JP2011529080A - 癌幹細胞を標的とする治療法 - Google Patents
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Abstract
腫瘍組織から癌幹細胞を分離すること、及び、この細胞に関連するタンパク質又は他の因子を通じて、この細胞を直接的あるいは間接的に使用して、抗原提示細胞を活性化することを含む新規の免疫療法方法が本明細書で開示される。活性化された抗原提示細胞は、腫瘍に対する治療法として有用である。さらに、癌幹細胞を分離し特徴づけて、かつ、個々の癌幹細胞株を生成する新規方法が、本明細書で開示される。また、樹状細胞株も本明細書で開示される。
【選択図】 なし
Description
細胞の分離は、正の選択、負の選択によって、あるいは、組織学的特徴/増殖特徴を通じて達成されてもよい。癌幹細胞に固有の既知のマーカー、又は、発見されたマーカーは、他の腫瘍細胞タイプから癌幹細胞を分離するために導入される。1つの実施形態では、CD133又はCD45のようなマーカー、もしくは、他のマーカーは、フローサイトメトリー又は磁気分離などを通じて細胞の正の選択のために使用されてもよい。反対に、癌幹細胞の中にないが、腫瘍中の他の細胞に存在するマーカーは、癌幹細胞以外の細胞を負に選択するために使用されてもよい。
癌幹細胞の同定及び分離により、困っている患者の癌状態に対する特に有効な試薬の決定が可能となる。別の実施形態によれば、本発明は、標的癌の治療のための最適な化学療法の薬(及び/又は放射線治療)を同定する方法を対象とする。本方法は、患者から癌幹細胞を分離し、この癌幹細胞に1又は複数の化学療法の薬を施すことを含む。癌幹細胞への副作用、あるいは反対に、増殖作用(又は刺激作用、これは併用療法に関連して以下で議論される)を有する薬剤は、この癌状態を治療するための選択薬であると判断される。副作用は、増殖細胞又は分裂細胞の阻害、及び/又は、細胞致死効果を含む。化学療法の薬は既知でもよく、後に開発されていてもよい。試験される薬剤には、以下に議論された化学療法の薬を含むが、これらに制限されない。
ほとんどの化学療法薬及び医薬品は、DNA合成、もしくは、DNAの機能を阻害することによって作用する。各々の化学療法剤は、細胞周期の異なる期で作用する。これらの作用に基づいて、化学療法薬は、細胞周期特異的薬剤(細胞周期のある期で有効)、及び、細胞周期非特異的薬剤(細胞周期のすべての期で有効)として分類することができる。これらの特徴及び治療の性質に応じて、化学療法薬は、アルキル化剤、代謝拮抗剤、アントラサイクリン、抗腫瘍性抗生物質、モノクローナル抗体、白金、又は、植物アルカロイドとして分類することができる。ここで、我々は、これらの種類のそれぞれの主な特徴について議論する。
●ナイトロジェンマスタード
○シクロホスファミド
○メクロレタミン又はムスチン(HN2)
○ウラムスチン又はウラシルマスタード
○メルファラン
○クロラムブシル
○イホスファミド
●ニトロソ尿素
○カルマスティン
○ストレプトゾシン
●スルホン酸アルキル
○ブスルファン
チオテパとその類似化合物は、古典的であると通常考えられるが、古典でないと考えることもできる。
●プロカルバジン
●アルトレタミン
●アザシチジン
●アザチオプリン
●カペシタビン
●シタラビン
●ドキシフルリジン
●フルオロウラシル
●ゲムシタビン
●メルカプトプリン
●メトトレキセート
●チオグアニン(Tioguanine)(以前はThioguanine)
入手可能な薬剤は、以下のものを含む。
●ダウノルビシン(ダウノマイシン)
●ダウノルビシン(リポソーム化)
●ドキソルビシン(アドリアマイシン)
●ドキソルビシン(リポソーム化)
●エピルビシン
●イダルビシン
●バルルビシン(膀胱癌の治療のみに用いられる)
これらは抗生物質であるため、アントラサイクリンは、バクテリアを死滅させ、もしくは、バクテリアの増殖を阻害することができる。しかし、これらは人体に非常に有毒であるので、感染症を治療するのには用いられない。
