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JP2008530032A - 腫瘍治療のためのフラビウイルスレプリコン構築物 - Google Patents

腫瘍治療のためのフラビウイルスレプリコン構築物 Download PDF

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Abstract

腫瘍治療を促進するための顆粒球マクロファージコロニー刺激因子の送達および発現用の、フラビウイルスレプリコンを基にした発現構築物が提供される。特に、該レプリコン構築物は、本発明により送達された組換え顆粒球マクロファージコロニー刺激因子と共働する細胞内IFNのレベルを増強する、非構造タンパク質NS2Aに1以上の突然変異を有するクンジンウイルスレプリコンをコードする。該構築物は、腫瘍またはがんを治療的および/または予防的に処置するために、動物に腫瘍内投与されても腫瘍周辺投与されてもよく、DNA、RNAとして、またはVLP内にパッケージされて投与されてもよい。腫瘍またはがんは例えば、黒色腫、肺癌、子宮頸癌、肺上皮性悪性腫瘍、前立腺がん、乳がん、腎臓癌、結腸がん、上皮性がんおよび中皮腫である。

Description

本発明は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GMCSF)の送達および発現のための、フラビウイルスレプリコンを基にした発現構築物に関する。特に、本発明は、腫瘍治療のためのGMCSFの送達および発現のための、クンジン(Kunjin)ウイルスのレプリコンを基にした発現構築物に関する。
GMCSFは、がんの治療に有用な可能性のあるサイトカインである。例えば、トランスフェクションにより組換えGMCSFを発現するようになったB16メラノーマ細胞を、放射線照射してナイーブなマウスに注射すると、全細胞の生ワクチンとして使用することが可能であった。そのようなワクチン接種を受けたマウスは、その後B16による攻撃から保護された。これら初期のネズミでの予防的な実験は、同じ原理を使用したヒトのがん治療の治験に結びついた。
GMCSFを分泌するように組換え改変され、放射線照射されたメラノーマ細胞を用いたワクチン接種は、動員された樹状細胞およびマクロファージによる腫瘍抗原提示を向上させることにより、宿主の免疫反応を増強する。その結果、がんを攻撃するがん特異的CD8 T細胞が誘導される(非特許文献1)。そのような全細胞ワクチン接種の手法は、トランスフェクションされた生きた腫瘍細胞株をワクチン剤として作製して患者に接種する必要があるため複雑である(非特許文献2)。GMCSFの特性を利用するワクチン療法についてかなりの数が調査されている(非特許文献3)。
これらのアプローチのうち、最も実用性の高い可能性のある分野は、がん細胞に感染するかまたは細胞を取り囲むかのうち少なくともいずれかが可能で、該細胞に組換えGMCSFを産生させることが可能なウイルスベクターを、腫瘍内および腫瘍周辺のうち少なくともいずれか一方に直接注射することであった。そのようなアプローチは、生体外(ex
vivo)での細胞の作製を必要とせず、多くの異なるがんの腫瘍治療においてある程度の見込みを示すものであった(非特許文献4〜7)。
見込みはあるものの、現行のシステムは確実に腫瘍を治療することが可能であるようには見えない。従って、本分野では多くの人が他の抗がん療法を用いた相乗作用を利用することにより腫瘍治療を改善しようと努力している。しかしながらこれらのアプローチは、予測の科学が未だ出現していないように、一般には「試行錯誤」方式で試みられてきた。
ドラノフ(Dranoff)、2003年、Oncogene 第22巻、p.3188−92 エレム(Ellem)ら、1997年、Cancer Immunol Immunother.第44巻、p.10−20 チャン(Chang)ら、2004年、Hematology 第9巻、p.207−15 トリオッツィ(Triozzi)ら、Int J Cancer. 2004年、p.28 ヤン(Yang)ら、2003年、Cancer Res. 第63巻、p.6956−61 パーキンソン(Parkinson)ら、2003年、Prostate 第56巻、p.65−73 パン(Pan)ら、2004年、Cancer Immunol Immunother. 第53巻、p.17−25
したがって本発明は、GMCSFの送達を利用する腫瘍治療システムを改善することを目的とする。
本発明者らは、最近、フラビウイルスレプリコンの発現構築物、例えば限定するものではないがクンジンウイルスレプリコンの発現構築物、を使用したGMCSFの送達は、GMCSFを介した腫瘍治療において特に効果的であることを発見した。とりわけ、クンジンウイルスレプリコンを含む構築物であって、レプリコンにコードされた非構造タンパク質、例えば限定するものではないがNS2Aに突然変異を有する構築物は特に効果的である。これは恐らく、組換えGMCSFとの相乗作用で腫瘍治療を増強する、IFNα/βの分泌およびその他の炎症性サイトカインのレベルを増強する能力によるものである。
したがって、本発明は、概して、フラビウイルスレプリコンを含む構築物、例えば限定するものではないがクンジンウイルスレプリコン構築物を使用する、腫瘍またはがんの予防的または治療的処置を目的としたGMCSFの送達に関する。
第1の態様では、本発明は、
(i)感染性ウイルスを産生することができないフラビウイルスレプリコンと;
(ii)顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GMCSF)と
をコードするヌクレオチド配列を含んでなるフラビウイルスレプリコン構築物を提供する。
該フラビウイルスレプリコン構築物の形態は、RNAでもDNAでもよい。
好ましい実施形態では、ヌクレオチド配列は、前記レプリコンの非構造タンパク質に1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換を有するフラビウイルスレプリコンをコードする。
好ましくは、前記非構造タンパク質は、NS2A、NS2B、NS3、NS4AおよびNS4Bから成る群から選択される。
好ましくは、フラビウイルスの非構造タンパク質中の前記1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換は、
(I)30位のアラニンのプロリンへの変異を有する非構造タンパク質NS2A;および
(II)101位のアスパラギンのアスパラギン酸またはグルタミン酸への変異を有する非構造タンパク質NS2A
から成る群から選択される。
本発明はさらに、前記レプリコンのそれぞれの非構造タンパク質のうち1つ以上における、1つ以上のその他のアミノ酸突然変異、欠失または置換であって、動物細胞中において、野生型フラビウイルスのレプリコンにコードされた非構造タンパク質と比較してIFNα/βまたはその他の炎症誘発性サイトカインまたはケモカインの誘導を増強するものについても意図している。
好ましい実施形態では、フラビウイルスレプリコン構築物はクンジンウイルスのレプリコンをコードする。
第2の態様では、本発明は、1つ以上の調節配列に作動可能なように連結された第1の態様のフラビウイルスレプリコン構築物を含む発現構築物を提供する。
発現構築物がDNAである場合、1つ以上の調節配列はプロモータを含むことが好ましい。
発現構築物が、フラビウイルスレプリコンをコードするRNAをインビトロで転写するためのDNA構築物である実施形態では、プロモータはSP6プロモータまたはT7プロモータでよいが、これらに限定されるものではない。
発現構築物が動物細胞での発現用のDNA構築物である実施形態では、プロモータは、フラビウイルスレプリコンをコードするRNAの前記動物細胞による発現を促進するために、前記動物細胞において適切に作動可能なものである。
第3の態様では、本発明は、
(i)第2の態様によるDNAまたはRNAの発現構築物;および
(ii)パッケージング構築物であって、パッケージング細胞によって前記発現ベクターまたは構築物がフラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)中にパッケージングされるのを促進する1つ以上のタンパク質を発現可能な構築物
を含む発現系を提供する。
好ましくは、(i)の発現構築物はRNAである。
パッケージング細胞によるVLPの産生には、フラビウイルスレプリコンをコードするRNAがインビトロ転写されたものが用いられることが好ましいが、代替の実施形態では、VLP産生用のパッケージング細胞をトランスフェクションするためのDNA発現構築物が企図される。この代替実施形態によれば、プロモータは、フラビウイルスレプリコンをコードするRNAのパッケージング細胞による発現を促進するために、パッケージング細胞中で適切に作動可能である。
この態様の好ましい形態では、(ii)のパッケージングシステムは、テトラサイクリン制御性プロモータなどの、制御可能なプロモータを含む。
特定の好ましい形態では、パッケージング構築物は、Cタンパク質、prMタンパク質およびEタンパク質を含むフラビウイルス構造タンパク質翻訳産物をコードするヌクレオチド配列に作動可能なように連結された、制御可能なプロモータを含む。
第4の態様では、本発明は、RNAの形態の第1の態様のレプリコン構築物を含むフラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)を提供する。
第5の態様では、本発明は、第3の態様の発現系を含むパッケージング細胞を提供する。
