℃で回折パターンが計測される。低ずり応力では細胞は円板であるが、一
方、高ずり応力では細胞は楕円になる。細胞変形能は伸び指数(EI)を単位として表さ
れ、EIは変形細胞の楕円率に依存する。12.5uLのペレット化したRBCペレット
を含有するアリコートを5mLのポリビニルピロリドン溶液(分子量360000)に希
釈する。種々のずり応力における試料間での比較を容易にするため、30PaにおけるE
I値(EImaxと称される)及び3PaにおけるEI値が変形能の代表値として選択さ
れる。
実施例59:血管閉塞の評価 − エキソビボラット血管系
赤血球系細胞の血管閉塞の可能性は、当該技術分野において公知の方法を用いて単離人
工灌流ラット血管系で評価することができる。例えば、Kaul et al.1983
,J Clin Invest 72:22を参照されたい。簡潔に言えば、ウィスター
系の麻酔下(ペントバルビトール(pentabarbitol)ナトリウム30mg/
kg)ラット、120〜150gにおいて、右回結腸動脈及び静脈を、回結腸接合部から
3cm離れた部位でヘパリン添加(100uL/mL)シラスティックチュービングによ
ってカニューレ挿入する。1%ウシ血清アルブミンを含有するリンゲル液による定常状態
の灌流下で、上行結腸及び回腸末端(各3cm)を結紮間で区切る。全ての血管接続部の
止血結紮を達成した後、組織を単離する。顕微鏡ステージ上の光学的に透明なルーサイト
ブロックに単離虫垂間膜を穏やかに広げる。カニューレの出口及び顕微鏡対物レンズを除
き、調製物全体をプラスチックサランラップ(登録商標)で被覆する。
対照動脈灌流圧力(Ppa)及び静脈流出圧力(Pv)はそれぞれ80及び3.8mm
Hgに一定に保ち、Statham−Gould P−50圧力トランスデューサー(S
tathan Instruments Inc、Oxnard CA)によってモニタ
する。静脈流出量(Fv)は光電式滴数計を使用してモニタし、mL/分単位で表す。1
0〜12分の経過によって組織を平衡させ、Fvを安定化させる。宿主血液細胞を含まな
い、且つ4.6±0.5(平均値±SD)の一定のFvを有する虫垂間膜微小血管系を呈
する調製物のみを使用する。実験は37℃で行う。
赤血球系細胞を本明細書に記載されるとおり単離する。Ppa及びFvの対照計測後、
動脈カニューレ挿入部位より15cm遠位の注入ポートから赤血球系細胞(0.2mL、
Hct30%)を穏やかに送り込み、Ppa及びFvの変化をGrassポリグラフ(G
rass Instrument Co,Quincy MA)のストリップチャートに
記録する。組織調製物は試料注入前にリンゲル溶液で10〜15分間灌流して組織を安定
させ、血管系から宿主動物の残存血液細胞を取り除く。細胞の注入後に生じた閉塞は、血
管系を高圧(100mmHg)の完全酸素化リンゲル溶液で短時間(2〜3分)灌流する
ことによって除去し、流れを回復させ得る。
各実験の終わりに組織調製物の全体(カニューレ及び管腔内容物は含まない)を秤量す
る。末梢抵抗単位(PRU)を計算し、PRU=ΔP/Q=mmHg/mL/(分−g)
(式中、ΔP(mmHg)は動静脈圧力差であり、及びQ(mL/分−g)は組織1グラ
ム当たりの静脈流出量である)として表す。
各実験において、試料のボーラス注入後に圧力流回復時間(Tpf)を決定する。Tp
fは、所与の試料の送達後にPpa及びFvがベースライン値に戻るまでにかかる時間(
秒)として定義され、全虫垂間膜血管系にわたる総通過時間に相当する。培養赤血球系細
胞について得られるパラメータ値を初代赤血球系細胞について得られる値を比較する。
実施例60:血管閉塞の評価 − インビトロフローチャンバ
漸進的高さのインビトロフローチャンバを使用して赤血球系細胞の血管閉塞を評価する
方法は当該技術分野において公知である。例えば、Zennadi et al 200
4,Blood 104(12):3774を参照されたい。
簡潔に言えば、漸進的高さのフローチャンバを使用して内皮細胞(EC)に対する赤血
球系細胞の付着を定量化する。ECで被覆されたスライドを、予め37℃に加温した1.
26mM Ca2+、0.9mM Mg2+含有ハンクス平衡塩類溶液(HBSS)(G
ibco、Grand Island、NY)で洗浄し、次に可変高さのフローチャンバ
に入れる。フローチャンバを、37℃に設定したサーモプレート(thermoplat
e)(東海ヒット、富士宮市、日本)に接続した倒立位相差顕微鏡(Diaphot;N
ikon、Melville、NY)のステージにマウントする。顕微鏡に取り付け、且
つMacintosh G4コンピュータ(Apple、Cupertino、CA)に
接続したビデオカメラ(RS Photometrics、Tucson、AZ)を使用
して、細胞を観察する。本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養し、蛍光色素P
KH 26赤色蛍光細胞リンカーキット(Sigma)で製造者の指示に従い標識する。
Ca2+、Mg2+含有HBSS中に0.2%(vol/vol)で懸濁した細胞(3m
L)をフローチャンバに注入し、フロー無しで15分間スライドに付着させる。フローに
曝露する前に、フローの行く手に垂直な方向の線に沿った7つの異なる位置の各々にある
最低3つのフィールドについて、蛍光細胞の総数を調べる。次に目盛り付きシリンジポン
プを使用して流体フロー(Ca2+、Mg2+含有HBSS)を開始する。フローに曝露
した後、フィールドを再び調べ、付着細胞の数をカウントする。付着細胞の割合は以下の
とおり表される:フローへの曝露後に付着した細胞の数/フロー前に各フィールドに存在
した細胞。壁ずり応力は以下のとおり計算される:τw=(6μQ)/(wH[x]2)
、式中、τwは壁ずり応力(ダイン/cm2)を示し;Q、体積流量(cm3/s);μ
、媒体粘度;w、フローチャネルの幅;及びH(x)、顕微鏡スライドに沿った位置の関
数としてのフローチャンバの高さを示す。
実施例61:血管閉塞の評価 − 生体顕微鏡法
生体顕微鏡法を使用して赤血球系細胞の血管閉塞を評価する方法は当該技術分野におい
て公知である。例えば、Zennadi et al.2007 Blood 110(
7):2708を参照されたい。
簡潔に言えば、100mg/kgケタミン(Abbott Laboratory、C
hicago、IL)及び10mg/kgキシラジン(Bayer、Shawnee M
ission、KS)の腹腔内注射によって被験動物の全身麻酔を得る。層流フードを使
用して無菌条件下で両面チタンフレームウィンドウチャンバを背面皮下脂肪に外科的に植
え込む。手術には、背面皮下脂肪の片側の表皮層及び真皮層を慎重に取り除くこと、反対
側の皮下脂肪の横紋筋に隣接する皮下組織の血管を露出させること、次にチャンバの2つ
のサイドをステンレス鋼ネジ及び縫合糸を使用して皮膚に固定することが含まれる。チャ
ンバにガラスウィンドウを置いて露出した組織を覆い、スナップリングで固定する。続い
て、手術の3日後にインビボ研究を実施するまで、動物を32℃〜34℃に保つ。
ウィンドウチャンバを有する麻酔下の動物をAxoplan顕微鏡(Carl Zei
ss、Thornwood、NY)のステージに置く;体温はサーモスタット制御式加熱
パッドを使用して37℃に維持する。全ての注入は背側尾静脈からとする。本明細書に記
載されるとおり赤血球系細胞を培養する。次に細胞をDil又はDiO(Molecul
ar Probes、Eugene,OR)色素で製造者の指示に従い標識する。標識し
た細胞(300μL;Ca2+及びMg2+含有PBS中ヘマトクリット[Hct]0.