●白金[5]
○シスプラチン
○カルボプラチン
○ネダプラチン
○オキサリプラチン
○サトラプラチン
○四硝酸トリプラチン
これらの薬剤も、グアニンのN7位で結合する。
●I型トポイソメラーゼ阻害薬:これらの化学療法薬は、中国の木であるカンレンボクの樹皮及び樹木から抽出される。これらはトポイソメラーゼDNAと錯体を形成することにより作用する。その結果、これは、トポイソメラーゼの機能を抑制する。
カンプトテシンはイリノテカンとトポテカンを含むが、これらは、一般的に用いられるI型トポイソメラーゼ阻害薬であり、1950年代の終わりに最初に発見された。
●II型トポイソメラーゼ阻害薬:これらは、メイアップルという植物の根で見つかったアルカロイドから抽出される。これらは、細胞周期のS期後半及びG2期において作用する。
アムサクリン、エトポシド、リン酸エトポシド、及び、テニポシドは、II型トポイソメラーゼ阻害薬の例の一部である。
別の実施形態によれば、本発明は、活性化された抗原提示細胞の投与を伴う免疫療法を行う方法に関する。別の実施形態では、本発明は、癌幹細胞に対して活性化された抗原提示細胞(APC)の生成に関する。本明細書で用いられているように、抗原提示細胞は、樹状細胞、マクロファージ、又は、ナチュラルキラー細胞を含むが、これらに制限されない。抗原提示細胞として役立ち得る細胞の他の例は、線維芽細胞、グリア細胞、及び、小グリア細胞を含む。
発明者は、癌幹細胞がいくぶん不活性であり、このため、多くの化学療法の薬でこれらを治療することが困難になると気づいた。理論は措くとして、恐らく、癌幹細胞が、患者が「小康状態」の後に癌の状態の再発に導く細胞起源であることが想定される。発明者は、これらの細胞を刺激して活性化できれば、これにより、これらが、化学療法及び/又は放射線治療をより受けやすくするだろうと気づいた。
さらなる実施形態では、対象発明は、複数の癌幹細胞株、及び、そのような株の保存のための設備に関する。この実施形態は、種々の癌幹細胞株を使い勝手が良く系統的に入手する必要性があると発明者が気づいたことに基づく。発明者は、様々な腫瘍タイプから由来する癌幹細胞株を同定する能力は、任意の癌タイプ中の他の細胞から癌幹細胞を区別のための特異的マーカーを同定するのに非常に有用になることに気づいた。種々の癌幹細胞株は、特定の癌幹細胞タイプの増殖及び/又は生存へのこれらの影響に関して様々な化合物を試験するのに有用である。この結果、これにより、可能性のある新しい癌治療の発見に結びつくだろう。与えられた細胞株を作るために癌幹細胞が得られる対象は、ヒト、もしくは、ヒト以外の脊椎動物であってもよい。
別の実施形態では、活性化された樹状細胞の細胞株は生成される。樹状細胞の集団は、個別の癌幹細胞試料に対して活性化されて、生成されてもよい。残念ながら、治療が直ちに芳しくならない場合、癌患者は短命であることが多い。いくつかの状況では、癌幹細胞を分離し、抗原提示細胞を分離し、かつ、抗原提示細胞を活性化する方法は、患者が費やせないほどの時間がかかる。従って、免疫療法に直ちに用いることができる細胞の貯蔵所を提供する樹状細胞バンクは、一定の患者にとって劇的な利益をもたらす。
実施例1 細胞培養と分離
ヒト膠芽腫細胞は、治療外科手術を受ける患者から除去される。彼らは研究のためにインフォームドコンセントを提供している。脳腫瘍は、熟練した病理学者によって、WHO基準(非特許文献71〜73)に従って測定及び格付けされ、余剰の組織が、実験に用いられる。外科的に除去された腫瘍試料は、洗浄され、細切され、酵素解離されて、その後、外科手術の1時間以内に10%のウシ胎仔血清を補充したDMEM/F12の再懸濁培地を含む75cm2フラスコの内部に2×106生細胞の密度で播種される。単層中の最初の増殖の後に、腫瘍細胞は、神経球体形成を起こすため、20ng/mlの塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF−2)及び20ng/mlの上皮成長因子(EGF)を補充した限定された無血清NSC基礎培地に切り替えられる。