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JP2022532174A - 修飾多能性細胞 - Google Patents

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Abstract

本発明は、人工多能性幹細胞、胚性幹細胞、及び低免疫多能性細胞を含み、ABO血液群O型リーサス因子陰性であり、且つ、血液型抗原不適合に起因する拒絶反応を回避する多能性細胞を初めて開示する。本発明はさらに、特定の組織及び臓器を作製又は再生するための普遍的に許容される「市販の」多能性細胞及びその誘導体も提供する。

Description

I.関連出願の相互参照
本出願は、35U.S.C.§119(e)に従って、2019年5月10日に出願された米国仮特許出願第62/846,399号明細書、及び2019年5月31日に出願された米国仮特許出願第62/855,499号明細書に対する優先権を主張し、これらの各々は、その全体を参照により本明細書に組み込むものとする。
II.発明の分野
本発明は、再生細胞療法に関する。一部の実施形態では、再生細胞療法は、細胞株を、それを必要とする患者に移植することを含む。一部の実施形態では、細胞株は、O Rh-低免疫原性多能性細胞を含む。一部の実施形態では、再生細胞療法は、細胞移植片レシピエントの免疫系が、同種異系材料を拒絶する傾向を低減する。一部の実施形態では、再生細胞療法は、傷害を受けた臓器及び組織の治療に使用される。一部の実施形態では、再生細胞療法は、心筋梗塞後の損傷組織を回復させるために使用される。
III.発明の背景
再生細胞療法は、傷害を受けた臓器及び組織を再生させるための重要且つ有望な治療法である。移植用の臓器が入手困難であること、並びにそれに伴う長い待ち時間のために、容易に入手できる細胞株を患者に移植することによる組織再生の可能性は、当然のことながら魅力的である。再生細胞療法は、動物モデル(例えば、心筋梗塞後の)への移植後に、損傷組織を再生するのに見込みのある初期結果を示している。しかし、移植片レシピエントの免疫系が、同種異系材料を拒絶する傾向は、治療薬の潜在的有効性を大幅に低下させ、そうした治療法に関連する、起こり得るプラスの効果を低減する。
自家人工多能性幹細胞(iPSC)は、理論的には、患者特異的細胞ベースの臓器修復戦略のための無制限の細胞供給源となる。しかし、それらの作製には、技術的及び製造上の課題があり、工程は時間がかかるため、概念上、あらゆる急性治療法が妨げられる。同種異系iPSCベースの治療法又は胚性幹細胞ベースの治療法は、製造の観点から、より容易であり、良く分別され、標準化された、高品質細胞産物の作製を可能にする。多能性幹細胞は、3つの胚葉の全ての細胞型に分化することができるため、幹細胞療法の潜在的用途は多岐にわたる。分化し続けて、移植部位の臓器環境中で成熟する前駆細胞を移植することにより、エクスビボ又はインビボで分化を実施することができる。エクスビボ分化によって、研究者又は臨床医は、処置を綿密にモニターして、移植の前に適切な細胞集団が産生されることを確実にすることができる。しかし、同種異系起源であるために、そうした細胞産物は、拒絶反応を受ける可能性がある。
当技術分野では、異常細胞又は欠損細胞を再生若しくは置換するのに用いられる細胞を産生することができる幹細胞が求められている。多能性幹細胞(PSC)は、それらが急速に増殖し、多くの潜在的細胞型に分化するために、使用され得る。PSCのファミリーは、様々な技術により作製され、異なる免疫原的特徴を有するいくつかのメンバーを含む。PSC由来の操作細胞又は組織との患者の適合性によって、免疫拒絶反応のリスク及び免疫抑制の必要性が決定される。
胚盤胞の内部細胞塊から単離された胚性幹細胞(ESC)は、レシピエントとのミスマッチである組織適合性抗原を提示する。この免疫学的障壁は、ESCのヒト白血球抗原(HLA)型バンクでは解決することができない。というのは、HLA適合PSC移植片であっても、マイナー抗原として機能する非HLA分子中のミスマッチのために、拒絶反応を受けるからである。これはまた、同種異系人工多能性幹細胞(iPSC)についても当てはまる。
拒絶反応の問題を回避するために、患者特異的多能性幹細胞を作製するための様々な技術が開発されている。これらは、除核卵母細胞への体細胞核の移植(体細胞核移植(SCNT)幹細胞)、体細胞とESCの融合(ハイブリッド細胞)、及び特定の転写因子を用いた体細胞のリプログラミング(人工PSC又はiPSC)を含む。しかしながら、SCNT幹細胞及びiPSCは、染色体同一性にもかかわらず、それぞれ核又は細胞ドナーと免疫不適合性を有し得る。SCNT幹細胞は、卵母細胞から伝達されたミトコンドリアDNA(mtDNA)を担持する。mtDNAコード化タンパク質は、関連マイナー抗原として作用して、拒絶反応をトリガーし得る。DNA及びmtDNA突然変異並びにiPSCのリプログラミング及び培養増殖に関連する遺伝的不安定性も免疫拒絶反応に関連するマイナー抗原を生成し得る。このハードルが、SCNT幹細胞又はiPSCを用いた適合性患者特異的組織の大規模操作の成功の可能性を低くしている。
