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JP7416695B2 - 増強されたキメラ抗原受容体およびその使用 - Google Patents

増強されたキメラ抗原受容体およびその使用 Download PDF

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JP7416695B2 JP2020535520A JP2020535520A JP7416695B2 JP 7416695 B2 JP7416695 B2 JP 7416695B2 JP 2020535520 A JP2020535520 A JP 2020535520A JP 2020535520 A JP2020535520 A JP 2020535520A JP 7416695 B2 JP7416695 B2 JP 7416695B2
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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年12月29日に出願された米国仮特許出願第62/612,031号の優先権を主張し、その内容はその全体が参照により組み込まれ、それに対して優先権を主張する。
序論
本開示の主題は、がんおよび病原体に対する免疫応答を増強するための方法および組成物を提供する。それは、キメラ抗原受容体(CAR)およびそれを含む操作された免疫応答性細胞の新規設計に関する。新規CARを含む操作された免疫応答性細胞は、抗原指向性であり、機能を損なうことなく延長された持続性を有する。
キメラ抗原受容体(CAR)療法は、血液悪性疾患に対して大きな臨床的成功を達成した(PMID:23515080)。それは、抗原認識機能とシグナル伝達機能との両方を有する合成受容体に基づくものである(PMID:20467460)。CARにおける単鎖可変断片(scFv)は、元のモノクローナル抗体の重鎖および軽鎖の可変領域に由来するその抗原認識特異性を保持する。一方、CAR構築物のシグナル伝達は、元の免疫受容体のシグナル伝達ドメインに大きく依存する。現在、臨床試験中の第2世代のCARの全てのバージョンが、一方はCD3ζであり、他方はCD28または41BBなどの共刺激受容体である、2つの免疫受容体に由来するドメインを含有するため、2つのシグナル伝達能力/モダリティを有する(PMID:26129802)。本質的には、それは別の受容体によって伝達される2つのシグナルを1つの合成受容体中で組み合わせる。おそらく、CARにおけるシグナル伝達は、CD3ζおよびCD28/41BBにおけるものと類似する。
CD3ζは、抗原に結合し、形質膜をわたる結合を細胞内シグナルに変換する多量体T細胞抗原受容体(TCR)複合体の一部である。TCRαβ(またはTCRγδ)サブユニットは、その特異的な細胞外領域を通じて抗原を認識するが、CD3ζは主にそのよく保存された3つの免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)を通じて複合体中でシグナル伝達機能を実行する(PMID:20516133)。その配列相同性に基づいて初めて同定された、ITAMは、規定数のアミノ酸によって隔てられた2つの連続的なYxxL/Iモチーフ(YxxL/I-X6~8-YxxL/I)からなる(PMID:2927501)。ITAMは通常、造血細胞中で発現される受容体に見出され、TCRシグナル伝達の文脈で特によく研究されている。ペプチド-MHCへのTCR結合は、SrcファミリーキナーゼLckの活性化をもたらし、CD3ζ中の3つのITAMのそれぞれにおける2つのチロシン残基をリン酸化する(PMID:25861978)。次いで、それぞれの二リン酸化されたITAMは、Sykファミリーキナーゼ、ZAP-70の2つのタンデムSH2ドメインに結合する能力を獲得する。この相互作用は、ZAP-70をLckに近接させ、LckによるZAP-70のリン酸化および活性化をもたらす。活性化されたZAP-70は、アダプタータンパク質LATおよびSLP-76などの、その下流の標的をさらにリン酸化する。リン酸化されたLATおよびSLP-76は、PLC-γ、Grb2/Sos、GadsならびにItk、VavおよびNckなどの、多くの他のタンパク質のための足場を提供し、最終的には、カルシウム動員、Ras/Erk活性化およびアクチン細胞骨格再配列および究極的には、遺伝子発現の活性化をもたらす(PMID:20516133)。したがって、CD3ζ中の3つのITAMは、TCRシグナル伝達における唯一のシグナル伝達部分ではないとしても、主要なものである。
他方、CD28は、ITAMを一切含有しない。その代わりに、その細胞質ドメインは、CD28のそのリガンドCD80/CD86への結合時にリン酸化されると、PI3Kのp85サブユニットおよびGrb2/Gadsに結合することができるYMNMモチーフを含有する(PMID:20534709)。さらに、CD28のプロリンに富む領域は、Itk、Tec、Lck、Grb2/VavおよびフィラミンAと相互作用することができる(PMID:20534709)。したがって、CD3ζおよびCD80/86結合により開始されるCD28シグナル伝達を介した抗原結合により開始されるTCRシグナル伝達は、これらの2つの経路間のクロストークを可能にする、Grb2、Vav、Gads、Lck、Itkなどの多くの共通のプレイヤーを共有する。さらに、両経路の活性化は、免疫学的シナプスにおいて形質膜の近くに集合するシグナル伝達複合体中で起こり、2つの経路に由来するシグナル伝達分子を物理的に一緒の空間にする。最後に、CD28により誘導されるカルシウムシグナル伝達は、2つの経路の時間的近接性/密接性を反映して、TCRにより開始される細胞内カルシウム増加の遅くとも数秒後には起こる(PMID:18848472)。
本開示は、目的の抗原に結合するキメラ抗原受容体(CAR)を提供する。CARは、腫瘍抗原または病原体抗原に結合することができる。ある特定の非限定的な実施形態では、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含む。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)の全部または一部を欠き、ITAMは、ITAM1、ITAM2、およびITAM3である。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2またはその一部の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部の欠失をさらに含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1またはその一部の欠失をさらに含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1またはその一部の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部の欠失をさらに含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部の欠失を含む。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、塩基性残基に富む伸長(basic-rich stretch)(BRS)領域の全部または一部をさらに欠き、BRS領域はBRS1、BRS2、およびBRS3である。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS2またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS2またはその一部の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部の欠失をさらに含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部の欠失をさらに含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部の欠失をさらに含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2、ITAM3、BRS2、およびBRS3の欠失を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2、ITAM3、BRS2、およびBRS3を欠く。ある特定の実施形態では、CARは、配列番号45または配列番号47に記載のアミノ酸配列を含む。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、塩基性残基に富む伸長(BRS)領域の全部または一部を欠き、BRS領域はBRS1、BRS2、およびBRS3である。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS2またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部を欠く。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1バリアント、BRS2バリアント、およびBRS3バリアントから選択されるBRSバリアントを含み、BRSバリアントは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む。
ある特定の実施形態では、上に開示された様々なCARはいずれも、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD40ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD84ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、またはその組合せを含むヒンジ/スペーサー領域をさらに含む。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域は、CD166ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域は、配列番号3のアミノ酸489~527を有するCD166ポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、上に開示された様々なCARのいずれかの膜貫通ドメインは、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD40ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD84ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチドまたはその組合せを含む。ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインは、CD166ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインは、配列番号3のアミノ酸528~527を有するCD166ポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域は、同じ分子に由来する。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域はCD28ポリペプチドを含み、膜貫通ドメインはCD28ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域はCD84ポリペプチドを含み、膜貫通ドメインはCD84ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域はCD166ポリペプチドを含み、膜貫通ドメインはCD166ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARは、配列番号3のアミノ酸489~553を含む。
ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域はCD8aポリペプチドを含み、膜貫通ドメインはCD8aポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域はCD8bポリペプチドを含み、膜貫通ドメインはCD8bポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域は、異なる分子に由来する。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域はCD28ポリペプチドを含み、膜貫通ドメインはICOSポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、上に開示された様々なCARのいずれかの細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激シグナル伝達ドメインをさらに含む。ある特定の実施形態では、共刺激シグナル伝達ドメインは、CD28ポリペプチドを含む。
本開示の主題はまた、細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジ/スペーサー領域、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)であって、改変CD3ζポリペプチドが1つまたは複数の機能喪失型変異を含むITAMバリアントを含み、ITAMバリアントがITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、CARも提供する。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域は、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD40ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD84ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチドまたはその組合せを含む。ある特定の実施形態では、ITAM2バリアントは、配列番号29に記載のアミノ酸配列を有する。ある特定の実施形態では、ITAM3バリアントは、配列番号33に記載のアミノ酸配列を有する。ある特定の実施形態では、CARは、CD166ポリペプチドのヒンジ/スペーサー領域およびCD166ポリペプチドの膜貫通ドメインを含む。ある特定の実施形態では、CARは、配列番号3のアミノ酸489~553を含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号43のアミノ酸374~485を有する。ある特定の実施形態では、CARは、配列番号43に記載のアミノ酸配列を有する。
本開示の主題はまた、本明細書に開示されるCARを含む免疫応答性細胞も提供する。ある特定の実施形態では、CARは、組換え発現される。ある特定の実施形態では、CARは、ベクターから発現される。ある特定の実施形態では、CARは、免疫応答性細胞の内因性遺伝子座に配置される。ある特定の実施形態では、内因性遺伝子座は、TRAC遺伝子座、TRBC遺伝子座またはTRGC遺伝子座である。ある特定の実施形態では、内因性遺伝子座は、TRAC遺伝子座である。ある特定の実施形態では、CARの配置は、TCRの内因性発現を破壊または無効化する。
本開示の主題はまた、2つまたはそれより多いCARを含む免疫応答性細胞も提供する。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、a)第1の抗原に結合する第1の細胞外抗原結合ドメイン、第1の膜貫通ドメイン、および第1の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第1のCAR;ならびにb)第2の抗原に結合する第2の細胞外抗原結合ドメイン、第2の膜貫通ドメイン、および第2の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第2のCARを含み、第1のCARは上に開示されたCARであるか、または第1の細胞内シグナル伝達ドメインは1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含み、1つまたは複数のITAMバリアントはそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、第1のCARは、第1のヒンジ/スペーサー領域をさらに含む。ある特定の実施形態では、第2のCARは、第2のヒンジ/スペーサー領域をさらに含む。ある特定の実施形態では、第1および第2のヒンジ/スペーサー領域はそれぞれ独立に、本明細書に開示されるヒンジ/スペーサー領域のいずれかから選択することができる。
ある特定の実施形態では、第2のCARは、上に開示されたCARである。ある特定の実施形態では、第2のCARの第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含み、ITAMバリアントは、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、第2のCARの第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、第1のCARの第1の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる改変CD3ζポリペプチドと同じである改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、第2のCARの第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、第1のCARの第1の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる改変CD3ζポリペプチドと異なる改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、第2のCARの第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、天然CD3ζポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、第1のCARの第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、第2のCARの第2の細胞内シグナル伝達ドメインと同じである。ある特定の実施形態では、第1のCARの第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、第2のCARの第2の細胞内シグナル伝達ドメインと異なる。
ある特定の実施形態では、第1の抗原は、第2の抗原と異なる。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、細胞は、第3の抗原に結合する第3の細胞外抗原結合ドメイン、第3の膜貫通ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第3のCARをさらに含む。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、細胞は、T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、ヒト胚性幹細胞、およびリンパ系細胞が分化され得る多能性幹細胞からなる群より選択される。ある特定の実施形態では、細胞は、T細胞である。ある特定の実施形態では、T細胞は、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、調節性T細胞、およびナチュラルキラーT(NKT)細胞からなる群より選択される。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、マクロファージなどの骨髄性細胞である。ある特定の実施形態では、前記免疫応答性細胞は、自己のものである。ある特定の実施形態では、前記抗原は、腫瘍抗原である。ある特定の実施形態では、腫瘍抗原は、CD19、MUC16、MUC1、CAIX、CEA、CD8、CD7、CD10、CD20、CD22、CD30、CLL1、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD49f、CD56、CD74、CD133、CD138、EGP-2、EGP-40、EpCAM、erb-B2、3、4、FBP、胎児アセチルコリン受容体、葉酸受容体-a、GD2、GD3、HER-2、hTERT、IL-13R-a2、K-軽鎖、KDR、LeY、L1細胞接着分子、MAGE-A1、メソテリン、ERBB2、MAGEA3、p53、MART1、GP100、プロテイナーゼ3(PR1)、チロシナーゼ、サバイビン、hTERT、EphA2、NKG2Dリガンド、NY-ES0-1、がん胎児抗原(h5T4)、PSCA、PSMA、ROR1、TAG-72、VEGF-R2、WT-1、BCMA、CD123、CD44V6、NKCS1、EGF1R、EGFR-VIII、およびCD99、CD70、ADGRE2、CCR1、LILRB2、PRAME、CCR4、CD5、CD3、TRBC1、TRBC2、TIM-3、インテグリンB7、ICAM-1、CD70、Tim3、CLEC12AおよびERBBからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、前記抗原は、CD19である。
本開示の主題は、有効量の本明細書に開示される免疫応答性細胞と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物をさらに提供する。ある特定の実施形態では、医薬組成物は、新生物を処置するためのものである。
本開示の主題は、被験体における腫瘍負荷を低減させる方法であって、被験体に、有効量の本明細書に開示される免疫応答性細胞または医薬組成物を投与することを含む、方法をさらに提供する。本開示の主題はまた、被験体に、有効量の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を投与することを含み、免疫応答性細胞が、細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジ/スペーサー領域、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、改変CD3ζポリペプチドが1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立にITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、方法も提供する。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含む。ある特定の実施形態では、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントの一方または両方が、2つの機能喪失型変異を含む。ある特定の実施形態では、ITAM2バリアントは、配列番号29に記載のアミノ酸配列を有する。ある特定の実施形態では、ITAM3バリアントは、配列番号33に記載のアミノ酸配列を有する。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の機能喪失型変異は、チロシンアミノ酸残基にある。ある特定の実施形態では、細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激シグナル伝達ドメインをさらに含む。ある特定の実施形態では、共刺激シグナル伝達ドメインは、CD28ポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、方法は、腫瘍細胞の数を減少させる。ある特定の実施形態では、方法は、腫瘍サイズを減少させる。ある特定の実施形態では、方法は、被験体中の腫瘍を根絶させる。
本開示の主題は、新生物を処置または防止する方法をさらに提供する。ある特定の実施形態では、方法は、被験体に、有効量の本明細書に開示される免疫応答性細胞または医薬組成物を投与することを含む。ある特定の実施形態では、方法は、被験体に、有効量の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を投与することを含み、免疫応答性細胞は、細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジ/スペーサー領域、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、改変CD3ζポリペプチドは1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、1つまたは複数のITAMバリアントはそれぞれ独立にITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される。
本開示の主題は、新生物の再発を有する被験体を処置する方法であって、被験体が、抗原認識受容体を含む免疫応答性細胞を受け、抗原認識受容体が4-1BB共刺激シグナルを含む、方法をさらに提供する。ある特定の実施形態では、方法は、被験体に、有効量の本明細書に開示される免疫応答性細胞または医薬組成物を投与することを含む。ある特定の実施形態では、方法は、被験体に、有効量の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を投与することを含み、免疫応答性細胞は、細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジ/スペーサー領域、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、改変CD3ζポリペプチドは1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、1つまたは複数のITAMバリアントはそれぞれ独立にITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激シグナル伝達ドメインをさらに含む。ある特定の実施形態では、共刺激シグナル伝達ドメインは、CD28ポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、新生物または腫瘍は、血液がん、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、非ホジキンリンパ腫、および卵巣がんからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、新生物は、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、CARは、CD19に結合する。ある特定の実施形態では、新生物は、CD19+ALLである。ある特定の実施形態では、新生物は、低い発現レベルの腫瘍特異的抗原を有する腫瘍細胞を含む。
本開示の主題は、抗原特異的免疫応答性細胞を生産するための方法であって、免疫応答性細胞中に、本明細書に開示されるCARをコードする核酸配列を導入することを含む、方法をさらに提供する。ある特定の実施形態では、核酸配列は、ベクター中に含まれる。ある特定の実施形態では、ベクターは、レトロウイルスベクターである。
本開示の主題は、本明細書に開示されるCARをコードする単離された核酸(nucleotide acid)をさらに提供する。ある特定の実施形態では、単離された核酸は、配列番号45および配列番号47に記載のヌクレオチド配列をさらに含む。
本開示の主題は、本明細書に開示されるCARを含む核酸組成物をさらに提供する。ある特定の実施形態では、核酸配列は、ベクター中に含まれる。ある特定の実施形態では、ベクターは、レトロウイルスベクターである。
本開示の主題は、本明細書に開示される核酸組成物を含むベクターをさらに提供する。
本開示の主題は、本明細書に開示されるCAR、免疫応答性細胞、医薬組成物、核酸組成物またはベクターを含むキットをさらに提供する。ある特定の実施形態では、キットは、新生物、病原体感染、自己免疫障害、または同種異系移植を処置および/または防止するための書面での指示を含む。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)であって、前記改変CD3ζポリペプチドが免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)の全部または一部を欠き、前記ITAMがITAM1、ITAM2、およびITAM3である、CAR。
(項目2)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM2またはその一部を欠く、項目1に記載のCAR。
(項目3)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM3またはその一部をさらに欠く、項目2に記載のCAR。
(項目4)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM1またはその一部をさらに欠く、項目2に記載のCAR。
(項目5)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM1またはその一部を欠く、項目1に記載のCAR。
(項目6)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM3またはその一部をさらに欠く、項目5に記載のCAR。
(項目7)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM3またはその一部を欠く、項目1に記載のCAR。
(項目8)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM2またはその一部の欠失を含む、項目1に記載のCAR。
(項目9)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM3またはその一部の欠失をさらに含む、項目8に記載のCAR。
(項目10)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM1またはその一部の欠失をさらに含む、項目8に記載のCAR。
(項目11)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM1またはその一部の欠失を含む、項目1に記載のCAR。
(項目12)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM3またはその一部の欠失をさらに含む、項目11に記載のCAR。
(項目13)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM3またはその一部の欠失を含む、項目1に記載のCAR。
(項目14)
前記改変CD3ζポリペプチドが、塩基性残基に富む伸長(BRS)領域の全部または一部を欠き、前記BRS領域がBRS1、BRS2、およびBRS3である、項目1から13のいずれか一項に記載のCAR。
(項目15)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS2またはその一部を欠く、項目14に記載のCAR。
(項目16)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部をさらに欠く、項目15に記載のCAR。
(項目17)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部をさらに欠く、項目16に記載のCAR。
(項目18)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部を欠く、項目14に記載のCAR。
(項目19)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部をさらに欠く、項目18に記載のCAR。
(項目20)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部を欠く、項目14に記載のCAR。
(項目21)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部を欠く、項目14に記載のCAR。
(項目22)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM2、ITAM3、BRS2、およびBRS3を欠く、項目1に記載のCAR。
(項目23)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS2またはその一部の欠失を含む、項目14に記載のCAR。
(項目24)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部の欠失をさらに含む、項目23に記載のCAR。
(項目25)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部の欠失をさらに含む、項目24に記載のCAR。
(項目26)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部の欠失を含む、項目14に記載のCAR。
(項目27)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部の欠失をさらに含む、項目26に記載のCAR。
(項目28)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部の欠失を含む、項目14に記載のCAR。
(項目29)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部の欠失を含む、項目14に記載のCAR。
(項目30)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM2、ITAM3、BRS2、およびBRS3の欠失を含む、項目1に記載のCAR。
(項目31)
配列番号45または配列番号47に記載のアミノ酸配列を含む、項目1に記載のCAR。
(項目32)
細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)であって、前記改変CD3ζポリペプチドが塩基性残基に富む伸長(BRS)領域の全部または一部を欠き、前記BRS領域がBRS1、BRS2、およびBRS3である、CAR。
(項目33)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS2またはその一部を欠く、項目32に記載のCAR。
(項目34)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部をさらに欠く、項目33に記載のCAR。
(項目35)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部をさらに欠く、項目34に記載のCAR。
(項目36)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部を欠く、項目35に記載のCAR。
(項目37)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部をさらに欠く、項目36に記載のCAR。
(項目38)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS3またはその一部を欠く、項目37に記載のCAR。
(項目39)
前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部を欠く、項目32に記載のCAR。
(項目40)
細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)であって、前記改変CD3ζポリペプチドがBRS1バリアント、BRS2バリアント、およびBRS3バリアントから選択されるBRSバリアントを含み、前記BRSバリアントが1つまたは複数の機能喪失型変異を含む、CAR。
(項目41)
CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD4ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、またはその組合せを含むヒンジ/スペーサー領域をさらに含む、項目1から40のいずれか一項に記載のCAR。
(項目42)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD166ポリペプチドを含む、項目41に記載のCAR。
(項目43)
前記CD166ポリペプチドが配列番号3のアミノ酸489~527を有する、項目42に記載のCAR。
(項目44)
細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジ/スペーサー領域、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)であって、
前記改変CD3ζポリペプチドが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立にITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択され、
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD4ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、またはその組合せを含む、CAR。
(項目45)
前記改変CD3ζポリペプチドがITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含む、項目44に記載の方法。
(項目46)
前記ITAM2バリアントが配列番号29に記載のアミノ酸配列を有する、項目45に記載の方法。
(項目47)
前記ITAM3バリアントが配列番号33に記載のアミノ酸配列を有する、項目45または46に記載の方法。
(項目48)
前記改変CD3ζポリペプチドが配列番号43のアミノ酸374~485を含むかまたはそれからなる、項目44から47のいずれか一項に記載のCAR。
(項目49)
配列番号43に記載のアミノ酸配列を含む、項目44から48のいずれか一項に記載のCAR。
(項目50)
前記ITAM2バリアントおよび前記ITAM3バリアントの一方または両方が2つの機能喪失型変異を含む、項目45から49のいずれか一項に記載の方法。
(項目51)
前記1つまたは複数の機能喪失型変異がチロシンアミノ酸残基にある、項目44から50のいずれか一項に記載の方法。
(項目52)
前記膜貫通ドメインが、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD4ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、またはその組合せを含む、項目1から51のいずれか一項に記載のCAR。
(項目53)
前記膜貫通ドメインがCD166ポリペプチドを含む、項目52に記載のCAR。
(項目54)
前記CD166ポリペプチドが配列番号3のアミノ酸528~553を含む、項目53に記載のCAR。
(項目55)
前記膜貫通ドメインおよび前記ヒンジ/スペーサー領域が、同じ分子に由来する、項目44から54のいずれか一項に記載のCAR。
(項目56)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD28ポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがCD28ポリペプチドを含む、項目44から55のいずれか一項に記載のCAR。
(項目57)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD84ポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがCD84ポリペプチドを含む、項目44から56のいずれか一項に記載のCAR。
(項目58)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD166ポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがCD166ポリペプチドを含む、項目44から57のいずれか一項に記載のCAR。
(項目59)
配列番号3のアミノ酸489~553を含む、項目58に記載のCAR。
(項目60)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD8aポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがCD8aポリペプチドを含む、項目44から59のいずれか一項に記載のCAR。
(項目61)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD8bポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがCD8bポリペプチドを含む、項目44から60のいずれか一項に記載のCAR。
(項目62)
前記膜貫通ドメインおよび前記ヒンジ/スペーサー領域が、異なる分子に由来する、項目44から54のいずれか一項に記載のCAR。
(項目63)
前記ヒンジ/スペーサー領域がCD28ポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがICOSポリペプチドを含む、項目62に記載のCAR。
(項目64)
前記細胞内シグナル伝達ドメインが、共刺激シグナル伝達ドメインをさらに含む、項目1から63のいずれか一項に記載のCAR。
(項目65)
前記共刺激シグナル伝達ドメインがCD28ポリペプチドを含む、項目65に記載のCAR。
(項目66)
項目1から65のいずれか一項に記載のCARを含む免疫応答性細胞。
(項目67)
前記CARが組換え発現される、項目66に記載の免疫応答性細胞。
(項目68)
前記CARがベクターから発現される、項目66または67に記載の免疫応答性細胞。
(項目69)
前記CARが前記免疫応答性細胞の内因性遺伝子座に配置される、項目66から68のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目70)
前記内因性遺伝子座がTRAC遺伝子座、TRBC遺伝子座またはTRGC遺伝子座である、項目69に記載の免疫応答性細胞。
(項目71)
前記内因性遺伝子座がTRAC遺伝子座である、項目69または70に記載の免疫応答性細胞。
(項目72)
前記CARの配置がTCRの内因性発現を破壊または無効化する、項目69から71のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目73)
T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、調節性T細胞、ナチュラルキラーT(NKT)細胞、骨髄性細胞、ヒト胚性幹細胞、およびリンパ系細胞に分化し得る多能性幹細胞からなる群より選択される、項目66から72のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目74)
前記免疫応答性細胞が自己のものである、項目66から73のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目75)
前記抗原が腫瘍抗原である、項目66から74のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目76)