第6の態様では、本発明は、第1の態様のRNAレプリコン構築物、第2の態様のDNA発現構築物、または第4の態様のフラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)を、医薬として許容可能な担体、希釈剤もしくは賦形剤と合わせて含んでなる医薬組成物を提供する。
第7の態様では、本発明は、動物の腫瘍またはがんを予防的または治療的に処置する方法を提供し、該方法は、第1の態様のRNAレプリコン構築物、第2の態様のDNA発現構築物、または第4の態様のフラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)を動物に投与することにより、前記動物の腫瘍またはがんを縮小、停止、除去、その他処置する工程を含む。
好ましくは、前記方法は、医薬組成物を腫瘍内または腫瘍周辺に投与する工程を含む。
当然のことであるが、本発明の方法が少なくとも1つの他の腫瘍治療法またはがん治療
法との併用療法として使用されてもよい。前記他の治療法は例えば腫瘍またはがんの免疫療法またはがんのワクチンであるが、これらに限定はされない。
第8の態様では、本発明は、第7の態様によって処置された動物から得られる単離細胞を提供する。
好ましくは、単離細胞は、抗原提示細胞、リンパ細胞、骨髄細胞、あるいは動物の免疫系の構成要素であるその他の細胞のような、免疫細胞である。
ある特定の実施形態では、単離細胞は樹状細胞のような抗原提示細胞である。
別の特定の実施形態では、単離細胞は腫瘍特異的Tリンパ球のようなリンパ細胞である。
当然のことであるが、そのような細胞は腫瘍の養子免疫療法において特に有効な可能性がある。
前述の態様によれば、動物には、ヒト、家畜、コンパニオン・アニマル、家禽、および商業上重要なその他の動物が含まれる。
好ましくは、動物は哺乳動物である。
より好ましくは、動物はヒトである。
本発明によって処置されうる腫瘍またはがんの非限定的な例としては、黒色腫、肺癌、子宮頸癌、肺上皮性悪性腫瘍、前立腺がん、乳がん、腎臓癌、結腸がん、上皮性がんおよび中皮腫が挙げられるが、これらに限定はされない。
本明細書全体を通じて、別途記載のないかぎり、「含む、含んでなる(comprise,comprises,comprising)」は、排他的ではなく包括的に使用され、その結果、指定された整数値または整数値群は1つ以上の他の指定されていない整数値または整数値群を含みうる。
本発明は、少なくとも部分的には、本発明者らが、自然免疫系と獲得免疫系との間を繋ぐものとしてのIFNα/βの役割、ならびに細胞内IFNα/βまたは分泌IFNα/βのうち少なくともいずれか一方が組換えGM−CSFとの相乗作用により樹状細胞の動員および活性化の両方を引き起こす能力を認識したことから始まっている。
より具体的には、GMCSFをコードし、かつNS2Aに突然変異を有するクンジンウイルスレプリコンを含む構築物を含んでなるクンジンウイルスVLPは、該クンジンウイルスVLPを8−10日間腫瘍内注入されたマウスにおいて腫瘍の増殖を阻止した。対照の腫瘍はこの時間枠で急速に増殖し、動物を安楽死させる必要があった。
いかなる特定の理論によっても拘束されることを望むものではないが、本発明者らは、このクンジンウイルスレプリコンを含むベクターによって誘導されたIFNα/βが、組換えGMCSFとの相乗作用により樹状細胞の動員および活性化の両方を引き起こし、その結果腫瘍の増殖阻止を促進すると考えている。
さらに別の要因は、他のサイトカインまたはケモカインの分泌、ならびに、よく言及されるようにクンジンウイルスレプリコンが永続的に非細胞変性性であること、加えてクンジンウイルスレプリコンがトランスフェクション細胞の複製後に生じるいずれの娘細胞へも遺伝物質を伝える能力でもありうる。後者の特徴は、GMCSFの持続的放出を促進しうる。
特に、NS2Aのような非構造タンパク質に突然変異を有するクンジンウイルスレプリコンは、本発明によって送達された組換えGMCSFと共働する高レベルの細胞内IFNα/βを誘導するようである。
フラビウイルスレプリコン構築物
本発明の1態様は、
(i)感染性ウイルスを産生することが可能でないフラビウイルスレプリコンと;
(ii)顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GMCSF)と
をコードするヌクレオチド配列を含むフラビウイルスレプリコン構築物を提供する。
別の態様では、本発明は、作動可能なようにプロモータおよび1つ以上の他の調節配列に連結された前述のレプリコン構築物を含む発現構築物を提供する。
したがって、本発明は、腫瘍治療の目的などで、GMCSFタンパク質の発現を促進するために使用可能な核酸構築物を提供する。
本明細書中で使用されるように、用語「核酸」は、一本鎖または二本鎖のmRNA、RNA、cRNA、およびDNA(cDNAおよびゲノムDNAを含む)を示す。
「タンパク質」は、アミノ酸重合体を意味する。アミノ酸には、当業者には良く知られているように、天然(つまり、遺伝的にコードされた)、非天然、D型およびL型のアミノ酸が含まれる。
「ペプチド」は50個未満のアミノ酸を有するタンパク質である。
「ポリペプチド」は50個以上のアミノ酸を有するタンパク質である。
GMCSFをコードするヌクレオチド配列は、動物、特にヒトにおいて腫瘍治療を支援、補強、増強、そうでなければ促進する任意の形態のGMCSFをコードしうる。
したがって当然ながら、ヒトでの腫瘍治療については、前記ヌクレオチド配列はヒトGM−CSFタンパク質をコードすることが好ましい。
本発明はまた、生物学的に活性なGMCSFタンパク質の断片またはGM−CSFタンパク質のバリアントのうち少なくともいずれか一方をコードするヌクレオチド配列も企図する。
適切には、生物学的に活性なGMCSFタンパク質の断片またはバリアントは、完全長または野生型GM−CSFの生物学的活性の少なくとも25%、好ましくは少なくとも50%、より好ましくは少なくとも75%、さらに一層好ましくは少なくとも80%、90%、95%または100%の活性を有する。
適切には、GM−CSFのバリアントは、野生型GM−CSFと少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらに一層好ましくは少なくとも90%、95%または98%の配列同一性を有する。
配列同一性は、当技術分野で周知のBLASTPおよびCLUSTALWのようなプログラムによって便利に測定可能である。
本明細書で用いられるように、「フラビウイルス」および「フラビウイルスの」は、フラビウイルス科のフラビウイルス属のメンバーを指す。フラビウイルス属には65以上の関連ウイルス種が含まれる。一般に、フラビウイルスは、単一の糖タンパク質Eを含むペプロマーを備えた小さなエンベロープ型RNAウイルス(直径約45nm)である。他の構造タンパク質はC(コア)およびM(メンブレン状)と呼ばれる。一本鎖RNAは感染性であり、典型的には分子量約4×10、5’末端にm7G「キャップ」を有し、3’末端にはポリ(A)領域を持たず;唯一のメッセンジャーとして機能する。フラビウイル
スは広範囲の脊椎動物に感染する。また、多くはダニや蚊のような節足動物によって運ばれるが、フラビウイルスの個別のグループは未知のベクター(NKV)を有することが示されている。
特に、フラビウイルスの非限定的な例は、NY99株を含む西ナイルウイルス、クンジンウイルス、黄熱ウイルス、日本脳炎ウイルス、デング熱ウイルス、モンタナ筋炎白質脳炎ウイルス、ウスツ(Usutu)ウイルス、セントルイス脳炎ウイルスおよびフルマ(Alkhurma)ウイルスである。
西ナイルウイルスのサブグループには、多少の論争はあるがサブタイプとしてクンジンウイルスが含まれる。しかしながら、本明細書では、クンジンウイルスおよび西ナイルウイルスは別個のフラビウイルスであるとみなされている。
本発明は主として、クンジンウイルスレプリコンを含む発現構築物を使用して例証されるが、本明細書に記述される発明の原理が他のフラビウイルスレプリコンを含む構築物に拡張可能であることが意図されている。
さらに、ある特定のフラビウイルスに由来するフラビウイルスレプリコン構築物が、別の特定のフラビウイルスのVLP中にパッケージされうることも意図されている。この点については、西ナイルウイルスレプリコン構築物を含有するクンジンウイルスVLPを実証するデータを、本明細書中に後述する。
本発明によって意図されるクンジンウイルスレプリコンには、本明細書において以下に記述されるような、また例えば国際公開公報第99/28487号パンフレット、国際公開公報第03/046189号パンフレットおよびファルナフスキー(Varnavski)ら、2000年、J.Virol.第74巻、p.4394−4403に記述されるようなクンジンウイルスRNAから誘導可能な任意の自己複製要素が挙げられる。
本明細書において一般的に使用されるように、フラビウイルスレプリコンはフラビウイルスから誘導されるか、あるいはそうでなければフラビウイルスを起原とする。したがって、本明細書においては、「フラビウイルスレプリコンをコードするヌクレオチド配列」とは、フラビウイルスレプリコンまたは少なくともその一部分からの、複製するには十分であるが感染性ウイルスを産生することはできない配列情報を含むDNAもしくはRNA配列である。
例えば、当業者には理解されるように、本明細書で言及される本発明のDNA系構築物は、レプリコンRNAのDNA複製物であって、前記レプリコンRNAに相補的であるかまたは同RNAに由来するものを含む。
適切には、フラビウイルスレプリコンは、複製能力は有するが「感染性ウイルスを産生することができない」。このことは、該フラビウイルスレプリコンが、ウイルスのパッケージングに必要な1つ以上の構造タンパク質についてその全体または一部を発現することができないことを意味している。ウイルスのパッケージングを不能にするためにクンジンフラビウイルスレプリコンを改変する詳細については、国際公開公報第99/28487号パンフレットに記載されている。