さらに近年では、宿主同種異系免疫系による拒絶反応を回避する低免疫多能性(HIP)細胞の出現が、同種異系移植に関して大きな成功を収めている。国際公開第2018/132783号パンフレットを参照されたい。これらの細胞は、HLA-I及びHLA-II発現を低減することにより免疫応答の開始を回避すると共に、CD47の産生を増大させて食作用性自然免疫監視を抑制するために、操作される。本明細書に記載される発明は、この技術を基礎として、HIP細胞拒絶反応をさらに低減する。
IV.発明の概要
これまで認識されていなかった移植細胞拒絶反応の原因は、血液型抗原と関係していた。血液産物は、ヒトの身体中の全ての赤血球の表面上の抗原の存在又は非存在によって、異なる型に分類することができる(ABO血液型)。A、B、AB、及びA1抗原は、赤血球の糖タンパク質上のオリゴ糖の配列により決定される。血液型抗原群の遺伝子は、抗原タンパク質を作製するための指示を提供する。血液型抗原タンパク質は、赤血球の細胞膜内で多様な機能を果たす。こうしたタンパク質機能としては、他のタンパク質及び分子の細胞内及び細胞外への輸送、細胞構造の維持、他の細胞及び分子への接着、並びに化学反応への参加が挙げられる。
リーサス因子(Rh)血液型は、ABO血液型系に次ぐ、第2の最も重要な血液型系である。Rh血液型系は、49の規定血液型抗原から構成され、そのうち、5つの抗原、D、C、c、E、及びeが、最も重要である。個体のRh(D)ステータスは、通常、ABO型の後に陽性又は陰性の接尾辞を付けて表される。「Rh因子」、「Rh陽性」、及び「Rh陰性」という用語は、Rh(D)抗原だけを指す。Rh抗原に対する抗体は、溶血性輸血反応に関与する可能性があり、Rh(D)及びRh(c)抗原に対する抗体は、胎児及び新生児の溶血性疾患の重大なリスクをもたらす。ABO抗体は、全てのヒトにおいて若年期に発生する。しかし、Rh-ヒトのリーサス抗体は、人が感作された場合にのみ発生する。これは、rh+新生児の出産によるか、又はRh+血液の輸血を受けることによって起こる。
本発明は、移植及び/又は分化に好適な多能性(PSCO-)細胞のABO血液型O及び/又はリーサス因子陰性(O-)集団を提供する。PSCO-細胞としては、人工iPSC(iPSCO-)、胚性ESC(ESCO-)、及びこれらの細胞から分化した細胞、例えば、O-内皮細胞、O-心筋細胞、O-肝細胞、O-ドーパミン作動性ニューロン、O-膵島細胞、O-網膜色素内皮細胞、並びに移植及び医療に用いられる他のO-細胞型が挙げられる。これらは、O-キメラ抗原受容体(CAR)細胞、例えば、CAR-T細胞、CAR-NK細胞、及び他の改変細胞集団を含み得る。一部の実施形態では、細胞は、造血幹細胞ではない。本発明は、さらに、特定の組織及び臓器を作製又は再生するための、普遍的に許容される「市販の(off-the-shelf)」ECO-及びPSCO-並びにその誘導体も提供する。
本発明の別の態様は、移植用のPSCO-、iPSCO-、ESCO-及び他のO-細胞の集団を作製する方法を提供する。本発明はまた、多能性又は分化細胞の集団の移植から利益を受ける疾患、障害、及び状態を治療する方法も提供する。
本発明の一部の実施形態では、ABO血液群O型は、ABO血液群タンパク質発現の低減によって得られる。他の態様では、ABO血液群は、内因的にO型である。本発明の一部の態様では、HIPO-細胞は、ABO遺伝子のヒトエキソン7の破壊によって得られるABO血液群O型を有する。一部の実施形態では、ABO遺伝子のエキソン7の両対立遺伝子は破壊される。一部の実施形態では、ABO遺伝子のエキソン7の両対立遺伝子の破壊は、両対立遺伝子を破壊する、クラスター化され、規則的に間隔をあけた短い回文構造の反復(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)(CRISPR)/Cas9反応によって達成される。
他の態様では、ABO血液群O型は、細胞の表面上のABO遺伝子産物の酵素修飾によって得られる。好ましい態様では、酵素修飾により、ABO遺伝子産物から炭水化物を除去する。別の好ましい態様では、酵素修飾により、ABO A1抗原、A2抗原、又はB抗原から炭水化物を除去する。
本発明の一部の実施形態では、Rh血液群は、内因的にRh-である。別の態様では、Rh-血液群は、Rhタンパク質発現の低減又は排除によって得られる。別の態様では、Rh-型は、Rh C抗原、Rh E抗原、Kell K抗原(KEL)、Duffy(FY)Fya抗原、Duffy Fy3抗原、Kidd(JK)Jkb抗原、若しくは/及び、又はKidd SLC14A1をコードする遺伝子を破壊することによって得られる。一部の実施形態では、破壊は、Rh C抗原、Rh E抗原、Kell K抗原(KEL)、Duffy(FY)Fya抗原、Duffy Fy3抗原、Kidd(JK)Jkb抗原、若しくは/及び、又はKidd SLC14A1をコードする遺伝子の両対立遺伝子を破壊するCRISPR/Cas9反応によって達成される。
本発明の一部の実施形態では、本発明のO-細胞(例えば、PSCO-、iPSCO-、ESCO-及びそれらに由来する細胞)は、哺乳動物由来、例えば、ヒト、ウシ、ブタ、ニワトリ、シチメンチョウ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ロバ、ラバ、アヒル、ガチョウ、スイギュウ、ラクダ、ヤク、ラマ、アルパカ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ハムスター、又はモルモット由来のものである。