前記腫瘍抗原が、CD19、MUC16、MUC1、CAlX、CEA、CD8、CD7、CD10、CD20、CD22、CD30、CLL1、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD49f、CD56、CD74、CD133、CD138、EGP-2、EGP-40、EpCAM、erb-B2、3、4、FBP、胎児アセチルコリン受容体、葉酸受容体-a、GD2、GD3、HER-2、hTERT、IL-13R-a2、K-軽鎖、KDR、LeY、L1細胞接着分子、MAGE-A1、メソテリン、ERBB2、MAGEA3、p53、MART1、GP100、プロテイナーゼ3(PR1)、チロシナーゼ、サバイビン、hTERT、EphA2、NKG2Dリガンド、NY-ES0-1、がん胎児抗原(h5T4)、PSCA、PSMA、ROR1、TAG-72、VEGF-R2、WT-1、BCMA、CD123、CD44V6、NKCS1、EGF1R、EGFR-VIII、およびCD99、CD70、ADGRE2、CCR1、LILRB2、PRAME、CCR4、CD5、CD3、TRBC1、TRBC2、TIM-3、インテグリンB7、ICAM-1、CD70、Tim3、CLEC12AおよびERBBからなる群より選択される、項目75に記載の免疫応答性細胞。
(項目77)
前記抗原がCD19である、項目77に記載の免疫応答性細胞。
(項目78)
有効量の項目66から77のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物。
(項目79)
新生物を処置するためのものである、項目78に記載の医薬組成物。
(項目80)
被験体における腫瘍負荷を低減させる方法であって、前記被験体に、有効量の項目66から77のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目78もしくは79に記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
(項目81)
被験体における腫瘍負荷を低減させる方法であって、前記被験体に、有効量の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を投与することを含み、前記免疫応答性細胞が、
細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、前記改変CD3ζポリペプチドが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、方法。
(項目82)
腫瘍細胞の数を減少させる、項目81または82に記載の方法。
(項目83)
腫瘍サイズを減少させる、項目81から83のいずれか一項に記載の方法。
(項目84)
前記被験体における腫瘍を根絶させる、項目81から84のいずれか一項に記載の方法。
(項目85)
新生物を処置または防止する方法であって、被験体に、有効量の項目66から77のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目78もしくは79に記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
(項目86)
新生物を処置または防止する方法であって、被験体に、有効量の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を投与することを含み、前記免疫応答性細胞が、
細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、前記改変CD3ζポリペプチドが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、方法。
(項目87)
前記新生物または腫瘍が、血液がん、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、非ホジキンリンパ腫、および卵巣がんからなる群より選択される、項目80から86のいずれか一項に記載の方法。
(項目88)
前記新生物が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、前記CARがCD19に結合する、項目80から87のいずれか一項に記載の方法。
(項目89)
前記新生物が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、前記CARがBCMA、ADGRE2、MSLN、PSMAまたはその組合せに結合する、項目80から87のいずれか一項に記載の方法。
(項目90)
新生物の再発を有する被験体を処置する方法であって、前記被験体が、疾患の再発を有し、前記被験体が、残留腫瘍細胞をもたらす処置を受けたか、または前記被験体が、抗原認識受容体を含む免疫応答性細胞を受け、前記抗原認識受容体が、4-1BB共刺激シグナルを含み、前記方法が、前記被験体に、有効量の項目66から77のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目78もしくは79に記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
(項目91)
新生物の再発を有する被験体を処置する方法であって、前記被験体が、疾患の再発を有し、前記被験体が、残留腫瘍細胞をもたらす処置を受けたか、または前記被験体が、抗原認識受容体を含む免疫応答性細胞を受け、前記抗原認識受容体が、4-1BB共刺激シグナルを含み、前記方法が、前記被験体に、有効量の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を投与することを含み、前記免疫応答性細胞が、
細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、前記改変CD3ζポリペプチドが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、方法。
(項目92)
前記新生物が、血液がん、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病および非ホジキンリンパ腫からなる群より選択される、項目90または91に記載の方法。
(項目93)
前記新生物が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、前記CARがCD19に結合する、項目90から92のいずれか一項に記載の方法。
(項目94)
前記新生物がCD19+ ALLである、項目90から93に記載の方法。
(項目95)
前記新生物が、腫瘍細胞の表面上に低密度の腫瘍特異的抗原を有する前記腫瘍細胞を含む、項目90から94に記載の方法。
(項目96)
腫瘍負荷の低減、新生物の処置もしくは防止、および/または新生物の再発を有する被験体の処置における使用のための、項目66から77のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目78もしくは79に記載の医薬組成物。
(項目97)
腫瘍負荷の低減、新生物の処置もしくは防止、および/または新生物の再発を有する被験体の処置における使用のための、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)であって、前記改変CD3ζポリペプチドが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、CAR。
(項目98)
抗原特異的免疫応答性細胞を生産するための方法であって、免疫応答性細胞に、項目1から65のいずれか一項に記載のCARをコードする核酸配列を導入することを含む、方法。
(項目99)
前記核酸配列がベクター中に含まれる、項目98に記載の方法。
(項目100)
前記ベクターがレトロウイルスベクターである、項目99に記載の方法。
(項目101)
項目1から65のいずれか一項に記載のCARをコードする単離された核酸。
(項目102)
配列番号45および配列番号47に記載のヌクレオチド配列を含む、項目101に記載の単離された核酸。
(項目103)
項目1から65のいずれか一項に記載のCARを含む核酸組成物。
(項目104)
前記核酸配列がベクター中に含まれる、項目103に記載の核酸組成物。
(項目105)
前記ベクターがレトロウイルスベクターである、項目104に記載の核酸組成物。
(項目106)
項目103から105のいずれか一項に記載の核酸組成物を含むベクター。
(項目107)
項目1から65のいずれか一項に記載のCAR、項目66から77のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞、項目78もしくは79に記載の医薬組成物、項目103から105のいずれか一項に記載の核酸組成物、または項目106に記載のベクターを含むキット。
(項目108)
新生物、病原体感染、自己免疫障害、または同種異系移植を処置および/または防止するための書面での指示をさらに含む、項目107に記載のキット。
(項目109)
a)第1の抗原に結合する第1の細胞外抗原結合ドメイン、第1の膜貫通ドメイン、および第1の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第1のCAR;ならびにb)第2の抗原に結合する第2の細胞外抗原結合ドメイン、第2の膜貫通ドメイン、および第2の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第2のCARを含む免疫応答性細胞であって、前記第1のCARが項目1から65のいずれか一項に記載のCARであるか、または前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインが1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、免疫応答性細胞。
(項目110)
前記第2のCARが項目1から65のいずれか一項に記載のCARである、項目109に記載の免疫応答性細胞。
(項目111)
前記第2のCARの前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含む1つまたは複数のITAMバリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含み、前記1つまたは複数のITAMバリアントがそれぞれ独立に、ITAM1バリアント、ITAM2バリアント、およびITAM3バリアントからなる群より選択される、項目109に記載の免疫応答性細胞。
(項目112)
前記第2のCARの前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインが、前記第1のCARの前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる前記改変CD3ζポリペプチドと同じである改変CD3ζポリペプチドを含む、項目109に記載の免疫応答性細胞。
(項目113)
前記第2のCARの前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインが、前記第1のCARの前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる前記改変CD3ζポリペプチドと異なる改変CD3ζポリペプチドを含む、項目109に記載の免疫応答性細胞。
(項目114)
前記第2のCARの前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインが天然CD3ζポリペプチドを含む、項目109に記載の免疫応答性細胞。
(項目115)
前記第1のCARの前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインが、前記第2のCARの前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインと同じである、項目109から113のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目116)
前記第1のCARの前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインが、前記第2のCARの前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインと異なる、項目109から114のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目117)
前記第1の抗原が前記第2の抗原と異なる、項目109から116のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目118)
前記第1のCARが第1のヒンジ/スペーサー領域をさらに含む、項目109から117のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目119)
前記第2のCARが第2のヒンジ/スペーサー領域をさらに含む、項目109から118のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目120)
前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有する、項目109から119のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目121)
前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する、項目109から119のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目122)
第3の抗原に結合する第3の細胞外抗原結合ドメイン、第3の膜貫通ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第3のCARをさらに含む、項目109から121のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞。
(項目123)
前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、前記第3の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する、項目122に記載の免疫応答性細胞。
(項目124)
前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、前記第3の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する、項目122に記載の免疫応答性細胞。
(項目125)
前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、前記第3の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する、項目122に記載の免疫応答性細胞。
(項目126)
前記第1の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、前記第3の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する、項目122に記載の免疫応答性細胞。
(項目127)
有効量の項目109から126のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物。
(項目128)
腫瘍負荷の低減、新生物の処置もしくは防止、および/または新生物の再発を有する被験体の処置における使用のための、項目109から126のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目127に記載の医薬組成物。
(項目129)
被験体における腫瘍負荷を低減させる方法であって、前記被験体に、有効量の項目109から126のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目127に記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
(項目130)
前記被験体における腫瘍細胞の数を減少させる、腫瘍サイズを減少させる、および/または腫瘍を根絶させる、項目129に記載の方法。
(項目131)
新生物を処置または防止する方法であって、被験体に、有効量の項目109から126のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目127に記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
(項目132)
前記新生物または腫瘍が、血液がん、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、非ホジキンリンパ腫、および卵巣がんからなる群より選択される、項目131に記載の方法。
(項目133)
前記新生物が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、CARがCD19に結合する、項目131または132に記載の方法。
(項目134)
前記新生物が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、前記CARがBCMA、ADGRE2、MSLN、PSMAまたはその組合せに結合する、項目131から133のいずれか一項に記載の方法。
(項目135)
新生物の再発を有する被験体を処置する方法であって、前記被験体が、疾患の再発を有し、前記被験体が、残留腫瘍細胞をもたらす処置を受けたか、または前記被験体が、抗原認識受容体を含む免疫応答性細胞を受け、前記抗原認識受容体が、4-1BB共刺激シグナルを含み、前記方法が、前記被験体に、有効量の項目109から126のいずれか一項に記載の免疫応答性細胞または項目127に記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
(項目136)
前記新生物が、血液がん、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病および非ホジキンリンパ腫からなる群より選択される、項目135に記載の方法。
(項目137)
前記新生物が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫であり、CARがCD19に結合する、項目135または136に記載の方法。
(項目138)
前記新生物がCD19+ ALLである、項目135から137に記載の方法。
(項目139)
前記新生物が、腫瘍細胞の表面上に低密度の腫瘍特異的抗原を有する前記腫瘍細胞を含む、項目135から138に記載の方法。
以下の詳細な説明は、例として示されるが、本開示の主題を記載の特定の実施形態に限定することを意図せず、添付の図面と共に理解され得る。
図1は、野生型、変異型、および切断型1928ζ(1928z)CARの細胞質領域を示す。A)異なる1928ζ(1928z)CARの細胞質領域。元の1928ζ CARのζ鎖を変異させて、特有のζシグナル伝達ドメインを有する1928ζ CAR T細胞を構築する。ζドメインにおける3つのITAMモチーフを、膜近位から遠位方向にITAM1、ITAM2、およびITAM3と呼ぶ。1XX、X2X、XX3およびX23 CARでは、それぞれのITAMにおける2つのチロシン残基(Y)が、表記のITAMに関して2つのフェニルアラニン残基(F)に点変異している。D12およびD23では、欠失変異を作製して、ITAM1およびITAM2(D12)またはITAM2およびITAM3(D23)を除去する。B)元の1928z構造と比較して改善された抗腫瘍有効性を有する1928z CARの細胞質領域。1XXでは、元の1928ζ CARのζ鎖が、ITAM2およびITAM3において点変異しているが(チロシン(T)からフェニルアラニン(F)への変換)、アミノ酸の塩基性残基に富む伸長(BRS-1、-2、-3)は残っている。D12およびD23では、ITAM1およびITAM2(D12)またはITAM2およびITAM3(D23)が欠失している;D23は、1つのBRS領域(BRS-1)を含むが、D12にはBRSは存在しない。C)1928ζおよび表記の1928ζ変異体のCARおよびLNGFRの発現レベルを示す代表的なフローサイトメトリー分析。UT:非形質導入T細胞を対照として使用した。 同上。
図2A~2Bは、新規CARの設計または対照1928ζ(1928z)CARを含むT細胞の治療効力を示す。1928ζ(1928z)CAR T細胞の治療効力は、CAR構築物におけるCD3ζ鎖の変異によって改善する。0.05×10個のCAR T細胞によって処置したNALM-6を有するマウスの腫瘍負荷(平均ラジアンス)(n=9~10、2つの独立した実験からプールしたデータ)。A)元のCAR位置で非改変CD3ζ、ITAM3(XX3)、ITAM2(X2X)、またはITAM2およびITAM3(X23)の組合せ、および残りのITAMモチーフの変異を有する1928ζ変異体のin vivo応答。B)第1の位置(D12に関してITAM3およびD23に関してITAM1)での1つの単一の非変異CD3ζ配列、および残りのζ鎖ドメインの欠失からなる1928ζ変異体によって処置したNALM-6マウスの腫瘍負荷。 同上。
図3A~3Bは、1928ζ(1928z)対照または新規CAR構築物を発現するCAR T細胞の同じ用量による処置後の生存を示す。Nalm-6を有するマウスを、5×10個のCART細胞によって処置した。A)およびB)1928z WTおよび1928z変異体XX3、X23およびX2X(A)または1928z変異体D12、D23および1XX(B)の1回用量のin vivo有効性を比較するマウスのカプラン-マイヤー生存分析。n=10匹のマウスを表す、2つの独立した実験からプールしたデータ。対照は、無処置マウス(n=3)を指す。p<0.05(ログランクマンテル-コックス検定)。
図4は、腫瘍を有するマウスにおけるCAR T細胞の計数を示す。NALM-6を有するマウスを、5×10個のCAR T細胞(n=10/群、2つの独立した実験からプールしたデータ)によって処置し、注入の17日後に安楽死させた;骨髄CAR T細胞およびNALM-6細胞をFACSによって分析および計数した。データは全て、平均値±SDである。P<0.05、***P<0.001、****P<0.0001(対応のないスチューデントのt検定)。
図5A~5Cは、T細胞分化の分析を示す。CAR注入の10日後のマウスの骨髄におけるCD4+およびCD8+ CAR T細胞の表現型(データは、平均値±SEMであり、各々のバーはn=5のマウスを表す)。A)1928ζ WTと比較した、表記の1928ζ変異体に関するCAR T細胞上のCD62L/CD45RA発現のパーセンテージ。B)CD4+およびCD8+ CAR T細胞におけるセントラルメモリー(CD62L+CD45RA-)およびC)エフェクター細胞(CD62L-CD45RA+)のパーセンテージ。データを1928ζ WTと比較する。**P<0.01、***P<0.001(対応のないスチューデントのt検定)。 同上。
図6は、T細胞投与の10日および17日後のマウスの骨髄におけるセントラルメモリーCD4+ CAR T細胞(Tells)(CAR+CD4+CD62L+CD45RA-)およびIL7R発現CD4+CAR T細胞の細胞数の分析を示す(データは平均値±SEMであり、各々のバーは、n=5匹のマウスを表す)。**P<0.01、***P<0.001(対応のないスチューデントのt検定)。
図7は、T細胞消耗の分析を示す。NALM-6を有するマウスを、5×10個のCAR T細胞によって処置し(n=9~10匹/群;2つの独立した実験からプールしたデータ)、CAR注入の10日後に安楽死させた;骨髄のCAR T細胞をFACSによって分析した。消耗マーカーを発現するCD4およびCD8CAR T細胞のパーセンテージを、CAR注入の10日後にFACSによって定量した。データは、平均値±SEMであり、各々の点は、1匹のマウスを表す。P<0.05、**P<0.01、***P<0.001(対応のないスチューデントのt検定)。
図8は、CAR T細胞の効力のin vitro機能試験を示す。A)標的としてEL4-CD19を使用して4時間の51Cr放出アッセイによって決定した細胞傷害活性(3連で実施したn=2の独立した実験、データは平均値±SEMである)。B)およびC)標的としてのホタルルシフェラーゼ(FFL)発現NALM-6による18時間の生物発光アッセイを使用する細胞傷害活性。データは、平均値±SEM(3連で実施したn=5の独立した実験)である。放射線照射3T3-CD19におけるエフェクター細胞の増大の1週間後に実験を実施した。
図9は、CAR T細胞のin vitroサイトカインプロファイルを示す。3T3-CD19による2回目の刺激の18時間後に細胞内サイトカイン染色によって決定した単一陽性(A)および二重陽性Th1サイトカインの陽性発現を有するCD4およびCD8CAR T細胞のパーセンテージ(データは平均値±SEMであり、1928ζ WTと比較する、対応のあるスチューデントのt検定、n=3~5の独立した実験)。P<0.05、**P<0.01。 同上。
図10は、異なるヒンジ(H)および膜貫通ドメイン(TM)を有する1XX CARの略図を示す。フローサイトメトリープロファイルは、ヤギIgG抗マウスIgG(F(ab’)2)断片および抗LNGFRをそれぞれ使用するCARおよびLNGFR発現を示す。CD28/CD28 H/TM領域を含有する1928z-LNGFR CARを対照として使用する。 同上。
図11は、10個の細胞/mlのCAR T細胞から開始して毎週刺激した場合の累積CAR T細胞計数を示す。矢印は、刺激時点を示す。データは、平均値±SEMである。n=3。
図12は、CAR T細胞のin vitro細胞傷害を示す。CAR T細胞の細胞傷害活性を、3回目の刺激の終了時(D21)に4時間の51Cr放出アッセイを使用して測定する。T細胞およびEL-4-CD19+ 標的細胞を異なるエフェクター:標的比(E:T)で使用した。データは、平均値±SEMである。データは、4つの独立した実験の代表である。
図13は、NOD.Cg PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NSG)マウスを使用する異なるH/TM CAR T細胞のin vivo抗腫瘍効力を示す。上のパネル、腫瘍負荷を、生物発光シグナルの毎週の定量によって追跡する。CAR構築物を、各処置に関して示す。下のパネル、同じ実験のマウスの無腫瘍生存(tumor free survival)のカプラン-マイヤー分析。ログランク(マンテル-コックス)検定を、生存比較のために使用する。n=7匹のマウス/群。
図14は、新規CAR構築物の例示的な脱免疫化戦略を示す。J1およびJ2:WT接合部からの改変なし。J3:CD28の最後のアミノ酸であるSer(S)のLys(K)との置換。J:接合部;X:点変異。
図15は、CAR T細胞によって処置したマウスの様々な生存曲線を示す。NSGマウスの尾静脈に、5×10個のFFLuc-GFP NALM6細胞(プレB ALL細胞株)を注射し、4日後に、2×10個の19BBz CAR T細胞を注射した。最初のT細胞注射(腫瘍進行を遅らせるのみである非有効用量)の10日後、マウスに19BBz CAR T細胞またはあるいは1928zもしくは(5×10個/マウス)のいずれかを再度注射した。矢印はCAR T細胞の注入時間を示す。上のパネル、腫瘍負荷を、生物発光シグナルの毎週の定量によって追跡する。下のパネル、同じ実験のマウスの無腫瘍生存のカプラン-マイヤー分析。ログランク(マンテル-コックス)検定を、生存比較のために使用する。n=7匹のマウス/群。
図16A~16Eは、1928ζ iTAMが、CAR T細胞の効力を示差的に調節することを示す。A)野生型および変異型1928ζ CARの細胞質領域。1928ζ CARのζ鎖を、その3つのζシグナル伝達ドメインの1つまたは2つで変異させて、これを膜近位から膜遠位方向にITAM1、ITAM2、およびITAM3と呼ぶ。1XX、X2X、XX3、およびX23 CARでは、それぞれのITAMにおける2つのチロシン(Y)が、表記のITAMに関して2つのフェニルアラニン(F)に点変異している。B)A)に示した構築物に関するCARおよびLNGFRの発現レベルを示すフローサイトメトリー分析。データは、類似の結果を有する少なくとも5つの独立した実験の代表である。非形質導入T(UT)細胞を対照として使用した。C)~E)Nalm6を有するマウスを、5×10個のCAR+ T細胞によって処置した。C)マウスの腫瘍負荷(平均ラジアンス)を示し、野生型1928ζ、1XX、X2X、XX3、およびX23(n=10匹のマウス/群、結果を、2つの独立した実験からプールした)のin vivo有効性を比較する。対照は、無処置マウス(n=6)を指す。D)注入の17日後での、マウス骨髄におけるCAR T細胞数(結果を2つの独立した実験からプールした、n=10匹のマウス/群)。E)TCMおよびTEFF細胞のパーセンテージによって実証した、CAR注入の10日後のマウスの骨髄におけるCAR T細胞の表現型。2つの独立した実験の代表的な結果を示す(n=5匹のマウス/群)。データは全て、平均値±s.e.mである。D)およびE)では、P値を、両側のマン-ホイットニーU検定によって決定した。 同上。 同上。 同上。 同上。
図17A~17Eは、1928ζ CAR内のiTAM位置が抗腫瘍有効性を決定することを示す。A)CD3ζ鎖の欠失を有する1928ζ CARの細胞質ドメイン。D12では、欠失変異はITAM1およびITAM2を除去するが、D23では、ITAM2およびITAM3が除去される。B)表記の構築物に関するCARおよびLNGFRの発現レベルを示すフローサイトメトリー分析。データは類似の結果を有する少なくとも5つの独立した実験の代表である。UT、非形質導入T細胞を対照として使用した。C)~E)Nalm6を有するマウスを、5×10個のCAR+ T細胞によって処置した。C)野生型1928ζ、D12、またはD23によって処置したマウスの腫瘍負荷(平均ラジアンス)(野生型1928ζおよびD23:n=10;D12:n=9、2つの独立した実験からプールしたデータ)。D)注入の17日後での、マウス骨髄におけるCAR T細胞数(結果を2つの独立した実験からプールした、n=10匹のマウス/群)。E)TCMおよびTEFF細胞のパーセンテージによって実証された、CAR注入の10日後のマウスの骨髄におけるCAR T細胞の表現型(2つの独立した実験からプールしたデータ、n=10匹のマウス/群)。データは全て、平均値±s.e.mである。D)およびE)では、P値を、両側のマン-ホイットニーU検定によって決定した。 同上。 同上。 同上。
図18A~18Hは、TRAC-1XXが、T細胞消耗を減少させることによっておよび有効なリコール応答を有する長命なメモリーT細胞へと発生させることによって、T細胞の効力を増強させることを示す。A)~D)、Nalm6を有するマウスを1×10個または5×10個のTRAC-CAR T細胞によって処置した。A)TRAC-1928ζと比較した、1×10個のTRAC-1XXまたはTRAC-XX3によって処置したマウスのカプラン-マイヤー生存分析(TRAC-1928ζおよびTRAC-XX3:n=5匹のマウス/群;TRAC-1XX:n=7)。対照は、無処置マウス(n=3)を指す。P値を、片側のログランクマンテル-コックス検定によって決定した。B)5×10個(n=5匹のマウス/群)または1×10個(TRAC-1928ζ:n=10匹のマウス、TRAC-1XX:n=5匹のマウス)のTRAC-CAR T細胞によって処置したマウスのカプラン-マイヤー生存分析。P値を、片側のログランクマンテル-コックス検定によって決定した。C)およびD)細胞数(C)および骨髄CAR T細胞上の消耗マーカーPD1+TIM3+LAG3+の発現(D)を、TRAC-1XXおよびTRAC-XX3に関して決定し、TRAC-1928ζと比較した。データは、平均値±s.e.m.として示し、各々の記号は、個々のマウスを指す(n=5匹のマウス/群)。P値を、両側のマン-ホイットニーU検定によって決定した。E)~H)Nalm6を有するマウスを、5×10個のTRAC編集ナイーブT細胞によって処置し、矢印で示すようにNalm6細胞(n=5匹のマウス/群)を再チャレンジした。対照の場合、腫瘍のさらなる再チャレンジは行わなかった(TRAC-1928ζ:n=6匹のマウス;TRAC-1XX:n=7匹のマウス)。E)腫瘍の再チャレンジ後のTRAC-1928ζおよびTRAC-1XXのin vivo有効性をさらなる再チャレンジなしと比較したマウスの腫瘍負荷(平均ラジアンス)。データは全て、平均値±s.e.mである。両側の対応のないスチューデントのt検定を、CAR投与後59日目での腫瘍負荷の統計分析のために使用した(TRAC-1928ζ:n=4;TRAC-1XX:n=5)。F)およびG)CAR投与後63日目の処置マウスの骨髄における総CAR T細胞(F)、TCM、TEFF、およびIL7R+ CAR T細胞(G)の数(再チャレンジあり:TRAC-1928ζ:n=4匹のマウス、TRAC-1XX:n=5匹のマウス;再チャレンジなし:n=5匹のマウス/群)。データは全て、平均値±s.e.mである;両側の対応のないスチューデントのt検定を、統計分析のために使用した。H)骨髄CAR T細胞上の消耗マーカーPD1+TIM3+LAG3+の発現。データは全て平均値±s.e.m.である。P値を、両側の対応のないスチューデントのt検定によって決定した。 同上。 同上。
図19A~19Hは、1928ζ CARにおけるCD3ζ ITAM変異が、特有の転写シグネチャーを確立することを示す。CD19+標的細胞による刺激の24時間後のCD8+ TRAC-1928ζ、TRAC-1XX、およびTRAC-XX3 CAR T細胞(最初に選別されたナイーブT細胞)の遺伝子発現プロファイル。A)MSigDB C7遺伝子オントロジーセットを使用してGSEAによって決定した場合の1928ζと1XXとの比較および1928ζとXX3との比較(n=3回の反復/群)における有意にアップレギュレートまたはダウンレギュレートされた遺伝子セットの正規化濃縮スコア。全ての経路に関して、偽発見率(FDR)q≦0.02であった。GSEデータセットを括弧内に示す。stim、刺激した。B)選別したエフェクターとナイーブ/メモリーT細胞との間で示差的に発現された遺伝子(FDRq<0.05)(左)(n=6回の反復/群)、およびCAR T細胞に関して同じ遺伝子の発現プロファイルを実証するヒートマップ(n=3回の反復/群)。TF、転写因子。C)GSEA解析によって同定された、TRAC-1928ζとTRAC-XX3、TRAC-1928ζとTRAC-1XX、およびTRAC-1XXとTRAC-XX3とを比較する表現型および機能的T細胞特色に関連して有意に濃縮された遺伝子セットの正規化濃縮スコア(FDRq≦0.03)(n=3回の反復/群)。JAK-STAT、ヤーヌスキナーゼシグナル伝達転写活性化因子。D)エフェクターおよびメモリー関連T細胞属性に及ぼす1928ζ CAR T細胞における定義されたCD3z ITAM変異の影響。1XX CAR T細胞は、バランスのとれたエフェクターおよびメモリー形質を示す。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図20A~20Eは、in vitroでのT細胞機能、T細胞分化、およびin vivoでの抗腫瘍活性に及ぼすITAM変異1928ζ CARの影響を示す。A)放射線照射3T3-CD19上でのエフェクター細胞の増大の1週間後に4時間の51Cr放出アッセイによって決定した細胞傷害活性(データは、3連で実施したn=2の独立した実験の平均値として示す)。B)CD19+標的細胞によって毎週刺激した場合の表記のCAR T細胞の累積細胞計数(n=3の独立した実験)。全てのデータは、平均値±s.e.m.である。P値を、両側の対応のあるスチューデントのt検定によって計算した。C)NALM6を有するマウスを、5×10個のCAR+ T細胞によって処置した。野生型1928ζまたは表記の1928ζ変異体のin vivo有効性を比較するカプラン-マイヤー生存分析(n=10匹のマウス、2つの独立した実験からプールしたデータ)。対照(Ctl)は、無処置マウス(n=6)を指す。P値を、片側のログランクマンテル-コックス検定によって決定した。D)CD19+標的細胞による2回目の刺激の48時間後のセントラルメモリー(CD62L+CD45RA-)およびエフェクターメモリー(CD62L-CD45RA-)CD4+CAR T細胞のパーセンテージによって実証したCAR T細胞の表現型。両側の対応のあるスチューデントのt検定を実施し、データは、n=4の独立した実験の平均値±s.e.m.を表す。E)NALM6を有するマウスを、5×10個のCAR T細胞によって処置し、注入の10日後に安楽死させた;骨髄CAR T細胞をFACSによって分析した。CAR+CD4+ T細胞に関してゲートを設定し、CD62L/CD45RA発現によって決定した表記のCAR T細胞の表現型の代表的なフローサイトメトリー分析。類似の結果を有する少なくともn=2の独立した実験における5匹のマウス/群の代表。 同上。
図21A~21Cは、野生型1928ζと比較した1928ζ変異体におけるエフェクター機能の分析を示す。A)標的としてのFFL発現NALM6細胞による18時間の生物発光アッセイを使用した野生型1928ζと比較した1928ζ変異体の細胞傷害活性。実験は、CD19+標的細胞上でのエフェクター細胞の増大の1週間後に実施した。データは、平均値±s.e.m.である(3連で実施したn=4の独立した実験)。3連のものの平均値に関する両側の対応のあるスチューデントのt検定によって計算した、P<0.05(2:P=0.0273、2-1:P=0.0387、2-2:P=0.0125)、**P=0.0018。B)およびC)CD8+ CAR T細胞上のグランザイムB(GrB)発現(n=4の独立した実験)(B)、ならびにCD19発現標的細胞による2回目の刺激時のCD4+およびCD8+ CAR T細胞のサイトカイン分泌(C)。データは全て、平均値±s.e.m.である(IFNγおよびIL2、n=4;TNFα、n=5の独立した実験)。非刺激(Unstim.)野生型1928ζ細胞を対照として使用した。1928ζと比較した有意差を両側の対応のあるスチューデントのt検定によって決定した。 同上。
図22A~22Dは、T細胞機能および治療効力に及ぼす1928ζ CAR内のITAM位置の影響を示す。A)放射線照射3T3-CD19上でのエフェクター細胞の増大の1週間後に4時間の51Cr放出アッセイによって決定した細胞傷害活性(データは、3連で実施したn=2の独立した実験の平均値である)。B)CD19+標的細胞によって毎週刺激した場合の表記のCAR T細胞の累積細胞計数(n=3の独立した実験)。データは全て、平均値±s.e.m.である;P値を、両側の対応のあるスチューデントのt検定によって計算した。C)標的としてのFFL発現NALM6細胞による18時間の生物発光アッセイによって決定した野生型1928ζと比較したD12およびD23の細胞傷害活性。CD19+標的細胞上でエフェクター細胞を増大させた1週間後に実験を実施した。データは平均値±s.e.m.である(3連で実施したn=4の独立した実験)。P値を、3連のものの平均値に関する両側の対応のあるスチューデントのt検定によって計算し、D12/D23と野生型1928ζとの間で全てのE/T比に関して有意差を示さなかった(P>0.05)。D)NALM6を有するマウスを、5×10個のCAR T細胞によって処置した。野生型1928ζまたは表記の1928ζ変異体によって処置したマウス(n=10匹のマウス/群)のカプラン-マイヤー生存分析。対照は、無処置マウス(n=6)を指す。P値を、片側のログランクマンテル-コックス検定によって計算した。
図23A~23Bは、in vitroでのエフェクター機能に及ぼす1928ζ CAR内のiTAM位置の影響を示す。A)CD8+ CAR T細胞上のグランザイムB(GrB)発現(n=5の独立した実験)。B)CD19発現標的細胞による2回目の刺激時のCD4+およびCD8+ CAR T細胞のサイトカイン分泌。非刺激野生型1928ζ細胞を対照として使用した。データは全て、平均値±s.e.m.である(IFNγおよびIL2、n=4;TNFα、n=5の独立した実験)。各個々の記号は1つの試料を示す。1928ζと比較した有意差を、両側の対応のあるスチューデントのt検定によって決定した。 同上。
図24A~24Fは、TRACコード1928ζ変異体のT細胞分化およびエフェクター機能を示す。NALM6を有するマウスを1×10個のCAR T細胞によって処置し、注入の17日後に安楽死させた。骨髄および脾臓のCAR T細胞を、FACSによって分析および計数した。A)CAR遺伝子のTRAC遺伝子座への組み込みの4日後のCAR発現のヒストグラムおよびフローサイトメトリー分析。類似の結果を有する4つの独立した実験の代表。B)CD4+およびCD8+ CAR T細胞の細胞数、C)CD8+ TCM(CD62L+CD45RA-)のパーセンテージおよび骨髄CD8+ CAR T細胞上のCD62L/CD45RA発現のフローサイトメトリー分析(1つの独立した実験のn=5匹のマウス/群の代表)。D)マウスの骨髄におけるCAR+IL7R+の腫瘍細胞に対する比およびIL7R+ CAR T細胞の例示的なフローサイトメトリー分析。E)マウスの脾臓におけるCAR T細胞の計数。B)、C)、D)およびE)では、データは全て、平均値±s.e.m.であり、両側のマン-ホイットニー分析を実施した。n=5匹のマウス/群。F)TRAC-1XX、TRAC-XX3および野生型TRAC-1928ζの細胞傷害活性(標的としてFFLを発現するNALM6による18時間の生物発光アッセイ)。形質導入の4日後、毎週のCD19抗原刺激による増大の1週間および3週間後に実験を実施した。記号は、3連のものの平均値を示す(1人の代表的なドナー)。 同上。 同上。
図25A~25Gは、野生型TRAC-1928ζと比較したTRAC-1928ζ変異体のin vivoT細胞消耗を示す。A)NALM6を有するマウスを、1×10個のCAR T細胞によって処置し、注入の17日後に安楽死させた。CAR+ T細胞上の消耗マーカー発現のFACS分析、1つの独立した実験におけるn=5匹のマウス/群の代表。B)~G)NALM6を有するマウスを、1×10個のTRAC編集ナイーブT細胞によって処置した。CAR投与の16日(BおよびC)および36日(EおよびG)後、骨髄および脾臓のTRAC-1928ζおよびTRAC-1XX細胞を、ex vivoでのNALM6またはPMA/イオノマイシン(Iono)による刺激に曝露した。発現のパーセンテージおよびフローサイトメトリー分析によって実証したCAR T細胞上のサイトカインおよびグランザイムB(GrB)/CD107a発現、2つの独立した実験におけるn=3匹のマウス(B)およびn=3回の反復(G)の代表。NALM6との10時間の同時培養後のCAR T細胞上の消耗マーカーPD1+LAG3+の発現(D)およびTRAC-1XXの細胞傷害活性(36日目)(F)。データは全て、平均値±s.e.m.であり、n=3匹のマウス/群である。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図26A~26Gは、野生型TRAC-1928ζと比較したTRAC-1XXにおけるT細胞メモリー形成を示す。NALM6を有するマウスを、1×10個または5×10個のTRAC編集ナイーブT細胞によって処置した。A)~C)1×10個のTRAC-1928ζおよびTRAC-1XXの投与の16および36日後に、CARを骨髄および脾臓から単離した。A)~B)CAR T細胞(A)、セントラルメモリー(TCM:CD62L+CD45RA-)、エフェクター(TEFF:CD62L-CD45RA+)およびIL7R発現骨髄CAR T細胞(B)の細胞数。データは全て、平均値±s.e.m.である。n=3匹のマウス/群。C)1つの独立した実験における36日目でのTRAC-1928ζおよびTRAC-1XX骨髄CAR T細胞上のCD62L/CD45RA発現の代表的なフローサイトメトリー分析(n=3匹のマウス/群)。D)~G)NALM6を有するマウスを、5×10個のTRAC編集ナイーブT細胞によって処置し、NALM6細胞を再チャレンジしたか(n=5匹のマウス/群)または腫瘍のさらなる再チャレンジを実施しなかった(TRAC-1928ζ、n=6匹のマウス;TRAC-1XX、n=7匹のマウス)。D)~E)CAR投与の63日後での処置したマウスの脾臓における総CAR T細胞(D)、TCM、TEFFおよびIL7R+ CAR T細胞(E)の細胞数(再チャレンジあり:TRAC-1928ζ、n=4匹のマウス;TRAC-1XX、n=5匹のマウス。再チャレンジなし、n=5匹のマウス/群)。データは全て、平均値±s.e.m.である;両側の対応のないスチューデントのt検定を統計分析のために使用した。F)CAR注入の63日後でのTRAC-1928ζおよびTRAC-1XX CAR T細胞上のIL7R、CD62L、およびCD45RA発現のFACS分析(1つの独立した実験において少なくともn=3匹のマウス/群の代表)。G)脾臓に由来するCAR T細胞上の消耗マーカーPD1+TIM3+LAG3+の発現(再チャレンジあり:TRAC-1928ζ、n=4匹のマウス;TRAC-1XX:n=5匹のマウス、再チャレンジなし、n=5匹のマウス/群)。データは全て、平均値±s.e.m.である;P値を、両側の対応のないスチューデントのt検定によって決定した。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図27A~27Cは、TRACコード1928ζ変異体および選別した対照T細胞の転写プロファイルを示す。A)CD19標的細胞による刺激後のCD8+ TRAC-1XX、TRAC-XX3およびTRAC-1928ζの(左)および選別した対照T細胞サブセット(右):T、TSCMおよびTEFFの全転写プロファイルの主成分分析(PCA)。各CAR構築物に関して技術的に3連でおよび各対照サブセットに関して6回の反復で実験を実施した。B)代表的なGSEA濃縮プロット(GSE10239)は、1928ζと1XXとの比較において、および1928ζとXX3との比較においてエフェクター関連遺伝子と比較したメモリー遺伝子およびエフェクター関連遺伝子と比較したナイーブ遺伝子のダウンレギュレーションを実証する(n=3匹のマウス/群)。C)選別した対照T細胞サブセット(TEFF、TSCMおよびT)の示差遺伝子発現と比較した、Gattinoniら(左)によって記載されるCD8 T細胞サブセットにおける900個の示差的に発現された遺伝子のヒートマップ。 同上。 同上。