好ましい実施形態では、フラビウイルスレプリコンはさらに
(i)5’および3’非翻訳(UTR)配列ならびにCタンパク質の最初の20アミノ酸(C20)およびEタンパク質の最後の22アミノ酸(E22)をそれぞれコードする配列;ならびに
(ii)非構造タンパク質NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4BおよびNS5をコードするヌクレオチド配列
を含む。
さらに好ましい実施形態では、該レプリコンによってコードされる前記非構造タンパク質のうち1つ以上は、野生型のフラビウイルスレプリコンと比較して動物細胞中でのIFNα/βの誘導を増強するアミノ酸配列突然変異、欠失または置換を含む。
好ましくは、前記非構造タンパク質は、NS2A、NS2B、NS3、NS4AおよびNS4Bから成る群から選択される。
ある特定の実施形態では、クンジンウイルスのNS2Aタンパク質の30位のアラニンがプロリンで置換される。
別の特定の実施形態では、クンジンウイルスのNS2Aタンパク質の101位のアスパラギンがアスパラギン酸またはグルタミン酸で置換される。
当然のことであるが、上記の突然変異または置換の各々は、個々にあるいは組み合わせて本発明のフラビウイルスレプリコン中に存在しうる。
本発明はさらに、前記レプリコンの非構造タンパク質中の、野生型のフラビウイルスレプリコンと比較して動物細胞中でのIFNα/βの誘導を増強する1つ以上の他のアミノ酸突然変異、欠失または置換をも意図している。
本発明によれば、「発現構築物」は、1つ以上の調節配列に作動可能なように連結された第1の態様のフラビウイルスレプリコンを含む。
本発明の1つの実施形態によれば、発現構築物は、哺乳動物細胞において、組換えGMCSFタンパク質または生物学的に活性なその断片の発現を促進するRNA構築物である。
本発明の別の実施形態によれば、発現構築物はDNA構築物であって、哺乳動物細胞において該DNA構築物からのフラビウイルスレプリコンRNAの転写を促進することによって、該哺乳動物細胞における組換えGMCSFタンパク質または生物学的に活性なその断片の発現を促進するDNA構築物である。
さらに別の実施形態において、発現構築物はDNA構築物であって、インビトロで該DNA構築物からのフラビウイルスレプリコン構築物RNAの転写を促進するDNA構築物である。
さらになお別の実施形態では、発現構築物はDNA構築物であって、パッケージング細胞において該DNA構築物からのフラビウイルスレプリコン構築物RNAの転写を促進することにより、該パッケージング細胞によるVLPの産生を促進するDNA構築物である。
本発明によれば、発現構築物はさらに1つ以上の他の調節ヌクレオチド配列を含む。そのような調節配列としては、プロモータ、リボソーム内部進入部位(IRES)、1以上の異種の核酸を挿入するための制限酵素切断部位、口蹄疫ウイルス2Aオートプロテアーゼ部位、転写の終結および3’末端の正確な切断をそれぞれ確実にするポリアデニル化配列およびデルタ肝炎ウイルスリボザイム(HDVr)の抗ゲノム配列のような他の配列が挙げられるが、これらに限定はされない。
本発明のDNA発現構築物は、フラビウイルスレプリコン構築物に作動可能なように連
結されたプロモータを適切に含む。
「作動可能なように連結された」または「作動可能なように接続された」とは、前記プロモータが、前記フラビウイルスレプリコンをコードするRNA、ならびにRNAプロセシングおよびタンパク質発現を促進する任意の他の存在する調節配列の、インビトロまたは細胞内での転写を、開始させ、調節し、あるいは、制御するように配置されていることを意味する。
好ましくは、プロモータはフラビウイルスレプリコンの5’側に配置される。
DNA発現構築物からインビトロでRNAを転写するための好ましいプロモータは、SP6プロモータである。
動物細胞(例えば、パッケージング細胞株あるいは動物への治療的投与後の細胞などの哺乳動物細胞)において、DNA発現構築物からRNAを細胞内転写するための好ましいプロモータは、サイトメガロウィルス(CMV)プロモータである。しかしながら、当然のことであるが哺乳動物細胞において活性を有する他の周知のプロモータ、例えば、限定するものではないが、SV40プロモータ、ヒト伸長因子αプロモータおよびαクリスタリンプロモータなども意図されている。
ウイルスのパッケージングおよびVLP産生
本発明の上記第3の態様によれば、フラビウイルスの発現系であって、
(i)パッケージング細胞において作動可能なプロモータを含む、第2の態様によるDNAまたはRNAの発現構築物と;
(ii)フラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)中への前記発現ベクターまたは構築物のパッケージングを促進する1つ以上のタンパク質を発現可能なパッケージング構築物と
を含む発現系が提供される。
当然のことであるが、ある広い実施形態では、フラビウイルスのパッケージングは
(a)宿主細胞(本明細書において前述したような宿主細胞)を、GMCSFをコードするフラビウイルス発現構築物およびウイルスのパッケージングに必要な構造タンパク質を提供するパッケージング構築物を用いて、一過性トランスフェクションする工程;
(b)宿主細胞を、GMCSFをコードするフラビウイルス発現構築物を用いて一過性トランスフェクションする工程であって、該宿主細胞が、ウイルスのパッケージングに必要な構造タンパク質を提供するパッケージング構築物により安定的にトランスフェクション済みであることを特徴とする工程
によって達成可能である。
(a)に関しては、発現構築物およびパッケージング構築物は同時トランスフェクションされてもよいし、あるいは最適なVLP産生を可能にする時間枠内で別々にトランスフェクションされてもよい。
上記に関して、「トランスフェクションされた」とは、宿主細胞内への外来遺伝物質の一時的(一過性)または安定的な導入を包含する一般的な用語として便宜的に使用されている。
パッケージング細胞のトランスフェクションは、当技術分野において周知の方法、例えばリン酸カルシウム沈殿、エレクトロポレーション、lipofectamine(商標)、lipofectin(登録商標)およびその他の脂肪親和性物質、リン酸カルシウム沈殿、DEAEデキストラン、微粒子銃およびマイクロインジェクションによって達成可能である。
好ましくは、特定するものではないが、(i)のフラビウイルス発現構築物は、本発明のDNA発現構築物からインビトロで転写され、パッケージング細胞中にトランスフェクションされたRNAである。
パッケージング細胞によるVLP産生には、インビトロで転写されたフラビウイルスレプリコンをコードするRNAを利用することが好ましいが、代替実施形態では、VLP産生用のパッケージング細胞をトランスフェクションするためのDNA発現構築物が意図されている。この代替実施形態によれば、プロモータは、パッケージング細胞によるフラビウイルスレプリコンをコードするRNAの発現を促進するために、パッケージング細胞中で適切に作動可能である。
特に好ましい形態では、本発明は、GMCSFをコードするフラビウイルス発現構築物RNAを用いて、パッケージング細胞を一過性トランスフェクションすることを意図しており、この場合パッケージング細胞は、ウイルスのパッケージングに必要な構造タンパク質を提供するパッケージング構築物で安定的にトランスフェクション済みである。
好ましくは、パッケージング構築物のプロモータは、テトラサイクリン制御性プロモータのような制御性プロモータである。
特に好ましい形態では、パッケージング構築物は、フラビウイルス構造タンパク質翻訳産物をコードするヌクレオチド配列に作動可能なように連結された制御性プロモータを含み、前記翻訳産物はCタンパク質、prMタンパク質およびEタンパク質を含む。
安定的に形質転換されたパッケージング細胞を作製するために、パッケージング構築物はさらに選択可能な標識遺伝子を含む。選択可能な標識遺伝子は当技術分野において周知であり、ネオマイシントランスフェラーゼおよびピューロマイシンN‐アセチルトランスフェラーゼが挙げられるが、これらに限定はされない。
構造タンパク質を制御可能に発現するためのパッケージング構築物に関しては、国際公開公報第2004/108936号パンフレットが参照される。同文献は、安定的にトランスフェクションされたパッケージング細胞によるクンジンウイルス構造タンパク質の産生および制御可能な発現の使用に関する詳細な開示を提供し、その全体は参照によって本願に組込まれる。
当然のことであるが、別例として、他のベクターがVLPの産生においてフラビウイルス構造タンパク質の発現に使用されてもよい。例えば、前記パッケージング構築物が、アルファウイルス例えばセムリキ森林熱ウイルス(SFV)またはシンドビスウイルス(SIN)、あるいはDNAウイルス例えばアデノウイルス、鶏痘ウイルスまたは牛痘ウイルスに由来する場合も考えられる。
SFV由来のパッケージング構築物の例は、国際公開公報第99/28487号パンフレットおよび国際公開公報第03/046189号パンフレットに提供されている。
適切なパッケージング細胞は、タンパク質発現およびVLP産生に必要な、転写、翻訳および任意の転写後および/または翻訳後のプロセシングもしくは修飾を実施する能力のある任意の真核細胞株でよい。核酸のトランスフェクションおよびタンパク質発現に一般的に使用される哺乳動物細胞の例は、COS細胞、Vero細胞、CV−1細胞、BHK21細胞、HEK293細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞およびNIH3T3細胞、Jurkat細胞、WEHI231細胞、HeLa細胞、MRC−5細胞およびB16メラノーマ細胞であるが、これらに限定はされない。