具体的な実施形態では、本発明は、宿主同種異系免疫系による拒絶反応を回避すると共に、血液抗原型拒絶反応を回避する低免疫多能性ABO血液型Oリーサス因子陰性(HIPO-)細胞を提供する。一部の実施形態では、HIPO-細胞は、HLA-I及びHLA-II発現を低減若しくは排除し、マクロファージ食作用に対する多能性細胞の感受性を低減する内在性タンパク質の発現を高めると共に、普遍的な血液群ORh-(「O」)血液型を含むように、操作される。普遍的血液型は、ABO血液群A及びB抗原並びにRh因子発現を排除することにより、又はO細胞株で開始することによって達成され得る。これらの新たなHIPO細胞は、損傷した抗原提示能力、自然免疫クリアランスからの保護を有し、血液群拒絶反応を欠いているために、宿主免疫拒絶反応を回避する。
特定の実施形態では、本発明のHIPO-細胞は、以下:非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラスI(HLA-I)機能;非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラスII(HLA-II)機能;NK細胞殺傷に対する感受性を低減する非修飾多能性細胞と比較して、CD47の発現増大;ABO血液群O型(O);並びにリーサス因子(Rh)血液型陰性(-)を含み;ここで、ヒト低免疫原性多能性O-(HIPO-)細胞は、被験者とABO血液群又はRh因子不適合であり、それ以外は類似した低免疫原性多能性(HIP)細胞と比較して、被験者に移植されたとき、拒絶反応に対する感受性が低い。
本発明の特定の実施形態では、HIPO-細胞は、β-2ミクログロブリンタンパク質発現の低減によって低減されたHLA-I機能を有する。別の態様では、β-2ミクログロブリンタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。一部の実施形態では、MB2遺伝子の両対立遺伝子が破壊される。一部の実施形態では、この破壊は、CRISPR/Cas9反応によって起こる。一部の実施形態では、HIPO-細胞は、HLA-Aタンパク質発現の低減によって低減されたHLA-I機能を有する。別の態様では、HLA-Aタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。別の実施形態では、HLA-I機能は、HLA-Bタンパク質発現の低減によって低減される。一部の実施形態では、HLA-Bタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。他の実施形態では、HIPO-細胞は、HLA-Cタンパク質発現の低減によって低減されたHLA-I機能を有する。一部の実施形態では、HLA-Cタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。一部の実施形態では、HIPO-細胞は、HLA-I機能を含まない。
本発明の特定の実施形態では、HIPO-細胞は、CIITAタンパク質発現の低減によって低減されたHLA-I機能を有する。別の実施形態では、CIITAタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。本発明の一態様では、HIPO-細胞は、HLA-DPタンパク質発現の低減によって低減されたHLA-I機能を有する。別の態様では、HLA-DPタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。別の態様では、HLA-II機能は、HLA-DRタンパク質発現の低減によって低減される。別の態様では、HLA-DRタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる。別の態様では、HLA-II機能は、HLA-DQタンパク質発現の低減によって低減される。別の態様では、HLA-DQをコードする遺伝子がノックアウトされる。別の態様では、低免疫原性多能性細胞は、HLA-II機能を含まない。
一実施形態では、本発明のHIPO-細胞は、マクロファージ食作用に対する多能性細胞の感受性を低減するタンパク質の増大した発現を有するように操作される。一部の実施形態では、増大した発現は、内在性遺伝子座に対する修飾から得られる。一部の実施形態では、HIPO-細胞は、NK細胞殺傷に対し低下した感受性を有し、これは、CD47タンパク質の増大した発現によって達成される。別の態様では、増大したCD47タンパク質発現は、内在性CD47遺伝子座への修飾によって得られる。別の態様では、増大したCD47タンパク質発現は、CD47トランスジーンの付加によって得られる。一部の実施形態では、増大したCD47タンパク質発現は、ヒトCD47遺伝子の少なくとも1つのコピーを、プロモータの制御下で、細胞に導入することによって達成される。好ましい態様では、プロモータは、構成性プロモータである。