50[50%])を注入し、LD Achroplan 20×/0.40Korr及び
Fluar 5×/0.25対物レンズを使用して皮下血管のRBC付着及び血流動態を
少なくとも30分間観察する。デジタルビデオカメラC2400(浜松ホトニクス株式会
社、浜松市、日本)に接続したTrinitronカラービデオモニタ(PVM−135
3MD;ソニー、東京、日本)及びJVCビデオカセットレコーダー(BR−S3784
;VCR King、Durham、NC)を使用して微小循環イベント及び細胞付着を
同時に記録する。各条件セットについて細静脈の30区間を調べる。細動脈と細静脈の区
別は、(1)狭まる流れとは対照的な広がる流れの観察;(2)細動脈血管平滑筋に特有
の、透光法を使用したときの血管壁の複屈折像;及び(3)明らかな蛇行のない比較的直
線的な血管軌道に基づき行われる。
赤血球流束及び付着の計測は、20倍の拡大率を使用して作成したビデオテープ調べる
ことによって実施する。細胞付着は、血管壁に付着して1分間動かない細胞を考慮して定
量化する。SS RBCによって占有される、最大25μm又は25μmより大きい直径
の血管の長さの割合は、以下のとおり定量化する:SS RBCによって占有される%細
静脈長さ=(付着細胞を有する血管壁の長さ/分析する血管区間の全長)×100。RB
C流束の変化は、以下のとおり計算する:流束=直径50μm未満の血管上に印された単
一の点を通る毎分循環蛍光ヒトRBCの数。
実施例62:血管閉塞の評価 − 血小板
ヒト血管内皮細胞(HUVEC)を使用して血小板の血管閉塞を評価する方法は、赤血
球に関する同様の方法を適用することができる。簡潔に言えば、2mL容積の0.05%
ヘマトクリット懸濁液を組織培養ペトリ皿上のコンフルエントなHUVECに加える。血
小板を加えて1分以内にコーンアンドプレート器具を組み立て、Nikon Diaph
ot−TMD倒立位相差顕微鏡(Southern Micro Instrument
s、Atlanta、GA)に置く。モータを始動させてコーンを回転させ、0.1又は
1ダイン/cm2のずり応力で30分間、付着を継続的にモニタする。温度は、付着器具
に吹き付けるエアカーテンインキュベーター(Nicholson Precision
Instruments,Inc.、Bethesda、MD)によって37℃に一定
に維持する。血小板付着を可視化し、5分毎に、各時点各視野につき8つの異なる視野に
20秒間焦点を合わせることにより記録する。実験全体はCCD−72シリーズカメラ(
Dage−MTI,Inc.、Michigan City、IN)によって400倍の
総倍率下で観察し、SVO 2000ビデオカセットレコーダー(Sony Elect
ronics、San Jose、CA)でビデオテープに記録する。各実験終了時に、
記録したビデオ画像を手動再生する間に個々の付着細胞をカウントすることにより、付着
をオフラインで定量化する。各時点につき8つの視野の細胞数を平均し、内皮1平方ミリ
メートル当たりの付着赤血球に対して正規化する。
実施例63:共振器による質量/容積/密度の評価
Bryan et al,LabChip,2014に基づきデュアル懸濁マイクロチ
ャネル共振器(SMR)システムを使用して最終分化型赤血球系細胞集団の質量、容積、
及び密度を特徴付ける。細胞密度計測の開始時、初めにシステムをPercollろ過媒
体でフラッシュし、これが高密度流体としての役割を果たす。次に、試料バイパスに希釈
細胞試料を充填し、試料入口及び出口のバイアル高さを調整して流体フローが最初のSM
Rに入るように導く。高密度流体入口の圧力が流体2の密度を設定するために使用され、
廃棄物出口の圧力が装置における全体の流速を制御する。より重い細胞が試料バイアル又
はチュービングの底に沈降することに起因してサイズバイアスがかかる可能性を最小限に
抑えるため、一定の間隔で試料バイパスチャネルをフラッシュすることにより、新鮮な試
料を導入する。LabVIEWによってデータを取得し、MATLABで処理する。
コールターカウンターを使用して細胞濃度をモニタする。5×10〜1×10細胞
/mlに成長させた培養物で細胞計測を実施する。第2のSMRに計測用に導入される高
密度流体は、50%(v/v)Percoll(Sigma)、1.38%(w/v)粉
末状L15媒体(Sigma)、0.4%(w/v)グルコース、100IUペニシリン
、及び100μgmL−1ストレプトマイシンの溶液として配合する。媒体のpHを7.