図28A~28Dは、T細胞分化状態およびエフェクタープロファイルに及ぼすTRAC-1928ζにおけるCD3ζ ITAM変異の影響を示す。A)GSE41867に由来するナイーブまたはメモリーCD8 T細胞と比較して消耗したCD8 T細胞においてアップレギュレートされた上位200個の遺伝子のシグネチャーのGSEAは、TRAC-1928ζとTRAC-1XXまたはTRAC-XX3との比較、および選別した対照TEFFとTおよびTSCMとの比較における消耗シグネチャーの濃縮を実証する。各CAR構築物に関して技術的に3連で、および各対照サブセットに関して6回の反復で実験を実施した。B)1928ζとXX3との比較、1XXとXX3との比較、および1928ζと1XXとの比較における炎症、サイトカイン、およびケモカインシグナル伝達に関連する有意に濃縮された遺伝子セットを実証する遺伝子オントロジー分析(n=3)。ナイーブT細胞のTRAC遺伝子座にCAR遺伝子を組み込み、CD19+標的細胞によって刺激後の転写分析を実施した。結果を、-log10(補正P値)として有意順に示す。P値を、片側のフィッシャーの正確確率検定によって決定し、ベンジャミニ-ホッホベルグ法を使用して複数の仮説試験を補正した。C)炎症、サイトカイン、およびケモカイン活性に関連するCAR構築物間で選択された示差的に発現された遺伝子のヒートマップ。D)CD19抗原による刺激後のCD8+CAR T細胞におけるT細胞分化状態のフローサイトメトリー分析(類似の結果を有するn=2の独立した実験の代表)。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図29A~29Bは、処置したマウスの骨髄から得たCAR T細胞を分析するためのゲート設定戦略を示す。A)~B)CAR注入の17日後のTRAC-1XX(B)と比較したTRAC-1928ζ(A)の代表的なフローサイトメトリー分析。ゲート設定の配置は、FMO対照に基づいた。 同上。
本開示の主題は、改変CD3ζ鎖を含む新しいCAR設計、および前記CARを含む遺伝子改変された免疫応答性細胞(例えば、T細胞、NK細胞、またはCTL細胞)を含む細胞を提供する。本開示の主題はまた、標的抗原に対する免疫応答を誘導および/もしくは増強するため、ならびに/または抗原特異的免疫応答の増加が望ましい新生物もしくは他の疾患/障害を処置および/もしくは防止するためにそのような細胞を使用する方法も提供する。本開示の主題は、少なくとも部分的には、本開示のCARを含む免疫応答性細胞が、従来のCARを含む対照細胞と比較して改善された治療効力(例えば、細胞消耗の減少)を示したという発見に基づく。
1.定義
別段の定義のない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。以下の参考文献は、本開示の主題において使用される多くの用語の一般的定義を当業者に提供する:Singleton et al., Dictionary of Microbiology and Molecular Biology(2nd ed. 1994);The Cambridge Dictionary of Science and Technology (Walker ed.,1988);The Glossary of Genetics, 5th Ed., R. Rieger et al. (eds.), SpringerVerlag (1991);およびHale & Marham, The Harper Collins Dictionary of Biology(1991)。本明細書で使用される場合、以下の用語は、別段の特定のない限り、以下のものに帰する意味を有する。
本明細書で使用される場合、用語「約」または「およそ」は、当業者によって決定される特定の値に関する許容される誤差の範囲内であることを意味し、その値がどのように測定または決定されるか、すなわち、測定系の限界に一部依存するであろう。例えば、「約」は、当技術分野における実務あたり、3標準偏差以内または3を超える標準偏差以内を意味し得る。あるいは、「約」は、所与の値の20%まで、例えば、10%まで、5%まで、または1%までの範囲を意味してもよい。あるいは、特に生物システムまたはプロセスに関して、この用語は、ある値の1桁の範囲内、例えば、5倍以内または2倍以内を意味してもよい。
「免疫応答性細胞を活性化する」とは、免疫応答の開始をもたらす細胞中でのシグナル伝達の誘導またはタンパク質の変化を意味する。例えば、CD3鎖が、リガンド結合および免疫受容抑制性チロシンモチーフ(ITAM)に応答してクラスター化する場合、シグナル伝達カスケードが産生される。ある特定の実施形態では、内因性TCRまたは外因性CARが抗原に結合する場合、結合した受容体(例えば、CD4またはCD8、CD3γ/δ/ε/ζなど)の近くで多くの分子のクラスター化を含む免疫学的シナプスの形成が起こる。膜結合型シグナル伝達分子のこのクラスター化により、CD3鎖内に含有されるITAMモチーフはリン酸化されるようになる。このリン酸化は次に、T細胞活性化経路を開始させ、最終的にはNF-κBおよびAP-1などの転写因子を活性化する。これらの転写因子は、T細胞の全体的な遺伝子発現を誘導して、マスター調節性T細胞タンパク質の増殖および発現のためのIL-2産生を増加させ、T細胞媒介性免疫応答を開始させる。
「免疫応答性細胞を刺激する」とは、ロバストかつ持続的な免疫応答をもたらすシグナルを意味する。様々な実施形態では、これは、免疫細胞(例えば、T細胞)活性化後に起こるか、または限定されるものではないが、CD28、CD137(4-1BB)、OX40、CD40、CD27、CD40/My88、NKGD2およびICOSを含む受容体を介して同時に媒介される。複数の刺激シグナルを受け取ることが、ロバストかつ長期間のT細胞媒介性免疫応答を開始させるのに重要であり得る。T細胞は、急速に阻害され、抗原に対して非応答性になり得る。これらの共刺激シグナルの効果は変化してもよいが、それらは一般的には、完全かつ持続的な根絶のために抗原にロバストに応答する、長期に生存し、増殖し、抗アポトーシス性のT細胞を生成するために遺伝子発現の増加をもたらす。
本明細書で使用される用語「抗原認識受容体」とは、抗原へのその結合に応答して免疫または免疫応答性細胞(例えば、T細胞)を活性化することができる受容体を指す。抗原認識受容体の非限定例としては、天然または内因性のT細胞受容体(「TCR」)、およびキメラ抗原受容体(「CAR」)が挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「抗体」は、無傷抗体分子だけでなく、免疫原結合能力を保持する抗体分子の断片も意味する。そのような断片もまた当技術分野で周知であり、in vitroとin vivoの両方で通常用いられる。したがって、本明細書で使用される場合、用語「抗体」は、無傷免疫グロブリン分子だけでなく、周知の活性断片F(ab’)、およびFabも意味する。F(ab’)、および無傷抗体のFc断片を欠くFab断片は、循環からより急速に消失し、無傷抗体の低い非特異的組織結合を有してもよい(Wahl et al., J. Nucl. Med. 24:316-325 (1983))。本明細書で使用される場合、抗体は、天然抗体全体、二重特異性抗体;キメラ抗体;Fab、Fab’、単鎖V領域断片(scFv)、融合ポリペプチド、および非定型抗体を含む。ある特定の実施形態では、抗体は、ジスルフィド結合によって相互接続された少なくとも2つの重鎖(H)および2つの軽鎖(L)を含む糖タンパク質である。それぞれの重鎖は、重鎖可変領域(本明細書でVと省略)および重鎖定常(C)領域から構成される。重鎖定常領域は、3つのドメイン、CH1、CH2およびCH3から構成される。それぞれの軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書でVと省略)および軽鎖定常C領域から構成される。軽鎖定常領域は、1つのドメイン、Cから構成される。VおよびV領域を、より保存された、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる領域が散在する、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変領域にさらに細分することができる。それぞれのVおよびVは、アミノ末端からカルボキシ末端に向かって、以下の順序で配置された3個のCDRと4個のFRとをから構成される:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。重鎖および軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。抗体の定常領域は、免疫系の様々な細胞(例えば、エフェクター細胞)および古典的補体系の第1の成分(C1q)を含む、宿主組織または因子への免疫グロブリンの結合を媒介することができる。
本明細書で使用される場合、「CDR」は、免疫グロブリン重鎖および軽鎖の超可変領域である抗体の相補性決定領域のアミノ酸配列と定義される。例えば、Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 4thU. S. Department of Health and Human Services, National Institutes of Health(1987)を参照されたい。一般に、抗体は、3つの重鎖および3つの軽鎖CDRまたは可変領域中のCDR領域を含む。CDRは、抗体の、抗原またはエピトープへの結合のための接触残基の大部分を提供する。ある特定の実施形態では、CDR領域は、Kabatシステムを使用して説明される(Kabat,E. A., et al. (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest, FifthEdition, U.S. Department of Health and Human Services, NIH Publication No.91-3242)。
本明細書で使用される場合、用語「単鎖可変断片」または「scFv」は、V::Vヘテロ二量体を形成するように共有結合的に連結された免疫グロブリンの重鎖(V)および軽鎖(V)の可変領域の融合タンパク質である。VおよびVは、直接連結されるか、またはVのN末端を、VのC末端と接続する、もしくはVのC末端を、VのN末端と接続する、ペプチドをコードするリンカー(例えば、10、15、20、25個のアミノ酸)によって連結される。リンカーは通常、可撓性のためにグリシンに富み、可溶性のためにセリンまたはトレオニンに富む。定常領域の除去およびリンカーの導入にも拘わらず、scFvタンパク質は、元の免疫グロブリンの特異性を保持する。単鎖Fvポリペプチド抗体を、Huston, et al. (Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 85:5879-5883, 1988)によって記載されたVおよびVをコードする配列を含む核酸から発現させることができる。また、米国特許第5,091,513号、第5,132,405号および第4,956,778号;ならびに米国特許出願公開第20050196754号および第20050196754号も参照されたい。阻害活性を有するアンタゴニストscFvが記載されている(例えば、Zhaoet al., Hyrbidoma (Larchmt) 2008 27(6):455-51;Peter et al., J CachexiaSarcopenia Muscle 2012 August 12;Shieh et al., J Imunol2009 183(4):2277-85;Giomarelliet al., Thromb Haemost 2007 97(6):955-63;Fife eta., J Clin Invst 2006116(8):2252-61;Brocks et al., Immunotechnology 1997 3(3):173-84;Moosmayer etal., Ther Immunol 1995 2(10:31-40)を参照されたい)。刺激活性を有するアゴニストscFvが記載されている(例えば、Peteret al., J Bioi Chern 2003 25278(38):36740-7;Xie et al., Nat Biotech 199715(8):768-71;Ledbetter et al., Crit Rev Immunol1997 17(5-6):427-55;Ho et al.,BioChim Biophys Acta 2003 1638(3):257-66を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、用語「親和性」は、結合強度の尺度を意味する。親和性は、抗体結合部位と抗原決定基との間の立体化学的適合の近さ、それらの間の接触領域のサイズ、ならびに/または荷電した基および疎水性の基の分布に依存してもよい。本明細書で使用される場合、用語「親和性」はまた、可逆性複合体の形成後の抗原-抗体結合の強度を指す「アビディティ」も含む。抗原に対する抗体の親和性を算出するための方法は、当技術分野で公知であり、限定されるものではないが、様々な抗原結合実験、例えば、機能的アッセイ(例えば、フローサイトメトリーアッセイ)が挙げられる。
本明細書で使用される用語「キメラ抗原受容体」または「CAR」は、免疫応答性細胞を活性化または刺激することができる細胞内シグナル伝達ドメインに融合された細胞外抗原結合ドメイン、および膜貫通ドメインを含む分子を指す。ある特定の実施形態では、CARの細胞外抗原結合ドメインは、scFvを含む。scFvを、抗体の可変重鎖および軽鎖領域を融合することから誘導することができる。あるいは、またはさらに、scFvは、Fab’に由来してもよい(抗体に由来する代わりに、例えば、Fabライブラリーから得られる)。ある特定の実施形態では、scFvを膜貫通ドメインに融合した後、細胞内シグナル伝達ドメインに融合する。ある特定の実施形態では、CARは、抗原に対する高い結合親和性またはアビディティを有するように選択される。
本明細書で使用される場合、用語「核酸分子」は、目的のポリペプチドまたはその断片をコードする任意の核酸分子を含む。そのような核酸分子は、内因性核酸配列と100%相同または同一である必要はないが、実質的な同一性を示してもよい。内因性配列に対して「実質的な同一性」または「実質的な相同性」を有するポリヌクレオチドは、典型的には、二本鎖核酸分子の少なくとも一方の鎖とハイブリダイズすることができる。「ハイブリダイズする」とは、様々なストリンジェンシー条件下で、相補的ポリヌクレオチド配列(例えば、本明細書に記載の遺伝子)、またはその一部との間で二本鎖分子を形成する対を意味する。(例えば、Wahl, G. M. and S. L. Berger (1987) Methods Enzymol. 152:399;Kimmel,A. R. (1987) Methods Enzymol. 152:507を参照されたい)。
例えば、ストリンジェントな塩濃度は、通常、約750mM未満のNaClおよび75mM未満のクエン酸三ナトリウム、例えば、約500mM未満のNaClおよび50mM未満のクエン酸三ナトリウム、または約250mM未満のNaClおよび25mM未満のクエン酸三ナトリウムであろう。低ストリンジェンシーのハイブリダイゼーションは、有機溶媒、例えば、ホルムアミドの非存在下で得られるが、高ストリンジェンシーのハイブリダイゼーションは、少なくとも約35%のホルムアミド、例えば、少なくとも約50%のホルムアミドの存在下で得られる。ストリンジェントな温度条件は、通常、少なくとも約30℃、少なくとも約37℃、または少なくとも約42℃の温度を含むであろう。ハイブリダイゼーション時間、界面活性剤、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の濃度、および担体DNAの含有または排除などの、変化する追加のパラメーターは、当業者には周知である。必要に応じてこれらの様々な条件を組み合わせることによって、様々なレベルのストリンジェンシーが達成される。ある特定の実施形態では、ハイブリダイゼーションは、750mM NaCl、75mMクエン酸三ナトリウム、および1%SDS中、30℃で行われる。ある特定の実施形態では、ハイブリダイゼーションは、500mM NaCl、50mMクエン酸三ナトリウム、1%SDS、35%ホルムアミド、および100μg/ml変性サケ精子DNA(ssDNA)中、37℃で行われる。ある特定の実施形態では、ハイブリダイゼーションは、250mM NaCl、25mMクエン酸三ナトリウム、1%SDS、50%ホルムアミド、および200μg/ml ssDNA中、42℃で行われる。これらの条件に対する有用な変形形態は、当業者には容易に明らかとなるであろう。
多くの適用について、ハイブリダイゼーション後の洗浄ステップも、ストリンジェンシーが変化するであろう。洗浄ストリンジェンシー条件を、塩濃度によっておよび温度によって定義することができる。上述のように、洗浄ストリンジェンシーを、塩濃度を低下させることによって、または温度を上昇させることによって増加させることができる。例えば、洗浄ステップのためのストリンジェントな塩濃度は、約30mM未満のNaClおよび3mM未満のクエン酸三ナトリウム、例えば、約15mM未満のNaClおよび1.5mM未満のクエン酸三ナトリウムであってよい。洗浄ステップのためのストリンジェントな温度条件は通常、少なくとも約25℃、少なくとも約42℃、または少なくとも約68℃の温度を含むであろう。ある特定の実施形態では、洗浄ステップは、30mM NaCl、3mMクエン酸三ナトリウム、および0.1%SDS中、25℃で行われる。ある特定の実施形態では、洗浄ステップは、15mM NaCl、1.5mMクエン酸三ナトリウム、および0.1%SDS中、42℃で行われる。ある特定の実施形態では、洗浄ステップは、15mM NaCl、1.5mMクエン酸三ナトリウム、および0.1%SDS中、68℃で行われる。これらの条件に対する追加の変形形態は、当業者には容易に明らかとなるであろう。ハイブリダイゼーション技術は、当業者には周知であり、例えば、Benton and Davis (Science 196:180, 1977);Grunstein and Rogness(Proc. Natl. Acad. Sci., USA 72:3961, 1975);Ausubel et al. (Current Protocolsin Molecular Biology, Wiley Interscience, New York, 2001);Berger and Kimmel(Guide to Molecular Cloning Techniques, 1987, Academic Press, New York);およびSambrooket al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor LaboratoryPress, New Yorkに記載されている。
「実質的に同一」または「実質的に相同」とは、参照アミノ酸配列(例えば、本明細書に記載のアミノ酸配列のいずれか1つ)または核酸配列(例えば、本明細書に記載の核酸配列のいずれか1つ)に対して少なくとも約50%の相同性または同一性を示すポリペプチドまたは核酸分子を意味する。ある特定の実施形態では、そのような配列は、比較のために使用されるアミノ酸または核酸の配列と少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約99%、または少なくとも約100%相同または同一である。
配列同一性を、配列分析ソフトウェア(例えば、Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group、University of Wisconsin Biotechnology Center、1710 University Avenue、Madison、Wis.53705、BLAST、BESTFIT、GAP、またはPILEUP/PRETTYBOXプログラム)を使用することによって測定することができる。そのようなソフトウェアは、様々な置換、欠失、および/または他の改変に対して相同性の程度を割り当てることによって、同一の、または類似する配列を一致させる。保存的置換は、典型的には、以下の群:グリシン、アラニン;バリン、イソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン;セリン、トレオニン;リシン、アルギニン;およびフェニルアラニン、チロシン内の置換を含む。同一性の程度を決定するための例示的な手法では、BLASTプログラムを、密接に関連する配列を示すe-3~e-100の確率スコアと共に使用することができる。
「アナログ」とは、参照ポリペプチドまたは核酸分子の機能を有する構造的に関連するポリペプチドまたは核酸分子を意味する。
本明細書で使用される用語「リガンド」とは、受容体に結合する分子を指す。ある特定の実施形態では、リガンドは、別の細胞上の受容体に結合し、細胞間認識および/または相互作用を可能にする。
本明細書で使用される用語「構成的発現」または「構成的に発現される」とは、あらゆる生理的条件下での発現または発現されることを指す。
「疾患」とは、細胞、組織、または臓器の正常な機能を損傷または妨害する任意の状態、疾患または障害、例えば、新生物、および細胞の病原体感染を意味する。
「有効量」とは、治療効果を有するのに十分な量を意味する。ある特定の実施形態では、「有効量」は、新生物の継続的な増殖、成長、または転移(例えば、侵入、または遊走)を停止、改善または阻害するのに十分な量である。
「寛容を強制すること」とは、移植された臓器または組織を標的とする自己反応性細胞または免疫応答性細胞の活性を防止することを意味する。
「内因性」とは、細胞または組織中で通常発現される核酸分子またはポリペプチドを意味する。
「外因性」とは、細胞中に内因性に存在しない核酸分子またはポリペプチドを意味する。したがって、用語「外因性」は、外来の、異種の、過剰発現される核酸分子およびポリペプチドなどの、細胞中で発現される任意の組換え核酸分子またはポリペプチドを包含する。「外因性」核酸とは、天然の野生型細胞中には存在しない核酸を意味し;例えば、外因性核酸は、配列によって、位置/場所によって、またはその両方によって内因性対応物と異なっていてもよい。明確性のために、外因性核酸は、その天然の内因性対応物と比較して同じか、または異なる配列を有してもよく;それを、遺伝子操作によって、細胞自体またはその前駆細胞に導入することができ、必要に応じて、非天然プロモーターまたは分泌配列などの、代替的な制御配列に連結してもよい。
「異種核酸分子またはポリペプチド」とは、細胞または細胞から得られた試料中に通常は存在しない核酸分子(例えば、cDNA、DNAもしくはRNA分子)またはポリペプチドを意味する。この核酸は、別の生物に由来してもよいか、またはそれは例えば、細胞もしくは試料中で通常は発現されないmRNA分子であってもよい。
「免疫応答性細胞」は、免疫応答において機能する細胞、またはその前駆細胞もしくは子孫を意味する。
「モジュレートする」とは、正または負に変更することを意味する。例示的なモジュレーションとしては、約1%、約2%、約5%、約10%、約25%、約50%、約75%、または約100%の変化が挙げられる。
「増加」とは、少なくとも約5%正に変更することを意味する。変更は、約5%、約10%、約25%、約30%、約50%、約75%、約100%またはそれより高くてもよい。
「減少」とは、少なくとも約5%負に変更することを意味する。変更は、約5%、約10%、約25%、約30%、約50%、約75%、またはさらには約100%であってもよい。
「単離された細胞」とは、細胞に天然に付随する分子および/または細胞成分から分離された細胞を意味する。
用語「単離された」、「精製された」または「生物学的に純粋な」とは、その天然状態で見出されるような通常はそれに伴う成分を変化する程度で含まない材料を指す。「単離する」は、元の供給源またはその周囲のものからの分離の程度を示す。「精製する」は、単離よりも高い分離の程度を示す。「精製された」または「生物学的に純粋な」タンパク質は、不純物がタンパク質の生物学的特性に実質的に影響しない、または他の有害な結果を引き起こさないように十分に、他の材料を含まない。すなわち、核酸またはペプチドは、それが組換えDNA技術によって生産される場合には細胞材料、ウイルス材料、もしくは培養培地、または化学的に合成される場合には化学的前駆体もしくは他の化学物質を実質的に含まない場合、精製されている。純度および均一性は、典型的には、分析化学技術、例えば、ポリアクリルアミドゲル電気泳動または高速液体クロマトグラフィーを使用して決定される。用語「精製された」は、核酸またはタンパク質が電気泳動ゲル中で本質的には1つのバンドを生じることを示してもよい。改変、例えば、リン酸化またはグリコシル化にかけることができるタンパク質については、異なる改変は、別々に精製することができる、異なる単離されたタンパク質を生じてもよい。
本明細書で使用される用語「抗原結合ドメイン」とは、細胞上に存在する特定の抗原決定基または抗原決定基のセットに特異的に結合することができるドメインを指す。
本明細書で使用される場合、「リンカー」は、2つまたはそれより多いポリペプチドまたは核酸を、それらが互いに接続されるように共有結合的に結合させる官能基(例えば、化学物質またはポリペプチド)を意味するべきである。本明細書で使用される場合、「ペプチドリンカー」とは、2つのタンパク質を一緒にカップリングさせる(例えば、VおよびVドメインをカップリングさせる)ために使用される1つまたは複数のアミノ酸を指す。ある特定の実施形態では、リンカーは、GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号66)に記載の配列を含む。
「新生物」とは、細胞または組織の病理学的増殖および他の組織または臓器へのその後の遊走または侵入を特徴とする疾患を意味する。新生物増殖は、典型的には、制御されず、進行性であり、正常細胞の複製を惹起しない、またはその停止を引き起こす条件下で起こる。新生物は、限定されるものではないが、膀胱、骨、脳、乳房、軟骨、グリア、食道、卵管、胆嚢、心臓、腸、腎臓、肝臓、肺、リンパ節、神経組織、卵巣、膵臓、前立腺、骨格筋、皮膚、脊髄、脾臓、胃、精巣、胸腺、甲状腺、気管、尿生殖路、尿管、尿道、子宮、および膣からなる群より選択される臓器、またはその組織もしくは細胞型を含む、様々な細胞型、組織、または臓器に影響し得る。新生物は、肉腫、癌腫、または形質細胞腫(形質細胞の悪性腫瘍)などのがんを含む。
「受容体」とは、1つまたは複数のリガンドに選択的に結合する細胞膜上に存在するポリペプチド、またはその一部を意味する。
「認識する」とは、標的に選択的に結合することを意味する。腫瘍を認識するT細胞は、腫瘍抗原に結合する受容体(例えば、TCRまたはCAR)を発現することができる。
「参照」または「対照」とは、比較の基準を意味する。例えば、CARおよびscFvを発現する細胞によるscFv-抗原結合のレベルを、CARのみを発現する対応する細胞中でのscFv-抗原結合のレベルと比較することができる。
「分泌される」とは、小胞体、ゴルジ体を通る分泌経路によって、および細胞形質膜で一過的に融合する小胞として細胞から放出され、タンパク質を細胞の外部に放出するポリペプチドを意味する。
「シグナル配列」または「リーダー配列」とは、分泌経路へのその進入を指令する新しく合成されたタンパク質のN末端に存在するペプチド配列(例えば、5、10、15、20、25または30アミノ酸)を意味する。例示的なリーダー配列としては、限定されるものではないが、IL-2シグナル配列:MYRMQLLSCIALSLALVTNS(配列番号67)(ヒト)、MYSMQLASCVTLTLVLLVNS(配列番号68)(マウス);カッパリーダー配列:METPAQLLFLLLLWLPDTTG(配列番号69)(ヒト)、METDTLLLWVLLLWVPGSTG(配列番号70)(マウス);CD8リーダー配列:MALPVTALLLPLALLLHAARP(配列番号71)(ヒト);トランケートされたヒトCD8シグナルペプチド:MALPVTALLLPLALLLHA(配列番号72)(ヒト);アルブミンシグナル配列:MKWVTFISLLFSSAYS(配列番号73)(ヒト);およびプロラクチンシグナル配列:MDSKGSSQKGSRLLLLLVVSNLLLCQGVVS(配列番号74)(ヒト)が挙げられる。ある特定の実施形態では、リーダー配列は、IgGシグナルペプチドまたはGM-CSFシグナルペプチドであってもよい。「可溶性」とは、水性環境中で自由に拡散し得る(例えば、膜に結合していない)ポリペプチドを意味する。
「特異的に結合する」とは、目的の生体分子(例えば、ポリペプチド)を認識し、これに結合するが、試料、例えば、本開示のポリペプチドを天然に含む生体試料中の他の分子を実質的に認識せず、これに結合しないポリペプチドまたはその断片を意味する。
本明細書で使用される用語「腫瘍抗原」とは、正常な、または非IS新生物細胞と比較して腫瘍細胞上でユニークに、または示差的に発現される抗原(例えば、ポリペプチド)を指す。ある特定の実施形態では、腫瘍抗原は、CARを介して免疫応答を活性化もしくは誘導することができる(例えば、CD19、MUC-16)または受容体-リガンド結合を介して免疫応答を抑制することができる(例えば、CD47、PD-L1/L2、B7.1/2)腫瘍によって発現される任意のポリペプチドを含む。
用語「含む(comprises)」、「含む(comprising)」は、米国特許法においてそれらに帰する広い意味を有することが意図され、「含む(includes)」、「含む(including)」などを意味してもよい。
本明細書で使用される場合、「処置」とは、処置される個体または細胞の疾患経過を変更する試みにおける臨床的介入を指し、予防のために、または臨床病理の経過中に実施することができる。処置の治療効果としては、限定されるものではないが、疾患の発症または再発の防止、症状の軽減、疾患の任意の直接的または間接的な病理学的結果の縮小、転移の防止、疾患進行速度の低下、疾患状態の改善または緩和、および寛解または予後の改善が挙げられる。疾患または障害の進行を防止することによって、処置は、罹患した、もしくは診断された被験体または障害を有することが疑われる被験体における障害に起因する悪化を防止することができるだけでなく、処置は、障害のリスクがある、または障害を有することが疑われる被験体における障害または障害の症状の開始を防止することもできる。
本明細書における「個体」または「被験体」は、ヒトまたは非ヒト動物、例えば、哺乳動物などの脊椎動物である。哺乳動物としては、これらに限定されないが、ヒト、霊長類、家畜、競技用動物(sport animal)、齧歯類およびペットが挙げられる。非ヒト動物被験体の非限定的な例としては、マウス、ラット、ハムスターおよびモルモットなどの齧歯類、ウサギ、イヌ、ネコ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウシ、ウマ、ならびに類人猿およびサルなどの非ヒト霊長類が挙げられる。用語「免疫無防備状態の」は、本明細書で使用される場合、免疫不全である被験体を指す。この被験体は、健康な免疫系を有する人物において疾患を通常は引き起こさないが、不十分に機能するまたは抑制された免疫系を有する人々を冒すことができる生物に起因する感染である、日和見感染に対して非常に脆弱である。
本開示の主題の他の態様は、以下の開示に記載され、本開示の主題の範囲内にある。
2.キメラ抗原受容体
本開示は、目的の抗原に結合するキメラ抗原受容体(CAR)を提供する。CARは、腫瘍抗原または病原体抗原に結合することができる。
2.1.抗原
ある特定の実施形態では、CARは、腫瘍抗原に結合する。任意の腫瘍抗原(抗原性ペプチド)を、本明細書に記載の腫瘍関連実施形態において使用することができる。抗原の供給源としては、限定されるものではないが、がんタンパク質が挙げられる。抗原を、ペプチドとして、または無傷タンパク質もしくはその一部として発現させることができる。無傷タンパク質またはその一部は、天然であっても、または変異誘発されていてもよい。腫瘍抗原の非限定例としては、炭酸脱水酵素IX(CAIX)、がん胎児抗原(CEA)、CD8、CD7、CD10、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CLL1、CD34、CD38、CD41、CD44、CD49f、CD56、CD74、CD133、CD138、CD123、CD44V6、サイトメガロウイルス(CMV)に感染した細胞の抗原(例えば、細胞表面抗原)、上皮糖タンパク質-2(EGP-2)、上皮糖タンパク質-40(EGP-40)、上皮細胞接着分子(EpCAM)、受容体チロシンタンパク質キナーゼerbーB2、3、4(erb-B2、3、4)、葉酸結合タンパク質(FBP)、胎児アセチルコリン受容体(AChR)、葉酸受容体-α、ガングリオシドG2(GD2)、ガングリオシドG3(GD3)、ヒト上皮増殖因子受容体2(HER-2)、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)、インターロイキン-13受容体サブユニットアルファ-2(IL-13Rα2)、κ軽鎖、キナーゼ挿入ドメイン受容体(KDR)、Lewis Y(LeY)、L1細胞接着分子(L1CAM)、黒色腫抗原ファミリーA、1(MAGE-A1)、ムチン16(MUC16)、ムチン1(MUC1)、メソテリン(MSLN)、ERBB2、MAGEA3、p53、MART1、GP100、プロテイナーゼ3(PR1)、チロシナーゼ、サバイビン、hTERT、EphA2、NKG2Dリガンド、がん精巣抗原NY-ES0-1、がん胎児抗原(h5T4)、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、前立腺特異的膜抗原(PSMA)、ROR1、腫瘍関連糖タンパク質72(TAG-72)、血管内皮増殖因子R2(VEGF-R2)、およびウィルムス腫瘍タンパク質(WT-1)、BCMA、NKCS1、EGF1R、EGFR-VIII、CD99、CD70、ADGRE2、CCR1、LILRB2、PRAME、CCR4、CD5、CD3、TRBC1、TRBC2、TIM-3、インテグリンB7、ICAM-1、CD70、Tim3、CLEC12AおよびERBBが挙げられる。
ある特定の実施形態では、CARは、CD19ポリペプチドに結合する。ある特定の実施形態では、CARは、ヒトCD19ポリペプチドに結合する。ある特定の実施形態では、ヒトCD19ポリペプチドは、配列番号75に記載のアミノ酸配列を含む。
ある特定の実施形態では、CARは、CD19タンパク質の細胞外ドメインに結合する。
ある特定の実施形態では、CARは、例えば、免疫無防備状態の被験体における、病原体感染または他の感染症の処置および/または防止における使用のために、病原体抗原に結合する。病原体の非限定例としては、疾患を引き起こし得るウイルス、細菌、真菌、寄生生物および原生動物が挙げられる。
ウイルスの非限定的な例としては、Retroviridae(例えば、HIV-1(HDTV-III、LAVEまたはHTLV-III/LAVとも称される)またはHIV-III、およびHIV-LPなどの他の単離菌など、ヒト免疫不全ウイルス);Picornaviridae(例えば、ポリオウイルス、A型肝炎ウイルス;エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、ライノウイルス、エコーウイルス)、Calciviridae(例えば、胃腸炎を引き起こす株)、Togaviridae(例えば、ウマ脳炎ウイルス、風疹ウイルス)、Flaviridae(例えば、デングウイルス、脳炎ウイルス、黄熱ウイルス)、Coronoviridae(例えば、コロナウイルス)、Rhabdoviridae(例えば、水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス)、Filoviridae(例えば、エボラウイルス)、Paramyxoviridae(例えば、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、呼吸器多核体ウイルス)、Orthomyxoviridae(例えば、インフルエンザウイルス)、Bunyaviridae(例えば、ハンタンウイルス、ブニヤ(bunga)ウイルス、フレボウイルスおよびナイロ(Naira)ウイルス)、Arenaviridae(出血熱ウイルス)、Reoviridae(例えば、レオウイルス、オルビウイルス(orbiviurses)およびロタウイルス)、Birnaviridae、Hepadnaviridae(B型肝炎ウイルス)、Parvovirida(パルボウイルス)、Papovaviridae(パピローマウイルス、ポリオーマウイルス)、Adenoviridae(大部分のアデノウイルス)、Herpesviridae(単純ヘルペスウイルス(HSV)1および2、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、ヘルペスウイルス)、Poxviridae(痘瘡ウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス)、およびIridoviridae(例えば、アフリカブタ熱ウイルス)、ならびに未分類ウイルス(例えば、デルタ肝炎の病原因子(B型肝炎ウイルスの欠損サテライトであると考えられる)、非A、非B型肝炎の病原因子(クラス1=内部的に伝染、クラス2=非経口的に伝染(すなわち、C型肝炎)、ノーウォークおよび関連ウイルス、ならびにアストロウイルス)が挙げられる。
細菌の非限定的な例としては、Pasteurella、Staphylococci、Streptococcus、Escherichia coli、Pseudomonas種およびSalmonella種が挙げられる。感染性細菌の具体例としては、これらに限定されないが、Helicobacter pyloris、Borelia burgdorferi、Legionella pneumophilia、Mycobacteria sps(例えば、M.tuberculosis、M.avium、M.intracellulare、M.kansaii、M.gordonae)、Staphylococcus aureus、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Listeria monocytogenes、Streptococcus pyogenes(A群連鎖球菌)、Streptococcus agalactiae(B群連鎖球菌)、Streptococcus(緑色連鎖球菌(viridans)群)、Streptococcus faecalis、Streptococcus bovis、Streptococcus(嫌気性sps.)、Streptococcus pneumoniae、病原性Campylobacter sp.、Enterococcus sp.、Haemophilus influenzae、Bacillus antracis、Corynebacterium diphtheriae、Corynebacterium sp.、Erysipelothrix rhusiopathiae、Clostridium perfringers、Clostridium tetani、Enterobacter aerogenes、Klebsiella pneumoniae、Pasturella multocida、Bacteroides sp.、Fusobacterium nucleatum、Streptobacillus moniliformis、Treponema pallidium、Treponema pertenue、Leptospira、RickettsiaおよびActinomyces israelliが挙げられる。
ある特定の実施形態では、病原体抗原は、サイトメガロウイルス(CMV)に存在するウイルス抗原、エプスタイン・バーウイルス(EBV)に存在するウイルス抗原、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)に存在するウイルス抗原、またはインフルエンザウイルスに存在するウイルス抗原である。
2.2.キメラ抗原受容体(CAR)
CARは、目的の特異性を免疫エフェクター細胞に移植または付与する操作された受容体である。CARを使用して、レトロウイルスベクターによって容易になったそのコード配列の移入と共に、モノクローナル抗体の特異性をT細胞に移植することができる。
3世代のCARが存在する。「第1世代」のCARは、典型的には、細胞質/細胞内シグナル伝達ドメインに融合された、膜貫通ドメインに融合された、細胞外抗原結合ドメイン(例えば、scFv)から構成される。「第1世代」のCARは、de novoで抗原認識を提供し、HLA媒介性抗原提示とは無関係に、単一の融合分子中のそのCD3ζ鎖シグナル伝達ドメインを介してCD4とCD8T細胞の両方の活性化を引き起こすことができる。「第2世代」のCARは、様々な共刺激分子(例えば、CD28、4-1BB、ICOS、OX40、CD27、CD40/My88およびNKGD2)に由来する細胞内シグナル伝達ドメインを、CARの細胞質尾部に付加して、T細胞にさらなるシグナルを提供する。「第2世代」のCARは、共刺激(例えば、CD28または4-1BB)と活性化(CD3ζ)の両方を提供するものを含む。「第3世代」のCARは、複数の共刺激(例えば、CD28および4-1BB)と活性化(CD3ζ)を提供するものを含む。ある特定の実施形態では、CARは、第2世代のCARである。ある特定の実施形態では、CARは、抗原に結合する細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激シグナル伝達ドメインを含む。ある特定の実施形態では、CARは、ヒンジ/スペーサー領域をさらに含む。
ある特定の非限定的な実施形態では、CARの細胞外抗原結合ドメイン(例えば、scFvまたはそのアナログとして具体化される)は、約2×10-7Mまたはそれ未満の解離定数(K)で抗原に結合する。ある特定の実施形態では、Kは、約2×10-7Mもしくはそれ未満、約1×10-7Mもしくはそれ未満、約9×10-8Mもしくはそれ未満、約1×10-8Mもしくはそれ未満、約9×10-9Mもしくはそれ未満、約5×10-9Mもしくはそれ未満、約4×10-9Mもしくはそれ未満、約3×10-9Mもしくはそれ未満、約2×10-9Mもしくはそれ未満、または約1×10-9Mもしくはそれ未満である。ある特定の非限定的な実施形態では、Kは、約3×10-9Mまたはそれ未満である。ある特定の非限定的な実施形態では、Kは、約1×10-9M~約3×10-7Mである。ある特定の非限定的な実施形態では、Kは、約1.5×10-9M~約3×10-7Mである。ある特定の非限定的な実施形態では、Kは、約1.5×10-9M~約2.7×10-7Mである。ある特定の非限定的な実施形態では、Kは、約1×10-4M~約1×10-6Mである。ある特定の非限定的な実施形態では、Kは、約1×10-13M~約1×10-15Mである。