一部の実施形態では、本発明のHIPO-細胞は、低免疫原性多能性細胞を死滅させるトリガーにより活性化される自殺遺伝子をさらに含む。別の態様では、自殺遺伝子は、単純ヘルペスウイルス(herpes simplex virus)チミジンキナーゼ遺伝子(HSV-tk)であり、トリガーは、ガンシクロビルである。別の態様では、自殺遺伝子は、大腸菌(Escherichia coli)シトシンデアミナーゼ遺伝子(EC-CD)であり、トリガーは、5-フルオロシトシン(5-FC)である。別の態様では、自殺遺伝子は、誘導性カスパーゼタンパク質であり、トリガーは、タンパク質二量体誘導化合物(CID)である。別のより好ましい態様では、CIDは、AP1903である。
本発明の一態様は、本明細書に記載されるPSCO-、iPSCO-、ESCO-、及び/又はHIPO-細胞に由来する細胞を提供し、ここで、細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)細胞、内皮細胞、ドーパミン作動性ニューロン、膵島細胞、網膜色素内皮細胞からなる群から選択される。好ましい態様では、CAR細胞は、CAR-T細胞である。
本発明は、本発明の細胞又はその誘導体を伴う移植から利益を受ける疾患、障害、及び状態を治療する方法を提供する。この方法は、本明細書に記載されるPSCO-、iPSCO-、ESCO-、HIPO-及び/又は他のABO-細胞を投与することを含む。一態様では、PSCO-、iPSCO-、ESCO-、HIPO-及び/又は他のABO-細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)細胞、内皮細胞、ドーパミン作動性ニューロン、膵島細胞、及び網膜色素内皮細胞からなる群から選択される。一部の実施形態では、疾患は、I型糖尿病、心臓病、神経系疾患、癌、眼病、及び血管病からなる群から選択される。本発明の一部の実施形態では、この方法は、PSCO-、iPSCO-、ESCO-、HIPO-細胞、並びにPSCO-、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞由来の細胞をはじめとする本発明のABO-細胞を、哺乳類の被験者に移植することを含む。一部の実施形態では、被験者は、ヒト、ウシ、ブタ、ニワトリ、シチメンチョウ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ロバ、ラバ、アヒル、ガチョウ、スイギュウ、ラクダ、ヤク、ラマ、アルパカ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ハムスター、モルモットである。
本発明の別の態様は、O-iPSCから低免疫原性多能性ABO群ORh因子陰性(HIPO-)細胞を作製する方法を提供し、以下:(a)非修飾多能性細胞と比較して、主要組織適合性抗原クラスI(HLA-I)機能を排除するか、又はHLA-I機能を低減するステップ;(b)非修飾多能性細胞と比較して、主要組織適合性抗原クラスII(HLA-I)機能を排除するか、又はHLA-I機能を低減するステップ;(c)非修飾iPSC中のCD47の発現と比較して、CD47の発現を増大するステップを含む。一部の実施形態では、出発iPSCは、O-ではなく、従って本方法は、さらに以下:(d)いずれかのABO血液群抗原を排除して、ABO血液型Oをもたらすステップ;及び(e)いずれかのリーサス因子(Rh)血液群抗原を排除して、Rh型陰性(-)をもたらすステップを含む。
本発明はまた、本明細書に記載される人工ABO血液群O-Rh因子(-)多能性(例えば、PSCO-、iPSCO-、ESCO-)細胞から誘導又は分化される1つ又は複数の細胞も提供する。これらの細胞は、ABO血液群O型(O)及びリーサス因子(Rh)血液型陰性(-)を含み、被験者に移植されたとき、ABO血液群であるか又は被験者とRh因子不適合である細胞と比較して、拒絶反応に対して低感受性にする。
本発明はまた、低免疫原性細胞の投与を目的とする被験者のスクリーニング及び/又は層別化も実施し、ここで、低免疫原性細胞のABO血液群型と被験者のABO血液群型をマッチングした後、細胞の投与を行う。例えば、本発明は、以下:ABO血液群A若しくはAB型であると判定された被験者に対するABO血液群A型低免疫原性細胞の投与;ABO血液群B若しくはAB型であると判定された被験者に対するABO血液群B型低免疫原性細胞の投与;ABO血液群AB型であると判定された被験者に対するABO血液群AB型低免疫原性細胞の投与;又は、ABO血液群A、B、AB、若しくはO型であると判定された被験者に対するABO血液群O型低免疫原性細胞の投与を実施し得る。
本発明の別の態様は、低免疫原性細胞の投与を目的とする被験者のスクリーニング及び/又は層別化を提供し、ここで、低免疫原性細胞のABO血液群型及びRh血液型と被験者のABO血液群型及びRh血液型をマッチングした後、細胞の投与を行う。