2に調整する。このPercoll媒体は4℃に保存し、使用直前にデュアルSMRでろ
過する。
実施例64:アネキシンVによるホスファチジルセリン含量の評価
本明細書に記載されるとおり赤血球系細胞を培養する。5mM CaClを含有する
リンゲル溶液中で50μL細胞懸濁液を洗浄し、次にこの溶液中のアネキシン−V−FI
TC(1:200希釈;ImmunoTools、Friesoythe、German
y)によって遮光下37℃で20分間染色する。細胞を洗浄し、本明細書に記載されると
おりフローサイトメトリーによって染色し、488nmの励起波長及び530nmの発光
波長でアネキシン−V蛍光強度を計測する。アネキシン−V蛍光から相対ホスファチジル
セリン露出を評価する。
実施例65:クロマトグラフィーによる脂質含量の評価
抗酸化剤BHT(Sigma Aldrich)の存在下、室温でメタノール−クロロ
ホルム1:1によって3回抽出することにより、洗浄した外因性抗原発現EHCから脂質
を抽出する。プールした抽出物を、Folch,Lees and Sloane St
anley1957,J Biol Chem 226:497の方法において0.05
M KClで洗浄する。簡潔に言えば、最初の抽出については、遠心管内の洗浄した複合
体に0.05mg/mL BHT含有15mLメタノールを加え、沈降物を散らせるため
時折撹拌しながら30分間静置する。次に15mLのクロロホルムを加え、凝集塊を散ら
せるため時折撹拌しながら混合物を30分間静置する。チューブを1500gで5分間遠
心し、上清画分をTeflon活栓付きの分液漏斗にデカントする。2回目及び3回目の
抽出も同様に、15mLのメタノール−BHTを残渣に加え、続いて15mLのクロロホ
ルムを加えて実施し、但し毎回加えた後に抽出物は時折撹拌しながら10分間だけ静置す
る。遠心後、上清画分を分液漏斗にプールし、次に48mLのクロロホルム及び28mL
の0.05M KClを加え、混合する。この混合物を4℃で一晩暗所に静置して相分離
させる。再び室温に加温した後、2つクリアな相の下の方を回収し、ロータリー真空エバ
ポレーターにおいて真空中40℃で蒸発乾固させる。脂質をクロロホルムと共に定量的に
10mLメスフラスコに移し、−22℃で保存する。
脂質抽出物中の遊離コレステロールの濃度は以下のとおり決定する。ヘキサン−ジエチ
ルエーテル−氷酢酸80:20:1中のシリカゲルHR(Brinkmann Inst
ruments,Inc.、Westbury、N.Y.)の0.5mm層で脂質抽出物
をクロマトグラフ処理し、2,7−ジクロロフルオレセイン溶液(下記参照)をスプレー
することによりTLCプレートを染色し、遊離コレステロールスポットをコニカル遠心管
に剥がし取り、2.0mlのクロロホルムで1回及び1.0mlのクロロホルムで3回抽
出し、抽出物をロータリー真空エバポレーターにおいて真空中40℃で蒸発乾固させ、鹸
化を含まないMann 1961 Clin Chem 7:275の塩化第二鉄方法に
よってコレステロールを推定する。二臭化物誘導体を用いた単離(例えば、Fieser
J Amer Chem Soc 1953 75:5421を参照)によって市販の
認可試薬グレード材料から調製した遊離コレステロール標準をクロマトグラフ手順で取り
、一組の決定毎に推定する。遊離コレステロール値は、標準の回収率(これは平均して9
5%である)に対して決定毎に補正する。TLCはBHTを取り除く必要があり、取り除
かない場合にはBHTが560nmを吸収する褐色の産物を生じて塩化第二鉄方法を妨害
する。
クロマトグラフィー中の自動酸化を防止するため50mg/100mlの濃度のBHT
を加えたクロロホルムメタノール−氷酢酸−水25:15:4:2中、シリカゲルHR、
0.5mm厚上4℃の全脂質抽出物のアリコートのTLCによってリン脂質分布をトリプ
リケートで決定する;このTLCプレートを水で調製する(「中性」プレート)。「くさ
び形先端法」を用いてプレートの基点に脂質試料を適用すると(Stahl 1965
Thin−Layer Chromatography,Academic Press
Inc.を参照)、個々のリン脂質の優れた分離がもたらされる。詳細には、この方法
は、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルセリン(PS)、レシチ
ン、及びスフィンゴミエリンの間の完全な分離をもたらす;ある特徴的なスポットがPS
とレシチンとの間に移動し、これがホスファチジルイノシトール(PI)として同定され
る。これらのスポットは、2,7−ジクロロフルオレセインの溶液(33.3mg/10
0mlの2mM NaOH水溶液)をスプレーすることにより紫外光下で可視化され、次
にKramer−Gittlemanチューブに直接剥がし取り、ここでリン脂質を1.
0mlの70%過塩素酸によって190℃で60分間消化する。残りの手順を上記に記載
したとおり実施し、但し発色後、3000gで5分間遠心することによりシリカゲルは取
り除き、澄明な上清溶液で吸光度を決定する。ブランクレーンの対応する領域の吸光度に
対して補正を行う。
Gas−Chrom P、100−120メッシュ(Applied Science
Laboratories Inc.)上のEGSS−X(シリコーンと組み合わせた
コハク酸エチレングリコールポリエステル)8%の対の8ftカラム及びデュアル水素炎
イオン化検出器を備えたBarber−Colman機器、モデル5000によって、ヘ
キサン溶解試料でガス−液体クロマトグラフィーを実施する。窒素流量は入口で50ml
/分である。カラム温度は試料注入後165℃に10分間維持し、次に2℃/分で200
℃まで増加させる。
実施例66:膜粘度の評価
細胞の集団の膜粘度は、蛍光退色アッセイによって評価することができる。赤血球系細
胞の0.5ml試料を収集し、HEPES緩衝生理食塩水(132mM NaCl、4.