細胞外抗原結合ドメインの結合(例えば、scFvまたはそのアナログ中での)を、例えば、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、FACS分析、バイオアッセイ(例えば、増殖阻害)、またはウェスタンブロットアッセイによって確認することができる。これらのアッセイはそれぞれ、一般的には、目的の複合体に特異的な標識された試薬(例えば、抗体、またはscFv)を用いることによって、特定の目的のタンパク質-抗体複合体の存在を検出する。例えば、scFvを放射標識し、ラジオイムノアッセイ(RIA)において使用することができる(例えば、参照により本明細書に組み込まれるWeintraub, B., Principles of Radioimmunoassays, Seventh TrainingCourse on Radioligand Assay Techniques, The Endocrine Society, March, 1986を参照されたい)。放射性アイソトープを、γカウンターもしくはシンチレーションカウンターの使用などの手段によって、またはオートラジオグラフィーによって検出することができる。ある特定の実施形態では、CARの細胞外抗原結合ドメインは、蛍光マーカーを用いて標識される。蛍光マーカーの非限定例としては、緑色蛍光タンパク質(GFP)、青色蛍光タンパク質(例えば、EBFP、EBFP2、Azurite、およびmKalama1)、シアン蛍光タンパク質(例えば、ECFP、Cerulean、およびCyPet)、および黄色蛍光タンパク質(例えば、YFP、Citrine、Venus、およびYPet)が挙げられる。
2.2.1.CARの細胞外抗原結合ドメイン
ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、抗原に特異的に結合する。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、scFvである。ある特定の実施形態では、scFvは、ヒトscFvである。ある特定の実施形態では、scFvは、ヒト化scFvである。ある特定の実施形態では、scFvは、マウスscFvである。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、必要に応じて架橋されるFabである。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、F(ab)である。ある特定の実施形態では、前記分子はいずれも、細胞外抗原結合ドメインを形成する異種配列との融合タンパク質中に含まれていてもよい。ある特定の実施形態では、scFvは、抗原-Fc融合タンパク質を含むscFvファージライブラリーをスクリーニングすることによって同定される。scFvは、ヒトVLおよび/またはVH遺伝子を担持するマウスから誘導することができる。また、scFvは、ラクダ科重鎖(例えば、ラクダ、ラマなどに由来するVHH)または細胞表面受容体のための部分天然リガンドで置換することもできる。ある特定の実施形態では、抗原は、腫瘍抗原、例えば、本明細書に開示されるものである。ある特定の実施形態では、抗原は、病原体抗原、例えば、本明細書に開示されるものである。
ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、マウスscFvである。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、ヒトCD19ポリペプチドに結合するマウスscFvである。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号84のアミノ酸配列を含み、ヒトCD19ポリペプチド(例えば、配列番号75に記載のアミノ酸配列を含むヒトCD19ポリペプチド)に特異的に結合するマウスscFvである。ある特定の実施形態では、配列番号84のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列は、配列番号85に記載される。ある特定の実施形態では、マウスscFvは、配列番号82に記載のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(V)を含む。ある特定の実施形態では、マウスscFvは、配列番号83に記載のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(V)を含む。ある特定の実施形態では、マウスscFvは、必要に応じて、VとVとの間の、(iii)リンカー配列、例えば、リンカーペプチドと共に、配列番号82に記載のアミノ酸配列を含むVおよび配列番号83に記載のアミノ酸配列を含むVを含む。ある特定の実施形態では、リンカーは、配列番号66に記載の配列を有するアミノ酸を含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号82と少なくとも約80%(例えば、少なくとも約85%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%)相同であるアミノ酸配列を含むVを含む。例えば、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号82と約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、または約99%相同であるアミノ酸配列を含むVを含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号82に記載のアミノ酸配列を含むVを含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号83と少なくとも約80%(例えば、少なくとも約85%、少なくとも90%、または少なくとも約95%)相同であるアミノ酸配列を含むVを含む。例えば、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号83と約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、または約99%相同であるアミノ酸配列を含むVを含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号83に記載のアミノ酸配列を含むVを含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号82と少なくとも約80%(例えば、少なくとも約85%、少なくとも90%、または少なくとも約95%)相同または同一であるアミノ酸配列を含むVと、配列番号83と少なくとも約80%(例えば、少なくとも約85%、少なくとも90%、または少なくとも約95%)相同または同一であるアミノ酸配列を含むVとを含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号82に記載のアミノ酸配列を含むVと、配列番号83に記載のアミノ酸配列を含むVとを含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号76に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1またはその保存的改変、配列番号77に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2またはその保存的改変、および配列番号78に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3またはその保存的改変を含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号76に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1、配列番号77に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2、および配列番号78に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3を含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号79に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1またはその保存的改変、配列番号80に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2またはその保存的改変、および配列番号81に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3またはその保存的改変を含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号79に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1、配列番号80に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2、および配列番号81に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3を含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号76に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1またはその保存的改変、配列番号77に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2またはその保存的改変、配列番号78に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3またはその保存的改変、配列番号79に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1またはその保存的改変、配列番号80に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2またはその保存的改変、および配列番号81に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3またはその保存的改変を含む。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、配列番号76に記載の配列を有するアミノ酸を含むV CDR1、配列番号77に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2、配列番号78に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3、配列番号79に記載のアミノ酸配列を含むV CDR1、配列番号80に記載のアミノ酸配列を含むV CDR2、および配列番号81に記載のアミノ酸配列を含むV CDR3を含む。
本明細書で使用される場合、用語「保存的配列改変」とは、アミノ酸配列を含む本開示のCAR(例えば、CARの細胞外抗原結合ドメイン)の結合特性に有意に影響も変更もしないアミノ酸改変を指す。保存的改変は、アミノ酸置換、付加および欠失を含んでもよい。改変を、部位特異的変異誘発およびPCR媒介性変異誘発などの、当技術分野で公知の標準的な技術によって本開示のCARのヒトscFv中に導入することができる。アミノ酸を、電荷および極性などのその物理化学的特性に従って群に分類することができる。保存的アミノ酸置換は、アミノ酸残基が同じ群内のアミノ酸で置き換えられるものである。例えば、アミノ酸を電荷によって分類することができる:正に荷電したアミノ酸は、リシン、アルギニン、ヒスチジンを含み、負に荷電したアミノ酸は、アスパラギン酸、グルタミン酸を含み、中性荷電アミノ酸は、アラニン、アスパラギン、システイン、グルタミン、グリシン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、およびバリンを含む。さらに、アミノ酸を、極性によって分類することができる:極性アミノ酸は、アルギニン(塩基性極性)、アスパラギン、アスパラギン酸(酸性極性)、グルタミン酸(酸性極性)、グルタミン、ヒスチジン(塩基性極性)、リシン(塩基性極性)、セリン、トレオニン、およびチロシンを含み;非極性アミノ酸は、アラニン、システイン、グリシン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、およびバリンを含む。したがって、CDR領域内の1つまたは複数のアミノ酸を、同じ群に由来する他のアミノ酸残基と置き換え、変更された抗体を、本明細書に記載の機能アッセイを使用して、保持された機能(すなわち、上の(c)から(l)に記載の機能)について試験することができる。ある特定の実施形態では、特定の配列またはCDR領域内の1個以下、2個以下、3個以下、4個以下、5個以下の残基が変更される。
特定の配列(例えば、配列番号82および配列番号83)に対する少なくとも約80%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%(例えば、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、または約99%)の相同性または同一性を有するVおよび/またはVアミノ酸配列は、特定の配列と比較して置換(例えば、保存的置換)、挿入、または欠失を含有してもよいが、標的抗原(例えば、CD19)に結合する能力を保持する。ある特定の実施形態では、合計1~10個のアミノ酸が、特定の配列(例えば、配列番号82および配列番号83)において置換、挿入および/または欠失される。ある特定の実施形態では、置換、挿入、または欠失は、細胞外抗原結合ドメインのCDRの外部の領域中(例えば、FR中)に存在する。ある特定の実施形態では、細胞外抗原結合ドメインは、その配列(配列番号82および配列番号83)の翻訳後改変を含む、配列番号82および配列番号83からなる群より選択されるVおよび/またはV配列を含む。
本明細書で使用される場合、2つのアミノ酸配列間の相同性パーセントは、2つの配列間の同一性パーセントと等価である。2つの配列間の同一性パーセントは、2つの配列の最適なアラインメントのために導入する必要がある、ギャップの数、およびそれぞれのギャップの長さを考慮に入れた、配列によって共有される同一の位置の数の関数(すなわち、相同性%=同一の位置の数/位置の総数×100)である。配列の比較および2つの配列間の同一性パーセントの決定を、数学的アルゴリズムを使用して達成することができる。
2つのアミノ酸配列間の相同性パーセントを、PAM120残基重み付け表、12のギャップ長ペナルティおよび4のギャップペナルティを使用して、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれたE.MeyersおよびW.Millerのアルゴリズム(Comput. Appl. Biosci., 4:11-17 (1988))を使用して決定することができる。さらに、2つのアミノ酸配列間の相同性パーセントを、Blossum 62マトリクスまたはPAM250マトリクスのいずれか、および16、14、12、10、8、6または4のギャップ重みおよび1、2、3、4、5、または6の長さ重みを使用して、NeedlemanおよびWunschのアルゴリズム(J.Mol. Biol. 48:444-453 (1970))を使用して決定することができる。
さらに、またはあるいは、本開示の主題のアミノ酸配列を、例えば、関連する配列を同定するために、公共データベースに対する検索を実行するための「クエリー配列」としてさらに使用することができる。そのような検索を、Altschul, et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-10のXBLASTプログラム(バージョン2.0)を使用して実行することができる。BLASTタンパク質検索を、XBLASTプログラム、スコア=50、ワード長=3を用いて実行して、本明細書に開示される特定の配列(例えば、scFv m903、m904、m905、m906、およびm900の重鎖および軽鎖可変領域配列)と相同なアミノ酸配列を得ることができる。比較のためのギャップ付きアラインメントを得るために、Gapped BLASTを、Altschulet al., (1997) Nucleic Acids Res. 25(17):3389-3402に記載のように使用することができる。BLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメーターを使用することができる。
2.2.2.CARの膜貫通ドメイン
ある特定の非限定的な実施形態では、CARの膜貫通ドメインは、膜の少なくとも一部にまたがる疎水性アルファヘリックスを含む。異なる膜貫通ドメインは、異なる受容体安定性をもたらす。抗原認識後、受容体クラスターおよびシグナルが細胞に伝達される。本開示の主題によれば、CARの膜貫通ドメインは、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD40ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD84ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、合成ポリペプチド(免疫応答と関連するタンパク質の基づくものではない)、またはその組合せの天然または改変膜貫通ドメインを含んでもよい。
CD8
ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインは、CD8ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CD8ポリペプチドは、以下に提供されるようなNCBI参照番号:NP_001139345.1(配列番号86)(本明細書における相同性は、BLASTもしくはFASTAなどの標準的なソフトウェアを使用して決定することができる)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有する、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。ある特定の実施形態では、CD8ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で235アミノ酸長である、配列番号86の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD8ポリペプチドは、配列番号86のアミノ酸1~235、1~50、50~100、100~150、150~200、または200~235のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARは、配列番号86のアミノ酸137~209のアミノ酸配列を含むか、または有するCD8ポリペプチドを含む膜貫通ドメインを含む。
ある特定の実施形態では、CD8ポリペプチドは、以下に提供されるようなNCBI参照番号:AAA92533.1(配列番号87)(本明細書における相同性は、BLASTもしくはFASTAなどの標準的なソフトウェアを使用して決定することができる)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有する、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。ある特定の実施形態では、CD8ポリペプチドは、少なくとも約20、または少なくとも約30、または少なくとも約40、または少なくとも約50、または少なくとも約60、または少なくとも約70、または少なくとも約100、または少なくとも約200、および最大で247アミノ酸長である配列番号87の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD8ポリペプチドは、配列番号87のアミノ酸1~247、1~50、50~100、100~150、150~200、151~219、または200~247のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARは、配列番号87のアミノ酸151~219のアミノ酸配列を含むか、または有するCD8ポリペプチドを含む膜貫通ドメインを含む。
ある特定の実施形態では、CD8ポリペプチドは、以下に提供される、配列番号88に記載のアミノ酸配列を含むか、または有する:
STTTKPVLRTPSPVHPTGTSQPQRPEDCRPRGSVKGTGLDFACDIYIWAPLAGICVALLLSLIITLICY[配列番号88]
本開示の主題によれば、「CD8核酸分子」とは、CD8ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。
ある特定の実施形態では、配列番号88に記載のアミノ酸配列を有するCD8ポリペプチドをコードするCD8核酸分子は、以下に提供される、配列番号89に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CD28
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、CD28ポリペプチドを含む。CD28ポリペプチドは、NCBI参照番号:P10747またはNP_006130(配列番号90)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD28ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号90の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD28ポリペプチドは、配列番号90のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCD28ポリペプチドは、配列番号90のアミノ酸153~179のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号90は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CD28核酸分子」とは、CD28ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号90のアミノ酸153~179を有するCD28ポリペプチドをコードするCD28核酸分子は、以下に提供される、配列番号91に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、ヒトCD28膜貫通ドメインを含む。ヒトCD28膜貫通ドメインは、配列番号92もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。配列番号92は、以下に提供される:
配列番号92のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号93に記載される。
CD84
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、CD84ポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。CD84ポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_001171808.1(配列番号1)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD84ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号1の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD84ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCD84ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸226~250のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号1は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CD84核酸分子」とは、CD84ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号1のアミノ酸226~250を有するCD84ポリペプチドをコードするCD84核酸分子は、以下に提供される、配列番号2に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CD166
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、CD166ポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。CD166ポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_001618.2(配列番号3)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD166ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号3の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸528~553のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸528~549のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号3は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CD166核酸分子」とは、CD166ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号3のアミノ酸528~553を有するCD166ポリペプチドをコードするCD166核酸分子は、以下に提供される、配列番号4に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CD8a
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、CD8aポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。CD8aポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_001139345.1(配列番号5)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD8aポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号5の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD8aポリペプチドは、配列番号5のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCD8aポリペプチドは、配列番号5のアミノ酸183~207のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号5は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CD8a核酸分子」とは、CD8aポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号5のアミノ酸183~207を有するCD8aポリペプチドをコードするCD8a核酸分子は、以下に提供される、配列番号6に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CD8b
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、CD8bポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。CD8bポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_742099.1(配列番号7)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD8bポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号7の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD8bポリペプチドは、配列番号7のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCD8bポリペプチドは、配列番号7のアミノ酸171~195のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号7は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CD8b核酸分子」とは、CD8bポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号7のアミノ酸171~195を有するCD8bポリペプチドをコードするCD8b核酸分子は、以下に提供される、配列番号8に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ICOS
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、ICOSポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。ICOSポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_036224.1(配列番号9)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、ICOSポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号9の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、ICOSポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるICOSポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸141~165のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号9は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「ICOS核酸分子」とは、ICOSポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号9のアミノ酸141~165を有するICOSポリペプチドをコードするICOS核酸分子は、以下に提供される、配列番号10に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CTLA-4
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、CTLA-4ポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。CTLA-4ポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_005205.2(配列番号11)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CTLA-4ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号11の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CTLA-4ポリペプチドは、配列番号11のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるCTLA-4ポリペプチドは、配列番号11のアミノ酸162~186のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号11は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CTLA-4核酸分子」とは、CTLA-4ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号11のアミノ酸162~186を有するCTLA-4ポリペプチドをコードするCTLA-4核酸分子は、以下に提供される、配列番号12に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ICAM-1
ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインは、ICAM-1ポリペプチドの天然または改変膜貫通ドメインを含む。ICAM-1ポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_000192.2(配列番号13)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、ICAM-1ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号13の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、ICAM-1ポリペプチドは、配列番号13のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの膜貫通ドメインに含まれるICAM-1ポリペプチドは、配列番号13のアミノ酸481~507のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号13は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「ICAM-1核酸分子」とは、ICAM-1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、配列番号13のアミノ酸481~507を有するICAM-1ポリペプチドをコードするICAM-1核酸分子は、以下に提供される、配列番号14に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
2.2.3.ヒンジ/スペーサー領域
ある特定の非限定的な実施形態では、CARはまた、細胞外抗原結合ドメインを膜貫通ドメインに連結するヒンジ/スペーサー領域を含んでもよい。ヒンジ/スペーサー領域は、抗原認識を容易にするために抗原結合ドメインを異なる向きに方向付けるのに十分な可撓性を有してもよい。ある特定の非限定的な実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域は、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD40ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD84ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、合成ポリペプチド(免疫応答と関連するタンパク質の基づくものではない)、またはその組合せの天然または改変ヒンジ領域を含んでもよい。ヒンジ/スペーサー領域は、IgG1に由来するヒンジ領域、または免疫グロブリンのCHCH領域およびCD3の部分、CD28ポリペプチドの一部(例えば、配列番号90の一部)、CD8ポリペプチドの一部(例えば、配列番号86の一部、もしくは配列番号87の一部)、それらと少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、もしくは少なくとも約100%相同もしくは同一である前記のいずれかの変形形態、または合成スペーサー配列であってもよい。
CD28
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のCD28ポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD28ポリペプチドは、配列番号90のアミノ酸114~152のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号90のアミノ酸114~152を有するCD28ポリペプチドをコードするCD28核酸分子は、以下に提供される、配列番号15に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
IEVMYPPPYLDNEKSNGTIIHVKGKHLCPSPLFPGPSKP[配列番号15]
CD84
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のCD84ポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD84ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸187~225のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号1のアミノ酸187~225を有するCD84ポリペプチドをコードするCD84核酸分子は、以下に提供される、配列番号16に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CD166
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のCD166ポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸489~527を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号3のアミノ酸489~527を有するCD166ポリペプチドをコードするCD166核酸分子は、以下に提供される、配列番号17に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸484~527を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸506~527を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸517~527を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号109または配列番号110に記載のアミノ酸配列を含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域および膜貫通ドメインに含まれるCD166ポリペプチドは、配列番号111、112、113、114、115、116または117に記載のアミノ酸配列を含むか、または有する。
CD8a
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のCD8aポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD8aポリペプチドは、配列番号5のアミノ酸137~182を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号5のアミノ酸137~182を有するCD8aポリペプチドをコードするCD8a核酸分子は、以下に提供される、配列番号18に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CD8b
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のCD8bポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCD8bポリペプチドは、配列番号7のアミノ酸132~170を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号7のアミノ酸132~170を有するCD8bポリペプチドをコードするCD8b核酸分子は、以下に提供される、配列番号19に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ICOS
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のICOSポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるICOSポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸102~140を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号9のアミノ酸102~140を有するICOSポリペプチドをコードするICOS核酸分子は、以下に提供される、配列番号20に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
CTLA-4
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のCTLA-4ポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるCTLA-4ポリペプチドは、配列番号11のアミノ酸123~161を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号11のアミノ酸123~161を有するCTLA-4ポリペプチドをコードするCTLA-4核酸分子は、以下に提供される、配列番号21に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ICAM-1
ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域は、本明細書に記載のICAM-1ポリペプチドの天然または改変ヒンジ領域を含む。ある特定の実施形態では、本開示のCARのヒンジ/スペーサー領域に含まれるICAM-1ポリペプチドは、配列番号13のアミノ酸442~480を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、配列番号13のアミノ酸442~480を有するICAM-1ポリペプチドをコードするICAM-1核酸分子は、以下に提供される、配列番号22に記載の配列を有する核酸を含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、ヒンジ/スペーサー領域を含む。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域は、細胞外抗原結合ドメインと、膜貫通ドメインとの間に配置される。ある特定の実施形態では、ヒンジ/スペーサー領域は、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD4ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、合成ポリペプチド(免疫応答と関連するタンパク質の基づくものではない)、またはその組合せを含む。ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインは、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD4ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、CD166ポリペプチド、CD8aポリペプチド、CD8bポリペプチド、ICOSポリペプチド、ICAM-1ポリペプチド、CTLA-4ポリペプチド、CD27ポリペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、合成ポリペプチド(免疫応答と関連するタンパク質の基づくものではない)、またはその組合せを含む。
ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域は、同じ分子に由来する。ある特定の実施形態では、膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域は、異なる分子に由来する。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD28ポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはCD28ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD28ポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはCD28ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD84ポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはCD84ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD166ポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはCD166ポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD8aポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはCD8aポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD8bポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはCD8bポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARのヒンジ/スペーサー領域はCD28ポリペプチドを含み、CARの膜貫通ドメインはICOSポリペプチドを含む。
2.2.4.CARの細胞内シグナル伝達ドメイン
ある特定の非限定的な実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、細胞(例えば、リンパ系の細胞、例えば、T細胞)を活性化または刺激することができるCD3ζポリペプチドを含む。野生型(「天然」)CD3ζは、3個の免疫受容活性化チロシンモチーフ(「ITAM」)(例えば、ITAM1、ITAM2およびITAM3)、3個の塩基性残基に富む伸長(BRS)領域(BRS1、BRS2およびBRS3)を含み、抗原が結合した後、活性化シグナルを細胞(例えば、リンパ系の細胞、例えば、T細胞)に伝達する。天然CD3ζ鎖の細胞内シグナル伝達ドメインは、内因性TCRからのシグナルの主要な伝達物質である。本明細書における実施形態において使用される場合、CD3ζは、天然CD3ζではなく、改変CD3ζである。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_932170(配列番号94)を有する配列またはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含むか、または有する。非限定的なある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、または少なくとも100、または少なくとも110、または少なくとも113、および最大で163アミノ酸長である、配列番号94の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号94のアミノ酸1~50、50~100、100~150、50~164、55~164、または150~164のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号94のアミノ酸52~164のアミノ酸配列を含むか、または有する。
配列番号94は、以下に提供される:
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、改変ヒトCD3ζポリペプチドを含む。改変ヒトCD3ζポリペプチドは、配列番号95もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。配列番号95は、以下に提供される:
配列番号95のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号96に記載される。
免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)
ある特定の非限定的な実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つ、2つまたは3つのITAMを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号23に記載のアミノ酸配列を含む天然ITAM1を含む。
QNQLYNELNLGRREEYDVLDKR[配列番号23]
配列番号23のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号24に記載される。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むITAM1バリアントを含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、2つの機能喪失型変異を含むITAM1バリアントを有する。ある特定の実施形態では、機能喪失型変異は、ITAM1中のチロシン残基の変異を含む。ある特定の実施形態では、2つの機能喪失型変異からなるITAM1バリアントは、以下に提供される配列番号25に記載のアミノ酸配列を含む。
QNQLFNELNLGRREEFDVLDKR[配列番号25]
配列番号25のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号26に記載される。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、以下に提供される配列番号27に記載のアミノ酸配列を含む天然ITAM2を含む。
QEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMK[配列番号27]
配列番号27のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号28に記載される。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むITAM2バリアントを含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、2つの機能喪失型変異を含むITAM2バリアントを有する。ある特定の実施形態では、機能喪失型変異は、ITAM2中のチロシン残基の変異を含む。ある特定の実施形態では、2つの機能喪失型変異からなるITAM2バリアントは、以下に提供される配列番号29に記載のアミノ酸配列を含む。
QEGLFNELQKDKMAEAFSEIGMK[配列番号29]
配列番号29のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号30に記載される。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、以下に提供される配列番号31に記載のアミノ酸配列を含む天然ITAM3を含む。
HDGLYQGLSTATKDTYDALHMQ[配列番号31]
配列番号131のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号32に記載される。
cacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcag[配列番号32]
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、2つの機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを有する。ある特定の実施形態では、機能喪失型変異は、ITAM3中のチロシン残基の変異を含む。ある特定の実施形態では、2つの機能喪失型変異からなるITAM3バリアントは、以下に提供される配列番号33に記載のアミノ酸配列を含む。
HDGLFQGLSTATKDTFDALHMQ[配列番号33]
配列番号33のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号34に記載される。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つもしくは複数の機能喪失型変異を含むITAM1バリアント、1つもしくは複数の機能喪失型変異を含むITAM2バリアント、1つもしくは複数の機能喪失型変異を含むITAM3バリアント、またはその組合せを含むか、または本質的にそれからなる、またはそれからなる改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM2バリアントおよび1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、天然ITAM1、2つの機能喪失型変異を含むITAM2バリアントおよび2つの機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号23に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM1、配列番号29に記載のアミノ酸配列を有するITAM2バリアントおよび配列番号33に記載のアミノ酸配列を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む(例えば、「1XX」と命名される構築物)。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM1バリアントおよび1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、2つの機能喪失型変異を含むITAM1バリアント、天然ITAM2、および2つの機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号25に記載のアミノ酸配列を有するITAM1バリアント、配列番号27に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM2および配列番号33に記載のアミノ酸配列を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む(例えば、「X2X」と命名される構築物)。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM1バリアントおよび1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM2バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、2つの機能喪失型変異を含むITAM1バリアント、2つの機能喪失型変異を含むITAM2バリアント、および天然ITAM3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号25に記載のアミノ酸配列を有するITAM1バリアント、配列番号29に記載のアミノ酸配列を有するITAM2バリアントおよび配列番号31に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む(例えば、「XX3」と命名される構築物)。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM1バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、2つの機能喪失型変異を含むITAM1バリアント、天然ITAM2、および天然ITAM3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号27に記載のアミノ酸配列を有するITAM1バリアント、配列番号29に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM2および配列番号31に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む(例えば、「X23」と命名される構築物)。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、天然ITAM1、天然ITAM2、および1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、天然ITAM1、天然ITAM2、および2つの機能喪失型変異を含むITAM1バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号23に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM1、配列番号27に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM2および配列番号33に記載のアミノ酸配列を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む(例えば、「12X」と命名される構築物)。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、天然ITAM1、1つまたは複数の(例えば、2つの)機能喪失型変異を含むITAM2バリアント、および天然ITAM3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、天然ITAM1、2つの機能喪失型変異を含むITAM2バリアント、および天然ITAM3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号23に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM1、配列番号29に記載のアミノ酸配列を有するITAM2バリアントおよび配列番号31に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチドを含む(例えば、「1X3」と命名される構築物)。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つまたは2つのITAMの欠失を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1およびITAM2の欠失を含み、例えば、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM3またはITAM3バリアントを含み、ITAM1もITAM2も含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号31に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM3を含み、ITAM1(天然または改変)もITAM2(天然または改変)も含まない(例えば、D12)。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2およびITAM3の欠失を含み、例えば、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM1またはITAM1バリアントを含み、ITAM2もITAM3も含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号23に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM1を含み、ITAM2(天然または改変)もITAM3(天然または改変)も含まない(例えば、D23)。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1およびITAM3の欠失を含み、例えば、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM2またはITAM2バリアントを含み、ITAM1もITAM3も含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号27に記載のアミノ酸配列を有する天然ITAM2を含み、ITAM1(天然または改変)もITAM3(天然または改変)も含まない(例えば、D13)。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1の欠失を含み、例えば、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM2またはITAM2バリアント、および天然ITAM3またはITAM3バリアントを含み、ITAM1(天然または改変)を含まない。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2の欠失を含み、例えば、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM1またはITAM1バリアント、および天然ITAM3またはITAM3バリアントを含み、ITAM2(天然または改変)を含まない。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3の欠失を含み、例えば、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM1またはITAM1バリアント、および天然ITAM2またはITAM2バリアントを含み、ITAM3(天然または改変)を含まない。
塩基性残基に富む伸長(BRS)領域
ある特定の非限定的な実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1、2つまたは3つのBRS領域(すなわち、BRS1、BRS2、およびBRS3)を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。BRS領域は、天然BRSまたは改変BRS(例えば、BRSバリアント)であってもよい。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、以下に提供される配列番号35に記載のアミノ酸配列を含む天然BRS1を含む。
KRRGR[配列番号35]
配列番号35のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号36に記載される。
aagagacgtggccgg[配列番号36]
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むBRS1バリアントを含む。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号37に記載のアミノ酸配列を含む天然BRS2を含む。
KPRRK[配列番号37]
配列番号37のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号38に記載される。
aagccgagaaggaag[配列番号38]
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むBRS2バリアントを含む。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号39に記載のアミノ酸配列を含む天然BRS3を含む。
KGERRRGK[配列番号39]
配列番号39のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号40に記載される。
aaaggcgagcgccggaggggcaag[配列番号40]
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むBRS3バリアントを含む。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、3つ全てのBRS領域、すなわち、BRS1領域、BRS2領域、およびBRS3領域を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、天然BRS1、天然BRS2、および天然BRS3を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号35に記載のアミノ酸配列を有する天然BRS1、配列番号37に記載のアミノ酸配列を有する天然BRS2、および配列番号39に記載のアミノ酸配列を有する天然BRS3を含む改変CD3ζポリペプチド、例えば、構築物1XXに含まれる改変CD3ζポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、3つ全部ではないが、1つまたは2つのBRS領域を含む改変CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1領域およびBRS2領域を含み、BRS3領域を含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1領域およびBRS3領域を含み、BRS2領域を含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS2領域およびBRS3領域を含み、BRS1領域を含まない。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1領域を含み、BRS2領域もBRS3領域も含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、配列番号35に記載のアミノ酸配列を有する天然BRS1を含み、BRS2領域もBRS3領域も含まない、例えば、改変CD3ζポリペプチドは構築物D23に含まれる。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS2領域を含み、BRS1領域もBRS3領域も含まない。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3領域を含み、BRS1領域もBRS2領域も含まない。
ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS領域(天然または改変BRS1、BRS2またはBRS3)を含まない、例えば、3つ全てのBRSが欠失している、例えば、改変CD3ζポリペプチドは構築物D12に含まれる。
ある特定の非限定的な実施形態では、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含み、改変CD3ζポリペプチドが免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)の全部または一部を欠き、ITAMはITAM1、ITAM2、およびITAM3である。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM1またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、塩基性残基に富む伸長(BRS)領域の全部または一部を欠き、BRS領域はBRS1、BRS2、およびBRS3である。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS2またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部をさらに欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、BRS1またはその一部、BRS2またはその一部、およびBRS3またはその一部を欠く。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、ITAM2、ITAM3、BRS2、およびBRS3を欠く。ある特定の実施形態では、CARは、配列番号45または配列番号47に記載のアミノ酸配列を含む。ある特定の実施形態では、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含み、改変CD3ζポリペプチドは塩基性残基に富む伸長(BRS)領域の全部または一部を欠き、BRS領域はBRS1、BRS2、およびBRS3である。ある特定の実施形態では、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含み、改変CD3ζポリペプチドがBRS1バリアント、BRS2バリアント、およびBRS3バリアントから選択されるBRSバリアントを含み、BRSバリアントは1つまたは複数の機能喪失型変異を含む。
共刺激シグナル伝達領域
ある特定の非限定的な実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、少なくとも共刺激シグナル伝達領域をさらに含む。ある特定の実施形態では、共刺激シグナル伝達領域は、最適なリンパ球活性化を提供することができる少なくとも1つの共刺激分子を含む。
本明細書で使用される場合、「共刺激分子」とは、抗原に対するリンパ球の効率的な応答にとって必要とされる抗原受容体またはそのリガンド以外の細胞表面分子を指す。少なくとも1つの共刺激シグナル伝達領域は、CD28ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、ICOSポリペプチド、DAP-10ポリペプチド、CD27ペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチドまたはその組合せを含んでもよい。共刺激分子は、その受容体への結合時に、共刺激応答、すなわち、抗原がそのCAR分子に結合するときに提供される刺激をもたらす細胞内応答を生成する細胞表面上に発現されるタンパク質である共刺激リガンドに結合することができる。共刺激リガンドとしては、限定されるものではないが、CD80、CD86、CD70、OX40L、および4-1BBLが挙げられる。一例として、4-1BBリガンド(すなわち、4-1BBL)は、CARシグナルと共に、CART細胞のエフェクター細胞機能を誘導する細胞内シグナルを提供するために4-1BB(「CD137」としても知られる)に結合し得る。4-1BB、ICOSまたはDAP-10を含む共刺激シグナル伝達領域を含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,446,190号に開示されている。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、CD28ポリペプチドを含む共刺激シグナル伝達領域を含む。CD28ポリペプチドは、NCBI参照番号:P10747またはNP_006130(配列番号90)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD28ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で220アミノ酸長である、配列番号90の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD28ポリペプチドは、配列番号90のアミノ酸1~220、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号90のアミノ酸180~220のアミノ酸配列を含むか、または有するCD28ポリペプチドを含む共刺激シグナル伝達領域を含む。
ある特定の実施形態では、CD28ポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_031668.3(配列番号97)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有する、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。非限定的なある特定の実施形態では、CD28ポリペプチドは、少なくとも20、または少なくとも30、または少なくとも40、または少なくとも50、および最大で218アミノ酸長である、配列番号97の連続する部分であるアミノ酸配列を含むか、または有する。あるいは、またはさらに、非限定的な様々な実施形態では、CD28ポリペプチドは、配列番号97のアミノ酸1~218、1~50、50~100、100~150、114~220、150~200、178~218、または200~220のアミノ酸配列を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、本開示のCARの共刺激シグナル伝達領域は、配列番号97のアミノ酸178~218を含むか、または有するCD28ポリペプチドを含む。
配列番号97は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「CD28核酸分子」とは、CD28ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。ある特定の実施形態では、本開示のCARの共刺激シグナル伝達領域(例えば、配列番号97のアミノ酸178~218)に含まれるCD28ポリペプチドをコードするCD28核酸分子は、以下に提供される配列番号98に記載のヌクレオチド配列を含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、CD28のマウス細胞内シグナル伝達ドメインを含む。CD28のマウス細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号99もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。配列番号99は、以下に提供される:
配列番号99のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号100に記載される。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、CD28のヒト細胞内シグナル伝達ドメインを含む。CD28のヒト細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号101もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。配列番号101は、以下に提供される:
配列番号70のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号102に記載される。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、CD28の脱免疫化ヒト細胞内シグナル伝達ドメインを含む。CD28の脱免疫化ヒト細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号108もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。配列番号108は、以下に提供される:
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、2つの共刺激分子を含む共刺激シグナル伝達領域、例えば、CD28および4-1BBの共刺激シグナル伝達領域またはCD28およびOX40の共刺激シグナル伝達領域を含む。
4-1BBは、腫瘍壊死因子(TNF)リガンドとして作用し、刺激活性を有してもよい。4-1BBポリペプチドは、NCBI参照番号:P41273もしくはNP_001552(配列番号103)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。
配列番号103は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「4-1BB核酸分子」とは、4-1BBポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。
ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、4-1BBの細胞内シグナル伝達ドメインを含む。4-1BBの細胞内シグナル伝達ドメインは、配列番号104もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。配列番号104は、以下に提供される:
配列番号104のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号105に記載される。
OX40ポリペプチドは、NCBI参照番号:P43489もしくはNP_003318(配列番号106)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。
配列番号106は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「OX40核酸分子」とは、OX40ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。
ICOSポリペプチドは、NCBI参照番号:NP_036224(配列番号65)を有する配列もしくはその断片と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、もしくは少なくとも約99%、少なくとも約100%相同もしくは同一であるアミノ酸配列を含むか、もしくは有してもよい、ならびに/または必要に応じて、1個まで、もしくは2個まで、もしくは3個までの保存的アミノ酸置換を含んでもよい。
配列番号65は、以下に提供される:
本開示の主題によれば、「ICOS核酸分子」とは、ICOSポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを指す。
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、ヒト細胞中で核酸配列を発現させるための、誘導性プロモーターをさらに含む。CAR遺伝子の発現における使用のためのプロモーターは、ユビキチンC(UbiC)プロモーターなどの構成的プロモーターであってもよい。
ある特定の実施形態では、異なるタンパク質に由来するCARのドメイン/モチーフ/領域間の変異部位および/または連結部は、脱免疫化される。異なるCAR部分間の連結部の免疫原性を、NetMHC4.0サーバーを使用して予測することができる。次の部分に由来する少なくとも1個のアミノ酸を含有するそれぞれのペプチドについて、全ての対立遺伝子に関する、HLA A、BおよびCに対する結合親和性を予測することができる。それぞれのペプチドの免疫原性のスコアを、それぞれのペプチドに割り当てることができる。免疫原性スコアを、式:免疫原性スコア=[(50-結合親和性)HLA頻度]を使用して算出することができる。nはそれぞれのペプチドに関する予測の数である。
1928z WT構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM1、天然ITAM2、天然ITAM3、天然BRS1、天然BRS2、および天然BRS3を含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「1928z WT」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、1928z WT)は、以下に提供される配列番号41に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号41は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号41のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号42に記載される。
1XX構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM1、天然BRS1、天然BRS2、天然BRS3、2つの機能喪失型変異を有するITAM2バリアント、および2つの機能喪失型変異を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「1XX」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、1XX)は、以下に提供される配列番号43に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号43は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号43のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号44に記載される。
D12構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含み、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM3を含み、ITAM1(天然または改変)も、ITAM2(天然または改変)も、BRS1(天然または改変)も、BRS2(天然または改変)も、BRS3(天然または改変)も含まない。ある特定の実施形態では、CARは、「D12」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、D12)は、以下に提供される配列番号45に記載のアミノ酸配列と少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%または約100%相同であるアミノ酸配列を含む。配列番号45は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号45のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号46に記載される。
D23構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、ITAM1、BRS1ならびにITAM2、ITAM3、BRS2およびBRS3の欠失を含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含み、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM1および天然BRS1を含み、ITAM2(天然または改変)も、ITAM3(天然または改変)も、BRS2(天然または改変)も、BRS3(天然または改変)も含まない。ある特定の実施形態では、CARは、「D23」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、D23)は、以下に提供される配列番号47に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号47は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号47のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号48に記載される。
XX3構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM3、天然BRS1、天然BRS2、天然BRS3、2つの機能喪失型変異を有するITAM1バリアント、および2つの機能喪失型変異を有するITAM2バリアントを含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「XX3」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、XX3)は、以下に提供される配列番号49に記載のアミノ酸配列と少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%または約100%相同であるアミノ酸配列を含む。配列番号49は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号49のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号50に記載される。
X23構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM2、天然ITAM3、天然BRS1、天然BRS2、天然BRS3、および2つの機能喪失型変異を有するITAM1バリアントを含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「X23」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、X23)は、以下に提供される配列番号51に記載のアミノ酸配列と少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%または約100%相同であるアミノ酸配列を含む。配列番号51は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号51のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号52に記載される。
X2X構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM2、天然BRS1、天然BRS2、天然BRS3、2つの機能喪失型変異を有するITAM1バリアント、および2つの機能喪失型変異を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「X2X」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、X2X)は、以下に提供される配列番号53に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号53は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号53のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号54に記載される。
12X構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM1、天然ITAM2、天然BRS1、天然BRS2、天然BRS3、および2つの機能喪失型変異を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「12X」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、12X)は、以下に提供される配列番号55に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号55は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号55のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号56に記載される。