例えば、本発明は、ABO血液群A又はAB型且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群A型、Rh陽性(+)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群B又はAB型且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群B型、Rh陽性(+)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群AB型且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群AB型、Rh陽性(+)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群A、B、AB又はO型、且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群O型、Rh陽性(+)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群A又はAB型且つRh陰性(-)であると判定された被験者に対するABO血液群A型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群B又はAB型且つRh陰性(-)であると判定された被験者に対するABO血液群B型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群AB型且つRh陰性(-)であると判定された被験者に対するABO血液群AB型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群A、B、AB又はO型で、且つRh陰性(-)であると判定された被験者に対するABO血液群O型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。
本発明の別の態様は、低免疫原性細胞の投与を目的とする被験者のスクリーニング及び/又は層別化を提供し、ここで、低免疫原性細胞のABO血液群型と被験者のABO血液群型と適合するが、低免疫原性細胞のRh血液型と被験者のRh血液型は適合しない。この態様では、細胞が、Rh血液型陰性(-)である場合に限り、投与され、細胞は、Rh血液型陽性(+)である被験者に投与される。例えば、本発明は、ABO血液群A又はAB型且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群A型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群B又はAB型且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群B型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群AB型且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群AB型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。別の例では、本発明は、ABO血液群A、B、又はAB型、且つRh陽性(+)であると判定された被験者に対するABO血液群O型、Rh陰性(-)低免疫原性細胞の投与を提供し得る。
図1Aは、低免疫原性B2M-/-CITA-/-リーサスCD47tg内皮細胞が生存しなかったアカゲザル(Macaque Rhesus)からの血液を用いた免疫アッセイにおいて、適応免疫細胞及び自然免疫細胞が活性化されなかったことを示す。低免疫原性B2M-/-CITA-/-リーサスCD47tg内皮細胞は、T細胞、細胞傷害性T細胞、又はNK細胞により拒絶された。図1Bは、低免疫原性B2M-/-CITA-/-リーサスCD47tg内皮細胞が抗体産生をトリガーせず、マクロファージにより拒絶されなかったことを示す。細胞は、サルから排除されたため、これらの結果は、細胞死に関する別の機構を示唆した。 図2Aは、非修飾ヒトiPSC由来内皮細胞を拒絶したアカゲザル(Macaque Rhesus)からの血液を用いた免疫アッセイにおいて、適応免疫細胞(T細胞、細胞傷害性T細胞、及びB細胞)が活性化されたことを示す。図2Bは、HLA-I欠損/HLA-II欠損ヒトiPSC由来内皮細胞を拒絶したアカゲザル(Macaque Rhesus)からの血液を用いた免疫アッセイにおいて、自然免疫細胞(NK細胞及びマクロファージ)が活性化されたことを示す。図2Cは、アカゲザル(Rhesus Monkey)血液型B血清が、血液型Aの野生型(wt)誘導内皮細胞(iEC)の補体依存性細胞傷害作用(CDC)を引き起こすことを示す。図2Dは、血液型OのiECが、影響を受けなかったことを示す。図2Eは、胚性幹細胞由来のECが、iPSC由来iECと同じABO血液型依存性CDCを被ることを示す。 ヒトB2M-/-CITA-/-リーサスCD47tg低免疫原性内皮細胞をアカゲザル血清と一緒にインキュベートすることにより、ABO血液型不適合性血清による標的化細胞殺傷が確認された。ヒト低免疫原性内皮細胞(血液型A)をアカゲザル血清(血液型B)と一緒にインキュベートすると、細胞は直ちに殺傷される。IgM又はIgG抗体のいずれかの欠失によって、ABO-抗体がIgM型由来であることが証明された。 ヒトB2M-/-CITA-/-リーサスCD47tg細胞は、異種バリアを介して移植したとき、他の既存抗体によって拒絶されなかった。ヒトB2M-/-CITA-/-リーサスCD47tg iPSC由来内皮細胞(血液型A)は、ABO-不適合アカゲザル血清(血液型B)と一緒にインキュベートされると、殺傷された。しかし、血液型ABのアカゲザルからの血清を使用すると、ヒト細胞は生存した。 図5Aは、ヒト低免疫原性iPSC由来心筋細胞(血液型A)が、同種異系ヒト血清血液型A及びABと一緒にインキュベートされると、生存することを示す。