7mM KCl、2.0mM CaCl2、1.2mM MgSO4、20mM HEP
ES、pH7.4に調整)で1回洗浄する。次にこの濃厚血球を145mM NaCl−
10mM NaHCO3、pH9.5で1回洗浄し、1mg/ml DTAF(Rese
arch Organics、Cleveland、Ohioから入手)を含有する同じ
緩衝液に再懸濁する。細胞を氷上で1時間インキュベートし、次に50mMグリシン−9
5mM NaCl−10mM NaHCO3、pH9.5で2回洗浄して、タンパク質に
共有結合的に結合しなかった色素を全て取り除く。最後に、細胞を2回洗浄し、1mg/
mlウシ血清アルブミン含有HEPES緩衝生理食塩水中の−2%ヘマトクリットに再懸
濁する。対照陰性赤血球にも同じ処理を適用する。
落射式蛍光顕微鏡法用に装備されたLeitz Diavert(Rockleigh
、NJ)倒立顕微鏡のステージにフローチャンバをマウントする。ダイクロイックミラー
及び励起/発光フィルタは、励起波長が範囲450〜490nmの、フルオレセイン色素
(Leitz記号12)で使用される標準的な組み合わせである。対物レンズは100倍
倍率及び1.25開口数の油浸型である。適切な動力源及びハウジング(Oriel、S
tamford、CT)を有する100ワット高圧水銀アークランプ(Osram、Mu
nich)が蛍光励起源としての役割を果たす。
コンピュータ制御式電子シャッター(Vincent Associates、Roc
hester、NY)が曝露時間を制限し、蛍光強度の計測用光子計数電子システムと同
期する。入射光イルミネーターの視野絞りを使用して励起を直径20〜40umの円形範
囲に制限する。一定の間隔で、コンピュータからの出力パルスが20msの典型的な持続
時間にわたりシャッターを開放する。短時間蛍光像からの光は一連のプリズムで分割され
、従って光の半分は低光量SITビデオカメラ(モデル66−SIT、Dage−MTI
、MichiganCity、IN)に送られ、及び半分は周囲温度ハウジングに囲まれ
た光電子増倍管(モデル8850、RCA、Harrison、NJ)に送られる。電子
シャッターが開放している時間中、ビデオ画像プロセッサ(モデル794、Hughes
Aircraft、Carlsbad、CA)が作動して蛍光像を取得し、ビデオスナッ
プショットが提供され、それをモニタすることにより、対象に焦点が合ったままであり、
視野に異物が侵入していないことを確認し得る。ビデオキャリパーでビデオスクリーン上
の距離を計測し、ステージマイクロメートルのビデオ画像との比較によってキャリブレー
ションする。シャッターが開放している時間中はまた、光電子増倍管信号が光子計数法で
処理される。増幅器/弁別器(モデルAD6、Pacific Instruments
、Concord、CA)が所与の大きさを上回る各信号パルスのデジタル論理パルスを
生成し、それらのデジタルパルスを100MHzゲートカウンター(モデル770、EG
&G Ortec、OakRidge、TN)でカウントする。マイクロコンピュータが
光子カウントのゲーティング、リセット、及び記録を制御する。
典型的な実験は、励起光の短時間(20ミリ秒)パルスの間に行われる複数回の予備的
蛍光計測と、続いて試料細胞を退色させる長い照射期間(典型的には30秒)と、続いて
15〜30秒毎の、蛍光が回復し終えたように見えるまでのさらなる一連の短時間曝露と
からなる。
培養赤血球系細胞について得られる回復時間及び他のパラメータ値を、初代赤血球系細
胞について得られる同じ値と比較する。
実施例67:Advia血液アナライザーによる平均赤血球容積の評価
Advia 120血液アナライザー(Siemens Healthcare)にお
いて電気インピーダンスを使用して培養赤血球系細胞の平均赤血球容積(MCV)を計測
する。その結果を天然ヒト赤血球と比較する。
実施例68:培養赤血球系細胞の病原体検査
RT−PCRを用いて培養赤血球系細胞集団における外来性ウイルスの存在を定量化し
、非汚染を確認する(アッセイ番号003000.BSV、BioReliance)。
未処理バルク及び最終バルク、最終バイアル、貯蔵前細胞、並びに細胞及びウイルスバン
クの無菌検査を、それぞれ好気性及び嫌気性細菌の成長を支持する2つの異なる種類の培
地に赤血球集団を直接接種することにより実施する。試料を14日間インキュベートし、
続いてBioReliance無菌試験プロトコルUSP 71に従い汚染微生物に関し
て試験する。
実施例69:浸透圧脆弱性の評価
低張液に曝露されたときの赤血球系細胞の溶解に対する抵抗性を計測するため、浸透圧
脆弱性を評価する。0%〜1%にわたる濃度でNaCl水溶液を作製した。これらの塩溶
液の各々で細胞を15分間インキュベートした。試料を遠心してインタクトな細胞をペレ
ット化した。分光光度計を使用して540nmの光の吸収によるヘモグロビン含量に関し
て上清をアッセイした。50%溶血が起こる点を計算し、初代赤血球について得られる値
と比較する。
実施例70:ロゼット形成/免疫原性の評価
クームス試験としても知られる直接抗グロブリン試験は、血清のポリクローナル抗体が
細胞の表面抗原に結合することにより引き起こされる赤血球系細胞の凝集又はロゼット形
成を評価する。これは、一般的な同種免疫原性評価のためのヒトプール血清で行うか、又
は特定の免疫原性予測のための意図されるレシピエントの血清で行うことができる。
端的には、EDTAチューブに保存された細胞1〜2滴を反応チューブに加える。この
チューブを等張生理食塩水で3回洗浄する。3回目の洗浄後、洗浄した細胞から3%懸濁
液を調製する。2本のチューブ名をA及びBとする。洗浄した3%懸濁液の1滴を各チュ
ーブに加える。これらのチューブをもう1回洗浄する。デカントするとき、細胞ボタン(
cell button)が上になるようにチューブを位置決めする。これにより洗浄プ
ロセスで細胞が過剰に多く失われることが防止される。ウェルを排水し、バイオワイプで
拭き取って乾燥させる。直ちに両方のチューブに1滴のヒト被検血清を加え、振盪して混
合する。Bチューブを室温で5分間インキュベートしておく。セロフュージでのクームス
スピン用にキャリブレーションした時間にわたりAチューブを遠心する。直ちに穏やかに
再懸濁し、ライト付き凝集観察器(Beckton Dickinson)を使用して凝
集を調べる。Aチューブが陽性である場合、Bチューブを読む必要はなく、またAチュー
ブを顕微鏡で調べる必要もない。Aチューブがライト付き凝集観察器によって陰性である
場合、顕微鏡下で凝集に関して調べる。顕微鏡の読み取りでAチューブが陰性である場合
、Bチューブをそのインキュベーション期間後に遠心し、Bチューブ試料でステップ2〜
4を繰り返す。さらにBチューブも陰性である場合、チューブに1滴のIgG被覆クーム
ス対照細胞(チェック細胞)を加えて遠心する。凝集を調べる。この段階で凝集が存在す