パッケージング細胞はBHK21細胞であることが好ましい。
医薬組成物ならびに腫瘍またはがん治療の方法
本発明の特定の態様は、腫瘍の治療的および/または予防的処置における、GMCSFをコードするフラビウイルスレプリコン構築物の使用に関する。
本発明による、GMCSFをコードするレプリコン構築物の送達用の医薬組成物は、
(i)RNAを含有するVLP;
(ii)本発明のDNA発現構築物からインビトロで転写された「裸の」RNA;あるいは
(iii)インビボでRNAを転写させることが可能な本発明のプラスミドDNA発現構築物
を含みうる。
好ましくは、しかし限定するものではないが、本発明の医薬組成物はRNAを含有するVLPを含む。
該医薬組成物は、医薬として許容可能な担体、希釈剤または賦形剤をさらに含みうる。
「医薬として許容可能な担体、希釈剤または賦形剤」とは、全身投与において安全に使用可能な固体または液体の増量剤、希釈剤またはカプセル化物質を意味する。特定の投与経路に応じて、当技術分野において周知の様々な担体を使用可能である。これらの担体は、砂糖、デンプン、セルロースおよびその誘導体、麦芽、ゼラチン、タルク、硫酸カルシウム、植物油、合成油、多価アルコール、アルギン酸、リン酸緩衝溶液、乳化剤、等張生理食塩水、および塩類、例えば塩酸塩、臭化物および硫酸塩などの鉱酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、およびマロン酸塩などの有機酸、ならびに発熱性物質を含まない水、からなる群から選択可能である。
医薬として許容可能な担体、希釈剤および賦形剤について記述する有用な参照文献は、レミングトンの薬剤学(Remington's Pharmaceutical Sciences )(米国ニュージャージー州所在のマック出版社(Mack Publishing Co. )、1991年)であり、同文献は参照によって本願に援用される。
本発明の組成物を患者に提供するために、任意の安全な投与経路を使用することができる。例えば、口腔内、直腸内、非経口、舌下、頬内、静脈内、関節内、筋肉内、皮内、皮下、吸入、眼内、腹腔内、脳室内、経皮などが使用されうる。筋肉内注射および皮下注射は、例えば、免疫療法用組成物、タンパク質ワクチン剤および核酸ワクチン剤の投与に適切である。
剤形としては、錠剤、分散剤、懸濁剤、注射剤、溶液、シロップ剤、トローチ、カプセル剤、坐剤、エアゾール剤、経皮パッチ剤などが挙げられる。これらの剤形はまた、制御放出用に特別設計された制御放出デバイス、あるいはこの様式でも作用するように修正された他の形態の移植物を、注入するかまたは埋め込むことも含みうる。治療薬の制御放出は、同治療薬を、例えば、アクリル樹脂、ろう、高級脂肪族アルコール、ポリ乳酸およびポリグリコール酸、およびヒドロキシプロピルメチルセルロースのようなある種のセルロース誘導体などの、疎水性ポリマーで被覆することにより達成されうる。さらに、制御放出は、他のポリマーマトリクス、リポソームおよび/またはミクロスフェアの使用により達成される場合がある。
経口投与または非経口投与に適した本発明の医薬組成物は、各々が1以上の本発明の治療薬を所定量含んでいるカプセル剤、サッシェ剤または錠剤のような個別の単位として、散剤または顆粒剤として、あるいは、水性液、非水性液、水中油型乳濁液または油中水型
乳濁液中の溶液または懸濁剤として提供されうる。そのような組成物は薬剤学の方法のうち任意の方法で調製可能であるが、いずれの方法も、1つ以上の上記治療薬を、1以上の必須成分を構成する担体と合わせる工程を含んでいる。一般に、組成物は、本発明の薬剤を、液体担体または微粉固体担体または両方とともに均一かつ十分に混合し、次いで、必要な場合は該生成物を所望の体裁へと成形することにより、調製される。
上記組成物を、剤型に適した方法で、かつ薬学的に有効であるような量で投与すればよい。患者に投与される用量は、本発明においては、適正な時間にわたり患者において有益な応答が達成されるのに十分でなければならない。投与される薬剤の量は、処置を受ける対象の年齢、性別、体重および健康状態など、また医師の判断に依存する要因に応じて変わりうる。
本発明の「裸の」DNAまたはRNA発現構築物のインビボ送達に関する実施形態において、薬学的に許容可能な担体、希釈剤または賦形剤は、RNAまたはDNAの送達を特に促進する薬剤でもよい。
例として、脂肪親和性の薬剤、例えば限定するものではないがカチオン性リポソームは、核酸をインビボで送達するためにうまく使用されてきた。ごく最近のカチオン性リポソームは、この目的のための合成カチオン性カルジオリピンアナログ(CCLA)を基礎として開発されている。
好ましい形態では、本発明の医薬組成物は腫瘍内および/または腫瘍周辺に投与される。
本発明によって処置されうる腫瘍およびがんとしては、黒色腫、肺癌、子宮頸癌、肺上皮性悪性腫瘍、前立腺がん、乳がん、腎癌、結腸がん、上皮がんおよび中皮腫が挙げられるが、これらに限定はされない。
本発明の治療方法および組成物は、単独で施用されてもよいし、あるいは他の処置、例えば化学療法、放射線療法、がんワクチン剤のような免疫療法あるいはサイトカイン治療などと併用して補助療法として施用されてもよい。
これに関しては例を本明細書中後述するが、その例では、オバルブミンのエピトープであるSIINFEKL(配列番号1;アンラク(Anraku)ら、2002年、上述)を含むネズミのポリトープ(KUN VLP mpt)をコードするクンジンウイルスVLPがGMCSFをコードするクンジンウイルスVLPとの相乗作用を示した。
さらにウェイ(Wei)ら、2005年、Cell.Mol.Immunol.第2巻、p.351を参照すると、当業者向けのガイダンスとなりうるがん免疫治療の最新の総説が提供されている。
1つの特定の実施形態では、本発明は、自己由来の腫瘍細胞をインビトロでトランスフェクションして該腫瘍細胞が免疫学的活性を有するサイトカイン(典型的にはGMCSFであるがこれに限定されるものではない)を発現するようにすることと、このトランスフェクションされた細胞を抗腫瘍ワクチン(例として、エレム(Ellem)ら、1997年、上述の文献に記載のもの)として使用して本発明によるクンジンレプリコンGMCSF治療と併用することを企図している。
別の特定の実施形態では、本発明は、樹状細胞またはその骨髄前駆細胞の単離、腫瘍抗原による前記樹状細胞のトランスフェクション、およびトランスフェクションされた樹状細胞の前記動物への投与(例えばメサロム(Metharom)ら、2005年、Cel
l.Mol.Immunol.第2巻、p.281に記載)を、本発明のクンジンレプリコンGMCSF治療と併用することを企図している。
さらに別の実施形態では、本発明は、クンジンレプリコンGMCSF治療を、自己由来のインビトロ生成された腫瘍特異的かつ/またはがん特異的T細胞の養子免疫細胞移入のような他の免疫療法や抗がん抗体(例えばハーセプチン)と組み合わせることを企図している。
上述に照らして、当然ながら、前述の態様によれば、動物にはヒト、家畜、コンパニオン・アニマル、家禽、および商業上重要なその他の動物が含まれるが、これらに限定されるものではない。
好ましくは、動物は哺乳動物である。
より好ましくは、動物はヒトである。
また当然のことであるが、本発明は、本発明に従って処置された前述の動物から得られる単離細胞を提供する。
いかなる特定の理論にも拘泥するものではないが、本発明に従って処置された動物から単離された免疫細胞は、処置されていない動物から得られた細胞と比較して、免疫治療上の特性が改善されていると考えられる。
1つの特定の実施形態では、単離細胞は抗原提示細胞、例えば樹状細胞または樹状前駆細胞、例えばCD14+単球であり、例えばカーティ(Curti)ら、2004年、Leuk.Lymphoma 第45巻、p.1419−1428および/またはババツ(Babatz)ら、2003年、J Hematother Stem Cell Res.第12巻、p.515−23に記述されているようなものである。
さらにこの実施形態によって企図されるのは、本発明に従って処置された動物から樹状細胞またはその骨髄前駆細胞を単離すること、腫瘍抗原を用いて前記樹状細胞をトランスフェクションすること、およびトランスフェクションされた樹状細胞を前記動物に投与することによって、前記動物において腫瘍の縮小、停止、除去、その他の処置を行うことである。
別の特定の実施形態では、単離細胞は、CD8もしくはCD4のCTLおよび/またはヘルパーT細胞を含めた腫瘍特異的Tリンパ球であって、養子免疫療法に好適であり、例えばヤマグチ(Yamaguchi)ら、2003年、Hum Cell 第16巻、p.183−9に総説がある。
本発明が容易に理解され、実践的効果をあげうるように、当業者に対し以下の非限定的な実施例を示す。
ネズミ科のGMCSFを発現するKUNレプリコンの構築およびレプリコンVLPの産生
クンジンレプリコンSp6KUNrep4は、クンジンレプリコンpKUNrep4(ファルナフスキー(Varnavski)ら、2000年、J Virol 第74巻、p.4394−4403)のCMVプロモータをSP6プロモータに置き換えることにより作製された。その結果、SP6 RNAポリメラーゼによってRNAをインビトロで転写することが可能となった。Sp6KUNrep4は、ピューロマイシン選択マーカー、N末端に挿入された異種起源のタンパク質を切り離すための口蹄疫ウイルス(FMDV)
2Aオートプロテアーゼをコードし、かつ脳心筋炎ウイルス(EMCV)のリボソーム内部進入部位(IRES)を含んでいる。前記IRESは、RNA複製に必要なKUNの非構造遺伝子の翻訳を開始させる。IRESはさらに、異種遺伝子の停止コドンを保持して、真正のC末端を備えた異種起源タンパク質が確実に産生されるようにする。