しかし、Aに対して既存抗体を含有する血清(血液型O及びB)は、細胞を直ちに殺傷した。図5Bは、成熟心筋細胞(血液型A)が、ABO適合同種異系ヒト血清(血液型A及びAB)と一緒にインキュベートされると生存するが、Aに対する既存抗体を含む血清(血液型O及びB)と一緒にインキュベートされると殺傷されることを示す。 図6は、血液型Aヒト肝細胞が、ABO適合血清(血液型A及びAB)と一緒にインキュベートされると生存するが、ABO不適合血清(血液型O及びB)と一緒にインキュベートされると殺傷されることを示す。同様に、血液型ABヒト肝細胞は、ABO適合血清(血液型AB)と一緒にインキュベートされると生存するが、ABO不適合血清(血液型A、B、及びO)と一緒にインキュベートされると殺傷されることを示す。 図7Aは、血清をRh因子に事前に感作させていない場合、内皮細胞(血液型A Rh+又はRh-)が、Rh+又はRh-のいずれかのABO適合血清(血液型A)と一緒にインキュベートされると、生存することができることを示す。図7Bは、血清がRh因子への事前の感作によって抗Rh抗体を含有する場合、Rh-であるABO適合性血清(血液型AB)と一緒に内皮細胞(血液型A又はB Rh+)をインキュベートすると、それらの内皮細胞は殺傷されることを示す。内皮細胞(血液型A Rh-)は、抗Rh抗体を含有する同じ血液型AB血清と一緒にインキュベートされた場合、EC細胞がRh抗原を発現しないため殺傷されない。低免疫原性内皮細胞(B2M-/-CITA-/-CD47tg)(血液型A Rh+)も、Rh-で且つRh因子に事前に感作されたABO-適合性血清(血液型AB)と一緒にインキュベートされると、殺傷される。図7Cは、血液型O Rh+である内皮細胞が、Rh因子に事前に感作されたO Rh-血清を用いると、殺傷されることを示す。図7Dは、血液型A Rh+のH9由来ECが、Rh抗体を含有するABO-適合性血清と一緒にインキュベートされると、CDC殺傷を被ったことを示す。図7Eは、Rh抗体を含有する血清と一緒にインキュベートされたHEK293細胞が、殺傷を被らなかったことを示す。
VI.本発明の詳細な説明
本発明は、あらゆるABO血液型、例えば、O型のリーサス因子陰性多能性細胞を提供し、これらの細胞は、本明細書に概説するように、1つ若しくは複数の遺伝子又は酵素操作によって、宿主免疫応答を回避又は最小限にする。これらの細胞は、免疫応答をトリガーする主要血液群及び免疫抗原が欠如しており、さらに、拒絶反応、食作用、又は殺傷を回避するように操作することもできる。これによって、特殊な組織及び臓器を作製するための「市販の」細胞産物の誘導が可能になる。ヒト患者におけるヒト同種異系PSCO-、iPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞及びその誘導体の使用は、重要な利益をもたらし、そうしたものとして、同種異系移植において一般的に見られる長期補助免疫抑制療法及び薬剤の使用を必要とすることなく、細胞移植片拒絶反応を回避できることがある。また、これは、各患者に対して個々の処置を必要としない細胞療法を使用することができるため、かなりの費用節約を可能にする。近年、自家細胞供給源から作製された細胞産物が、僅かな、或いはたった1つの抗原突然変異によって免疫拒絶反応を被り得ることがわかっている。従って、自家細胞産物は、本質的に非免疫原性ではない。また、個別患者の細胞操作及び品質管理も膨大な労力及び費用を要するため、自家細胞は、急性治療の選択肢としては稀にしか利用することができない。同種異系細胞産物は、免疫のハードルを克服することができて初めて、より大きな患者集団に使用することができるようになるだろう。本発明のPSCO-、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、並びにこうした細胞由来の細胞は、普遍的に許容される誘導体を作製するための、普遍的細胞供給源を提供するであろう。
O血液型に加えて、本発明は、一部に、妊娠中の女性に存在する母子間免疫寛容も利用する。胎児のヒト白血球抗原(HLA)は、父性遺伝されて、胎児は、主要HLA不適合抗原を発現するが、母性免疫系は、胎児を同種異系実体として認識せず、例えば、免疫反応の「宿主対移植片」に見られるような免疫応答を開始しない。母子間免疫寛容は、主として、母体・胎児界面における栄養膜合胞体層細胞により媒介される。栄養膜合胞体層細胞は、主要組織適合性複合体I及びII(MHC-I及びMHC-II)のタンパク質をほとんど又は全く示さず、さらには、食作用自然免疫監視及びHLA-欠失細胞の排除を抑制する「ドントイートミー(don’t eat me)」タンパク質として知られるCD47の発現増大を提示する。驚くことに、妊娠中に胎児の拒絶反応を阻止する同じ寛容原性機構も、本発明のHIPO-細胞が、拒絶反応を免れて、同種異系移植後にこれらの細胞の長期生存及び生着を促進することを可能にする。