D3構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD28ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、ITAM1、ITAM2、BRS1、BRS2、ならびにITAM3およびBRS3の一部の欠失を含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含み、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM1、天然ITAM2、天然BRS1および天然BRS2を含み、ITAM3(天然または改変)も、天然BRS3も含まない。ある特定の実施形態では、CARは、「D3」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、D3)は、以下に提供される配列番号57に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号57は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号57のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号58に記載される。
19-166-28z構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD166ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM1、天然ITAM2、天然ITAM3、天然BRS1、天然BRS2、および天然BRS3を含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「19-166-28z」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、19-166-28z)は、以下に提供される配列番号59に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号59は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号59のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号60に記載される。
19-166-28z 1XX構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD166ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、天然ITAM1、天然BRS1、天然BRS2、天然BRS3、2つの機能喪失型変異を有するITAM2バリアント、および2つの機能喪失型変異を有するITAM3バリアントを含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、CARは、「19-166-28z 1XX」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、19-166-28z 1XX)は、以下に提供される配列番号61に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号61は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号61のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号62に記載される。
19-166-28z D23構築物
ある特定の実施形態では、本開示のCARは、CD19ポリペプチド(例えば、ヒトCD19ポリペプチド)に結合する細胞外抗原結合ドメイン、CD166ポリペプチドに由来する膜貫通ドメインおよびヒンジ/スペーサー領域、ITAM1、BRS1ならびにITAM2、ITAM3、BRS2およびBRS3の欠失を含む改変CD3ζポリペプチド(例えば、改変ヒトCD3ζポリペプチド)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびにCD28ポリペプチド(例えば、ヒトCD28ポリペプチド)を含む共刺激シグナル伝達領域を含み、改変CD3ζポリペプチドは、天然ITAM1および天然BRS1を含み、ITAM2(天然または改変)も、ITAM3(天然または改変)も、BRS2(天然または改変)も、BRS3(天然または改変)も含まない。ある特定の実施形態では、CARは、「19-166-28z D23」と命名される。ある特定の実施形態では、CAR(例えば、19-166-28z D23)は、以下に提供される配列番号63に記載のアミノ酸配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%、少なくとも約100%相同または同一であるアミノ酸配列を含む。配列番号63は、アミノ酸1~18にCD8リーダー配列を含み、CD19(例えば、ヒトCD19)に結合することができる。
配列番号63のアミノ酸配列をコードする例示的な核酸配列は、以下に提供される配列番号64に記載される。
3.免疫応答性細胞
本開示の主題は、本明細書に開示される1つまたは複数のCARを含む免疫応答性細胞を提供する。ある特定の実施形態では、CARは、免疫応答性細胞を活性化することができる。ある特定の実施形態では、CARは、内因性遺伝子座(例えば、TRAC)から発現される。
ある特定の実施形態では、1つまたは複数の本開示のCARを含む免疫応答性細胞は、対照細胞と比較して改善された治療効力を示す。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の本開示のCARを含む免疫応答性細胞は、対照細胞と比較して類似する細胞溶解効果を示す。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の本開示のCARを含む免疫応答性細胞は、対照細胞と比較して、被験体に投与した場合に増大した細胞蓄積を示す。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の本開示のCARを含む免疫応答性細胞は、対照細胞と比較して、被験体に投与した場合に減少した細胞消耗を示す。免疫応答性細胞消耗マーカーとしては、限定されるものではないが、TIM3、LAG3、およびPD1が挙げられる。ある特定の実施形態では、本開示のCARを含む免疫応答性細胞は、対照細胞と比較して、被験体に投与した場合により高い集団(contingent)のメモリー免疫細胞を維持する。メモリー免疫細胞マーカーとしては、限定されるものではないが、CD62LおよびCD45RAが挙げられる。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の本開示のCARを含む免疫応答性細胞は、対照細胞と比較して類似するレベルのサイトカインを分泌する。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞により分泌されるサイトカインとしては、限定されるものではないが、TNFα、IFNγおよびIL2が挙げられる。ある特定の実施形態では、対照細胞は、改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを含み、改変CD3ζポリペプチドは、全て天然のITAM1~3および全て天然のBRS1~3を含む。
3.1 2つまたはそれより多いCARを含む免疫応答性細胞
ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、2つまたはそれより多いCARを含む。ある特定の実施形態では、2つまたはそれより多いCARのうちの少なくとも1つは、本明細書に開示されるCARである。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、2つのCARを含む。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、3つのCARを含む。
ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、a)第1の抗原に結合する第1の細胞外抗原結合ドメイン、第1の膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチド(例えば、本明細書に開示される1つの改変CD3ζポリペプチド)を含む第1の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第1のCAR;ならびにb)第2の抗原に結合する第2の細胞外抗原結合ドメイン、第2の膜貫通ドメイン、および第2の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第2のCARを含む。ある特定の実施形態では、第1のCARは、第1のヒンジ/スペーサー領域をさらに含む。ある特定の実施形態では、第2のCARは、第2のヒンジ/スペーサー領域をさらに含む。
ある特定の実施形態では、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、改変CD3ζポリペプチド(例えば、本明細書に開示される1つの改変CD3ζポリペプチド)を含む。ある特定の実施形態では、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、天然CD3ζポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、第2の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる改変CD3ζポリペプチドは、第1の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる改変CD3ζポリペプチドと同じである。ある特定の実施形態では、第2の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる改変CD3ζポリペプチドは、第1の細胞内シグナル伝達ドメインに含まれる改変CD3ζポリペプチドと異なる。ある特定の実施形態では、改変CD3ζポリペプチドは、1つの天然ITAMを含むCD3ζポリペプチド、2つの天然ITAMを含むCD3ζポリペプチド、3つの天然ITAMを含むCD3ζポリペプチド、本明細書に開示される1つのITAMバリアントを含むCD3ζポリペプチド、本明細書に開示される2つのITAMバリアントを含むCD3ζポリペプチド、1つの天然BRS領域を含むCD3ζポリペプチド、2つの天然BRS領域を含むCD3ζポリペプチド、3つの天然BRS領域を含むCD3ζポリペプチド、ITAM1、ITAM2、ITAM3および/またはその任意の部分の全部または一部を欠くCD3ζポリペプチド、ならびにその任意の組合せからなる群より選択される。
ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞に含まれる2つまたはそれより多いCARは、異なる(例えば、第1のCARは、第2のCARと異なる)。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞に含まれる2つまたはそれより多いCARは、同じである(例えば、第1のCARは、第2のCARと同じである)。
ある特定の実施形態では、2つまたはそれより多いCARは、異なる抗原に結合する(例えば、第1の抗原は、第2の抗原と異なる)。
ある特定の実施形態では、2つまたはそれより多いCARは、異なる細胞内シグナル伝達ドメインを含む(例えば、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、第2の細胞内シグナル伝達ドメインと異なる)。ある特定の実施形態では、2つまたはそれより多いCARは、同じ細胞内シグナル伝達ドメインを含む(例えば、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、第2の細胞内シグナル伝達ドメインと同じである)。
ある特定の実施形態では、2つまたはそれより多いCARの細胞内シグナル伝達ドメインは、異なる共刺激シグナル伝達領域を含む。ある特定の実施形態では、共刺激シグナル伝達領域は、CD28ポリペプチド、4-1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、ICOSポリペプチド、DAP-10ポリペプチド、CD27ペプチド、CD40/My88ペプチド、NKGD2ペプチド、およびその組合せからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、2つまたはそれより多いCARの細胞内シグナル伝達ドメインは、同じ共刺激シグナル伝達領域を含む。
ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、2つ、3つまたはそれより多い本開示のCARを含む。ある特定の実施形態では、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、それぞれ独立に、1928ζ、19ζ、1XX、X2X、XX3、X23、12X、D3、D12およびD23の細胞内シグナル伝達ドメインからなる群より選択される。
細胞に含まれるCARの選択は、それぞれのCARによって産生される活性化シグナルの強度を決定することができるため、CARが標的とする抗原の密度、全てのITAMの合計、それぞれのITAM間の距離、CARの膜貫通ドメイン、および/またはCARの共刺激シグナル伝達ドメインに依存してもよい。
ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、第1のCARが第1の細胞内シグナル伝達ドメインを含み、第2のCARが第2の細胞内シグナル伝達ドメインを含む、2つのCARを含む。ある特定の実施形態では、第1および第2の細胞内シグナル伝達ドメインはそれぞれ、1928ζ、19ζ、1XX、X2X、XX3、12X、X23、D3、D12およびD23の細胞内シグナル伝達ドメインからなる群より選択される。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、第2の細胞内シグナル伝達ドメインと同じである。ある特定の実施形態では、第1および第2の細胞内シグナル伝達ドメインはそれぞれ、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインおよびD23の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインおよびXX3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、D23の細胞内シグナル伝達ドメインおよびXX3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインおよびX2Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインおよびD12の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインおよび12Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメインおよびD3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、X2Xの細胞内シグナル伝達ドメインおよびX2Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインおよび第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、1928zの細胞内シグナル伝達ドメインおよび1XXの細胞内シグナル伝達ドメインである。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有する。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、2つのCARに含まれる天然ITAMの合計は、約5以下、約4以下、約3以下、または約2以下である。
ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、第1のCARが第1の細胞内シグナル伝達ドメインを含み、第2のCARが第2の細胞内シグナル伝達ドメインを含み、第3のCARが第3の細胞内シグナル伝達ドメインを含む、3つのCARを含む。ある特定の実施形態では、第1、第2および第3の細胞内シグナル伝達ドメインはそれぞれ独立に、1928ζ、19ζ、1XX、X2X、XX3、X23、12X、D3、D12およびD23の細胞内シグナル伝達ドメインからなる群より選択される。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、D23の細胞内シグナル伝達ドメイン、およびXX3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、D23の細胞内シグナル伝達ドメイン、D23の細胞内シグナル伝達ドメイン、およびXX3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、D23の細胞内シグナル伝達ドメイン、XX3の細胞内シグナル伝達ドメイン、およびXX3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、XX3の細胞内シグナル伝達ドメイン、XX3の細胞内シグナル伝達ドメイン、およびXX3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、および1XXの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、X2Xの細胞内シグナル伝達ドメイン、およびX2Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、およびX2Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、およびD12の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、およびD23の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、および12Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、1XXの細胞内シグナル伝達ドメイン、およびD3の細胞内シグナル伝達ドメインである。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメイン、第2の細胞内シグナル伝達ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、X2Xの細胞内シグナル伝達ドメイン、X2Xの細胞内シグナル伝達ドメイン、およびX2Xの細胞内シグナル伝達ドメインである。
ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM2またはその一部の欠失およびITAM3またはその一部の欠失を含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。ある特定の実施形態では、第1の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、第2の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有し、第3の細胞内シグナル伝達ドメインは、ITAM1バリアントおよびITAM2バリアントを含むか、または有する。
ある特定の実施形態では、3つのCARに含まれる天然ITAMの合計は、約5以下、約4以下、約3以下である。
ある特定の実施形態では、CARの標的は、互いに異なる。
3.1 免疫応答性細胞の型
本開示の主題の免疫応答性細胞は、リンパ系の細胞であってよい。B、Tおよびナチュラルキラー(NK)細胞を含むリンパ系は、抗体生成、細胞性免疫系の調節、血液中の外来作用物質の検出、宿主にとって外来の細胞の検出などを可能にする。リンパ系の免疫応答性細胞の非限定的な例には、T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、胚性幹細胞および多能性幹細胞が含まれる(例えば、リンパ系細胞を分化させることができるもの)。T細胞は、胸腺で成熟し、主に細胞媒介性免疫の役割を担うリンパ球であってよい。T細胞は、適応免疫系に関与する。本開示の主題のT細胞は、ヘルパーT細胞、細胞傷害性T細胞、メモリーT細胞(セントラルメモリーT細胞、幹細胞様メモリーT細胞(または、幹様メモリーT細胞)および2つのタイプのエフェクターメモリーT細胞:例えば、TEM細胞およびTEMRA細胞を含む)、調節性T細胞(サプレッサーT細胞としても公知)、ナチュラルキラーT細胞、粘膜関連の不変T細胞およびγδT細胞を限定されずに含む、任意のタイプのT細胞であってよい。細胞傷害性T細胞(CTLまたはキラーT細胞)は、感染した体細胞または腫瘍細胞の死を誘導することが可能なTリンパ球のサブセットである。患者自身のT細胞は、CARの導入を通して特異的抗原を標的にするように遺伝子改変することができる。ある特定の実施形態では、免疫応答性細胞は、T細胞である。T細胞は、CD4T細胞またはCD8T細胞であってよい。ある特定の実施形態では、T細胞は、CD4T細胞である。ある特定の実施形態では、T細胞は、CD8T細胞である。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、細胞媒介性免疫の一部であり、先天性免疫応答の間に作用するリンパ球であってよい。NK細胞は、標的細胞に対するそれらの細胞傷害作用を実行するために、事前の活性化を必要としない。
本開示の主題のヒトリンパ球のタイプには、限定されずに、末梢ドナーリンパ球、例えば、Sadelain,M., et al. 2003 Nat Rev Cancer 3:35-45(CARを発現するように遺伝子改変された末梢ドナーリンパ球を開示する)、Morgan,R.A., et al. 2006 Science 314:126-129(αおよびβヘテロ二量体を含む完全長腫瘍抗原認識T細胞受容体複合体を発現するように遺伝子改変された末梢ドナーリンパ球を開示する)、Panelli,M.C., et al. 2000 J Immunol 164:495-504;Panelli, M.C., et al. 2000 J Immunol164:4382-4392(腫瘍生検における腫瘍浸潤リンパ球(TIL)に由来するリンパ球培養を開示する)、およびDupont, J., et al. 2005Cancer Res 65:5417-5427;Papanicolaou, G.A., et al. 2003 Blood 102:2498-2505(人工抗原提示細胞(AAPC)またはパルス処理樹状細胞を用いた選択的にin vitro増大させた抗原特異的末梢血白血球を開示する)に開示されるものが含まれる。免疫応答性細胞(例えば、T細胞)は、自己、非自己(例えば、同種異系)であってよく、または操作された前駆細胞もしくは幹細胞からin vitroで誘導することができる。
本開示の免疫応答性細胞は、腫瘍微小環境をモジュレートすることが可能である。腫瘍は、免疫認識および排除からそれ自身を保護するための悪性細胞による一連の機構を含む、宿主免疫応答に敵対する微小環境を有する。この「敵対的な腫瘍微小環境」は、浸潤調節CD4T細胞(Treg)、骨髄由来のサプレッサー細胞(MDSC)、腫瘍関連マクロファージ(TAM)、TGF-βを含む免疫抑制サイトカインを含む様々な免疫抑制因子、および、活性化T細胞(CTLA-4およびPD-1)によって発現される免疫抑制受容体を標的にするリガンドの発現を含む。免疫抑制のこれらの機構は、寛容の維持および不適当な免疫応答の抑制において役割を果たすが、腫瘍微小環境の中では、これらの機構は有効な抗腫瘍免疫応答を妨げる。まとめると、これらの免疫抑制因子は、標的化腫瘍細胞との遭遇の際に養子的に導入されるCAR改変T細胞の顕著なアナジーまたはアポトーシスを誘導することができる。
CTLの精製されていない供給源は、当技術分野で公知の任意のもの、例えば、骨髄、胎児、新生児または成人または他の造血細胞供給源、例えば、胎児の肝臓、末梢血またはさい帯血であってよい。細胞を分離するために、様々な技術を用いることができる。例えば、負の選択方法は、最初に非CTLを除去することができる。正と負の両方の選択のための、特定の細胞系統および/または分化のステージに関連したマーカーを同定するために、mAbは特に有用である。
比較的粗い分離によって、大きな割合の最終分化細胞を最初に除去することができる。例えば、磁気ビーズ分離を最初に使用して多数の無関係な細胞を除去することができる。ある特定の実施形態では、全造血細胞の少なくとも約80%、通常少なくとも70%が細胞単離の前に除去される。
分離の手順には、限定されずに、密度勾配遠心分離;再凝固(resetting);細胞密度を改変する粒子とのカップリング;抗体でコーティングされた磁気ビーズによる磁気分離;親和性クロマトグラフィー;補体および細胞毒素を限定されずに含む、mAbに連結されるかもしくはそれと併用される細胞傷害剤;ならびに、固体マトリックス、例えばプレート、チップに付着した抗体によるパニング、エラトリエーションまたは任意の他の便利な技術が含まれる。
分離および分析の技術には、限定されずにフローサイトメトリーが含まれ、それは様々な程度の洗練度、例えば、複数のカラーチャネル、低角度および鈍角の光散乱検出チャネル、インピーダンスチャネルを有することができる。
ヨウ化プロピジウム(PI)などの死細胞に関連した色素を用いることによって、細胞を死細胞に対して選択することができる。ある特定の実施形態では、2%ウシ胎仔血清(FCS)もしくは0.2%ウシ血清アルブミン(BSA)を含む培地、または任意の他の好適な、例えば、無菌の、等張性の培地で細胞は収集される。
4.ベクター
免疫応答性細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)の遺伝子改変は、組換えDNA構築物によって実質的に均一な細胞組成物を形質導入することによって達成することができる。ある特定の実施形態では、細胞へのDNA構築物の導入のために、レトロウイルスベクター(ガンマレトロウイルスまたはレンチウイルスのいずれか)が用いられる。例えば、CARをコードするポリヌクレオチドをレトロウイルスベクターにクローニングすることができ、その内因性のプロモーターから、レトロウイルスの末端反復配列から、または目的の標的細胞型に特異的であるプロモーターから発現を引き起こすことができる。非ウイルスベクターを、同様に使用することができる。
最初に免疫応答性細胞を、CARを含むように遺伝子改変する場合、レトロウイルスベクターを一般的に形質導入のために使用するが、他の任意の適したウイルスベクターまたは非ウイルス送達系を使用することができる。CARは、単一の多シストロン発現カセットにおいて、単一のベクターの複数の発現カセットにおいて、または複数のベクターにおいて補助分子(例えば、サイトカイン)と共に構築することができる。ポリシストロニック発現カセットを作製するエレメントの例には、様々なウイルスおよび非ウイルスの配列内リボソーム進入部位(IRES、例えば、FGF-1 IRES、FGF-2 IRES、VEGF IRES、IGF-II IRES、NF-κB IRES、RUNX1 IRES、p53 IRES、A型肝炎IRES、C型肝炎IRES、ペスチウイルスIRES、アフトウイルスIRES、ピコルナウイルスIRES、ポリオウイルスIRES、および脳心筋炎ウイルスIRES)、および切断可能リンカー(例えば、2Aペプチド、例えば、P2A、T2A、E2AおよびF2Aペプチド)が挙げられるがこれらに限定されない。ある特定の実施形態では、本明細書で開示される任意のベクターまたはCARは、GSGATNFSLLKQAGDVEENPGP(配列番号107)のアミノ酸配列を含むP2Aペプチドを含み得る。キャプシドタンパク質がヒト細胞に感染するために機能的である場合には、レトロウイルスベクターと適切なパッケージング系の組合せもまた適している。PA12(Miller, et al.(1985)Mol. Cell. Biol. 5:431-437);PA317(Miller, etal.(1986)Mol. Cell. Biol. 6:2895-2902);およびCRIP(Danos, et al. (1988) Proc. Natl.Acad. Sci. USA 85:6460-6464)が挙げられるがこれらに限定されない様々な両栄養性ウイルス産生細胞株が公知である。非両栄養性粒子、例えばVSVG、RD114またはGALVエンベロープによってシュードタイプ化した粒子、および当技術分野で公知の他の任意の粒子もまた適している。
形質導入の可能な方法には、例えば、Bregni, et al. (1992)Blood 80:1418-1422の方法による産生細胞との細胞の直接の共培養、または、例えば、Xu, et al. (1994) Exp. Hemat.22:223-230;およびHughes, et al. (1992) J. Clin. Invest. 89:1817の方法による、ウイルス上清だけとのもしくは適当な増殖因子およびポリカチオンを伴うまたは伴わない濃縮ベクターストックとの培養が含まれる。
免疫応答性細胞を改変するために、他の形質導入ウイルスベクターを使用することができる。ある特定の実施形態では、選択されるベクターは、高効率の感染と安定した組入れおよび発現を示す(例えば、Cayouette et al., Human Gene Therapy 8:423-430, 1997;Kido et al.,Current Eye Research 15:833-844, 1996;Bloomer et al., Journal of Virology71:6641-6649, 1997;Naldini et al., Science 272:263-267, 1996およびMiyoshi et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94:10319, 1997を参照)。使用することができる他のウイルスベクターには、例えば、アデノウイルス、レンチウイルスおよびアデノ随伴ウイルスベクター、ワクシニアウイルス、ウシパピローマウイルスまたはヘルペスウイルス、例えばエプスタインバーウイルスが含まれる(例えば、Miller,Human Gene Therapy 15-14, 1990;Friedman, Science 244:1275-1281, 1989;Eglitis etal., BioTechniques 6:608-614, 1988;Tolstoshev et al., Current Opinion inBiotechnology 1:55-61, 1990;Sharp, The Lancet 337:1277-1278, 1991;Cornetta etal., Nucleic Acid Research and Molecular Biology 36:311-322, 1987;Anderson,Science 226:401-409, 1984;Moen, Blood Cells 17:407-416, 1991;Miller et al., Biotechnology7:980-990, 1989;LeGal La Salle et al., Science 259:988-990, 1993およびJohnson,Chest 107:77S- 83S, 1995のベクターも参照)。レトロウイルスのベクターは特によく開発され、臨床場面で使用されている(Rosenberget al., N. Engl. J. Med 323:370, 1990;Anderson et al.、米国特許第5,399,346号)。
免疫応答性細胞の遺伝子改変のために、非ウイルスアプローチを用いることもできる。例えば、リポフェクションの存在下で核酸を投与することによって(Feigner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 84:7413, 1987;Ono etal., Neuroscience Letters 17:259, 1990;Brigham et al., Am. J. Med. Sci.298:278, 1989;Staubinger et al., Methods in Enzymology 101:512, 1983)、アシアロオロソムコイド-ポリリシンコンジュゲーション(Wuet al., Journal of Biological Chemistry 263:14621, 1988;Wu et al., Journal ofBiological Chemistry 264:16985, 1989)、または外科的条件下のマイクロインジェクション(Wolff et al.,Science 247:1465, 1990)によって、核酸分子を免疫応答性細胞に導入することができる。遺伝子導入のための他の非ウイルス手段には、リン酸カルシウム、DEAEデキストラン、電気穿孔法およびプロトプラスト融合を使用したin vitroトランスフェクションが含まれる。細胞へのDNAの送達のために、リポソームも潜在的に有益であり得る。被験体の罹患組織への正常な遺伝子の移植は、培養可能な細胞型(例えば、自己または異種初代細胞またはその後代)に正常な核酸をex vivoで導入することによって達成することもでき、その後、細胞(または、その後代)は、標的化組織に注射されるか、全身的に注射される。組換え受容体は、トランスポザーゼまたは標的化ヌクレアーゼ(例えば、ジンクフィンガーヌクレアーゼ、メガヌクレアーゼまたはTALEヌクレアーゼ、CRISPR)を使用して誘導するか得ることもできる。RNA電気穿孔法によって、一時的な発現を得ることができる。
クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)システムは、原核細胞で発見されたゲノム編集ツールである。ゲノム編集のために利用される場合、このシステムはCas9(そのガイドとしてcrRNAを利用してDNAを改変することができるタンパク質)、CRISPR RNA(crRNA、Cas9と活性複合体を形成するtracrRNA(一般的にヘアピンループの形態)に結合する領域とともにそれを宿主DNAの正しい部分に誘導するためにCas9によって使用されるRNAを含有する)、トランス活性化crRNA(tracrRNA、crRNAに結合してCas9と活性複合体を形成する)、およびDNA修復鋳型(特異的DNA配列の挿入を可能にする細胞修復プロセスを誘導するDNA)の必要に応じた部分を含む。CRISPR/Cas9は、標的細胞をトランスフェクトするために、プラスミドをしばしば用いる。crRNAは、Cas9が細胞の中の標的DNAを同定し、それに直接的に結合するために使用する配列であるので、各適用のために設計する必要がある。CAR発現カセットを有する修復鋳型もまた、切断のいずれかの側の配列と重複し、挿入配列をコードしなければならないので、各適用のために設計する必要がある。複数のcrRNAおよびtracrRNAを一緒にパッケージして、単一ガイドRNA(sgRNA)を形成することができる。細胞にトランスフェクトさせるために、このsgRNAをCas9遺伝子と一緒に連結させ、プラスミドにすることができる。
ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)は人工制限酵素であり、それは、ジンクフィンガーDNA結合性ドメインをDNA切断ドメインと組み合わせることによって生成される。ジンクフィンガードメインは、ジンクフィンガーヌクレアーゼがゲノムの中の所望の配列を標的にすることを可能にする特異的DNA配列を標的にするように操作することができる。個々のZFNのDNA結合性ドメインは、複数の個々のジンクフィンガー反復配列を一般的に含有し、複数の塩基対を各々認識することができる。新しいジンクフィンガードメインを生成する最も一般的な方法は、公知の特異性のより小さいジンクフィンガー「モジュール」を組み合わせることである。ZFNにおける最も一般的な切断ドメインは、タイプII制限エンドヌクレアーゼFokIからの非特異的切断ドメインである。内因性相同組換え(HR)機構およびCAR発現カセットを有する相同性DNA鋳型を使用して、CAR発現カセットをゲノムに挿入するためにZFNを使用することができる。標的化配列がZFNによって切断される場合、HR機構は損傷染色体と相同性DNA鋳型の間の相同性を検索し、次に、染色体の2つの切断末端の間の鋳型の配列をコピーし、それによって相同性DNA鋳型をゲノムに組み入れる。
転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)は、DNAの特異的配列を切断するように操作することができる制限酵素である。TALENシステムは、ZFNとほとんど同じ原理で作動する。それらは、転写活性化因子様エフェクターDNA結合性ドメインをDNA切断ドメインと組み合わせることによって生成される。転写活性化因子様エフェクター(TALE)は、特異的ヌクレオチドのために強力な認識を有する2つの可変位置を有する33~34アミノ酸の反復モチーフで構成される。これらのTALEのアレイをアセンブルすることによって、所望のDNA配列に結合し、それによってゲノムの特異的位置で切断するようにヌクレアーゼを誘導するように、TALE DNA結合性ドメインを操作することができる。ポリヌクレオチド療法で使用するためのcDNA発現は、任意の好適なプロモーター(例えば、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)、シミアンウイルス40(SV40)またはメタロチオネインプロモーター)から誘導することができ、任意の適当な哺乳動物の調節エレメントまたはイントロン(例えば、伸長因子1aエンハンサー/プロモーター/イントロン構造)によって調節することができる。例えば、所望により、核酸の発現を誘導するために、特異的細胞型において遺伝子発現を優先的に誘導することが公知のエンハンサーを使用することができる。使用されるエンハンサーには、限定されずに、組織または細胞特異的エンハンサーとして特徴付けられるものを含めることができる。あるいは、ゲノムクローンが治療構築物として使用される場合、同族の調節配列によって、または、所望により、上記のプロモーターまたは調節エレメントのいずれかを含む、異種供給源に由来する調節配列によって調節を媒介することができる。
結果として生じる細胞は未改変の細胞のためのものと類似した条件の下で成長させることができ、それによって、改変された細胞を様々な目的のために増大させ、使用することができる。
5.ゲノム編集方法
任意の標的化ゲノム編集方法を使用して、本開示のCARを、本開示の免疫応答性細胞の1つまたは複数の内因性遺伝子座に配置することができる。ある特定の実施形態では、CRISPRシステムを使用して、本開示のCARを、本開示の免疫応答性細胞の1つまたは複数の内因性遺伝子座に送達する。ある特定の実施形態では、ジンクフィンガーヌクレアーゼを使用して、本開示のCARを、本開示の免疫応答性細胞の1つまたは複数の内因性遺伝子座に送達する。ある特定の実施形態では、TALENシステムを使用して、本開示のCARを、本開示の免疫応答性細胞の1つまたは複数の内因性遺伝子座に送達する。
ゲノム編集剤/システムを送達するための方法は、必要性によって異なってもよい。ある特定の実施形態では、選択されるゲノム編集方法の構成成分は、1つまたは複数のプラスミドの中のDNA構築物として送達される。ある特定の実施形態では、構成成分は、ウイルスベクターを通して送達される。一般的な送達方法には、限定されずに、電気穿孔法、マイクロインジェクション、遺伝子銃、インパレフェクション(impalefection)、静水圧、連続的注入、超音波処理、マグネトフェクション、アデノ随伴ウイルス、ウイルスベクターのエンベロープタンパク質シュードタイプ化、複製能のあるベクターのシスおよびトランス作用性エレメント、単純ヘルペスウイルス、および化学的ビヒクル(例えば、オリゴヌクレオチド、リポプレックス、ポリマーソーム(polymersome)、ポリプレックス、デンドリマー、無機ナノ粒子および細胞透過性ペプチド)が含まれる。
本開示のCARの配置は、任意の内因性遺伝子座で行うことができる。ある特定の実施形態では、内因性遺伝子座は、TRAC遺伝子座、TRBC遺伝子座、またはTRGC遺伝子座である、ある特定の実施形態では、内因性遺伝子座は、TRAC遺伝子座である。ある特定の実施形態では、CARの配置は、TCRの内因性の発現を破壊するかまたは無効化する。
6.ポリペプチドおよびアナログ
免疫応答性細胞において発現された場合に、その抗新生物活性を増強するように改変された、CD19、CD8、CD28、CD3ζ、CD40、4-1BB、OX40、CD84、CD166、CD8a、CD8b、ICOS、ICAM-1、CD27、MY88、NKGD2、およびCTLA-4ポリペプチドまたはその断片もまた、本開示の主題に含まれる。本開示の主題は、配列において変化を生じることによってアミノ酸配列または核酸配列を最適化するための方法を提供する。そのような変化は、ある特定の変異、欠失、挿入、または翻訳後改変を含み得る。本開示の主題は、本明細書に開示の任意の天然に存在するポリペプチド(CD19、CD8、CD28、CD3ζ、CD40、4-1BB、OX40、CD27、CD40/My88、NKGD2、CD84、CD166、CD8a、CD8b、ICOS、ICAM-1、およびCTLA-4を含むがこれらに限定されない)のアナログをさらに含む。アナログは、本明細書に開示の天然に存在するポリペプチドとはアミノ酸配列の差によって、翻訳後改変によって、またはその両方によって異なり得る。アナログは、本開示の主題の天然に存在するアミノ酸配列の全てまたは一部と少なくとも約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%またはそれより高い相同性を示すことができる。配列比較の長さは、少なくとも5、10、15もしくは20アミノ酸残基、例えば、少なくとも25、50、もしくは75アミノ酸残基であり、または100アミノ酸残基より長い。この場合も、同一性の程度を決定する例示的なアプローチにおいて、BLASTプログラムを、近縁の配列を示すe-3からe-100の間の確率スコアで使用してもよい。改変は、ポリペプチドのin vivoおよびin vitro化学誘導体化、例えばアセチル化、カルボキシル化、リン酸化、またはグリコシル化を含み、そのような改変は、ポリペプチド合成もしくはプロセシングの間に、または単離された改変酵素による処置後に起こり得る。アナログはまた、一次配列の変化によって天然に存在するポリペプチドとは異なり得る。これらには、天然および誘導型の両方の遺伝子バリアント(例えば、放射線照射もしくはエタンメチルスルフェートに対する曝露によるランダム変異誘発に起因する、またはSambrook, Fritsch and Maniatis, Molecular Cloning:A LaboratoryManual (2d ed.), CSH Press, 1989、もしくはAusubel et al.、前記に記載される部位特異的変異誘発による)が含まれる。Lアミノ酸以外の残基、例えばDアミノ酸または天然に存在しないもしくは合成アミノ酸、例えばβもしくはγアミノ酸を含有する、環化ペプチド、分子、およびアナログも含まれる。
完全長のポリペプチドに加えて、本開示の主題はまた、本明細書に開示のポリペプチドまたはペプチドドメインのいずれか1つの断片も提供する。本明細書で使用される場合、用語「断片」は、少なくとも5、10、13、または15アミノ酸を意味する。ある特定の実施形態では、断片は、少なくとも20連続アミノ酸、少なくとも30連続アミノ酸、または少なくとも50連続アミノ酸を含む。ある特定の実施形態では、断片は、少なくとも60~80、100、200、300、またはそれより多くの連続アミノ酸を含む。断片は、当業者に公知の方法によって生成することができるか、または通常のタンパク質プロセシングに起因し得る(例えば、生物活性にとって必要ではないアミノ酸の新生ポリペプチドからの除去、または選択的mRNAスプライシングもしくは選択的タンパク質プロセシング事象によるアミノ酸の除去)。
非タンパク質アナログは、本明細書に開示のタンパク質の機能的活性を模倣するように設計された化学構造を有する。そのようなアナログは、元のポリペプチドの生理的活性を超えてもよい。アナログの設計方法は当技術分野で周知であり、アナログの合成は、得られたアナログが、免疫応答性細胞において発現された場合に元のポリペプチドの抗新生物活性を増加させるように化学構造を改変することによって、そのような方法に従って実施することができる。これらの化学的改変は、代替のR基を置換すること、および基準ポリペプチドの特定の炭素原子の飽和の程度を変化させることを含むがこれらに限定されない。ある特定の実施形態では、タンパク質アナログは、in vivoでの分解に対して比較的抵抗性であり、投与した場合、より持続的な治療効果をもたらす。機能的活性を測定するためのアッセイは、以下の実施例に記載されるアッセイを含むがこれらに限定されない。