細胞における持続的なRNA複製をさらに増強するために、続いて、細胞株の適応的突然変異がSp6KUNrep4へ導入された。NS2Aのアミノ酸30位での特定の突然変異(Ala30→Pro)は、ハムスター細胞株(BHK21)およびヒト細胞株(HEK293およびHEp−2)においておよそ15〜50倍効率良く持続的複製を確立した(リウ(Liu)ら、2004年、J Virol 第78巻、p.12225−35)。さらに、30位のアラニン(Ala30)のプロリンへの突然変異は、IFNβプロモータで駆動される転写の誘導におけるNS2Aの阻害活性を、野生型(wt)NS2Aタンパク質について観察される阻害活性と比較して低減させる。こうして得られた、NS2A(Ala30→Pro)突然変異を備えたKUNレプリコンを、Sp6KUNrep4PPと名付けた。
ネズミ科のGMCSFの配列は、プラスミドpEF−BOS/GMCSF(グレン・ドラノフ(Glenn Dranoff)、米国ボストン所在のデイナ=ファーバーがん研究所から入手)から、高品質(High-fidelity )Pfu DNAポリメラーゼ(プロメガ(Promega))を用いて、MluI制限酵素切断部位(下線部)が組み込まれた順方向プライマー(5’−GCGGACGCGTATGCCCACGAGAGAAAGGCTAAG−3’;配列番号2)および逆方向プライマー(5’−GCGACGCGTCATTTTTGGACTGGTTTTTTGC−S」;配列番号:3)を使用したPCRによって増幅された。GM−CSFのPCR生成物(開始コドンはないが真正の停止コドンを有する)を、クンジンレプリコンSp6KUNrep4PPのMluI制限酵素切断部位にクローニングすることによって、Sp6KUNrep4PP−GMCSFが作製された。
Sp6KUNrep4PP−GMCSFレプリコンRNAを含んでいるウイルス様粒子(VLP)は、本質的に以前に報告されているようにして(ハーベイ(Harvey)ら、2004年、J Virol 第78巻、p.531−538および国際特許出願第PCT/AU2004/000752号)、テトラサイクリンで誘導可能なパッケージング用のBHK細胞株(tetKUNCprME)中で産生された。
簡潔に述べると、Sp6KUNrep4PP−GMCSFレプリコンRNAは、直線化されたプラスミドDNAから、SP6 RNAポリメラーゼを用いてインビトロで転写され、エレクトロポレーションによってtetKUNCprMEパッケージング細胞へトランスフェクションされた。培地からドキシサイクリンが取り除かれると、KUN構造タンパク質C、prMおよびEの発現が可能となり、続いてレプリコンRNAがVLP中へパッケージされる。培養液は、10日目まで繰り返し回収され、Sp6KUNrep4PP−GMCSF VLPの力価を決定するためにVERO細胞でアッセイされた。
KUN GMCSF VLP腫瘍免疫療法 1
序論
KUN VLP GMCSF遺伝子療法の可能性を評価するために、B16腫瘍が同系のC57BL/6マウスにおいて確立され、腫瘍内/腫瘍周辺(i.t./p.t.)注射によって処置された。対照としては、VLPを調製し保存した培地、およびPP突然変異を含まないかまたはいかなる異種遺伝子もコードしていない空のVLPを含めた。
方法
C57BL/6マウスの毛刈りした背部に、10個のB16黒色腫細胞が与えられた(s.c.)。このB16細胞はT25フラスコ中で対数増殖期にあったものであり、トリプシン処理され、1回洗浄され、10%のFCSが補われたRPMI1640 100ulに含めて注射された。4日後に、動物は無作為に4群に割り当てられた。すなわち;(1)5%のFCSが補われたRPMI1640を含む培地40−50ulをi.t./p.t.注射された対照群;
(2)空のKUN VLP(Sp6KUNRep6LAEmpty)1.7×10 IU/腫瘍を40−50ulとしてi.t./p.t.注射された対照KUN VLP群;
(3)KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)1.7×10 IU/腫瘍を40−50ulとしてi.t./p.t.注射されたKUN VLP GMCSF群;
(4)未処置の対照群
である。
)数バッチのVLPの力価にわずかな差異があるため、用量が同一に維持されるように容量が調節された。
腫瘍は文献に記述されているようにして(アンラク(Anraku)ら、2002年、J Virol.第76巻、p.3791−9)モニターされた。処置は第0日(d0)、第1日(d1)、第2日(d2)、第6日(d6)、第7日(d7)および第8日(d8)に行われた。
結果
接種(処置の初日または処置開始後第0日を表わす)の4日後の平均腫瘍サイズは、第1群では12.2±SD5.1、第2群では10.5±1.6、第3群では13.2±6、第4群は12.6±3.8であった。腫瘍が100mmに達したら動物は殺処分され、生き残っている動物をカプラン・マイアー曲線として示した(図1)。KUN VLP
GM−CSF処置群は、Sp6KUNRep6LAEmpty処置群(対数順位検定 p=0.0061)および未処置の対照群(対数順位検定 p=0.0037)と比較して、生存数を著しく増加させた。対照群はいずれも互いに著しい差異はなかった。
結論
KUN VLP GM−CSFによるi.t./p.t.処置は、このB16のモデルにおいて顕著な治療的抗がん活性を示している。
KUN GMCSF VLP腫瘍免疫療法 2
序論
さらにKUN VLP GMCSF遺伝子療法の可能性を評価するために、B16腫瘍が同系のC57BL/6マウスにおいて確立され、第0日から第9日まで10日間のKUN VLP GMCSFの腫瘍内/腫瘍周辺(i.t./p.t.)注射によって処置された。対照としては、PP突然変異を含んでいるベクター中にβガラクトシダーゼをコードしているKUN VLPおよび非処置群を含めた。
方法
C57BL/6マウスの毛刈りした背部に、10個のB16黒色腫細胞が与えられた(s.c.)。このB16細胞はT25フラスコ中で対数増殖期にあったものであり、トリプシン処理され、1回洗浄され、10%のFCSが補われたRPMI1640 100ulに含めて注射された。2日後に、動物は以下の群に割り当てられた。すなわち、
(1)KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)1.7×10 IU/腫瘍/日を第0日から第9日まで全10日間毎日、40−50ulとしてi
.t./p.t.注射されたKUN VLP GMCSF群(n=7)
(2)KUN VLP βgal(Sp6KUNRep3PPβgal)1.7×10
IU/腫瘍/日を第0日から第9日まで40−50ulとしてi.t./p.t.注射された対照KUN VLP群(n=6)
(3)未処置群(n=8)
である。
腫瘍は文献に記述されているようにして(アンラク(Anraku)ら、2002年、上述)モニターされた。
結果
生存数のカプラン=マイアー・プロットから、KUN VLP GMCSFによる10日間毎日の処置により、未処置の動物(対数順位検定、p=0.0002)またはKUN
VLP対照で処置された動物(対数順位検定、p=0.0021)と比較して、死亡するまでの時間が著しく短縮されたことが示されている(図3)。対照VLPによる処置はまた、未処置の対照と比較して、ある程度の保護を提供している(対数順位検定、p=0.005)(図3)。
各群で最初の動物が殺処分されるまでに得られた増殖曲線からも、KUN VLP GMCSFで処置された動物における腫瘍の増殖の著しい低減が示された(図4)。
恐らく、最も驚くべきことは、KUN VLP GMCSFで処置された動物7匹のうちの4匹について、B16腫瘍が第27―29日目で検出不能となり、現在のモニタリング期間の最後(第35日目)まで検出不能のままだったことである。
結論
KUN VLP GMCSFによる処置は、このB16のモデルにおいて顕著な治療的抗がん活性を示している。10日間毎日の注射が腫瘍の増殖を遅らせるだけでなく、動物の57%ではさらに腫瘍が退縮し、処置停止の18−20日後に腫瘍が検出不能となった。CpGオリゴヌクレオチド(シャルマ(Sharma)ら、2003年、Biotechnol Lett.第25巻、p.149−53;スフォンドリニ(Sfondrini)ら、2004年、Cancer Immunol Immunother.第53巻、p.697−704)との同時投与は、この治癒率を改善しなかった(データは示さない)。
対照のVLPもまた、おそらくはIFNα/βの誘導に起因するある程度の保護を明らかに提供している。
KUN GMCSF VLP腫瘍免疫療法 3
序論
さらにKUN VLP GMCSF遺伝子療法の可能性を評価するために、B16−OVA腫瘍(安定的にオバルブミンを発現するB16細胞;アンラク(Anraku)ら、2002年、上述)が、同系のC57BL/6マウスにおいて確立され、第0日から第9日まで10日間KUN VLP GMCSFの腫瘍内/腫瘍周辺(i.t./p.t.)注射によって処置された。対照としては、PP突然変異を含んでいるベクター中にβガラクトシダーゼをコードしているKUN VLP、および非処置群を含めた。KUN VLP GMCSF遺伝子療法が治療的ワクチン接種との相乗作用を示すかどうか判断するために、さらなる群を含めた。前記さらなる群は、オバルブミンエピトープであるSIINFEKL(アンラク(Anraku)ら、2002年、上述)を含むネズミのポリトープをコードするKUN VLP(KUN VLP mpt)でワクチン接種された群である。KUN VLP mptは、予防的に使用された場合B16−OVAの増殖を遅くすることが可能であり(アンラク(Anraku)ら、2002年、上述)、治療的に使用された場合はB16−OVAの増殖を遅くしてかつ死亡を遅らせることが可能である(デー