母子間免疫寛容は、僅か3つの遺伝子修飾(非修飾iPSC、例えば、hiPSCと比較して):2つの活性低減(本明細書にさらに詳しく説明される「ノックアウト」)と1つの活性増大(本明細書に説明される「ノックイン」)によって導入することができる。概して、他に、iPSCの免疫原性を抑制しようとした者もあるが、部分的にしか成功していない:Rong et al.,Cell Stem Cell 14:121-130(2014)及びGornalusse et al.,Nature Biotech doi:10.1038/nbt.3860)、国際公開第2018/132783号パンフレット及び米国仮特許出願第62/698,941号明細書、同第62/698,965号明細書、同第62/698,973号明細書、同第62/698,978号明細書、同第62/698,981号明細書、及び同第62/698,984号明細書(これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
自家人工多能性幹細胞(iPSC)は、患者特異的な、自家細胞ベースの臓器修復戦略のための無制限の細胞供給源を構成する。しかしながら、前述したように、自家iPSCの作製とそれに続く組織細胞へのその分化は、技術及び製造上の課題を呈し、急性治療のモダリティでそれらを使用するまでには長いプロセスを要する。これらの欠点は、同種異系起源の既製のすぐに使える細胞又は組織生成物を利用可能にすることによって、はじめて克服することができる。
同種異系起源の既製のすぐに使える細胞又は組織生成物のためのスターター細胞株は、「普遍的」でなければならない。本発明のPSCO-、iPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞は、維持、所望の細胞及び組織型への分化、並びに最終的に、それを必要とする患者へのその誘導体の移植のための、容易に入手可能な非免疫原性多能性細胞を初めて提供する。
定義
「多能性細胞」という用語は、未分化状態を維持しながら、自己再生及び増殖することができ、しかも、適切な条件下で、特異性細胞型に分化するように誘導され得る細胞を指す。用語「多能性細胞」は、本明細書で使用される場合、胚性幹細胞及び他のタイプの幹細胞を包含し、そうしたものとして、胎児、羊膜、又は成体幹細胞が挙げられる。例示的なヒト幹細胞株として、H9ヒト胚性幹細胞株がある。別の例示的な幹細胞株としては、National Institutes of Health Human Embryonic Stem Cell Registry及びHoward Hughes Medical Institute HUESコレクションから入手可能にされたものがある(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Cowan,C.A.et al.,New England J.Med.350:13.(2004)に記載の通り)。
本明細書で使用される「多能性幹細胞」は、3つの胚葉:内胚葉(例えば、胃の内膜、胃腸管、肺など)、中胚葉(例えば、筋肉、骨、血液、尿路性器組織など)又は外胚葉(例えば、表皮組織及び神経系組織)のいずれかに分化する可能性を有する。用語「多能性幹細胞」は、本明細書で使用される場合、「人工多能性幹細胞」、又は「iPSC」、即ち、非多能性細胞から誘導された多能性幹細胞のタイプも包含する。親細胞の例として、様々な手段によって、多能性、未分化表現型を誘導するようにリプログラミングされた体細胞がある。こうした「iPS」又は「iPSC」細胞は、特定の調節遺伝子の発現を誘導することにより、又は特定のタンパク質の外部適用によって作製することができる。iPS細胞の誘導方法は、当技術分野で公知であり、以下にさらに詳しく説明する。(例えば、Zhou et al.,Stem Cells 27(11):2667-74(2009);Huangfu et al.,Nature Biotechnol.26(7):795(2008);Woltjen et al.,Nature 458(7239):766-770(2009);及びZhou et al.,Cell Stem Cell 8:381-384(2009)を参照されたい;これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)。人工多能性幹細胞(iPSC)の作製については以下に概説する。本明細書で使用される場合、「hiPSC」は、ヒト人工多能性幹細胞であり、「miPSC」は、マウス人工多能性幹細胞である。
多能性幹細胞のいくつかの特徴により、それらは他の細胞から識別される。例えば、適切な条件下で、3つの胚葉(内胚葉、中胚葉、及び外胚葉)の全てから、細胞系列に関連する特徴を集合的に示す細胞型への分化を経ることができる子孫を生み出す能力は、多能性幹細胞の特徴である。また、分子マーカの特定の組合せの発現又は非発現も、多能性幹細胞の特徴である。例えば、ヒト多能性幹細胞は、非限定的リスト:SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81、TRA-2-49/6E、ALP、Sox2、E-カドヘリン、UTF-1、Oct4、Rex1、及びNanogからのマーカの少なくともいくつか、また一部の実施形態では、その全部を発現する。多能性幹細胞に関連する細胞形態もまた多能性幹細胞の特徴である。細胞は、内皮前駆細胞及び/又は肝細胞にリプログラミングされるために分化多能性を経る必要はない。