この培養システムは、2つの別個の増殖特性、粘着細胞及び浮遊球体形成細胞、を使って細胞を生成する。粘着細胞は、増殖能を制限された有望な分化型腫瘍細胞である。浮遊神経球体は、多能性幹細胞を含む。球体形成後、コロニーは解離され、また、個々の細胞は分離されて、クローン神経球体を生成する能力を検討するために、NSC培地を含む96ウェルプレートの個別のウェルに播種される。細胞分離は、磁気分離又はフローサイトメトリーを用いて、CD133のような特定の表面タンパク質を確実に選び出すために、磁気ビーズ蛍光性ラベル結合抗体を使用した分離技術を用いて行われる。球体形成アッセイに加えて、細胞は、神経幹細胞遺伝子、幹細胞転写因子、腫瘍細胞マーカー、並びに、神経の分化及び神経膠の分化に関係する遺伝子の発現のために定量的リアルタイムPCRを用いて分析される。さらなる特徴づけは、既知の幹細胞表面マーカーであるMCM2及び2F7を用いて行なわれ、それらが癌及び通常の神経幹細胞の間で特異的に発現されるかを決定する。ガングリオシド発現は、癌細胞及び癌幹細胞が既知の免疫抑制のあるガングリオシドを発現するか、もしくは、それらが、通常の成人の神経幹細胞において見られる複合糖質を発現することにより、免疫系から逃れるかどうかを決定するために評価される。
細胞培養培地は細胞から除去され、RNA抽出は市販のTRIZOL試薬を用いて行なわれる。RNA濃度は吸光度測定法を用いて測定される。遺伝子発現は、遺伝子特異的プライマーを用いて、定量的リアルタイムPCR(qRT−PCR)によって測定される。プライマーは、標準化曲線を用いて、増幅効率のために試験される。また、発現レベルは、対照試料及び内在性ハウスキーピング遺伝子の両方に対して決定される。
樹状細胞は、入手しやすさに応じて、末梢血試料又はヒト臍帯血から得られ、従来から確立されたプロトコルを用いて、樹状細胞へ分化される(非特許文献49,60)。最初に、細胞は、分離され、細胞粘着を可能にするために、アルブミンを補充したRPMI 1640で、25cm2細胞培養フラスコにおいて、2時間培養される。37℃で2時間の培養に続いて、非粘着細胞は除去され、未熟な樹状細胞分化を促進するために培地が交換される。100ng/mlのGM−CSF、25ng/mlのIL−4、及び、2%のヒトアルブミン(これらはすべて市販されている)を補充した無血清で限定されたX−VIVO 15培地から成る細胞培養培地は、未熟なヒト樹状細胞成長のために7日間用いられる。X−VIVO 15の培地は、臨床用として既に証明されたので、選択される(非特許文献60)。
未熟樹状細胞及び成熟樹状細胞は、マンノース受容体を介したエンドサイトーシスの機能を検討するために、リシン固定可能な、FITC結合デキストランの存在下で培養される(非特許文献59,60)。1mg/mlの結合デキストランを用いて、最長30分間、樹状細胞を培養することで、分子を取り込む細胞を、フローサイトメトリーを用いて分析することが可能となる。FITCデキストランを用いて培養後、細胞は、PBSの1%のFCS、及び、0.02%アジ化ナトリウム溶液で洗浄される。細胞は、細胞が成長した細胞培養培地を用いて、FACSの後に、集められる。腫瘍細胞の食作用は、倒立顕微鏡の下に置かれた密封培養チャンバーにおいて低速度撮影画像化を用いて評価される。細胞は、レンチウイルスを用いて、腫瘍細胞と樹状細胞のそれぞれに供給された個別の赤及び緑の染料、あるいは、蛍光性の遺伝子を用いて、標識化される。これにより、標識化された腫瘍細胞を貪食した樹状細胞の視覚化及びFACS分析が可能となる(非特許文献60,63)。成熟樹状細胞は、マーカーであるMHC I及びII、CD11c、CD80、及び、CD86で試験される。樹状細胞は、エレクトロポレーション装置を用いて、キュベットに腫瘍細胞及び腫瘍幹細胞の両方の細胞タイプを入れることにより、腫瘍細胞又は腫瘍幹細胞に対して活性化され、電荷を用いてパルスが与えられて、融合細胞ハイブリッドを生成する。