るはずであり、さもなければ試験は無効である。
チェック細胞(ccc)を加える前にどの段階にも凝集がない場合、試験は陰性と解釈
される。チェック細胞を加える前の任意の段階で凝集が観察される場合、試験は陽性と解
釈される。
実施例71:酸素結合能の評価
1cm経路長キュベットに連結したトノメーターにおいて37℃での平衡酸素結合曲線
を決定する。分光光度計(Cary 50;Variant Inc)でスペクトル計測
を実施し、ペルチェモジュールで温度を制御する。分析は、140mM NaCl及び2
mMグルコースを含有する50mMビストリス緩衝液(pH7.2)中で実施する。窒素
下で完全に脱酸素化した後、既知の容積の純酸素をHamiltonシリンジでゴムキャ
ップを介してトノメーターに注入することにより、赤血球懸濁液を種々の酸素分圧で平衡
化する。最小二乗回帰によってRBC懸濁液の完全脱酸素化及び酸素化スペクトルの一次
結合として可視及びソーレー領域における吸収スペクトルをシミュレーションすることに
より、飽和度を推定する。
実施例72:細胞の代謝状態の評価
赤血球系細胞集団は、種々の異なる酵素ベースのアッセイを用いて重要な代謝最終産物
を定量化して、代謝的に活性であると確かめ得る。能動的解糖は、評価するのに決定的な
代謝経路であり、以下のアッセイ(解糖細胞ベースのアッセイキット、Cayman C
hemical、品目600450)で計測し得る。
450ulのアッセイ緩衝液、続いて50uLのL−乳酸標準を試験管にアリコートに
分け、完全に混合する。1mM希釈から開始して乳酸濃度標準を用いて滴定曲線を作成す
る。
96ウェルプレートに細胞を加え、1000RPMで5分間遠心する。100uLの標
準を別個の96ウェルプレートに移す。次に各ウェルに90uLのアッセイ緩衝液を加え
る。次に各細胞ウェル中の10ulの上清を対応する新しいウェルに移す。反復ピペッタ
ーを使用して各ウェルに100ulの反応液を加える。次にプレートをオービタルシェー
カーにおいて室温で30分間インキュベートする。プレートリーダーによって490nm
で吸光度を読み取る。結果を天然細胞と比較して任意の代謝の違いを同定する。
実施例73:血小板凝集の評価
培養又は初代供給源の血小板の凝集傾向をモニタすることができる。血小板を光源の前
で振盪することにより血小板をスワーリング分析にかけ、結果は複屈折の存在又は非存在
として表す。50〜70mLの容積で生じる濃縮血小板の単位を1時間静置しておき、2
2±2℃(71.6±3.6°F)の制御された温度で70rpmの直線振盪機(C−M
ar(登録商標))に置く。
処理後1日目、3日目及び5日目に濃縮血小板の試験(血小板数、血小板凝集及びpH
)を実施する;白血球数は1日目のみ実施し、微生物制御は保存5日目のみ実施する。濃
縮血小板の試料からアリコートを得るため、滅菌接続(Haemonetics(登録商
標))を使用して環境の完全性を確実にする。血液採取から4時間以内にデュアルチャネ
ルChronolog(Crono−Log Corporation(登録商標))を
使用した比濁凝集法を用いて血小板凝集を達成する。このため、初めに1000rpmで
5分間軽く遠心することによって細胞を得て、次に3000rpmで15分間遠心する(
Eppendorf(登録商標))。試料を自動カウンター(Human Count(
登録商標))で血小板計数に供する。
血小板濃度の調整後、種々の濃度の誘導作動薬:コラーゲン2.0μg/mL及びAD
P7.0μg/mL(Crono−Log Corporation(登録商標))を使
用して凝集を評価する。自発的な凝集を待った後、各試験につき400μLのPRP及び
400μLのPPPを使用する(各々が異なるキュベットにある)。作動薬を誘導するこ
とによる刺激の5分後に凝集曲線を観察し、直後に凝集を計測して、試験中に形成される
曲線に従いパーセンテージとして表す。試験の結果は通常、試験溶液を透過する光の量に
よる凝集のパーセンテージとして表す;凝集は、正常、低又は高に分類する。
実施例74:自家培養プロセス
自家供給源の前駆体CD34+細胞を使用した赤血球系細胞の培養を行い、患者に対す
る細胞免疫適合性を最適化する。患者において本明細書に記載されるとおりGM−CSF
を使用して骨髄由来のCD34+細胞を末梢に動員する。10〜10個のCD34+
細胞を採取し、限定培地を使用する前述の22日間プロトコルを用いて培養する。4日目
の間に、治療剤の発現をコードする遺伝子を含有するレンチウイルスベクターで細胞をト
ランスフェクトする。培養プロトコルの完了後、細胞を精製し、循環生存能、免疫原性、
複製能、純度、及び治療用量と相関する物理的特性を含めた幾つかの品質管理尺度に関し
て評価する。次に細胞を適切な安定化溶液に保存し、シリンジ又は適切な送達媒体に製剤
化する。次にこの細胞を、最初のCD34+細胞を提供したのと同じ患者に注入する。
実施例75:自家負荷プロセス
好適な外因性抗原が負荷された治療用赤血球系細胞を調製するため、自家供給源の赤血
球を使用して患者に対する細胞免疫適合性を最適化することができる。患者から血液を採
取し、5000gで20分間遠心する。バフィーコートを取り除き、残りの赤血球を抗凝
固薬緩衝液中に10細胞/mlの密度で再懸濁し、合計1010細胞とする。上記に記
載される方法の1つによって細胞に目的の治療用外因性抗原を負荷する。負荷プロトコル
の完了後、細胞を精製し、循環生存能、免疫原性、複製能、純度、及び治療用量と相関す
る物理的特性を含めた幾つかの品質管理尺度に関して評価する。次に細胞を適切な安定化
溶液に保存し、シリンジ又は適切な送達媒体に製剤化する。この細胞を、最初の赤血球を
提供したのと同じ患者に注入する。
実施例76:同種培養プロセス
拡張性のある万能な治療薬を作るため、同種供給源から赤血球系細胞を培養することが
できる。同種供給源の前駆体CD34+細胞を使用した赤血球系細胞の培養を行い、プロ
セスを合理化して、規模を拡大して患者を治療する能力を有するある容積の治療薬を培養
する。ドナーのA、B、Rhを含めた主要血液抗原の血液型を決定し、万能ドナー(例え
ば、O Rh−又はボンベイRh−)を同定する。好適なドナーにおいて本明細書に記載
されるとおりGM−CSFを使用して骨髄由来のCD34+細胞を末梢に動員する。10
〜10個のCD34+細胞を採取し、限定培地を使用する前述の22日間プロトコル
を用いて培養する。4日目の間に、治療剤の発現をコードする遺伝子を含有するレンチウ
イルスベクターで細胞をトランスフェクトする。培養プロトコルの完了後、細胞を精製し
、循環生存能、免疫原性、複製能、純度、及び治療用量と相関する物理的特性を含めた幾
つかの品質管理尺度に関して評価する。次に細胞を適切な安定化溶液に保存し、シリンジ
又は適切な送達媒体に製剤化する。次にこの細胞を患者に対し、その主要血液型とは無関
係に注入する。
実施例77:同種負荷プロセス