タは示さない)。
方法
C57BL/6マウスの毛刈りした背部に、10個のB16黒色腫細胞が与えられた(s.c.)。このB16細胞はT25フラスコ中で対数増殖期にあったものであり、トリプシン処理され、1回洗浄され、10%のFCSが補われたRPMI1640 100ulに含めて注射された。3日後に、動物は以下の群に割り当てられた。すなわち、
(1)KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)1.7×10 IU/腫瘍/日を第0日から第9日まで全10日間毎日、40−50ulとしてi.t./p.t.注射されたKUN VLP GMCSF群(n=6)
(2)(1)と同様であるが、10pfuのKUN VLP mptも第0、5および9日にi.p.投与された群
(3)KUN VLP βgal(Sp6KUNRep3PPβgal)1.7×10
IU/腫瘍/日を第0日から第9日まで40−50ulとしてi.t./p.t.注射された対照KUN VLP群(n=6)
(4)未処置群(n=8)
である。
腫瘍は文献に記述されているようにして(アンラク(Anraku)ら、2002年、上述)モニターされた。
結果
生存数のカプラン=マイアー・プロットから、KUN VLP GMCSFによる10日間毎日の処置により、未処置の動物(対数順位検定、p=0.0004)またはKUN
VLP対照で処置された動物(対数順位検定、p=0.0005)と比較して、死亡するまでの時間が著しく短縮されたことが示されている(図5)。対照のVLP処置はさらに、未処置の対照と比較して、保護(対数順位検定、p=0.001)をも提供している(図5)。
KUN VLP GMCSF治療にKUN VLP mpt処置を追加すると、6匹中6匹のマウスで腫瘍が退縮し、現在のモニタリング期間の最後(第33日目)には腫瘍がなくなった。対照的に、KUN VLP GMCSFのみで処置された群では、この時点で6匹中4匹の動物についてのみ腫瘍がなくなり、動物のうち1匹は第30日目に処分された。
各群の最初の動物が死亡するまでに得られた増殖曲線も、KUN VLP GMCSFで処置された動物では腫瘍の増殖が著しく低減されたことを示した(図6)。
結論
KUN VLP GMCSFによる処置は、このB16−OVAモデルにおいて顕著な治療的抗がん活性を提供する。毎日10日間の注射が、腫瘍の増殖を遅らせるだけでなく、動物の67%において腫瘍を退縮させた。データは、KUN VLP GMCSFによる処置を、KUNに基づいたがんワクチン(KUN VLP mpt)と組み合わせることにより、第33日目に6/6匹の動物について腫瘍がないという相乗的な抗がん活性が提供されることも強く示唆している。この相乗作用は、(i)SIINFEKL特異的なCD8 T細胞に起因する、CD8 T細胞の抗がん活性の増強、(ii)KUN VLP mptワクチン接種によって増加したKUNレプリコン特異的T細胞およびKUN VLP GMCSF感染細胞の標的化による腫瘍の炎症の増強、ならびに/または(iii)KUN特異的T細胞による、腫瘍を排除する樹状細胞へのライセンス、による場合がありうる。我々は、KUN VLPワクチン接種がレプリコンに特異的なT細胞の応答を引き起こす可能性があることを示した(データは示さない)。
対照のVLPは、おそらくはIFNα/βの誘導に起因するある程度の保護についても明らかに示している。
中皮腫のKUN GMCSF VLP免疫療法
序論
KUN GMCSF VLP治療が他の腫瘍細胞株についても奏功するかどうかを判断するために、中皮腫AE17(ジャッカマン(Jackaman)ら、2003年、J Immunol.第171巻、p.5051−63)について試験した。
方法
C57BL/6Jマウスは、背部に1匹あたり1.4×10個のAE17細胞を注入された(sc)。2日後、腫瘍を有したマウスは、n=6の2群に分割された。
第1群: KUN VLP GMCSF群は、KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep5PPGMCSF)1.5×10 IU/腫瘍を第0日から第7日まで毎日50ulとしてi.t./p.t.注射され、次いで第8日および第9日に同量のKUN
VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)が注射された。
第2群:未処置。
結果
確立されたAE17腫瘍のKUN VLP GMCSFによるi.t./p.t処置は、これらの腫瘍の増殖を有意に(p<0.01)低減させた(図7A)。同じ実験のカプラン・マイアー曲線は図7Bに示されている。
結論
この実験は、KUN VLP GMCSF治療が中皮腫の治療に有効であろうことを示している。
結腸がんのKUN GMCSF VLP免疫療法
序論
KUN GMCSF VLP治療が他の腫瘍に奏功するかどうかを判断するため、結腸がん細胞株MC38(ヒキノ(Hikino)ら、2004年、Anticancer Res.第24巻、p.1609−15;チラプ(Tirapu)ら、2004年、Int J Cancer.第110巻、p.51−60)を試験した。
方法
C57BL/6Jマウスは、毛刈りした背部に1匹当たり4×10個のMC38細胞を注入された(sc)。2日後、腫瘍を有するマウスは2群に分割された。
第1群(n=6):KUN VLP GMCSF群は、KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep5PPGMCSF)1.5×10 IU/腫瘍を第0日から第7日まで毎日50ulとしてi.t./p.t.注射され、次いで第8日および第9日に同量のKUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)が注射された。
第2群(n=5):未処置。
結果
確立されたMC38腫瘍のKUN VLP GMCSFによるi.t./p.t処置は、これらの腫瘍の増殖を有意に(p<0.01)低減させた(図8A)。同じ実験のカプラン・マイアー曲線は図8Bに示されている。
結論
この実験は、KUN VLP GMCSF治療が結腸がんの治療に有効であろうことを示している。
乳腺癌のKUN GMCSF VLP免疫療法
序論
KUN GMCSF VLP治療が他の腫瘍に奏功するかどうかを判断するために、乳腺癌、TUBOを試験した(バラダチャリ(Varadhachary)ら、2004年、Int J Cancer.第111巻、p.398−403)。
方法
Balb/cマウスは、毛刈りした背部に1匹当たり1×10個のTUBO細胞を注入された(sc)。7日後、腫瘍を有するマウスは、2群に分割された。
第1群(n=4):KUN VLP GMCSF群は、KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep5PPGMCSF)1.5×10 IU/腫瘍を第0日から第3日まで毎日50ulとしてi.t./p.t.注射され、次いで第4〜8日に同量のKUN
VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)を注射された。
第2群(n=6):未処置。
結果
確立されたTUBO腫瘍のKUN VLP GMCSFによるi.t./p.t処置は、該腫瘍の50%の増殖を有意に(p<0.01)遅延させた(図9A、第1群の白色の正方形および黄色の三角形)。同じ実験のカプラン・マイアー曲線は図9Cに示されている。
結論
この実験は、KUN VLP GMCSF治療が乳がんの治療に有効であろうことを示している。
乳がんのKUN GMCSF VLP免疫療法
序論
KUN GMCSF VLP治療が他の腫瘍に奏功するかどうかを判断するために、乳がん細胞株4T1を試験した。
方法
Balb/cマウスは、毛刈りした背部に1匹当たり4×10個の4T1細胞を注入された(sc)。2日後、腫瘍を有するマウスは、2群に分割された。
第1群(n=6):KUN VLP GMCSF群は、KUN VLP GMCSF(Sp6KUNrep4PPGMCSF)1.5×10 IU/腫瘍を第0日から第4日まで毎日50ulとしてi.t./p.t.注射され、次いで第7日および第8日に同量のKUN VLP GMCSFを注射された。
第2群(n=5):未処置。
結果
確立された4T1腫瘍のKUN VLP GMCSFによるi.t./p.t処置は、該腫瘍の増殖を有意に(p<0.01)低減させた(図10A)。同じ実験のカプラン・マイアー曲線は図10Bに示されている。
結論
この実験は、KUN VLP GMCSF治療が乳がんの治療に有効であろうことを示している。
KUNレプリコンRNAによるGMCSFの産生
後でKUN GMCSF VLPを製造するために使用されるKUN RNAにより、GMCSFが産生されることを確認するために、RNAは、既述(クロミク(Khromykh)ら、1998年、J Virol.第72巻、p.5967−77)のようにしてエレクトロポレーション(25uF、1500V、10秒間隔で2パルス)でBHK細胞に、あるいはエレクトロポレーション(960uF、250V、1パルス)でB16細胞にトランスフェクションされた。これらの細胞は、24ウェルプレートの1ウェル当たり細胞数1.25×10個で接種され、3日間標準培地中でインキュベートされた。IFAによる測定では、細胞のおよそ10〜30%がトランスフェクションされた。その後、上清が二連または三連としてネズミGMCSF ELISAアッセイキット(BDバイオサイエンシズ(BD Biosciences))を使用して分析され、生物活性は、段階希釈された試料およびGMCSF/IL−3応答性のFDCP1−1細胞株(ナパーステク(Naparstek)ら、1986年、Blood 第67巻、p.1395−1403)を使用して分析された。