樹状細胞との融合前に、癌幹細胞は、移植の際の腫瘍化の可能性を低減しやすくなるよう照射される。従来の研究は、照射された癌細胞の能力が、樹状細胞治療のための安全で有効な源であることの実証に成功している(非特許文献69,74,75)。細胞は200Gyのγ線照射に曝露される。これは、有効な細胞融合を妨げることなく(非特許文献75)、照射に対する耐性を示している細胞により適するだろうくらいの高線量である(非特許文献2,31)。さらに、照射を通じてアポプトーシスを誘導することは、結氷融解サイクルと同様に、壊死を経る癌幹細胞よりも樹状細胞に融合された場合に、より大きな治療反応を誘発する(非特許文献69)。
雄の胸腺欠損ヌードマウスは、実験に用いられる(1つのグループ当たり、n=18,6)。動物は、適切な餌及び水、並びに、ケージ1つ当たりせいぜい2匹の動物が入ったフィルタケージを備えたクリーンルーム中において室温で飼育される。癌幹細胞(細胞数1×10^5個)は、神経膠腫を生成するためにマウスの頭蓋内に注入される。続いて、マウスは、7、14、及び、21日目で、腫瘍幹細胞に対して活性化された1×10^6個のGFP陽性樹状細胞、あるいは、対照として活性化されていない樹状細胞のいずれかを投与される。マウスは、免疫細胞移植後1ヶ月間モニターされ、1ヶ月後の時点で、すべてのグループ中の生存動物は、麻酔(ペントバルビタールナトリウム、70mg/kg)の過剰投与によって屠殺され、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、続いて、4%のパラホルムアルデヒドによって潅流される。脳は、摘出され、20%のショ糖を含有した4%のパラホルムアルデヒド固定液に一晩入れられ、その後、クライオミクロトームを用いて、30μmの冠状切片にスライスされる。その後、この切片は、洗浄され、特異抗体で免疫染色されて、スライドガラスに載せられる。ここで、これは、蛍光顕微鏡を用いた観察のために、DAPI含有Vectashieldで覆われる。GFPで標識化された樹状細胞は、FITCフィルタを用いて視覚化される。ガングリオシド発現及び局在性は、ガングリオシドに誘導された樹状細胞の死の証拠がある、あるいは、治療結果に相関があるかどうかを判断するために評価される。
Claims (24)
- 癌の治療方法であって、
癌幹細胞の試料を得ることと、
抗原提示細胞の試料を、癌幹細胞の前記試料に抗原提示細胞の前記試料をさらすことにより活性化して、活性化された抗原提示細胞を生成することと、
その必要のある被験体に、前記活性化された抗原提示細胞を投与することと、
を備える癌の治療方法。 - 抗原提示細胞の前記試料は、樹状細胞を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 癌幹細胞の前記試料は、前記被験体の自己由来であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 被験体内の癌を治療する方法であって、前記方法は
前記被験体から腫瘍組織試料を得ることと、
前記腫瘍組織試料から癌幹細胞を分離することと、
前記癌幹細胞を樹状細胞の試料に曝露して、活性化された樹状細胞を形成することと、
前記活性化された樹状細胞を前記被験体へ投与することと、
を備える被験体内の癌を治療する方法。 - 前記樹状細胞は、前記被験体の自己由来であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 癌幹細胞バンクでの保存のための多発癌幹細胞集団を生成する方法であって、
複数の被験体から腫瘍組織試料を採取することと、
個々の腫瘍試料から癌幹細胞を分離して、複数の個別の癌幹細胞集団を生成することと、
少なくとも1つの所定の特徴に従って前記癌幹細胞集団をリスト化することと、