同種供給源の前駆体CD34+細胞を使用した赤血球系細胞の培養を行い、規模を拡大
して患者を治療する能力を有するより大容積の治療用細胞の調製方法を合理化する。ドナ
ーのA、B、Rhを含めた主要血液抗原の血液型を決定し、万能ドナー(例えば、O R
h−又はボンベイRh−)を同定する。上記に記載される方法の1つによって細胞に目的
の治療用外因性抗原を負荷する。負荷プロトコルの完了後、細胞を精製し、循環生存能、
免疫原性、複製能、純度、及び治療用量と相関する物理的特性を含めた幾つかの品質管理
尺度に関して評価する。次に細胞を適切な安定化溶液に保存し、シリンジ又は適切な送達
媒体に製剤化する。次にこの細胞を患者に対し、その主要血液型とは無関係に注入する。
実施例78:保存
1.冷蔵緩衝溶液中での保存
赤血球の標準保存プロトコルは当該技術分野において公知である。例えば、Merym
an and Hornblower 1986,Transfusion 26(6)
:500を参照されたい。赤血球の標準保存プロトコル(最長42日間)は、抗凝固薬溶
液(クエン酸−デキストロース−リン酸)への採血である。本明細書に記載されるとおり
赤血球系細胞を培養する。遠心によって血漿を取り除くことにより、濃縮赤血球を調製す
る。細胞をやや高張の添加剤溶液、SAGM(ナトリウム、アデニン、グルコース、マン
ニトール、376mOsm/L)中に4±2℃で保存する。
2.凍結緩衝溶液中での保存
赤血球系細胞のグリセロール処理、凍結、及び解凍方法は当該技術分野において公知で
ある。例えば、Meryman and Hornblower 1977 Trans
fusion 17(5):4348を参照されたい。採取から4日以内にクエン酸リン
酸デキストロース中のヒト血液をグリセロール処理し、凍結する。グリセロール処理RB
Cの調製には、初めに約10mLの全血を1,400gで10〜15分遠心し、血漿を取
り除く。次に得られた濃厚血球に、以下の組成のグリセロール水溶液を使用して2段階で
グリセロール処理する:57.1gグリセロール、0.03g塩化カリウム、0.085
g塩化マグネシウム六水和物、0.08gリン酸二ナトリウム、及び1.6g乳酸ナトリ
ウム、総容積100mL中、pHは6.8に調整42。第1のステップでは、濃厚血球に
1.5mLのこのグリセロール溶液を穏やかに撹拌しながら3分間かけて滴下して加える
。次に混合物を少なくとも5分間そのままにして平衡化させる。第2のグリセロール処理
ステップでは、混合物を穏やかに撹拌しながら3分間かけて5mLのグリセロール溶液を
滴下して加え、約40%w/vの最終グリセロール組成物を得る。グリセロール処理プロ
セス全体は室温で行う。次にグリセロール処理RBCを低温用バイアルに0.6〜1.1
mLのアリコートに分け、NalgeneVR Cryo「Mr.Frosty」凍結容
器(Thermo Scientific、NC)に入れ、−80℃のフリーザーに少な
くとも12時間、最長10年保存する。凍結RBCは、低温用バイアルを37℃の水浴中
に1分間置くことにより解凍する。全てのグリセロール処理血液試料は解凍後2時間以内
に脱グリセロール化実験で使用する。
3.シリンジとしての製剤化
細胞集団はシリンジによって静脈内投与し得る。100mlの容積、又は10細胞が
送達されるように、37℃の標準生理食塩緩衝液を使用して治療用細胞を10細胞/m
lの密度に希釈する。細胞溶液を150ccシリンジ、20ゲージ針に装填し、尺側皮静
脈から5cc/分で患者に注射する。注射中、免疫原性反応又は凝固反応がないか患者の
バイタルをモニタする。
4.バッグとしての製剤化
細胞集団は、バッグ及び点滴チャンバに接続したシリンジによって静脈内投与し得る(
即ちIV点滴)。100mlの容積、又は10細胞が送達されるように、37℃の標準
生理食塩緩衝液を使用して治療用細胞を10細胞/mlの密度に希釈する。細胞溶液を
1Lプラスチックバッグに装填し、カテーテルに接続し、重力によって尺側皮静脈から患
者体内に送液する。注入中、免疫原性反応又は凝固反応がないか患者のバイタルをモニタ
する。
実施例79:疾患の治療
1.血友病
血友病Aに罹患している患者を診断する。外因性FVIIIを発現する除核造血細胞の
組成物を本明細書に記載するとおり調製する。10個の細胞を患者に静脈内投与する。
当該技術分野において公知の標準インビトロ凝固時間アッセイによって凝固速度を評価す
る。血清中におけるFVIIIに対する循環抗体を本明細書に記載するとおり検出する。
循環抗体レベルを評価して免疫トレランス誘導の有効性を追跡する。凝固カスケード活性
が健常な凝固を確実にするのに不十分である場合、血友病Aの症状を低減するため、同時
に組換え又は単離FVIIIを静脈内投与する。
2.非典型溶血性尿毒症症候群
非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)に罹患している患者を診断する。外因性CFH
を発現する除核造血細胞の組成物を本明細書に記載するとおり調製する。10個の細胞
を患者に静脈内投与する。当該技術分野において公知の標準尿溶血アッセイによって症候
性溶血率を評価する。血清中におけるCFHに対する循環抗体を本明細書に記載するとお
り検出する。循環抗体レベルを評価して免疫トレランス誘導の有効性を追跡する。患者に
は、本明細書に記載されるアッセイを用いて疾患の症状に改善が見られるまで治療を投与
する。
3.多発性硬化症
多発性硬化症(MS)患者が、本明細書に記載するとおり作製及び製剤化された抗原ポ
リペプチドミエリン塩基性タンパク質(MBP)を発現する1×10個の抗原発現除核
造血細胞の単回注入を受ける。治験薬投与の当日、第1相入院患者ユニットにおいて患者
を24時間モニタする。3ヵ月の時点で主要転帰の計測を実施し、6ヵ月まで継続的な臨
床検査、MRI検査、及び全身の身体検査並びに臨床分析及び検査室分析でさらなる安全
性経過観察を実施して、有害事象を評価し、MS疾患活動性をモニタする。トレランスが
誘導されて患者においてMSの症状が改善するまでこの手順を繰り返す。例えば、And
reas Lutterotti et al.Sci Transl Med 5,1
88ra75(2013)を参照されたい。
全血(EDTA管)において、以下の抗体パネルを用いたフローサイトメトリーによっ
て種々の細胞サブセットの頻度を分析する:免疫細胞サブセットに関して(顆粒球、好酸
球、単球、及びB、T、NK、及びNK T細胞)−抗CD45(PE−Cy7、eBi
oscience)、抗CD16(APC−Cy7、BioLegend)、抗CD19
[フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、BD]、抗CD14(V450、B
D)、抗CD3[ペリジニンクロロフィルタンパク質(PerCP)、BD]、及び抗C
D56[フィコエリトリン(PE)、eBioscience];CD4+、FoxP3