図11に示されるように、いずれの分析からも、KUN GMCSF RNAでトランスフェクションされたBHK細胞およびB16細胞が3日間にわたり10〜100ng/mlのGMCSFを産生することが例証された。注目すべきことは、この間に細胞分裂が生じ、KUNでトランスフェクションされた細胞が分かれるときに両方の娘細胞がKUN
RNAを含み、GMCSFを産生することになることである(ファルナフスキー(Varnavski)ら、1999年、Virology 第255巻、p.366−75)。
野生型KUNウイルスおよびNS2AにAla30→Pro変異を有するKUNウイルスによるIFN−β mRNAの転写およびIFNα/βの分泌生産
IFN−βの転写誘導における野生型(wt)およびNS2A変異型KUNウイルスの効率を比較するために、MOIが1の野生型KUNウイルスおよびMOIが3のNS2A変異型KUNウイルスの各ウイルスで24時間感染させたA549細胞からの全RNAは、IFN−β mRNA、KUN RNAおよびβ−アクチン mRNAに特異的なプローブを用いたノーザンブロットハイブリダイゼーションで分析された。その結果から、NS2A変異型KUNウイルスに感染した細胞のIFN−β mRNAの量は、野生型KUNウイルスに感染した細胞で観察された量のおよそ6倍高いことが示された(図11Aを参照)。試験した時点でのKUN RNAの量は野生型および変異型ウイルスで同じであることに留意されたい(24時間、図12A)。感染細胞の24時間培養液をIFN−α/βの存在に関してバイオアッセイ(アンタリス(Antalis)ら、1998年、J
Exp Med.第187巻、p.1799−811)で試験すると、NS2A変異型KUNは野生型KUNよりはるかに高量のIFNα/β産生を誘導することが示された(図12B)。
上記アッセイの感度(〜7.8IU/mlの参照用IFN−αはA549細胞をSFVチャレンジから50%保護した)では、野生型ウイルスに感染したA549細胞の培養液中に生物学的に活性なIFN−α/βを検出することはできなかったが、NS2A変異型ウイルスに感染した細胞では〜370IU/mlの生物学的に活性なIFN−α/βが検出された。これらの結果は2つの主要かつ新たな発見を実証する。該発見は:(i)IFN−α/βの誘導および分泌は、野生型KUNウイルスによって阻害されること、(ii)NS2Aタンパク質の30位におけるアラニンのプロリンへの1アミノ酸置換により、IFN−α/βの誘導および分泌が増大したこと、である。
KUNレプリコンVLPによる腫瘍細胞の感染
β−galをコードするVLPが製造され、小量のアリコートに等分されて、10%のFCSおよび10mMのHEPESを補ったRPMI1640中で−70℃にて保存された。腫瘍細胞のパネルはカバーグラス上で一晩増殖され、Sp6KUNrep3PAβgalまたはSp6KUNrep2LAEmptyを使用して、MOIを10として、2%のFCSおよび10mMのHEPESを含んだRPMI中に懸濁されたKUN VLP300ulで感染された。24ウェルプレートはインキュベータ内に置かれ、毎時振動が加えられた。3時間のインキュベーション後、ウェルは1mlの培地で浸され、細胞はさらに60時間培養された。60時間後、細胞は短時間洗浄され、冷アセトン/メタノール(50/50)中で2分間固定された。その後カバーグラスは洗浄され、ブロッキングされ、そして抗KUN NS3ポリクローナルウサギ抗血清(1/500で使用)およびFITC標識された二次抗体により染色された。細胞は蛍光顕微鏡下で検査され、非感染細胞(可視相)および感染細胞(蛍光)の数が10個の代表視野について20×対物レンズを使用して計数され、百分比が算出された。
表1は、KUNレプリコンVLPが異なる多数のがんに感染することが可能であることを示しており、よって本発明者らは、GMCSFのようなサイトカインをコードするKUNレプリコンVLPは種々様々な異なるがんの治療において有用であると判断しうるものと考えている。
本発明者らはまた、感染率は、(表1のように)ガラス上で増殖させた細胞と比較して、プラスチック上で増殖させた細胞において高い場合があるという、ある程度の証拠も有している。例えば、プラスチック上で増殖させ、上記のようにしてMOIを10として感染させたB16細胞は、>40〜70%の感染率を示す。
西ナイルウイルスのニューヨーク99株のレプリコンRNAを含有するクンジンVLPによる腫瘍細胞の感染
構造領域の92%超が欠失している西ナイルウイルスのレプリコン構築物は、P.−Y.シ(Shi)(米国)によって、西ナイルウイルスのニューヨーク単離株の完全長クローンから既述のようにして作製された(シ(Shi)ら、2002年、Virology
第296巻、p.219−33)。WNレプリコンRNAをパッケージ細胞株tetKUNCprME(ハーベイ(Harvey)ら、2004年、上述)中にエレクトロポレーションした後、ドキシサイクリンの除去により、KUN構造遺伝子C、prMおよびEの発現を誘導すると、エレクトロポレーション後4日目までに7x10 IU/mlの分泌VLPが産生された。したがって、このVLPは、クンジン構造タンパク質C、prMおよびEによりパッケージされたWNレプリコンRNAを含んでいる。並列実験で行なったKUNレプリコンRNA、RNAleuのエレクトロポレーションの結果、VLP(ハーベイ(Harvey)ら、2004年、上述)に匹敵する力価(10 IU/ml)が産生された。
クンジンまたはWNのレプリコンRNAを含んでいるVLPは、感染多重度を10としてルイス肺細胞およびTC−1腫瘍細胞を感染させるために使用された。感染効率は、クンジンNS3タンパク質と交差反応する抗体を用いた免疫蛍光分析法によって分析された。表2は、WNレプリコンRNAを含むVLPによる感染効率が、クンジンレプリコンRNAを含むVLPに感染した細胞で観察された感染効率よりも高かったことを示している。
したがって、本発明者らは、GMCSFをコードする西ナイルウイルスレプリコンの構築によりいくつかの腫瘍細胞のインビトロにおける感染効率の向上が可能となると考えて
いる。KUN VLPがインビトロで腫瘍細胞を感染させる能力と、KUN GMCSF
VLP治療がインビボで有効ながん治療を提供する能力との間には相関があるかもしれない。本発明者らはさらに、レプリコン構築物は腫瘍細胞内での複製に関して選択することも可能であり、そうすることにより、インビボで該レプリコン系が腫瘍細胞中でGMCSFを産生する能力を高める可能性のある突然変異を提供しうると考えている。
本明細書全体にわたって、本発明を任意の1つの実施形態または特定の特徴の集合物に制限することなく、本発明の好ましい実施形態について記述することを目的としてきた。本明細書に記述および例証された実施形態に対し、本発明の広範な思想および範囲から逸脱することなく様々な変更および改良を行うことが可能である。
本明細書中で参照されたすべてのコンピュータ・プログラム、アルゴリズム、特許文献および学術文献は、参照によってその全体が本願に組み込まれる。
Figure 2008530032
Figure 2008530032
生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。B16腫瘍は、C57BL6マウスにおいて確立された(1群当たりn=6、対照群はn=8)。腫瘍は、第0日(d0)、第1日(d1)、第2日(d2)、第6日(d6)、第7日(d7)および第8日(d8)に、腫瘍内/腫瘍周辺(i.t./p.t)投与により、無(対照)、RPMI1640/10%FCS(培地対照)、KUN VLP対照またはKUN VLP GMCSFで処置された。 図1に示したのと同じ実験の増殖曲線を示す図。 生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。 図3に示したのと同じ実験の増殖曲線を示す図。グラフ線は、腫瘍サイズが10×10に達したため群内で最初に動物が処分された日で終わっている。 生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。処置は第9日に中止された。 図5に示したのと同じ実験の増殖曲線を示す図。グラフ線は、腫瘍サイズが10×10に達したため群内で最初に動物が処分された日で終わっている。ただし、KUN VLP GMCSF+KUN VLP mpt群は、第33日以前に処分された動物がいないので例外である。目視できる腫瘍のない動物の数が、群内で最初に動物が処分された時点で各群について記載されている。ただし、KUN VLP GMCSF+KUN VLP mpt群は、第33日の時点で処分された動物がなく、腫瘍も見られなかったので例外である。 KUN VLP GMCSFでi.t./p.t.処置された、または未処置のsc AE17腫瘍に関する、平均腫瘍サイズの増殖曲線を示す図。 生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。処置は第9日で中止された。 KUN VLP GMCSFでi.t./p.t.処置された、または未処置のsc MC38腫瘍に関する、平均腫瘍サイズの増殖曲線を示す図。 生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。処置は第9日で中止された。 処置されたマウス(第1群のマウスM1−M4)に関する、各sc TUBO腫瘍の腫瘍サイズの個々の増殖曲線を示す図。 未処置のマウス(第2群のマウスM1−M5)に関する、各sc TUBO腫瘍の腫瘍サイズの個々の増殖曲線を示す図。 生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。TUBO腫瘍は、balb/cマウスの群(試験群n=4、対照群n=5)において確立された。この腫瘍は、第0日〜第9日に、無(対照)またはKUN VLP GMCSFでi.t/p.t処置された。 KUN VLP GMCSFでi.t./p.t.処置された、または未処置のsc 4T1腫瘍に関する、平均腫瘍サイズの増殖曲線を示す図。 生存マウスのカプラン・マイアー・プロットを示す図。 KUN GMCSF RNAでトランスフェクションされたBHK細胞によるGMCSFの産生を示す図。 野生型およびNS2A変異型KUNウイルスに感染したA549細胞における、IFN−β mRNAおよび分泌されたIFNの−α/βの検出について示す図。(A)野生型NS2A(wtNS2A)をコードするKUNウイルスをMOI=1として、またはAla30→Pro変異を有するNS2A(NS2A/A30P)遺伝子をコードするKUNウイルスをMOI=3として24時間感染させたA549細胞の、ノーザンブロット解析。プローブは、KUN RNA、IFN−β mRNAおよびβ−アクチンmRNAに特異的なものとした。(B)同じ感染A549細胞からの24時間培養液のバイオアッセイ分析。新しいA549細胞を、回収された培養液とともに24時間インキュベートし、次いで0.5MOIのセムリキ森林熱ウィルス(SFV)に感染させた。IFNα/βの産生は、SFV感染による細胞変性作用からの細胞の保護によって評価され、既知の生物活性を有する参照用IFN2α(シグマ(Sigma))による保護との比較により計算した。