7.投与
本開示の免疫応答性細胞を含む組成物は、抗原への免疫応答を誘導および/もしくは強化するために、ならびに/または新生物、病原体感染もしくは感染性疾患を処置および/もしくは予防するために、被験体に全身的にまたは直接的に提供することができる。ある特定の実施形態では、本開示の免疫応答性細胞またはそれを含む組成物は、目的の臓器(例えば、新生物によって冒された臓器)に直接的に注射される。あるいは、本開示の免疫応答性細胞またはそれを含む組成物は、例えば、循環系(例えば、腫瘍血管系)への投与によって目的の臓器に間接的に提供される。T細胞、NK細胞またはCTL細胞のin vitroまたはin vivoでの生成を増加させるために、細胞または組成物の投与の前、間または後に、増大および分化剤を提供することができる。
本開示の免疫応答性細胞は、任意の生理的に許容されるビヒクルの中で、通常は血管内に投与することができるが、細胞が再生および分化のための適当な部位を見出すことができる骨または他の便利な部位(例えば、胸腺)にそれらを導入することもできる。通常、少なくとも約1×10個の細胞が投与され、最終的に約1×1010個またはそれより多くまで到達する。本開示の免疫応答性細胞は、精製された細胞集団を含むことができる。当業者は、蛍光活性化細胞分取(FACS)などの様々な周知の方法を使用して、集団の中の本開示の免疫応答性細胞の百分率を容易に決定することができる。本開示の免疫応答性細胞を含む集団における純度の好適な範囲は、約50%~約55%、約5%~約60%および約65%~約70%である。ある特定の実施形態では、純度は、約70%~約75%、約75%~約80%、または約80%~約85%である。ある特定の実施形態では、純度は、約85%~約90%、約90%~約95%および約95%~約100%である。投薬量は、当業者が容易に調整することができる(例えば、純度の減少は、投薬量の増加を必要とすることがある)。細胞は、注射、カテーテルなどによって導入することができる。
本開示の組成物は、本開示の免疫応答性細胞またはそれらの前駆細胞および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物であってよい。投与は、自家または異種であってよい。例えば、免疫応答性細胞または前駆細胞は、1人の被験体から得ることができ、同じ被験体または異なる、適合する被験体に投与することができる。末梢血由来の(例えば、in vivo、ex vivoまたはin vitro由来の)免疫応答性細胞またはそれらの後代は、カテーテル投与、全身性注射、局所注射、静脈内注射または非経口投与を含む局所注射を通して投与することができる。本開示の主題の治療組成物(例えば、本開示の免疫応答性細胞を含む医薬組成物)を投与する場合、それは、単位投薬量注射形態(液剤、懸濁剤、乳剤)に製剤化することができる。
8.製剤
本開示の免疫応答性細胞を含む組成物は、選択されるpHに緩衝することができる、無菌の液体調製物、例えば、等張性の水溶液、懸濁物、乳剤、分散物または粘性組成物として都合よく提供することができる。液体調製物は、ゲル剤、他の粘性組成物および固体組成物より調製するのが通常容易である。さらに、液体組成物は、特に注射によって投与するのに若干より便利である。他方、粘性組成物は、特定の組織とのより長い接触期間を提供するために、適当な粘度範囲内で製剤化することができる。液体または粘性組成物は担体を含むことができ、それは、例えば水、食塩水、リン酸緩衝食塩水、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコールなど)および好適なそれらの混合物を含有する溶媒または分散媒であってよい。
無菌の注射可能な溶液は、所望されるように様々な量の他の成分と一緒に必要な量の適当な溶媒に遺伝子改変免疫応答性細胞を組み込むことによって調製することができる。そのような組成物は、好適な担体、希釈剤または賦形剤、例えば無菌水、生理的食塩水、グルコース、デキストロースなどと混合してもよい。組成物は、凍結乾燥されてもよい。組成物は、所望の投与経路および調製物によって、湿潤、分散または乳化剤(例えば、メチルセルロース)、pH緩衝剤、ゲル化または増粘添加剤、保存剤、矯味矯臭剤、着色剤などの補助物質を含有することができる。過度の実験無しで好適な調製物を調製するために、標準のテキスト、例えば、参照により本明細書に組み込まれる"REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCE", 17th edition, 1985を参照することができる。
抗微生物保存剤、抗酸化剤、キレート化剤および緩衝液を含む、組成物の安定性および無菌性を強化する様々な添加剤を加えることができる。微生物活動の防止は、様々な抗細菌剤および抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸などによって確実にすることができる。注射用医薬形態の長期吸収は、吸収を遅らせる薬剤、例えばモノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンの使用によってもたらすことができる。しかし、本開示の主題により、使用されるいかなるビヒクル、希釈剤または添加剤も、遺伝子改変免疫応答性細胞またはそれらの前駆細胞と適合しなければならないだろう。
組成物は等張性であってよく、すなわち、それらは血液および涙液と同じ浸透圧を有することができる。組成物の所望の等張性は、塩化ナトリウムまたは他の薬学的に許容される薬剤、例えばデキストロース、ホウ酸、酒石酸ナトリウム、プロピレングリコールまたは他の無機もしくは有機の溶質を使用して達成することができる。塩化ナトリウムは、特にナトリウムイオンを含有する緩衝液のためのものであり得る。
組成物の粘度は、所望により、薬学的に許容される増粘剤を使用して選択されるレベルに維持することができる。例えば、メチルセルロースは容易におよび経済的に入手可能であり、作業が容易である。他の好適な増粘剤には、例えば、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボマーなどが含まれる。増粘剤の濃度は、選択される薬剤に依存してよい。重要な点は、選択される粘度を達成する量を使用することである。明らかに、好適な担体および他の添加剤の選択は、正確な投与経路および特定の剤形、例えば液体剤形の性質(例えば、組成物が、溶液、懸濁物、ゲルまたは別の液体形態、例えば時限放出形態もしくは液体充填形態に製剤化されるかどうか)に依存する。
投与される細胞の量は、処置される被験体に関して変化する。一実施形態では、約10~約1010個、約10~約10個、または約10~約10個の本開示の免疫応答性細胞がヒト被験体に投与される。より有効な細胞は、さらに少数で投与され得る。ある特定の実施形態では、少なくとも約1×10個、約2×10個、約3×10個、約4×10個、または約5×10個の本開示の免疫応答性細胞が、ヒト被験体に投与される。ある特定の実施形態では、約1×10~5×10個の本開示の免疫応答性細胞が、ヒト被験体に投与される。有効用量と見なされる量の正確な決定は、特定の被験体のサイズ、年齢、性別、体重、および状態を含む、各々の被験体に関して個別の要因に基づき得る。投薬量は、本開示および当技術分野での知識から当業者が容易に確認することができる。
当業者は、組成物中のおよび方法において投与される、細胞ならびに必要に応じた添加剤、媒体、および/または担体の量を容易に決定することができる。典型的には、任意の添加剤(活性な細胞および/または作用剤に加えて)は、リン酸緩衝食塩水中に0.001~50%(重量)溶液の量で存在し、活性成分は、マイクログラムからミリグラムのオーダーで、例えば約0.0001~約5重量%、約0.0001~約1重量%、約0.0001~約0.05重量%、または約0.001~約20重量%、約0.01~約10重量%、または約0.05~約5重量%で存在する。動物またはヒトに投与される任意の組成物に関して、以下を決定することができる:適した動物モデル、例えばマウスなどの齧歯類における致死用量(LD)およびLD50の決定などによる毒性;適切な応答を誘発する組成物の投薬量、その中の構成要素の濃度、および組成物の投与時期。そのような決定は、当業者の知識、本開示、および本明細書に引用した文書により、過度の実験を必要としない。および連続投与の時間は、過度の実験を行うことなく確認することができる。
9.処置方法
本開示の主題は、それを必要とする被験体における免疫応答を誘導および/または増加させるための方法を提供する。本開示の免疫応答性細胞およびそれを含む組成物は、被験体における新生物を処置および/または予防するために使用することができる。本開示の免疫応答性細胞およびそれを含む組成物は、新生物に罹患している被験体の生存を延長させるために使用することができる。本開示の免疫応答性細胞およびそれを含む組成物は、被験体、例えば免疫無防備状態のヒト被験体における病原体感染または他の感染性疾患を処置および/または予防するためにも使用することができる。ある特定の実施形態では、本明細書に開示のCARを含む免疫応答性細胞を使用して、疾患の再発を有する被験体を処置することができ、被験体は、残留腫瘍細胞をもたらす処置を受けた。ある特定の実施形態では、残留腫瘍細胞は、腫瘍細胞の表面上に低密度の標的分子を有する。ある特定の実施形態では、細胞表面上に低密度を有する標的分子は、約10000分子/細胞未満、約8000分子/細胞未満、約6000分子/細胞未満、約4000分子/細胞未満、約2000分子/細胞未満、約1000分子/細胞未満、約500分子/細胞未満、約200分子/細胞未満、または約100分子/細胞未満を有する。ある特定の実施形態では、細胞表面上に低密度を有する標的分子は、約4000~約2000分子/細胞の間、または約2000~約1000分子/細胞の間を有する。ある特定の実施形態では、本明細書に開示のCARを含む免疫応答性細胞は、疾患の再発を有する被験体を処置するために使用することができ、被験体は、4-1BBポリペプチドを含む共刺激シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むCAR(例えば、4-1BBz CAR)を含む免疫応答性細胞(例えば、T細胞)を受けた。ある特定の実施形態では、腫瘍細胞は、腫瘍細胞の表面上に低密度の腫瘍特異的抗原を有する。ある特定の実施形態では、疾患は、CD19ALLである。ある特定の実施形態では、腫瘍細胞は、腫瘍細胞上に低密度のCD19を有する。そのような方法は、所望の効果、既存の状態の軽減または再発の防止を達成するために有効な量の本開示の免疫応答性細胞、またはそれを含む組成物(例えば、医薬組成物)を投与することを含む。処置の場合、投与される量は、所望の効果を生じるために有効な量である。有効量は、1つまたは一連の投与で提供することができる。有効量は、ボーラスまたは連続かん流によって提供することができる。
「有効量」(または、「治療有効量」)は、処置により有益または所望の臨床結果を達成するのに十分な量である。有効量は、1または複数の用量で被験体に投与することができる。処置に関して、有効量は、疾患を緩和、好転、安定化、逆転もしくはその進行を減速させるか、またはさもなければ疾患の病理学的帰結を低減するのに十分な量である。有効量は医師によって一般的に症例ごとに決定され、当業者の技術の範囲内である。有効量を達成するために適当な投薬量を決定する場合、いくつかの因子が一般的に考慮される。これらの因子には、被験体の年齢、性別および体重、処置されている状態、状態の重症度ならびに投与される免疫応答性細胞の形態および有効濃度が含まれる。
抗原特異的T細胞を使用した養子免疫療法のために、約10~1010(例えば、約10)の範囲内の細胞用量が一般的に注入される。宿主への本開示の細胞の投与およびそれに続く分化の際に、特異的抗原に対して特異的に向けられるT細胞が誘導される。免疫応答性細胞は、静脈内、皮下、節内(intranodal)、腫瘍内、髄腔内、胸膜腔内、腹腔内、および胸腺に直接を限定されずに含む、当技術分野で公知の任意の方法によって投与することができる。
本開示の主題は、被験体において新生物を処置および/または予防する方法を提供する。本方法は、有効量の本開示の免疫応答性細胞またはそれを含む組成物を、新生物を有する被験体に投与することを含むことができる。
新生物の非限定的な例には、血液がん(例えば、白血病、リンパ腫および骨髄腫)、卵巣がん、乳がん、膀胱がん、脳がん、結腸がん、腸管がん、肝がん、肺がん、膵臓がん、前立腺がん、皮膚がん、胃がん、神経膠芽腫、咽喉がん、黒色腫、神経芽細胞腫、腺癌、神経膠腫、軟部組織肉腫および様々な癌腫(前立腺および小細胞肺がんを含む)が含まれる。好適な癌腫には、星状細胞腫、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、希突起膠細胞腫、上衣細胞腫、髄芽細胞腫、未分化神経外胚葉性腫瘍(PNET)、軟骨肉腫、骨原性肉腫、膵管腺癌、小および大細胞肺腺癌、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、扁平上皮癌、気管支肺胞癌、上皮腺癌およびその肝転移、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、肝細胞癌、胆管癌、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、横紋筋肉腫、結腸癌、基底細胞癌、汗腺癌、乳頭状癌、脂腺癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支癌、腎細胞癌、胆管癌、絨毛癌、セミノーマ、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、精巣腫瘍、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭腫、上衣細胞腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫、希突起膠細胞腫、髄膜腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、白血病、多発性骨髄腫、ワルデンストレーム高ガンマグロブリン血症、および重鎖病、管および小葉の腺癌などの乳房腫瘍、子宮頸管の扁平上皮および腺癌、子宮および卵巣の上皮癌、前立腺腺癌、膀胱の移行性扁平上皮癌、BおよびT細胞リンパ腫(結節性およびびまん性)プラズマ細胞腫、急性および慢性白血病、悪性黒色腫、軟部組織肉腫および平滑筋肉腫を限定されずに含む、腫瘍学の分野で公知の任意のものがさらに含まれる。ある特定の実施形態では、新生物は、血液がん(例えば白血病、リンパ腫および骨髄腫)、卵巣がん、前立腺がん、乳がん、膀胱がん、脳がん、結腸がん、腸管がん、肝がん、肺がん、膵臓がん、前立腺がん、皮膚がん、胃がん、神経膠芽腫および咽喉がんからなる群より選択される。ある特定の実施形態では、本開示の免疫応答性細胞およびそれを含む組成物は、従来の治療的介入に適していない、血液がん(例えば、白血病、リンパ腫および骨髄腫)または卵巣がんを処置および/または予防するために使用することができる。
被験体は、進行した形態の疾患を有し得、その場合、処置の目的は疾患進行の軽減もしくは逆転、および/または副作用の好転を含むことができる。被験体は、既に処置されている状態の病歴を有することができ、その場合、治療目的は再発リスクの減少または遅延を一般的に含む。
療法のための好適なヒト被験体は、臨床上の判定基準によって区別することができる2つの処置群を一般的に含む。「進行疾患」または「高い腫瘍負荷」を有する被験体は、臨床的に測定可能な腫瘍を有するものである。臨床的に測定可能な腫瘍は、腫瘍質量に基づいて検出することができるものである(例えば、触診、CATスキャン、ソノグラフ、乳房X線像またはX線;陽性の生化学的または組織病理マーカーはそれ自体でこの集団を同定するには不十分である)。被験体の状態を緩和する目的で抗腫瘍応答を導き出すために、医薬組成物がこれらの被験体に投与される。理想的には、腫瘍質量の低減がその結果として起こるが、あらゆる臨床上の改善が利益を構成する。臨床上の改善には、腫瘍の進行のリスクもしくは速度の減少または病理学的帰結における低減が含まれる。
好適な被験体の第2の群は、「アジュバント群」として当技術分野で公知である。これらは、新生物の病歴を有しているが、別のモードの療法に応答性である個体である。前の療法は、外科的切除、放射線療法および伝統的化学療法を限定されずに含むことができた。その結果、これらの個体は、臨床的に測定可能な腫瘍を有しない。しかし、彼らは、元の腫瘍部位の近くの、または転移による疾患の進行のリスクがあることが疑われている。この群は、高リスクおよび低リスク個体にさらに細分化することができる。細分化は、初期の処置の前後に観察される特徴に基づいて行われる。これらの特徴は臨床分野で公知であり、各異なる新生物のために適切に規定される。高リスクサブグループで一般的な特徴は、腫瘍が隣接組織に侵入したか、またはリンパ節の関与を示すものである。
別の群は新生物への遺伝的素因を有するが、新生物の証明された臨床徴候がまだない。例えば、乳がんに関連した遺伝子変異の試験で陽性であるがまだ妊娠年齢である女性は、予防手術を実行することが好適になるまで、新生物の発生を防止するための予防的処置において、本明細書に記載される免疫応答性細胞の1つまたは複数を受けることを望み得る。
さらに、本開示の主題は、被験体、例えば免疫無防備状態の被験体において、病原体感染(例えば、ウイルス感染、細菌感染、真菌感染、寄生虫感染または原虫感染)を処置および/または予防する方法を提供する。本方法は、有効量の本開示の免疫応答性細胞またはそれを含む組成物を、病原体感染を有する被験体に投与することを含むことができる。処置に感受性である例示的なウイルス感染には、限定されずに、サイトメガロウイルス(CMV)、エプスタインバーウイルス(EBV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)およびインフルエンザウイルス感染が含まれる。
免疫学的合併症(「悪性のT細胞トランスフォーメーション」として公知)、例えば移植片対宿主疾患(GvHD)のリスクを避けるか最小にするために、または、健康組織が腫瘍細胞と同じ標的抗原を発現し、GvHDと類似の転帰につながる場合、さらなる改変を本開示の免疫応答性細胞(例えば、T細胞)に導入することができる。この問題への潜在的解決方法は、本開示の免疫応答性細胞に自殺遺伝子を組み入れることである。好適な自殺遺伝子には、限定されずに、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(hsv-tk)、誘導可能なカスパーゼ9自殺遺伝子(iCasp-9)およびトランケーションされたヒト上皮増殖因子受容体(EGFRt)ポリペプチドが含まれる。ある特定の実施形態では、自殺遺伝子は、EGFRtポリペプチドである。EGFRtポリペプチドは、抗EGFRモノクローナル抗体(例えば、セツキシマブ)を投与することによって、T細胞排除を可能にする。EGFRtは、本開示のCARの上流に共有結合することができる。本開示のCARをコードする核酸を含むベクターの中に、自殺遺伝子が含まれてもよい。このように、悪性T細胞トランスフォーメーション(例えば、GVHD)の間の、自殺遺伝子を活性化するように設計されたプロドラッグ(例えば、iCasp-9を活性化することができるプロドラッグ(例えばAP1903))の投与は、自殺遺伝子活性化CAR発現T細胞においてアポトーシスを誘発する。本開示のCARへの自殺遺伝子の組込みは、大半のCAR T細胞を非常に短時間で排除する能力によって安全性のさらなるレベルを与える。自殺遺伝子を組み込んだ本開示の免疫応答性細胞(例えば、T細胞)は、CAR T細胞注入後の所与の時点で先制して排除することができるか、または毒性の最も初期の徴候で根絶させることができる。
10.キット
本開示の主題は、免疫応答を誘導および/もしくは強化するための、ならびに/または被験体において新生物もしくは病原体感染を処置および/もしくは予防するためのキットを提供する。ある特定の実施形態では、キットは、有効量の本開示の免疫応答性細胞またはそれを含む医薬組成物を含む。ある特定の実施形態では、キットは、無菌の容器を含み、そのような容器は、箱、アンプル、ボトル、バイアル、チューブ、バッグ、小袋、ブリスターパックまたは当技術分野で公知の他の好適な容器の形態であってよい。そのような容器は、プラスチック、ガラス、積層紙、金属箔または医薬の保持のために好適な他の材料で作製することができる。ある特定の非制限的な実施形態では、キットは、必要に応じて1つまたは複数のベクターに含まれ得る、発現可能な形態で、目的の抗原に対する本開示のCARをコードする単離核酸分子を含む。
所望により、免疫応答性細胞および/または核酸分子は、新生物または病原体または免疫障害を有するかそれを起こすリスクがある被験体に、細胞または核酸分子を投与するための指示と一緒に提供される。指示は、新生物または病原体感染の処置および/または予防のための組成物の使用に関する情報を一般的に含む。ある特定の実施形態では、指示は、以下の少なくとも1つを含む:治療剤の説明;新生物、病原体感染もしくは免疫障害もしくはその症状の処置もしくは予防のための投薬量計画および投与;注意;警告;適応症;禁忌(counter-indication);過量投与情報;有害反応;動物薬理学;臨床試験;ならびに/または参考文献。指示は、容器(存在する場合)の上に直接的に、または容器に貼付される表示として、または容器の中にもしくはそれと一緒に供給される別個のシート、パンフレット、カードもしくはフォルダとして印刷することができる。
本開示の実施は、特に示していない限り、十分に当業者の技能範囲内である分子生物学(組換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学、および免疫学の通常の技術を使用する。そのような技術は、"Molecular Cloning:A Laboratory Manual", second edition(Sambrook, 1989);"Oligonucleotide Synthesis" (Gait, 1984);"AnimalCell Culture" (Freshney, 1987);"Methods in Enzymology""Handbook of Experimental Immunology" (Weir, 1996);"GeneTransfer Vectors for Mammalian Cells" (Miller and Calos, 1987);"CurrentProtocols in Molecular Biology" (Ausubel, 1987);"PCR: The PolymeraseChain Reaction", (Mullis, 1994);"Current Protocols inImmunology" (Coligan, 1991)などの文献に十分に説明されている。これらの技術は、本明細書に開示のポリヌクレオチドおよびポリペプチドの産生に応用可能であり、そのため、本開示の主題の作製および実施において考慮され得る。特定の実施形態に関して特に有用な技術を、続くセクションで考察する。
以下の実施例は、本開示の細胞および組成物を作製および使用する方法に関する完全な開示および説明を当業者に提供するために述べられており、本発明者らが本発明であると見なす範囲を限定することを意図しない。
(実施例1)
緒言
CD3ζおよびTCR複合体における複数のITAMは、TCRシグナルを増幅することが提唱されている(PMID:20516133)。その間に、CD28は、TCRシグナル伝達に関する定量的サポートを提供する(PMID:14647476)。したがって、シグナル伝達ドメインの数およびタイプがTCRシグナル伝達において重要である。ヒトT細胞では、CD28およびTCR/CD3ζは、約6×10および約2×10分子/細胞で発現される(PMID:14647476)。したがって、CD28の3つの分子は、3つのITAMを有するTCR/CD3ζの1分子のシグナル伝達サポートを提供することができる。しかし、第二世代CAR 1928zは、融合したCD28およびCD3ζ細胞質ドメインの設計を有し、それらの化学量論比を1に固定する。殺滅および増殖能力が優れていることから、1928z CARは、in vitro、マウスモデルおよび患者においてCD19を有する細胞の迅速な排除を可能にする。しかし、臨床試験におけるいくつかの問題を克服するためには、現行の1928z CARの改善が必要である。1つの問題は、大量の同期したT細胞活性化および大量のサイトカインの放出によって特徴付けられるサイトカイン放出症候群(CRS)である。CRSの機構はなおもわかりにくいが、1928z CAR T細胞の過剰なシグナル伝達に関連し得る。別の問題は、CAR T細胞の消耗および持続である。1928z CAR T細胞は、注入の数週間後または数ヶ月後に、少数で存在する、および/または消耗マーカー、例えばPD-1を発現する機能障害状態で存在することが見出され、これは再発の一部の症例を説明し得る。消耗は、1928z CARの設計による固有の特性に起因し得る過剰な活性化に連鎖する、という仮説が立てられている(PMID:26331345)。
1928z CARシグナル伝達をTCRシグナル伝達と比較すると、2つの細胞質ドメインの融合によるいくつかの主要な差が明白となる。第1に、CARでは、CD28シグナル伝達ドメインは、CD3ζシグナル伝達ドメインとシス側に存在するが、CD28は、シナプスに動員され、CD3ζとトランス側に同時局在する。第2に、CD28の活性化は、CARにおけるCD3ζ活性化と同時であるが、CD28の共刺激は、TCRライゲーションの数秒後である。第3に、3つのCD28分子が1つのTCRを補助するが、比率はCARにおいて1:1である。最初の2つの差は、現行のCARの設計下では容易に改変されないが、第3の差は、共刺激シグナルと活性化シグナルとのバランスを保つことによって対処することができ、これは現在の過剰刺激の問題を解決するために役立ち得る。CD28/CD3ζ比は、融合体の設計により、直接変更することができないが、CD3ζにおけるITAMの数は、TCRシグナル伝達の比を模倣するように変異させることができる。CD3ζにおける3つのITAMは、その一次アミノ酸配列、ならびに形質膜と比較したその位置が異なり(すなわち、膜の近位から遠位へとITAM1、ITAM2、ITAM3)、したがって、Lckによってリン酸化されるその能力またはリン酸化時のZAP70に対する結合能が異なる(PMID:23555234)。第2の位置で1つのみのITAMを有するCD28に基づくErbB2 CARに関する以前の試験は、in vitroでのアポトーシスの低減を示したが(PMID:19843940)、さらなるCAR特徴付けおよびin vivo試験が、なおも不足していた。したがって、特に、T細胞の持続、分化、消耗、および抗腫瘍活性に及ぼすその影響を含む、上記の問題に関してその機能性を評価するために、規定のITAMの数および位置を導入する、1928z CAR設計に基づく新規CARSを設計した。1928z CARの状況においてCD28シグナル伝達にカップリングした各々のITAMが、in vitroおよびin vivoでCAR機能全体にどのように影響を及ぼすかを分析した。CD28にカップリングしたITAM1は、CD28にカップリングしたITAM2またはITAM3より良好であったのみならず、より重要なことにin vivo抗腫瘍有効性に関して元の1928z CARより良好であり、臨床適用の優れた候補となる。試験は全て、ヒト末梢血T細胞において実施した。
結果
1928ζ CARにおけるCD3ζ ITAMドメインは、定性的に示差的なCAR T細胞機能を発揮する
第1のステップは、第2世代1928z-CAR構築物における各々のCD3ζ ITAMが、定性的に特有の機能に寄与するか否か、または個々のITAMが重複する機能的な冗長特性を示すか否かを探索することであった。1928z CARの機能に対する各々の個々のITAMの寄与を評価するために、1つのみの単一の機能的ITAMドメインを有する1928z CARを生成した(1XX、X2X、およびXX3、図1Aを参照されたい)。残りの2つのITAMのシグナル伝達は、2つのチロシン(Y)をフェニルアラニン(F)に変換する点変異の挿入によって破壊され、このように下流のシグナル伝達経路の完全な活性化のためのZAP70のリン酸化および連続的な動員を無効化する。T細胞は、異なる構築物の間で同等の形質導入率でSFGレトロウイルスベクターを使用して有効に形質導入された(図1B)。
生成した1928z変異体の治療能を比較するために、最適以下のCAR T細胞用量である5×10個のCART細胞を、既に記載されたプレB急性リンパ芽球性白血病NALM-6マウスモデルに投与し、処置に対する有効性を1928z野生型(1928z WT)マウスと比較した(図2)。
関連する機能的ITAMに関連して、腫瘍根絶およびマウスの生存に段階的差が見出された:その元の1928z CAR位置における非改変ITAM1(1XX)またはITAM2(X2X)は、元の1928z野生型(WT)と同様に3つの機能的ITAMと比較して改善された抗腫瘍活性を示した。これに対し、機能障害ITAM1および2と組み合わせた唯一の機能的ITAMとしてのITAM3(XX3)は、不良な成績であり、腫瘍の根絶は減少し、マウスの生存は低減した(図3)。
したがって、1928z CARにおける個々のITAMは、第2世代1928z構造において元の位置を維持する場合、定性的に示差的な機能を発揮した。腫瘍根絶の有効性は、機能的ITAMの各々の位置がさらに遠位となるにつれて徐々に減少し:1XXは、一貫して迅速な腫瘍根絶を示し、長期間の完全寛解を達成したが、X2Xによる処置は、腫瘍進行を遅らせ、1928z WTより優れていたが、最終的に再発が起こった。最も遠位の位置にその非変異(天然)ITAMを有するXX3は、腫瘍の制御を達成せず、急速な腫瘍進行および生存率の低減をもたらした(図3)。結論すると、第2および第3のITAM位置に1つまたは2つのITAMを有する1928z CAR(XX3、X2X、X23)は、1928z野生型より活性が弱く、または治療的に活性(in vivo)でもなかった。
正しい位置での1つの単一の機能的CD3ζ ITAMは、強力な抗腫瘍活性にとって十分である
対処すべき次の問題は、ITAM1よりZAP70に対して低い親和性を有すると想像される遠位位置での2つの機能的ITAMの組合せ-ITAM2およびITAM3(X23、図1A)が共に、その関連する単一のITAM 1928ζ変異体(X2X/XX3)の効力を改善できるか否かであった。in vivo解析から、X23によって処置したマウスの遠位腫瘍クリアランスおよび生存は、XX3によって処置したマウスの転帰と同等であることが明らかとなった(図2および3)。これに対し、第1の(1XX)または第2の(X2X)位置のいずれかで1つのみの単一の機能的ITAMを有する1928z変異体CARは、腫瘍負荷および生存の経過に反映されるように、2つ(X23)または3つ(WT)の機能的ITAMを有する1928z CARより優れていることが認められた。1XXは、最も強力な1928z変異体であることが一貫して証明され、非常に低い処置用量であっても迅速かつ持続可能な腫瘍の根絶を達成した。結果は、このように、1つの単一のITAMが効率的な殺滅にとって十分であることを示すが、CD3ζ内のどのITAMが機能的であるかに応じてCAR T細胞の治療効力に有意差があることも明らかにする。
次に、XX3におけるCAR機能の低減が、その天然の位置と比較して第2世代CARの状況においてITAM3の個々の特異性に起因するか、またはITAM3のより遠位の位置に関連するかを分析した。したがって、1928-CARの状況において2つのITAMの直接比較を可能にする、正確に同じ近位のCAR位置にITAM1またはITAM3を有し(D12およびD23)、残りのCD3ζ鎖の欠失を有する1928z変異体CARを生成した(図1)。結果は、より近位の位置(D12)におけるITAM3が、迅速かつ効率的な長期間の腫瘍クリアランスにとって十分であり(図2および3)、D23と同等の結果を示すことを実証した。同じITAM(ITAM3)を共有するにもかかわらず、D12は、明らかにXX3より優れており、有効な抗腫瘍効力を達成した。このように、D12とXX3との間の治療効力の有意差は、第2世代CAR内のITAM位置の影響を実証する。結論すると、第1のITAM位置に単一のITAM(1XXおよびD23におけるITAM1、またはD12におけるITAM3)を有する1928z CARは、1928z野生型より治療的に活性であった(in vivo)。
D23および1XXは、唯一の機能的ITAMとしてITAM1を共通に有するが、1XXは、D23と比較して改善された機能的特性を示し、より高いT細胞増殖および好ましいT細胞表現型をもたらした(図4および5)。これは、膜の会合を媒介し、シグナル伝達をモジュレートすることが以前に示されている、CD3ζ鎖内の塩基性残基に富む伸長(BRS)が、1928z CARの機能的特性に起因し得ることを支持する(図1B)。
したがって、1XX CARの構造に追加の変異を挿入し、それによってBRS-2および-3(=1XX BRSnegative)のシグナル伝達を破壊した。1XX BRSnegativeが、in vitroおよびin vivoで低減された増殖および殺滅機能を示したことから、BRS領域は、1XXの機能にとって必須であることが実証された。したがって、本発明者らは、1XXにおけるBRS領域の機能的重要性を実証する。
CD3ζ ITAM変異は、1928ζ CARにおけるT細胞増殖の増強を許容し、T細胞の分化および消耗を制限する
in vivo試験により、1つの機能的ITAMおよび2つの変異ITAM領域を有する全てのCAR群に関してCAR T細胞蓄積の増強が明らかとなった:XX3、X2Xおよび1XXの細胞数は、1928z WTと比較して17日後に腫瘍部位で有意により高いT細胞蓄積を達成した(図4)。単一のITAM(XX3、X2X、1XX)を含有する変異体1928z CARを発現するT細胞は、in vivoで野生型28z CARを発現するT細胞より高レベルで蓄積した。2つまたはそれより多くのITAMを含有するCAR(1928zおよびX23)は、単一のITAM CAR(XX3、X2X、1XX、D23、およびD12)を発現するT細胞と比較して蓄積の減少を示した。
より高いT細胞蓄積は、CD4およびCD8CAR T細胞におけるセントラルメモリー(CD62L+CD45RA-)(TCM)およびエフェクター(CD62L-CD45RA+)(TEFF)細胞のパーセンテージに反映されるように、より少ないT細胞分化に関連した:1XXは、1928z WTと比較して、改善されたin vivo増殖能に関連するT細胞表現型であるTCMの有意により高いパーセンテージを示し、最終分化TEFFの有意により低いパーセンテージを示した(図5)。その上、1XXは、処置したマウスの骨髄においてCAR注入後17日目に、有意に多数のTCM細胞およびメモリー関連マーカーIL17Rを発現するT細胞を示した。さらに、両方のT細胞集団が、CAR投与後10日目から17日目まで有意な増加を示した(図6)。全体として、1XXは、最大の画分のメモリーT細胞を誘発し、D23は、長期のin vitroアッセイにおいて次善のものであった。分化の遅延およびIL7R発現CAR T細胞の増加もまた、抗原に対する繰り返し曝露によってin vitroで観察された(データは示していない)。
さらに、1928z変異体は、抗腫瘍活性の減少に関連する阻害性分子PD1、TIM3およびLAG3の同時発現によって決定した場合、T細胞消耗の程度が異なった。1つの単一の機能的ITAMおよび2つの他のITAMの欠失を有する1928z変異体群(D12およびD23)は、消耗マーカーの有意に低い発現を示した(図7)。
XX3は、腫瘍部位でのCARの数に関して1928z WTを超えており(図4)、TCMの高いパーセンテージを示したが、これらの細胞は腫瘍進行を防止することができなかった。XX3処置マウスは、初回処置応答を実証したが、その後まもなく再発した。in vitroでの機能分析は、XX3における殺滅活性の低減ならびにTh1サイトカインおよびグランザイムB(GrB)分泌の減少を実証した(図8および9)。図8は、標準的なin vitro細胞傷害アッセイにおいて、減少した細胞溶解活性を示すXX3を除き、全てのCARが腫瘍細胞を同様に溶解することを示す。全ての構築物が、初回T細胞形質導入後に類似かつ強力な細胞傷害活性を示したが、繰り返しAg曝露によるCARの増大後では差が認められた(図8)。図9は、標準的なin vitroサイトカインアッセイが、in vivo機能的特徴と相関しないが、1XXおよびD23は望ましいプロファイル(IL2および抗腫瘍サイトカイン、例えばIFNgおよびTNFa)を示すことを示す。
これらの知見は、XX3においてエフェクター機能と増殖機能とがカップリングしないことを示しており、CAR T細胞の増大および持続が有効な腫瘍根絶にとって十分ではなかったことを示している。これに対し、1928z WTは、高い細胞傷害活性を発揮したが、エフェクター細胞への早期の分化を獲得し、阻害性分子のアップレギュレーションを増加させ、1928z CARの消耗および持続の低減をもたらした。
結論
第2世代1928z CARにおけるCD3ζ活性化とCD28共刺激の組合せによる機能的冗長性およびシグナル伝達の増加は、早期のT細胞分化および消耗をもたらし、このように、抗腫瘍活性を減少させ得る。したがって、CAR機能に関する単一のITAMの寄与を分析した。CD3ζ鎖内のITAMの位置、親和性、および数は、1928z CAR T細胞の機能的特性に示差的に影響を及ぼした。全体として、単一のITAMを含有する1928z CARは、優れたT細胞蓄積、メモリー形成、および消耗の減少を方向付けるが(図4~7)、最高の治療(抗腫瘍)活性を提供するためには、単一のITAMを第1の位置に配置しなければならない(図2~3)。1XXは、エフェクターおよびメモリー細胞の両方の最も都合がよい特性を含み、それによって活性化と分化のバランスを保った。1XXは、CD3ζシグナル伝達とCD28共刺激の組合せの強い活性化を調節し、適切な細胞内シグナルへの強度を微調整し、このようにしてCAR媒介シグナル伝達をモジュレートし、次いで優れた長期腫瘍根絶をもたらす。
(実施例2 CARの代替のヒンジ/スペーサー領域および膜貫通ドメイン)
代替のヒンジ/スペーサー領域および膜貫通ドメインを、CAR構築物において試験した。異なるヒンジ(H)および膜貫通ドメイン(TM)を有する1XX CARの略図を図10に示す。試験した全てのヒンジおよび膜貫通ドメインは、免疫グロブリンスーパーファミリー(IgSF)に属し、細胞-表面ホモ二量体を形成することができる。全ての構築物を、CARおよびLNGFRをコードするP2Aバイシストロニックオンコレトロウイルスベクター(SFG)にクローニングした。フローサイトメトリープロファイルは、ヤギIgG抗マウスIgG(F(ab’)2)断片および抗LNGFRをそれぞれ使用したCARおよびLNGFR発現を示す。T細胞を、健康なドナーのPBMC(末梢血単核細胞)から得て、活性化の48時間後に安定に形質導入し、複数の時点でCAR発現に関して分析した。CD28/CD28 H/TM領域を含有する1928z-LNGFR CARを、対照として使用した。
CD28/CD28(H/TM)を、ICOS/ICOS(H/TM)、CTLA-4/CTLA-4(H/TM)、またはICAM-1/ICAM-1(H/TM)ヒンジに置き換えると、CARの細胞-表面発現を無効化した。しかし、CD28ヒンジをICOS膜貫通(CD28/ICOS;H/TM)に融合すると、CAR発現は回復した。しかし、CD28/CTLA-4(H/TM)構成では、CAR発現はレスキューされなかった。これらの知見は、効率的なCAR発現を可能にするH/TMの組合せを発見することが自明ではないことを示した。結論すると、CD84/CD84、CD166/CD166、CD8a/CD8a、CD8b/CD8bまたはCD28/ICOS(H/TM)領域のいずれかを保有する1XX CARは、T細胞表面で同様に発現されたが、そのうちの3つ、CD166-28z、CD8a-28z、CD8b-28zは、CD28と二量体を形成することができない。
10個の細胞/mlのCAR T細胞から開始して毎週刺激した場合の累積的なCAR T細胞計数を、図11に示す。CD19に毎週曝露することによって誘導したCAR T細胞増殖を、21日間in vitroで最初に評価した。CAR T細胞を、いかなる外因性のサイトカインも添加せずに放射線照射CD19NIH 3T3と共に同時培養した。各週に、10個の細胞/mlのCART細胞を、放射線照射および新鮮なCD19NIH 3T3に添加した。CD28/CD28(H/TM)を有する1928z-1XX-LNGFR CARを参照として使用した。19-CD166-28zのin vitroでの増殖は、1928z野生型と類似であった。
CAR T細胞表面検出に基づいてデータを構築した。ICOS/ICOS(H/TM)、CTLA-4/CTLA-4(H/TM)、ICAM-1/ICAM-1(またはCD28/CTLA-4(H:TM)を有するCARを形質導入したT細胞は、CD19+ NIH 3T3細胞との同時培養後、蓄積することができなかった。CD84/CD84およびCD8b/CD8b(H/TM)を有するCAR T細胞は、2ラウンドの刺激後蓄積することができた。しかし、これらの細胞は、第3ラウンドの刺激後ではその蓄積能を失った。CD166(H/TM)、CD8a(H/TM)ドメイン、およびCD28/ICOS(H/TM)を有するCAR T細胞は、対照1928Z-1XX CAR T細胞と同程度に有効に蓄積する。
CAR T細胞の細胞傷害活性を、3回目の刺激(D21)の終了時、4時間の51Cr放出アッセイを使用して測定し、その結果を図12に示す。T細胞およびEL-4-CD19+標的細胞を、異なるエフェクター:標的比(E:T)で使用した。EL-4-PSMA細胞を対照として使用した。全ての十分に発現されたH/TM CD28/CD3zバリアントのin vitro細胞傷害能は、予想されたように類似であった。CD166(H/TM)、CD8a(H/TM)ドメインおよびCD28/ICOS(H/TM)を有するCAR T細胞の細胞傷害能は、CD28/CD28(H/TM)を有するCAR T細胞と同等であった。
NOD.Cg PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(免疫欠損NSG)マウスを使用した異なるH/TM CAR T細胞のin vivo抗腫瘍効力を図13に示す。マウスの尾静脈に、5×10個のFFLuc-GFP NALM6細胞(プレB ALL細胞株)を注射し、4日後に2×10個のCAR T細胞を注射した。腫瘍負荷を、生物発光シグナルの毎週の定量によって追跡した。in vivo試験のために選択した全ての構築物、CD166/CD166(H/TM)、CD8a/CD8a(H/TM)、およびCD28/ICOS(H/TM)が、腫瘍細胞を完全に根絶することができた。対照群、1928z CAR T細胞と比較していかなる条件に関しても、腫瘍負荷または生存に関する有意差は観察されなかった。
(実施例3 脱免疫化戦略)
ヒト配列の近位またはその変異は、ネオ抗原を作製するリスクを有する。したがって、1XXにおける新規CD166接合部および変異を脱免疫化した。異なるCAR部分の間の接合部の免疫原性を、NetMHC 4.0サーバーを使用して予測した。全体で26個のアミノ酸(最初の部分から13個のアミノ酸、および第2の部分から13個のアミノ酸)を選択した。隣の部分からの少なくとも1つのアミノ酸を含有する各々の生成したペプチド(14、13、12、11、10、9、および8マー)に関して、全ての対立遺伝子のHLA A、BおよびCに対する結合親和性を予測した。各ペプチドの免疫原性のスコアを、各ペプチドに割り当てた。免疫原性スコアを、免疫原性スコアの式=[(50-結合親和性)HLA頻度]nを使用して計算した。50nmを、強い結合親和性のカットオフとして使用した。白人集団におけるHLA頻度を使用した。n=各ペプチドに関する予測の数。全集団における1%未満のHLA頻度を除外した。接合部の脱免疫化に関して、接合部を形成する両方のアミノ酸のシャッフリングまたは接合部の両側のアミノ酸の欠失を試験した。免疫原性の予測に関する以前に記載された戦略を、各々の新規生成ペプチドのために使用した。最小の免疫原性スコアを有する接合部を使用して、脱免疫化CARを構築した。例示的な脱免疫化戦略を図14に示す。