+ Treg、調節性CD8+CD57+ILT2+、及び炎症誘発性CD8+CD16
1high T細胞を含むT細胞サブセットに関して−抗CD3(PE−Cy7、eBi
oscience)、抗CD4(APC、eBioscience)、抗CD8[パシフ
ィックブルー(PB)、Dako−Biozol]、抗FoxP3(PE、Milten
yi)、抗CD25(APC、eBioscience)、抗CD57(FITC、BD
)、抗ILT2(PE、Beckman)、及び抗CD161(APC、Milteny
i)。全ての染色に、対応するアイソタイプ対照を含める。細胞はLSR−IIフローサ
イトメーター(BD)及びFACSDivaソフトウェア(BD)で分析する。
Ficoll密度勾配遠心法(PAA)によって末梢血単核細胞(PBMC)を単離し
、以下のとおりの細胞内サイトカイン染色によってT細胞の機能表現型を判定する:5×
10個の新鮮に単離したPBMCを滅菌FACSチューブにおいて200mlのX−V
IVO 15(Lonza)中で一晩インキュベートする。翌日、ブレフェルジンA(1
0mg/ml、eBioscience)の存在下においてホルボール12−ミリスチン
酸13−酢酸(50ng/ml、Sigma)及びイオノマイシン(1mg/ml、Si
gma)で細胞を5時間刺激する。リン酸緩衝生理食塩水で洗浄した後、細胞をLive
Deadキット(AmCyan、Invitrogen)で染色し、固定し、透過処理し
、及び種々の抗体:抗IL−17(Alexa Fluor 647;eBioscie
nce)、抗IL−4(PE−Cy7、BioLegend)、抗IFN−g(FITC
、BioLegend)、抗IL−10(PE;BioLegend)、抗CD3(PE
、DakoCytomation)、抗CD4(PB、DakoCytomation)
、及び抗CD8(PB、BioLegend)又は対応するアイソタイプ対照で染色する
寛容化手順を行う前、及び3ヵ月後に、新鮮に単離したPBMCにおいてこの試験で使
用するミエリンペプチドに対する抗原特異的T細胞応答を計測する。抗原特異的T細胞応
答は、チミジン取込みを用いた増殖アッセイによって分析する。簡潔に言えば、96ウェ
ルプレートにおける1mMのペプチドを含有するX−VIVO 15培地(Lonza)
中に、ウェル当たり1.5×10PBMCで単離PBMCを播種する。抗原当たり48
ウェルを播種し、各プレートにおいて6ウェルは陰性対照として培地のみを含む。TTx
(5mg/ml)(Novartis Behring)を陽性対照として使用する。7
日目、1mCiの[3H]チミジン(Hartmann Analytic)と共にプレ
ートを15時間インキュベートする。[3H]チミジンによってパルスしたプレートをシ
ンチレーションbカウンター(Wallac 1450、PerkinElmer)で分
析する。各ウェルのシンチレーションカウント(CPM)を計測する。非刺激ウェルの平
均値+3SDより高いCPMを示すウェルを陽性と見なす。
前述の説明及び関連する図面に提供される教示を利用して、これらの発明が関係する技
術分野の当業者には、本明細書に示される発明の多くの変形形態及び他の実施形態が想起
されるであろう。従って、本発明は開示される具体的な実施形態に限定されないこと、並
びに変形形態及び他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれるものと意図されるこ
とが理解されるべきである。本明細書では特定の用語が用いられているが、それらは一般
的且つ説明的な意味で用いられているに過ぎず、限定を目的とするものではない。
本明細書で言及する全ての刊行物及び特許出願は、本発明が関係する当業者の水準を示
すものである。全ての刊行物及び特許出願が、個々の刊行物又は特許出願がそれぞれ具体
的に且つ個別的に参照によって援用されることが示されたものと見なすのと同程度に本明
細書において参照により援用される。
Figure 0006865253
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Claims (31)

  1. 外因性抗原を含む融合ポリペプチドを発現する除核赤血球系細胞を含む医薬組成物であって、前記医薬組成物の有効量の投与が、炎症性疾患またはアレルギー性疾患に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象において免疫トレランスを誘導する能力を有する、医薬組成物。
  2. 外因性抗原を含む少なくとも1,000コピーの融合ポリペプチドを発現する除核赤血球系細胞を含む医薬組成物であって、前記医薬組成物の有効量の投与が、炎症性疾患またはアレルギー性疾患に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象において免疫トレランスを誘導する能力を有する、医薬組成物。
  3. 前記外因性抗原が前記除核赤血球系細胞の細胞膜に会合している、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  4. 前記外因性抗原が前記除核赤血球系細胞の表面上において細胞外に局在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  5. 前記外因性抗原が細胞内にある、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  6. 前記融合ポリペプチドがアンカードメインおよび表面ドメインを含み、前記表面ドメインが前記外因性抗原を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  7. 前記アンカードメインが膜貫通領域を含む、請求項6に記載の医薬組成物。
  8. 前記除核赤血球系細胞が、少なくとも10,000コピーの前記外因性抗原を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  9. 前記除核赤血球系細胞が赤血球である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  10. 前記除核赤血球系細胞が網赤血球である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  11. 前記除核赤血球系細胞がヒト除核赤血球系細胞である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  12. 前記除核赤血球系細胞が低張負荷されていない、請求項1〜11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  13. 前記除核赤血球系細胞が、対応する単離非修飾非培養除核赤血球系細胞と実質的に同じ浸透圧膜脆弱性を示す、請求項1〜12のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  14. 