Claims (47)

  1. (i)感染性ウイルスを産生することができないフラビウイルスレプリコンと;
    (ii)顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GMCSF)と
    をコードするヌクレオチド配列を含んでなるフラビウイルスレプリコン構築物。
  2. ヌクレオチド配列は、前記レプリコンの非構造タンパク質に1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換を有するフラビウイルスレプリコンをコードし、前記1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換は、動物細胞中において、野生型フラビウイルスのレプリコンにコードされた非構造タンパク質と比較してIFNα/βの誘導を増強することを特徴とする、請求項1に記載のフラビウイルスレプリコン構築物。
  3. 前記非構造タンパク質は、NS2A、NS2B、NS3、NS4AおよびNS4Bから成る群から選択される、請求項2に記載のフラビウイルスレプリコン構築物。
  4. 前記フラビウイルスの非構造タンパク質中の前記1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換は、
    (I)NS2Aにおける30位のアラニンのプロリンへの変異;および
    (II)NS2Aにおける101位のアスパラギンのアスパラギン酸またはグルタミン酸への変異
    から成る群から選択される、請求項2に記載のフラビウイルスレプリコン構築物。
  5. クンジンウイルスのレプリコンをコードする、請求項1に記載のフラビウイルスレプリコン構築物。
  6. 1つ以上の調節配列に作動可能なように連結された請求項1に記載のフラビウイルスレプリコン構築物を含む発現構築物。
  7. 前記ヌクレオチド配列は、前記レプリコンの非構造タンパク質に1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換を有するフラビウイルスレプリコンをコードし、前記1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換は、動物細胞中において、野生型フラビウイルスのレプリコンにコードされた非構造タンパク質と比較してIFNα/βの誘導を増強することを特徴とする、請求項6に記載の発現構築物。
  8. 前記非構造タンパク質は、NS2A、NS2B、NS3、NS4AおよびNS4Bから成る群から選択される、請求項7に記載の発現構築物。
  9. 前記フラビウイルスの非構造タンパク質中の前記1つ以上のアミノ酸の突然変異、欠失または置換は、
    (I)NS2Aにおける30位のアラニンのプロリンへの変異;および
    (II)NS2Aにおける101位のアスパラギンのアスパラギン酸またはグルタミン酸への変異
    から成る群から選択される、請求項8に記載の発現構築物。
  10. クンジンウイルスのレプリコンをコードする、請求項6に記載の発現構築物。
  11. 該発現構築物はDNAであり、1つ以上の調節配列はプロモータを含む、請求項6に記載の発現構築物。
  12. フラビウイルスレプリコンをコードするRNAのインビトロでの転写を促進する、請求
    項11に記載の発現構築物。
  13. プロモータはT7プロモータまたはSP6プロモータである、請求項12に記載の発現構築物。
  14. フラビウイルスレプリコンをコードするRNAの動物細胞での転写を促進する、請求項6に記載の発現構築物。
  15. プロモータはCMVプロモータである、請求項10に記載の発現構築物。
  16. プロモータは制御可能なプロモータである、請求項10に記載の発現構築物。
  17. 制御可能なプロモータはテトラサイクリン制御性プロモータである、請求項16に記載の発現構築物。
  18. (i)請求項6に記載の発現構築物;および
    (ii)パッケージング構築物であって、パッケージング細胞によって前記発現ベクターまたは構築物がフラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)中にパッケージングされるのを促進する1つ以上のタンパク質を発現可能な構築物
    を含む発現系。
  19. 発現構築物はRNAである、請求項18に記載の発現系。
  20. RNAはインビトロ転写されたものである、請求項19に記載の発現系。
  21. 発現構築物はDNAである、請求項18に記載の発現系。
  22. 発現構築物が、フラビウイルスレプリコンをコードするRNAのパッケージング細胞による発現を促進するために、パッケージング細胞中で作動可能なプロモータをさらに含む、請求項18に記載の発現系。
  23. プロモータは制御可能なプロモータである、請求項22に記載の発現系。
  24. 制御可能なプロモータはテトラサイクリン制御性プロモータである、請求項23に記載の発現系。
  25. 制御可能なプロモータは、Cタンパク質、prMタンパク質およびEタンパク質を含むフラビウイルス構造タンパク質翻訳産物をコードするヌクレオチド配列に作動可能なように連結される、請求項23に記載の発現系。
  26. RNAの形態の請求項1に記載のレプリコン構築物を含む、フラビウイルス属ウイルス様粒子(VLP)。
  27. 請求項18に記載の発現系を含むパッケージング細胞。
  28. BHK21細胞である、請求項27に記載のパッケージング細胞。
  29. 請求項1に記載のレプリコン構築物を含むVLPと、医薬として許容可能な担体、希釈剤もしくは賦形剤とを合わせて含んでなる医薬組成物。
  30. 請求項14に記載の発現構築物と、医薬として許容可能な担体、希釈剤もしくは賦形剤とを合わせて含んでなる医薬組成物。
  31. 動物の腫瘍またはがんを予防的または治療的に処置する方法であって、前記方法は、請求項1に記載のフラビウイルスレプリコン構築物を動物に投与することにより、前記動物の腫瘍またはがんを縮小、停止、除去、その他処置する工程を含む、方法。
  32. フラビウイルスレプリコン構築物はRNAである、請求項31に記載の方法。
  33. フラビウイルスレプリコン構築物はVLP内にある、請求項32に記載の方法。
  34. フラビウイルスレプリコン構築物はクンジンウイルスのレプリコンをコードする、請求項31に記載の方法。
  35. 動物の腫瘍またはがんを予防的または治療的に処置する方法であって、前記方法は、請求項14に記載のフラビウイルス発現構築物を動物に投与することにより、前記動物の腫瘍またはがんを縮小、停止、除去、その他処置する工程を含む、方法。
  36. 少なくとも1つの他の免疫療法との併用療法として使用される、請求項35に記載の方法。
  37. フラビウイルス発現構築物はクンジンウイルスのレプリコンをコードする、請求項35に記載の方法。
  38. フラビウイルスレプリコン構築物またはフラビウイルス発現構築物を腫瘍内または腫瘍周辺に投与する工程を含む、請求項31または請求項35に記載の方法。
  39. 動物は哺乳動物である、請求項31または請求項35に記載の方法。
  40. 哺乳動物はヒトである、請求項38に記載の方法。
  41. 腫瘍またはがんは、黒色腫、肺癌、子宮頸癌、肺上皮性悪性腫瘍、前立腺がん、乳がん、腎臓癌、結腸がん、上皮性がんおよび中皮腫である、請求項35に記載の方法。
  42. 請求項31または請求項35に記載の方法によって処置された動物から得られる単離細胞。
  43. 抗原提示細胞またはリンパ細胞である、請求項42に記載の単離細胞。
  44. 動物の腫瘍またはがんの養子免疫療法であって、前記方法は、請求項43に記載の単離細胞を前記動物に投与することにより、前記動物の腫瘍またはがんを縮小、停止、除去、その他処置する工程を含む、方法。
  45. 動物は哺乳動物である、請求項44に記載の方法。
  46. 哺乳動物はヒトである、請求項45に記載の方法。
  47. 腫瘍またはがんは、黒色腫、肺癌、子宮頸癌、肺上皮性悪性腫瘍、前立腺がん、乳がん、腎臓癌、結腸がん、上皮性がんおよび中皮腫である、請求項44に記載の方法。
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