1週間以上の間、生存能力を維持する条件の下で、前記癌幹細胞集団を保存することと、を備える癌幹細胞バンクでの保存のための多発癌幹細胞集団を生成する方法。 - 前記所定の特徴は、遺伝子型、及び/又は、表現型の情報を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記リスト化することは、1又は複数の癌幹細胞集団を、前記1又は複数の癌幹細胞集団が分離された癌/腫瘍タイプに従って参照することを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記リスト化することは、1又は複数の癌幹細胞集団を、前記1又は複数の癌幹細胞集団がガングリオシドを発現するかどうかに従って参照することを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記リスト化することは、1又は複数の癌幹細胞集団を、前記1又は複数の癌幹細胞集団が通常の幹細胞において見られる複合糖質を発現するかどうかに従って参照することを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 癌幹細胞に対して活性化された樹状細胞。
- 膠芽腫癌幹細胞に対して活性化された請求項11に記載の樹状細胞。
- 膀胱癌幹細胞に対して活性化された請求項11に記載の樹状細胞。
- 乳癌幹細胞に対して活性化された請求項11に記載の樹状細胞。
- 結腸癌幹細胞に対して活性化された請求項11に記載の樹状細胞。
- 膵癌幹細胞に対して活性化された請求項11に記載の樹状細胞。
- 癌幹細胞バンクであって、
複数の被験体から腫瘍組織試料を採取すること、及び、個々の腫瘍試料から癌幹細胞を分離して、複数の個別の癌幹細胞集団を生成すること、により生成された多発癌幹細胞集団であり、
前記癌幹細胞集団は、一人の供給体が持ち主であることを特徴とする多発癌幹細胞集団と、
所定の特徴情報が個々の癌幹細胞集団と相関することの情報を含むリストと、
を備える癌幹細胞バンク。 - 活性化された樹状細胞バンクであって、
複数の樹状細胞株であり、その各々が、腫瘍組織から採取された癌幹細胞を用いることにより活性化され、前記複数の樹状細胞株は、一人の供給体が持ち主であることを特徴とする複数の樹状細胞株と、
各樹状細胞株が活性化された癌/腫瘍タイプへの参照を含むリストと、
を備える活性化された樹状細胞バンク。 - 前記バンクは、膠芽腫癌幹細胞に対して活性化された少なくとも1つの樹状細胞株を含むことを特徴とする請求項18に記載の活性化された樹状細胞バンク。
- 前記細胞は、癌幹細胞、又は、これ由来の抗原にさらすことによって活性化されることを特徴とする請求項11に記載の樹状細胞。
- 癌を治療する方法であり、そのような治療を必要とする哺乳動物に、(i)MS818、あるいは、その薬学的に許容される塩又はそのエステル、及び、(ii)従来の化学療法薬を同時に又は連続して投与するステップを含む方法。
- (i)化学式##STR00008##を有する5,6−ジメチルキサンテノン−4−酢酸、あるいは、その薬学的に許容される塩又はそのエステル、及び、(ii)脱アシル化したLPS及びCD−14受容体抗体よりなる群から選ばれた化合物であり、(i)の化合物及び(ii)の化合物の量は、いずれの薬剤単独により誘導された量を超えるTNFアルファ誘導を提供するために選択されることを特徴とする癌を治療するのに適した医薬品組成物。
- 癌状態を起こした患者を治療する方法であって、前記方法は、
治療上有効な量の幹細胞刺激薬の投与することと、
任意に、同時にあるいは連続して、化学療法薬を投与することと、及び/又は、患者への放射線治療を施すことと、
を備える癌状態を起こした患者を治療する方法。 - 標的癌を治療するために最適な化学療法の薬(及び/又は、放射線治療)を識別する方法であって、前記方法は、
患者から分離された癌幹細胞を1又は複数の化学療法の薬にさらすことを備え、
癌幹細胞に対して副作用を、あるいは、反対に増殖作用を有する薬剤は、癌の状態を治療するための選択薬であると決定されることを特徴とする標的癌を治療するために最適な化学療法の薬を識別する方法。
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