静脈内注射用の液体懸濁物として製剤化される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  15. 60%超が除核されている赤血球系細胞の集団を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  16. 70%超が除核されている赤血球系細胞の集団を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  17. 外因性抗原が、グルテン、フラジェリン、微生物抗原、好中球細胞質抗原、または、その抗原性断片である、請求項1〜16のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  18. 外因性抗原が、fel d1、can f6、2Sアルブミン、ビシリン様(7S)タンパク質、レグミン様(11S)種子貯蔵タンパク質、キチナーゼ1b、脂質転移タンパク質、Cas s8、Der p2、オボムコイド、オボアルブミン、オボトランスフェリン、リゾチーム、α−リベチン、パルブアルブミン、Bet v1ホモログ、プロフィリン、11sグロブリン様タンパク質、メリチン、ホスホリパーゼA2、ヒアルロニダーゼ、酸性ホスファターゼ、抗原5、Api m1、Api m2、Api m3、Api m4、Bom p1、Bom p4、Dol m1、Dol m2、Dol m5、Vesp c1、Vesp c5、Pol a1、Pol a2、Pol a5、Ves v1、Ves v2、Ves v5、Sol I1、Sol I2、Sol I3、Sol I4、Hev b1、Hev b2、Hev b3、Hev b5、Hev b6.01、Hev b6.02、Hev b8、Hev b9、Hev b11、α s1カゼイン、β−ラクトグロブリン、Ara h1、Ara h2、Ara h3、Ara h6、アコニット酸ヒドラターゼ、フルクトース二リン酸アルドラーゼ、ATPシンターゼ、管腔結合タンパク質、カルモジュリン、カルレティキュリン、シャペロニン、エノラーゼ、プロフィリン、Phi p1、Phi p2、Phi p4、Phi p5、Phi p6、Phi p11、Phi p12、Phi p13、アルギニンキナーゼ、トロポミオシン、ミオシン軽鎖、筋形質カルシウム結合タンパク質、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、タイチン、Gly m1ダイズ疎水性タンパク質、gly m4、gly m5、gly m6、gly m 2Sアルブミン、α−グロブリン、Bet v1関連タンパク質、レグミン、ビシリン、グルテン、プロラミン、α−アミラーゼ/プロテアーゼ阻害因子、ピューロインドリン、α−グロブリン、α−グリアジン、β−グリアジン、γ−グリアジン、ファストω−グリアジン、スロ−ω−グリアジン、または、その抗原性断片である、請求項1〜16のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  19. 対象における疾患または病態の処置または予防において使用するための、請求項1〜18のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  20. 炎症性疾患に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象において免疫トレランスを誘導する方法において使用するための、請求項1〜17のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  21. 前記対象が、セリアック病、クローン病、潰瘍性大腸炎、または炎症性腸疾患を有する、請求項20に記載の使用のための医薬組成物。
  22. アレルギー性疾患に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象において免疫トレランスを誘導する方法において使用するための、請求項1〜16および18のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  23. 前記対象が、コムギ、動物の鱗屑、クログルミ、ブラジルナッツ、カシューナッツ、クリ、チリダニ、卵、ペルシャグルミ、魚、ヘーゼルナッツ、昆虫毒、ラテックス、牛乳、ピーナッツ、花粉、甲殻類、大豆、または堅果類に対するアレルギーを有する、請求項22に記載の使用のための医薬組成物。
  24. 炎症性疾患またはアレルギー性疾患に罹患しているか又はその発症リスクがあるヒト対象において、免疫トレランスを誘導する方法において使用するための医薬組成物であって、前記医薬組成物は、外因性抗原を含む融合ポリペプチドを発現する除核赤血球系細胞を含み、前記炎症性疾患またはアレルギー性疾患を媒介する前記抗原に対して前記対象において免疫トレランスを誘導するのに有効な量で投与される、医薬組成物。
  25. 前記対象が、セリアック病、クローン病、潰瘍性大腸炎、または炎症性腸疾患を有する、請求項24に記載の使用のための医薬組成物。
  26. 前記対象が、コムギ、動物の鱗屑、クログルミ、ブラジルナッツ、カシューナッツ、クリ、チリダニ、卵、ペルシャグルミ、魚、ヘーゼルナッツ、昆虫毒、ラテックス、牛乳、ピーナッツ、花粉、甲殻類、大豆、または堅果類に対するアレルギーを有する、請求項24に記載の使用のための医薬組成物。
  27. 前記炎症性疾患またはアレルギー性疾患が治療されるか、又はその症状が軽減されるように、治療期間にわたって少なくとも2回投与するために製剤化される、請求項19〜26のいずれか一項に記載の使用のための医薬組成物。
  28. 抗原特異的免疫細胞の割合が治療期間中に実質的に低下するように、治療期間にわたって十分な回数投与するために前記医薬組成物が製剤化される、請求項19〜27のいずれか一項に記載の使用のための医薬組成物。
  29. 請求項1〜19のいずれか一項に記載の医薬組成物を作製する方法であって、
    前記融合ポリペプチドをコードする外因性核酸を含む、有核赤血球系細胞またはその前駆体を提供する工程、および
    前記有核赤血球系細胞の除核、および前記融合ポリペプチドの産生に適切な条件下で、前記有核赤血球系細胞またはその前駆体を培養する工程
    を含む、方法。
  30. 前記方法がさらに、前記外因性核酸を前記有核赤血球系細胞またはその前駆体に導入する工程を包含する、請求項29に記載の方法。
  31. 前記有核赤血球系細胞またはその前駆体の前記除核が、前記有核赤血球系細胞またはその前駆体を培養して、その核の排出を誘導することを含む、請求項29または30に記載の方法。
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