(実施例4 4-1BBz CAR T細胞による処置後のCD19 low ALLの再発のレスキュー)
緒言
キメラ抗原受容体(CAR)を使用する養子免疫療法は、白血病およびリンパ腫の処置において顕著な臨床結果を示し、広範囲のがんに対して原則として適用可能な有望な免疫療法である。2つの有望なCAR設計が臨床に導入されて成功しており、1つは共刺激構成要素としてCD28の細胞質ドメインを利用し、他方は4-1BBの細胞質ドメインを使用する。両方の例において、T細胞活性化は、CD3ゼータ鎖の融合した細胞質ドメインを通して開始される。両方の設計が、顕著な結果を達成したが、臨床転帰は、これらのCAR構造の短所によって制限される。CD28に基づくCARを発現するT細胞は強力であるが、短命であり、一方4-1BBに基づくCARを発現するT細胞は長命であるが、低レベルの標的抗原を発現する腫瘍細胞の抗原エスケープを可能にする。このように、機能を損なうことなくT細胞の持続を延長する新規CAR設計が必要である。
結果
本開示のCD28z CAR T細胞は、4-1BBz CAR T細胞による処置後のCD19 low ALLの再発をレスキューすることができる。これは、安定にCD19陰性である細胞を除き、4-1BBz CAR T細胞による処置後に起こる多くの再発に関する主要なレスキュー経路であり得る。
NSGマウスの尾静脈に5×10個のFFLuc-GFP NALM6細胞(プレB ALL細胞株)を注射し、4日後に2×10個の19BBz CAR T細胞を注射した。最初のT細胞注射(腫瘍進行を遅らせるのみである非有効用量)の10日後、マウスに再度19BBz CAR T細胞またはあるいは1928zもしくは(5×10個/マウス)を注射した。様々な生存曲線を図15に示す。1928zに基づくCAR T細胞の新たな注射(2回目の注射)のみが、NALM-6によって処置したマウスを再発からレスキューすることができた。生存率の有意な増加は、新たな19BBz CAR T細胞の注射後に観察されなかった。
結論すると、CD28z CAR T細胞は、4-1BBz CAR T細胞の機能不全をレスキューすることができる。上記の実施例を考慮すると、本明細書に開示の改変CD28z CAR T細胞、例えば1XX、D23およびD12 CAR T細胞(CD166ヒンジ/TMドメインなどの様々なヒンジ/TMドメインを有する)は、4-1BBz CAR T細胞の機能不全のレスキューにおいて1928z CAR T細胞よりさらに有効であり得る。
(実施例5)
本実施例は、実施例1のある特定の態様の更新されたさらなる調査である。
キメラ抗原受容体(CAR)は、増強された抗腫瘍特性を獲得するためにT細胞を標的として再プログラムする合成受容体である。CD28およびCD3ζシグナル伝達モチーフを含むCD19特異的CARは、難治性白血病3-5およびリンパ腫を有する患者において顕著な応答を誘導し、米国食品医薬品局によって最近承認された。これらのCARは、それらがT細胞に与える持続が限定的であるにもかかわらず3-6,8、強力な腫瘍排除を媒介する4,8高性能エフェクター機能をプログラムする。その効力を損ねることなく機能の持続を拡張すれば、現行のCAR療法を改善するはずである。強いT細胞活性化は消耗を促進するが9,10、これはCD28およびCD3ζシグナル伝達の冗長性11,12および第2世代CARの構造によって付与される空間時間的拘束によって強調され得る。このように、CD28に基づくCARの活性化能を較正すると、T細胞の機能および分化を示差的に再プログラムするという仮説を立てた。本明細書では、単一の免疫受容活性化チロシンモチーフをコードするCARが、T細胞を、エフェクターおよびメモリープログラムのバランスを保つことによって異なる運命へと方向付け、それによって増強された治療プロファイルを有するCAR設計を生じる。
3つの全てのCD3免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)11,13を組み込んだキメラ抗原受容体(CAR)の設計におけるCD28およびCD3シグナル伝達の冗長性は、逆効果のT細胞の分化および消耗9,10を促進し得るという仮説を立てた。したがって、ITAM活性を、そのリン酸化および下流のシグナル伝達を妨げるように14-17チロシン残基を変異させることによって較正した。1928z操作T細胞の機能、分化、および治療効力に対する3つのCD3 ITAMの各々の寄与を調べるために、1XX、X2X、およびXX3と呼ばれる単一のITAMを含有する1928z変異体を生成した(図16A)。X23と呼ばれる1つの追加の変異体では、2つの遠位のITAM(ITAM2およびITAM3)が保持され、その両方がITAM1と比較してチロシンタンパク質キナーゼZAP-70に対して低い結合親和性を示すことが示されている13,18。全ての変異体CARは、レトロウイルスを形質導入したヒト末梢血T細胞において同様に発現され(図16B);それらは、4時間のクロム-51(51Cr)放出アッセイにおいて区別できない細胞傷害およびCD19抗原による3回の毎週刺激に応答した増殖を方向付けることが見出された(図20A~20B)。
注目すべきことに、これらの変異体CARを発現するCAR T細胞の治療有効性は、十分に確立されたプレB急性リンパ芽球性白血病Nalm6マウスモデル8,19,20において特異的に異なった。T細胞効力をよりよく比較するために、CAR T細胞の用量を、CARストレス試験において既に記載されたように、故意に低下させた。親1928と比較すると、XX3は、抗腫瘍有効性の顕著な減少を示し、腫瘍負荷の一過性の低減を達成したに過ぎなかったが、1XXは1928zを超え、全てのマウスにおいて長期間の寛解を誘導した(図16Cおよび図20C)。X2XおよびX23による処置は、1928と比較して生存率を有意に変化させなかった(1928とX2Xとの比較:P=0.6942;1928とX23との比較:P=0.1085)。
このように、1つ(1XX、X2X、XX3)、2つ(X23)、または3つ(1928z)の機能的ITAMの存在は、短期間のin vitro機能を顕著に変化させなかったが、単一のITAMを含有するCARは、三重および二重ITAM含有CARよりin vivoで優れていた。腫瘍根絶の有効性は、機能的ITAMの遠位への配置が増加するにつれて徐々に減少した。1XX CARは、一貫して迅速な腫瘍根絶を示し、最低のT細胞用量で持続可能かつ完全な寛解を達成した唯一のCAR設計であった。X2Xによる処置は、野生型1928zと比較して腫瘍進行をわずかに遅らせたが、最終的に再発が起こった。XX3 CARは、いかなる腫瘍制御も達成せず、急速な腫瘍進行および有意な生存の低減をもたらした(図16Cおよび図20C)。
抗腫瘍有効性のこれらの主要な差の機能的根拠を調べるために、これらのCARによって付与された応答を、より深く調べた。低いエフェクター:標的比での長時間の(18時間)細胞傷害アッセイにおいて、XX3は、1928zおよび他の変異体より活性が低いことが証明された(図21A)。XX3のエフェクター機能の減少は、CD19標的による刺激後のグランザイムB(GrB)発現の低減(図21B)、ならびに単機能型および多機能型1型ヘルパーT細胞(T1)サイトカイン分泌の減少(図21C)によってさらに裏付けられた。単一のITAM(ITAM1、2、または3のいずれか)を含めることは、CD62L/CD45RA発現によって決定した場合にT細胞の分化を制限し、CD19標的によるin vitroでの繰り返し刺激に応答して、セントラルメモリーCAR T細胞画分の増加およびエフェクター細胞の割合の低減をもたらした(図20D)。
2つの不活性なCD3 ITAMドメインを有するCAR T細胞が、持続の増加(図16D)およびT細胞分化の遅延(図16E)を示したことから、これらの知見を、in vivoに拡大した。1XX、X2X、およびXX3 CAR T細胞は全て、CD62LCD45RA セントラルメモリーT細胞(TCM)のより高いパーセンテージおよび最終分化CD62LCD45RAエフェクター細胞(TEFF)画分の減少(図16Eおよび図20E)を実証した。CD4およびCD8CAR T細胞におけるエフェクター分化の減弱は、腫瘍部位での両方のT細胞サブセットの蓄積の増加に関連し(図16D)、CD28に基づく第2世代CAR内でCD3シグナル伝達を低減させる利益を確立した。
次に、XX3のより弱い効力がITAM3に固有であるか、またはその遠位位置によるものであるかを調べた。したがって、同じ近位CAR位置でITAM1またはITAM3のいずれかを有し、残りのCD3ζ鎖が欠失した1928ζ変異体CARを生成した(D12およびD23、図17A~17B)。in vitro試験により、4時間および18時間アッセイにおいて、全ての構築物の間で等しい効力の細胞溶解活性、減少しないサイトカインおよびGrB分泌、ならびにD12、D23、および1928ζの間での同等の増殖能が実証された(図21および22)。しかし、D12およびD23はいずれもin vivoで1928ζより優れており、完全な腫瘍の根絶を達成した(図17Cおよび図22D)。両方のCAR構築物は、T細胞分化を中等度に減少させ、1928ζと比較して腫瘍部位でのより高いCAR T細胞蓄積を促進した(図17D~17E)。これらの知見は、ITAMの投薬量および1928ζ CAR内での位置の重要性を示している。単一の機能的ITAMは、強力な抗腫瘍有効性にとって十分であり、三重ITAM含有野生型CD3ζ鎖によって与えられる有効性より優れている。さらに、ITAM3によって付与される治療効力は、そのそれぞれの天然の位置(XX3と1XXとの比較)でのITAM1の治療効力より劣るが、同じ近位位置(D12とD23との比較)では同等である。同じITAM配列を共有するにもかかわらず、D12は、XX3と比較して優れた腫瘍根絶を達成し、第2世代CARにおけるITAM位置の重要性を実証する。
わずかに異なるCAR発現レベルから生じる潜在的交絡作用を除外するために、CAR相補的DNA(cDNA)を、TRAC遺伝子座に標的化し19、それによって内因性のT細胞受容体(TCR;図24A)を同時に除去しながら、トランスジーン調節およびコピー数を正規化した。これらの条件下では、1XX CAR T細胞は再度、1928zまたはXX3を発現する細胞より優れていた(図3a)。TRAC-1XX T細胞は、21日以内に完全寛解を達成したが、TRAC-XX3 T細胞は、腫瘍進行を遅らせたに過ぎず、腫瘍制御を達成することができなかった(図18A)。CAR注入の17日後に回収したCAR T細胞および腫瘍細胞の分析により、CD4およびCD8サブセットの両方において、TRAC-1928zと比較して、TRAC-1XXおよびTRAC-XX3 CAR T細胞の高い蓄積が示された(図18Cならびに図24Bおよび24E)。CAR T細胞持続の増加は、高いパーセンテージのTCMおよびインターロイキン-7受容体(IL7R)CAR T細胞計数に関連し(図24Cおよび24D)、19280変異体におけるT細胞分化の遅延の知見を強化した。レトロウイルス操作T細胞と同様に、TRAC-XX3 T細胞は、TRAC-1928zおよびTRAC-1XX細胞とは対照的に経時的にその細胞溶解能を失った(図24F)。消耗マーカーの発現は、TRAC-1928zと比較して1928z変異体では低減され、TRAC-1928zの機能的消耗は、処置したマウスからのCARの単離後およびNalm6細胞にex vivoで再曝露後のT1サイトカイン分泌の低減およびGrB/CD107a発現の低減によって確認された(図18Dおよび図25)。TRAC-1XXは、高い細胞溶解機能および複数のサイトカインを同時産生する能力を保持したが、TRAC-1928zは消耗マーカーの発現の増加に関連して次第にT1サイトカインの分泌不能を示した。
2つの異なるT細胞用量(5×10個および1×10個のCART細胞)の投与後の長期間の追跡調査は、TRAC-1XXの治療的優位性を明らかに示した。腫瘍関連死が60日未満(5×10個のCART細胞による処置)または40日未満(1×10個のCART細胞による処置)で起こったが、TRAC-1XXによって処置したマウスは全て、観察期間を通して完全な腫瘍の根絶および生存の増強を示した(図18Bおよび図29)。
1XXが非常に機能的で長命なメモリー細胞へと発生させる増強された能力は、選別したナイーブT細胞をin vivo治療のために使用した場合にさらに実証された。TRAC-1XXは、TCMおよびIL7R発現細胞の集団の経時的な増加を示し(図26A~26C)、非常に強力なCAR T細胞の持続の増強に関連した。重要なことに、TRAC-1XX CARは、有効なリコール応答を誘発することが可能であり、腫瘍の再チャレンジ後に完全な腫瘍制御を達成することが可能であった(図18E)。持続的な1XX CAR T細胞は、増加した数のTCM、TEFF、およびIL7RCARを含んだ(図18Fおよび18Gならびに図26D~26F)。これに対し、TRAC-1928zは、メモリー形成を伴わないCAR T細胞持続の低減および腫瘍再チャレンジを制御できないことを伴う消耗表現型をより容易に獲得した(図3hおよび拡張データ図7g)。
これらの異なる表現型および機能的パターンをさらに特徴付けるために、1928z、1XX、およびXX3のゲノムワイドな転写プロファイルを、TRAC編集ナイーブT細胞のCD19抗原刺激後に比較した。主成分分析は、そのCD3z変異に応じたCAR T細胞の別個のクラスター化を実証した(図27A)。機能的試験と一貫して、T細胞の機能、分化、および消耗に関連するトランスクリプトームプロファイルに大きい差が認められた。遺伝子セット濃縮解析(GSEA)により、XX3および1XXの両方と比較して、1928zにおいてナイーブ/メモリー関連遺伝子のダウンレギュレーション、ならびにT細胞活性化およびエフェクター関連遺伝子の濃縮が明らかとなった(図19Aおよび図27B)。予想されたように、1928z CAR T細胞は、T細胞分化、消耗、およびアポトーシス遺伝子発現プロファイルの最大のアップレギュレーションを示した(図19Bおよび19Cならびに図28A)。遺伝子オントロジーおよびGSEA解析により、XX3と比較した1928zにおいて、およびXX3と比較した1XXにおいて、炎症、サイトカイン、およびケモカイン活性に関連する遺伝子セットの有意なアップレギュレーションが同定された(図19Cならびに図28Bおよび28C)。これらの遺伝子セットはまた、程度は低いものの1XXと比較して1928zにおいても濃縮され、1928zおよびXX3と比較して1XXが中間状態であることと一貫した(図19Bおよび19Cならびに図28Bおよび28C)。TRAC編集CAR T細胞を、非遺伝子改変CD8T細胞サブセットのエフェクターおよびメモリー特色と比較するために、ナイーブ(T)、幹細胞メモリー(TSCM、2つまたはそれより多く)、およびTEFFを、休止時の末梢血単核細胞から選別した。なぜなら、それらの特徴的な転写プロファイルが以前に決定されているからである21(図27C)。エフェクターT細胞とナイーブ/メモリーT細胞運命との比較に関連する示差的に発現された遺伝子(補正P<0.05)は、これらのCAR構築物を区別した(図19B)。興味深いことに、TRAC-1XX細胞は、TRAC-1928zおよびTRAC-XX3 T細胞(これらはそれぞれ、TEFFおよびT細胞に対してより類似した)よりTSCMに対して類似性を示した(図19B)。
T-bet(およびT-bet:Eomes比)、PRドメインジンクフィンガータンパク質1(PRDM1)、およびDNA結合タンパク質阻害剤ID-2(参考文献22~24)などのエフェクター分化の重要な調節因子のアップレギュレーションは、ナイーブ/メモリー関連マーカー(例えば、CCR7、CD27、およびIL7R21)の同時喪失と共に、1928zについて認められたエフェクター状態の急速な獲得を裏付けた(図19Bならびに図28Cおよび28D)。これに対し、1XXにおける調整されたシグナル伝達強度によって、T細胞分化の減速、ならびに重要なメモリー関連転写因子、例えば転写因子7(TCF7)、B-細胞リンパ腫6タンパク質(BCL6)、リンパ系エンハンサー結合因子1(LEF1)、およびクルッペル様因子2(KLF2)23-26の発現の保存(図19B)がもたらされ、これはCCR7、CD62L、ITGB7、およびS1PR1(参考文献27,28)などのKLF2に調節される遺伝子のアップレギュレーションにさらに反映された(図19Bおよび図28D)。1XX T細胞のみが、より分化していないT細胞状態へと向かう部分的シフトを実証したが、XX3は、T細胞分化およびエフェクター機能に関するマスター転写因子をコードする遺伝子の系統的抑制と共に、高レベルのナイーブ/メモリー関連遺伝子を明らかにした(図19B~19D)。これらの知見は、異なるT細胞運命を付与するためのITAM投薬量および位置の重要な役割を強調する。それらは、細胞運命をシグナル伝達の強度の制御下に置くメモリー形成モデル24,29をさらに支持する。
最近の報告は、より分化していないT細胞サブセットおよびメモリー特色が、養子移入したT細胞の抗腫瘍効力および持続の増加に関連するという考えを支持している30,31。結果はこれらの知見を拡大して、T細胞分化状態を、CAR T細胞のCD3z鎖における変異によって内因性に制御することができることを実証する。CD28およびCD3zシグナル伝達ドメインは、CAR内で1:1の化学量論に拘束され、その天然の空間時間的関係とは異なる11。CD3ζ変異に関するこれまでの試験は、in vitroでの比較32-34に限定され、これは重要な帰結がin vivoで明らかとなったこととは対照的に主要な効果を明らかにしなかった(図16)。in vivo試験は、T細胞分化とエフェクター機能の獲得のバランスを保つことが、一定のゲノム遺伝子座から発現された異なるシグナル伝達モチーフの比較に基づいてCAR T細胞の治療効力を最適化するために必須であることを実証している(図18および19)。この実験の設定は、定量的なCARおよびTCR比較19にとって最適であると考えられた。
要約すると、1XXは、メモリープログラムのシャットオフを行うことなく強いエフェクター機能を誘導し、ストレス試験条件で1928ζより優れていた。さらに、XX3を通してのT細胞活性化能の低減により、非常に持続的なT細胞が得られたが、エフェクター機能の誘発が不十分であったために平凡な抗腫瘍活性をもたらした。注目すべきことに、1XXにおける改変ITAM構成は、非常に機能的なCARの持続にとって都合がよく、長命なメモリー細胞の複製能と有効な抗腫瘍機能の獲得とのバランスを保つ。1XX CAR設計を利用する臨床試験の準備が進行中である。
方法
細胞株および培養条件。Nalm6細胞に、ホタルルシフェラーゼ(FFLuc)-緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するように形質導入し、マウス胸腺腫EL4細胞およびNIH/3T3細胞に、既に記載されたように8,20ヒトCD19を発現するように形質導入した。細胞を、MycoAlertマイコプラズマ検出キット(Lonza)を使用してMycoplasmaに関して定期的に検査して、陰性であることが見出された。
ヒトT細胞の単離および増大。匿名の健康なドナーからのバフィーコートを、New York血液センター(施設内倫理委員会の適用対象外)から購入し、末梢血を健康なボランティアから得た。血液試料は全て、必要な倫理および安全性手順に従って取り扱った。レトロウイルスベクターによって実施する実験では、末梢血単核細胞を密度勾配遠心分離によって単離し、フィトヘマグルチニン(2μg ml-1)によって活性化するか、または遺伝子標的化実験では、T細胞を、汎T細胞単離キット(Miltenyi Biotec)を使用して精製し、既に記載されたように19CD3/CD28 T細胞Activator Dynabeads(Invitrogen)によって刺激し、5%ヒト血清(Gemini Bio-Products)、5ng ml-1インターロイキン-7(IL7)、および5ng ml-1IL15(BioLegend)を補充したX-VIVO 15無血清造血細胞培地(Lonza)において培養した。培地を2日毎に交換し、細胞を10個の細胞/mlで播種した。
一部の実験では、ナイーブ(TCRCD62LCCR7CD45RACD95)、TSCM(TCRCD62LCCR7CD45RACD95)、およびTEFF細胞(TCRCD62LCCR7CD45RACD95)を、フローサイトメトリーによって選別した。次に、CAR cDNAを選別したナイーブT細胞のTRAC遺伝子座に標的化した後、in vitroで培養し、後に記載するTCR陰性の精製を行った。遺伝子標的化を実施した7日後、T細胞をさらなる分析のために3T3-CD19によって24時間刺激したか、または腫瘍を有するマウスに注射した。
T細胞の遺伝子改変。SFGγレトロウイルスベクターをコードするプラスミド35を、既に記載されているように20標準的な分子生物学技術を使用して調製した。形質導入したgpg29線維芽細胞(H29)に由来する水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質G(VSV-G)シュードタイプ化レトロウイルス上清を使用して、安定なレトロウイルス産生細胞株36を構築した。
SFG-1928ζの合成は、既に記載されている2,20,37;これは、ヒトCD19に特異的な一本鎖可変断片を含み、その前にCD8aリーダーペプチドを含み、その後にCD28ヒンジ-膜貫通細胞内領域、および切断型低親和性神経成長因子受容体(LNGFR)の同時発現を誘導するためにP2A配列に連結されたCD3ζまたはITAM-変異/欠失CD3ζ細胞内ドメインを含む。標準的な分子生物学技術を使用して、1928ζ変異体を構築した。CD3ζ鎖のITAM内のチロシンからフェニルアラニンへの点変異を導入して、1つまたは2つの機能的ITAMを有する1928ζ CARを生成した。欠失変異の場合、膜近位ITAM配列(ITAM1)を保持するか、または膜遠位ITAM(ITAM3)配列と置換し、残りのCD3ζドメインを欠失させた。T細胞活性化開始の48時間後、T細胞に、既に記載されているように、RetroNectinコーティングプレート(Takara)上での遠心分離によってレトロウイルス上清を形質導入した。形質導入効率を4日後にフローサイトメトリーによって決定し、CARを、腫瘍を有するマウスに注射したか、またはin vitro実験のために使用した。
遺伝子標的化実験は、既に記載されているように19実施した。簡単に説明すると、TRA遺伝子19の定常鎖の第1のエクソンを標的とする改変ガイドRNA(gRNA)およびCas9メッセンジャーRNA(mRNA)を、TriLink BioTechnologiesが合成した。pAAV-TRAC-1928ζは、pAAV-GFP骨格(Cell Biolabs)に基づいてクローニングした。pAAV-TRAC-1928ζは、先に記載したように、gRNA標的化配列に隣接する1.9kbのゲノムTRAC、TRACの第1のエクソンとインフレームの自己切断P2Aペプチド、その後に1928ζまたは1928ζ変異体CARを含有する。CAR cDNAの後にウシ成長ホルモンポリAシグナルが続く。
CD3/CD28ビーズを、T細胞活性化の開始の48時間後に磁気によって除去した。T細胞を、AgilePulse MAXシステム(BTX)を使用してCas9 mRNAおよびgRNAのエレクトロトランスファーによってトランスフェクトし、組換えAAV6ドナーベクター(SignaGen Laboratories製)を、既に記載されたように19、電気穿孔後培養物に添加した。TCR陰性T細胞を得るために、TCR陽性T細胞を、磁気ビオチン抗TCRαβ、抗ビオチンマイクロビーズ、およびLSカラム(Miltenyi Biotec)を使用して培養物から除去した。
細胞傷害アッセイ。CARを形質導入したT細胞の細胞傷害を、標準的な51Cr放出アッセイおよびルシフェラーゼに基づくアッセイによって決定した。51Cr放出アッセイの場合、CD19を発現するEL4を既に記載されたように38標的細胞として使用した。ルシフェラーゼに基づくアッセイの場合、FFLuc-GFPを発現するNalm6を標的細胞とした。エフェクターおよび腫瘍標的細胞を、黒色壁の96ウェルプレートを使用して、Nalm6培地中に全体積100μl/ウェルで5×10個の標的細胞によって、表記のエフェクター/標的比で、3連で同時培養した。標的細胞のみを、同じ細胞密度で播種し、最大ルシフェラーゼ発現(相対光単位(RLU))を決定した;18時間後、100μlのルシフェラーゼ基質(Bright-Glo;Promega)を各ウェルに直接添加した。発光を、発光プレートリーダーにおいて検出した。溶解は、(1-(RLUsample)/(RLUmax))×100として決定した。
抗原刺激および増殖アッセイ。形質導入の4日後、CAR T細胞を、放射線照射コンフルエントCD19NIH/3T3と共に10個のCAR細胞/mlで24ウェル組織培養プレートにおいて同時培養した。新しい培地での同一の刺激を毎週実施した。総細胞を計数し、CAR発現をフローサイトメトリーによって毎週決定した。次に、CAR T細胞を同じ条件下で再度刺激した。
マウス全身腫瘍モデル。6~12週齢のNOD/SCID/IL-2Rγヌル雄性マウス(The Jackson Laboratory)を、Memorial Sloan Kettering Cancer Center(MSKCC)施設内動物飼育使用委員会によって承認されたプロトコールの下で使用した。全ての関連する動物使用ガイドラインおよび倫理規制に従った。マウスに、0.5×10個のFFLuc-GFP NALM6 細胞を尾静脈注射によって接種した後、5×10個、1×10個、または5×10個のCAR T細胞を4日後に注射した。腫瘍再チャレンジ実験を、表記の時点で7~10日間隔で0.5×10個、1×10個、または2×10個のFFLuc-GFP Nalm6細胞の静脈内投与によって実施した。Nalm6は、非常に均一な腫瘍負荷を生じ、処置前に除外したマウスはなかった。無作為化も盲検法も使用しなかった。生物発光イメージングを、IVISイメージングシステム(PerkinElmer)を使用して実施し、Living Imageソフトウェア(PerkinElmer)を、イメージングデータセットを獲得するために使用した。腫瘍負荷を、既に記載されたように39評価した。
RNA抽出、トランスクリプトームシーケンシングおよびRNA-seq分析。選別したナイーブT細胞の遺伝子標的化を実施した7日後に、TRAC-1928ζ、TRAC-XX3、およびTRAC-1XXを、放射線照射3T3-CD19によって24時間刺激した後、CD8細胞の磁気選択(Miltenyi Biotec)を行った。洗浄したT細胞を、250μlのPBSに再懸濁させ、750μlのTRIzol LS試薬(Thermo Fisher Scientific)中に入れた。RNAを、RNeasy Mini Kit(QIAGEN)を使用して、製造元によって提供された指示に従って抽出した。Agilent Bioanalyzerを使用するRiboGreen RNAの定量および品質管理の後、500ngの総RNAにポリA選択を行い、TruSeq RNAライブラリーを、製造元(TruSeq Stranded mRNA LT Kit;Illumina)によって提供された指示に従って8サイクルのPCRを行って調製した。試料を、バーコード化し、HiSeq 4000(Illumina)においてHiSeq 3000/4000 SBS Kit(Illumina)を使用して50塩基対(bp)/50bpペアエンドランで実行した、試料あたり、平均で3060万個のペアリードを生成した。最大で、リボソームリードは、生成した総リードの4.69%を表し;mRNA塩基のパーセンテージは平均69.3%であった。
出力FASTQデータを、STAR RNA-seqアライナー(バージョン2.5.0a;2パス法)40を使用して標的ゲノムにマッピングし、スプライス接合部を超えてリードを分析した。第1のマッピングパスは、Ensemble(https://www.ensembl.org/index.html)からの公知のアノテーションされた接合部のリストを使用する。次に、第1のパスの間に見出された接合部を公知の接合部に添加して、第2のマッピングパスを、RemoveNoncanonical flagを使用して実行する。マッピング後、出力SAMファイル(SAMtools、バージョン0.1.19)を、PICARDツール(バージョン1.124;https://broadinstitute.github.io/picard/)を使用して処理し、リード群およびAddOrReplaceReadGroupsを追加し、これはさらにファイルを選別して、圧縮したBAMフォーマットに変換する。次に、発現計数行列を、HTSeq(バージョン0.5.3;https://htseq.readthedocs.io/en/release_0.10.0/)およびいくつかの可能性がある遺伝子モデルデータベースの1つを使用してマッピングしたリードから計算した。R(バージョン3.2.0)パッケージDESeq(https://www.huber.embl.de/users/anders/DESeq/)を使用して、完全なデータセットを正規化し、かつ試料群の間の示差発現を解析した。
T細胞サブセット(T、TCM、TSCM、TEFF細胞)間の示差的に発現された遺伝子を、Gattinoni et al.21から検索した。GSEAを、Broad Institute Molecular Signature Database(http://www.broadinstitute.org/gsea/msigdb/)からの精選経路遺伝子セットについてlog(変化倍率)を使用して生成した予めランク付けしたファイルを使用して実施した。実証された遺伝子シグネチャーは、免疫学的シグネチャーC7、Reactome、KEGGおよび遺伝子オントロジー(Biological Process)遺伝子セットに由来する。GSE41867を、消耗CD8 T細胞とナイーブ/メモリーCD8 T細胞との比較のGSEAのために使用し、メモリーおよびナイーブ細胞と比較して、消耗したCD8 T細胞(リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス感染後30日目)においてアップレギュレートされた200個の遺伝子のシグネチャーを精選した。実験条件の間で、補正P値<0.05および絶対log(変化倍率)>1によって示差的に発現されたと同定された遺伝子を、R package enrichR(http://amp.pharm.mssm.edu/Enrichr/)を使用する遺伝子オントロジー解析のために使用した。
抗体および細胞内染色。以下のフルオロフォアコンジュゲート抗体を使用した。BD Biosciencesから:APC-Cy7マウス抗ヒトCD8;APC-Cy7マウス抗ヒトCD45;BUV395マウス抗ヒトCD4;PEマウス抗ヒトCD4;BB515マウス抗ヒトCD4;BV421マウス抗ヒトCD62L;BV650マウス抗ヒトCD45RA;BV421マウス抗ヒトCD45RA;BV480マウス抗ヒトCD279(PD-1);BV650マウス抗ヒトCD279(PD-1);BUV737マウス抗ヒトCD19;BV421マウス抗ヒトTIM3(CD366);BB515マウス抗ヒトCD95;APC-H7マウス抗ヒトCD27;PEマウス抗ヒトCD271(LNGFR)。BioLegendから:APC抗ヒトCD8a;APC/Cy7抗ヒトCD62L;FITC抗ヒトCD45RA;Brillian Violet 785抗ヒトCD366(Tim-3);PE抗ヒトCD127(IL-7Rα);Alexa Fluor 488抗ヒトCD127(IL-7Rα);PerCP/Cyanine5.5抗ヒトCD197(CCR7);Brilliant Violet 650抗ヒトCD28。Invitrogenから:CD8aモノクローナル抗体(RPA-T8)、PE-Cyanine7;CD223(LAG-3)モノクローナル抗体(3DS223H)PerCP-eFluor 710;CD223(LAG-3)モノクローナル抗体(3DS223H)、APC;InvitrogenTCRアルファ/ベータモノクローナル抗体(IP26)、PE-Cyanine7。Miltenyi Biotecから:ヒトモノクローナル抗TCRα/β-PE。7-AAD(BD Biosciences)およびLIVE/DEAD Fixable Violet死細胞染色キット(Invitrogen)を生存度色素として使用した。
CAR染色に関して、Alexa Fluor 647 AffiniPure F(ab’)断片ヤギ抗マウスIgG、F(ab’)断片特異的抗体を使用した(Jackson ImmunoResearch)。細胞計数に関して、CountBright Absolute Counting Beadを、製造元(Invitrogen)の指示に従って添加した。in vivo実験の場合、Fc受容体を、FcRブロッキング試薬、マウス(Miltenyi Biotec)を使用してブロックした。
細胞内サイトカイン分泌アッセイに関して、T細胞を、Golgi Plugタンパク質輸送阻害剤(BD Biosciences)の存在下で3T3-CD19またはNalm6と共に最後の4時間同時培養した。CD107a染色の場合、Brilliant Violet 650抗ヒトCD107a(LAMP-1)抗体(BioLegend)を同時培養物に添加した。ex vivoサイトカイン分析の場合、CAR T細胞を、処置したマウスの骨髄および脾臓から得て、マウス細胞枯渇キット(Miltenyi Biotec)を使用して精製した。試料を生物学的に3連(d16)で処理するか、またはプールして(1928ζ処置マウスにおける低い細胞計数のため)技術的に3連(d36)で実施した。ホルボルミリステートアセテート(PMA)/イオノマイシン(Invitrogen)による刺激を、陽性対照として実施した。その後、T細胞を洗浄し、Cytofix/Cytoperm固定/透過処理溶液キット(BD Biosciences)を使用して製造元の指示に従って細胞表面マーカーに関して染色し、固定して、透過処理した。細胞内サイトカイン染色は、BV421ラット抗ヒトIL2、BV650マウス抗ヒトTNF、BUV395マウス抗ヒトTNF、BUV395マウス抗ヒトIFN-γ、またはFITCマウス抗ヒトIFN-γ(全て、BD Biosciences)、およびAPCまたはPEグランザイムBモノクローナル抗体(GB12、いずれもInvitrogen)によって実施した。
フローサイトメトリーは、LSR IIまたはLSRFortessa機器(BD Biosciences)上で実施し、FACSAriaソーター(BD Biosciences)を細胞選別のために使用した。データは、FlowJoソフトウェアv.10.1(FlowJo LLC)によって分析した。
統計分析。全ての統計分析は、Prism7(GraphPad)ソフトウェアを使用して実施した。試料サイズを予め決定するために統計学的方法を使用しなかった。2つの群の間の統計学的比較は、対応のないデータに関して両側のパラメトリックもしくはノンパラメトリック(マン-ホイットニーU検定)t検定、またはマッチした試料に関して両側の対応のあるスチューデントのt検定によって決定した。in vivo実験の場合、全生存を、カプラン-マイヤー曲線によって表し、ログランク検定を使用して群の間の生存の差を比較した。P値<0.05は、統計学的に有意であると考えられた。各々の図で使用した統計検定を、対応する図の説明文に説明する。
要約書の報告。研究設計に関するさらなる情報は、この論文にリンクされたNature Research Reporting Summaryにおいて利用可能である。
データの利用可能性
RNA-seqデータは、Gene Expression Omnibusに寄託されており、受託番号GSE121226によって利用可能である。原稿における図面の生データは、対応する著者に要請することによって利用可能である。
本開示の主題の実施形態
前述の説明から、本開示の主題に、様々な使用および条件にそれを採用するために、変形および改変を行ってもよいことは明らかである。そのような実施形態もまた、以下の特許請求の範囲内である。
本明細書の変数の任意の定義における要素の一覧の列挙は、任意の単一の要素としてのまたは記載の要素の組合せ(または小組合せ)としてのその変数の定義を含む。本明細書の実施形態の列挙は、任意の単一の実施形態としてのまたは他の任意の実施形態もしくはその一部との組合せとしてのその実施形態を含む。
本明細書において言及した全ての特許および刊行物は、各々の独立した特許および刊行物が参照により本明細書に組み込まれることが具体的に個々に示されたのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれている。

Claims (19)

  1. a)被験体における腫瘍負荷を低減させる、b)被験体における腫瘍を処置および/または予防する、あるいはc)腫瘍の再発を有する被験体を処置することにおける使用のための、免疫応答性細胞を含む組成物またはそれを含む医薬組成物であって、前記免疫応答性細胞が、
    細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジ/スペーサー領域、膜貫通ドメイン、および改変CD3ζポリペプチドを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含み、
    前記改変CD3ζポリペプチドが、1つまたは複数の機能喪失型変異を含むITAM2バリアントおよび1つまたは複数の機能喪失型変異を含むITAM3バリアントを含み、
    (a)前記ヒンジ/スペーサー領域がCD28ポリペプチドを含み前記膜貫通ドメインがCD28ポリペプチドを含む;
    (b)前記ヒンジ/スペーサー領域がCD166ポリペプチドを含み前記膜貫通ドメインがCD166ポリペプチドを含む;
    (c)前記ヒンジ/スペーサー領域がCD8αポリペプチドを含み前記膜貫通ドメインがCD8αポリペプチドを含む;または
    (d)前記ヒンジ/スペーサー領域がCD28ポリペプチドを含み、前記膜貫通ドメインがICOSポリペプチドを含む、組成物。
  2. 前記ITAM2バリアントおよび前記ITAM3バリアントがともに、2つの機能喪失型変異を含む、請求項1に記載の使用のための組成物。
  3. 前記機能喪失型変異がともに、チロシンアミノ酸残基におけるものである、請求項2に記載の使用のための組成物。
  4. 前記ITAM2バリアントが配列番号29に記載のアミノ酸配列からなる、請求項1から3のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  5. 前記ITAM3バリアントが配列番号33に記載のアミノ酸配列からなる、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  6. 前記改変CD3ζポリペプチドが配列番号43のアミノ酸374~485を含むまたはからなる、請求項1から5のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  7. 前記膜貫通ドメインがCD166ポリペプチドを含み、前記CARがさらに、CD166ポリペプチドを含むヒンジ/スペーサー領域を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  8. a)前記膜貫通ドメインが配列番号92に記載のアミノ酸配列を含む;または
    b)前記CARが配列番号3のアミノ酸489~553を含む、
    請求項に記載の使用のための組成物。
  9. 前記細胞内シグナル伝達ドメインがさらに、共刺激シグナル伝達ドメインを含む、請求項1からのいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  10. 前記共刺激シグナル伝達ドメインがCD28ポリペプチドを含む、請求項に記載の使用のための組成物。
  11. 前記細胞外抗原結合ドメインが抗原に結合する、請求項1から1のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  12. 前記抗原が、CD19、MUC16、MUC1、CAIX、CEA、CD8、CD7、CD10、CD20、CD22、CD30、CLL1、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD49f、CD56、CD74、CD133、CD138、EGP-2、EGP-40、EpCAM、erb-B2、erb-B、erb-B4、FBP、胎児アセチルコリン受容体、葉酸受容体-a、GD2、GD3、HER-2、hTERT、IL-13R-a2、K-軽鎖、KDR、LeY、L1細胞接着分子、MAGE-A1、メソテリン、ERBB2、MAGEA3、p53、MART1、GP100、プロテイナーゼ3(PR1)、チロシナーゼ、サバイビン、hTERT、EphA2、NKG2Dリガンド、NY-ESO-1、がん胎児抗原(h5T4)、PSCA、PSMA、ROR1、TAG-72、VEGF-R2、WT-1、BCMA、CD123、CD44V6、NKCS1、EGF1R、EGFR-VIII、CD99、CD70、ADGRE2、CCR1、LILRB2、PRAME、CCR4、CD5、CD3、TRBC1、TRBC2、TIM-3、インテグリンB7、ICAM-1、CD70、Tim3、CLEC12AおよびERBBから選択される腫瘍抗原である、請求項1に記載の使用のための組成物。
  13. a)前記細胞が、T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、骨髄性細胞、およびリンパ系細胞に分化し得る多能性幹細胞、からなる群より選択される;
    b)前記細胞が、T細胞である;
    c)前記細胞が、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、調節性T細胞、およびナチュラルキラーT(NKT)細胞から選択されるT細胞である;
    d)前記細胞が、ヒト多能性幹細胞である;または
    e)前記細胞が、ヒト胚性幹細胞である、
    請求項1から1のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  14. 第2の抗原に結合する第2の細胞外抗原結合ドメイン、第2の膜貫通ドメイン、および第2の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第2のCARをさらに含む、請求項1から1のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  15. 第3の抗原に結合する第3の細胞外抗原結合ドメイン、第3の膜貫通ドメイン、および第3の細胞内シグナル伝達ドメインを含む第3のCARをさらに含む、請求項1に記載の使用のための組成物。
  16. a)前記第2の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含む;および/または
    b)前記第3の細胞内シグナル伝達ドメインがITAM2バリアントおよびITAM3バリアントを含む、
    請求項1または1に記載の使用のための組成物。
  17. 前記被験体が、残留腫瘍細胞をもたらす処置を受けたか、または、前記被験体が、4-1BB共刺激シグナルを含む抗原認識受容体を含む免疫応答性細胞を受けた、請求項1から16のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  18. 前記腫瘍が、血液がん、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、非ホジキンリンパ腫、および卵巣がんから選択される、請求項1から17のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
  19. a)前記CARがCD19に結合し、前記腫瘍が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫である;
    b)前記CARがCD19に結合し、前記腫瘍がCD19ALLである;
    c)前記CARがCD19に結合し、前記腫瘍が、腫瘍細胞の表面上に低密度の腫瘍特異的抗原を有する腫瘍細胞を含む;または
    d)前記CARがBCMA、ADGRE2、MSLN、PSMAまたはその組合せに結合し、前記腫瘍が、B細胞白血病、多発性骨髄腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病、または非ホジキンリンパ腫である、
    請求項18に記載の使用のための組成物。
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