本明細書で使用される場合、「複能性」又は「複能性細胞」は、限定的な数の他の特定の細胞型を生み出すことができる細胞型を指す。例えば、人工複能性細胞は、内皮細胞を形成することができる。加えて、複能性血液幹細胞は、リンパ球、単球、好中球などをはじめとする数種の血液細胞にそれ自体で分化することができる。
本明細書で使用される場合、「少能性」という用語は、成体幹細胞が、少数の異なる細胞型だけに分化する能力を指す。例えば、リンパ系又は骨髄系幹細胞は、それぞれ、リンパ系又は骨髄系の細胞を形成することができる。
本明細書で使用される場合、「単能性」という用語は、細胞が、単一の細胞型を形成する能力を意味する。例えば、精原幹細胞は、精細胞だけを形成することができる。
本明細書で使用される場合、「全能性」という用語は、細胞が、生物全体を形成する能力を意味する。例えば、哺乳動物では、接合子及び第1卵割期割球のみが全能性である。
本明細書で使用される場合、「非多能性細胞」は、多能性細胞ではない哺乳動物細胞を指す。こうした細胞の例として、分化細胞、並びに前駆細胞が挙げられる。分化細胞の例として、限定されないが、骨髄、皮膚、骨格筋、脂肪組織及び末梢血から選択される組織由来の細胞が挙げられる。例示的な細胞型として、限定されないが、線維芽細胞、肝細胞、筋芽細胞、ニューロン、骨芽細胞、破骨細胞、及びT細胞が挙げられる。人工複能性細胞、内皮前駆細胞、及び肝細胞を作製するために使用される出発細胞も非多能性細胞であり得る。
分化細胞としては、限定されないが、複能性細胞、少能性細胞、単能性細胞、前駆細胞、及び最終分化細胞が挙げられる。特定の実施形態では、能力の低い細胞は、より高い能力の細胞に関して、「分化されている」とみなされる。
「体細胞」は、生物の身体を形成する細胞である。体細胞は、生物の臓器、皮膚、血液、骨及び結合組織を構成する細胞を含むが、生殖細胞は含まない。
細胞は、例えば、ヒト又はヒト以外の哺乳動物に由来するものであってよい。例示的なヒト以外の哺乳動物として、限定されないが、マウス、ラット、ネコ、イヌ、ウサギ、モルモット、ハムスター、ヒツジ、ブタ、ウマ、ウシ、及びヒト以外の霊長類が挙げられる。一部の実施形態では、細胞は、成人又はヒト以外の哺乳動物由来である。一部の実施形態では、細胞は、新生児、成人、又はヒト以外の哺乳動物由来である。
本明細書で使用される場合、「被験者」又は「患者」という用語は、家畜、動物園の動物、又はヒトなどのあらゆる動物を指す。「被験者」又は「患者」は、イヌ、ネコ、トリ、家畜、又はヒトなどの哺乳動物であってよい。「被験者」及び「患者」の具体的な例として、限定されないが、肝臓、心臓、肺、腎臓、膵臓、脳、神経組織、血液、骨、骨髄などに関連する疾患又は障害を有する個体(特に、ヒト)が挙げられる。
哺乳動物細胞は、ヒト又はヒト以外の哺乳動物由来であってよい。例示的なヒト以外の哺乳動物として、限定されないが、マウス、ラット、ネコ、イヌ、ウサギ、モルモット、ハムスター、ヒツジ、ブタ、ウマ、ウシ、及びヒト以外の霊長類(例えば、チンパンジー、マカク、及び類人猿)が挙げられる。
本明細書において「低免疫原性多能性」細胞又は「HIP」細胞とは、その多能性特徴を保持し、しかも、同種異系宿主に移植されると、低下した免疫拒絶応答をもたらす多能性細胞を意味する。好ましい実施形態では、HIP細胞は、免疫応答を生み出さない。従って、「低免疫原性」は、非修飾又は野生型(即ち、「wt」)多能性細胞、即ち、本明細書に概説するような免疫操作前の細胞の免疫応答と比較して、有意に低下した、又は排除された免疫応答を指す。多くの事例で、HIP細胞は、免疫学的にサイレントであり、しかも、多能性能力を依然として保持する。HIP特徴に関するアッセイは、以下に概説する。
本明細書において、「低免疫原性多能性細胞O-」、「低免疫原性多能性ORh-」細胞又は「HIPO-」細胞とは、ABO血液群O及びリーサス因子Rh-でもあるHIP細胞を意味する。HIPO-細胞は、O-細胞から作製されたか、O-となるように酵素修飾されたか、又はO-となるように遺伝子操作されたかのいずれであってもよい。
本明細書において「HLA」又は「ヒト白血球抗原」複合体とは、ヒトにおける主要組織適合性複合体(MHC)タンパク質をコードする遺伝子複合体を意味する。HLA複合体を構成するこれらの細胞表面タンパク質は、抗原に対する免疫応答の調節を担う。ヒトの場合、2つのMHC、クラスI及びクラスII、「HLA-I」及び「HLA-II」がある。HLA-Iは、細胞の内部からペプチドを提示する3つのタンパク質、HLA-A、HLA-B及びHLA-Cを含み、HLA-I複合体により提示された抗原は、キラーT細胞(CD8+T細胞又は細胞傷害性T細胞とも呼ばれる)を引き寄せる。HLA-Iタンパク質は、β-2マイクログロブリン(B2M)と結合している。HLA-IIは、5つのタンパク質、HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOB、HLA-DQ及びHLA-DRを含み、これらは、細胞の外側からTリンパ球に対して抗原を提示する。これは、CD4+細胞(Tヘルパー細胞としても知られる)を刺激する。「MHC」又は「HLA」のいずれの使用も、限定を意図しないことは理解すべきである。従って、哺乳動物細胞に関係する場合、これらの用語は本明細書において互換可能に使用され得る。
本明細書において「遺伝子ノックアウト」とは、特定の遺伝子を、それが常在する宿主細胞において不活性にし、それによって、目的のタンパク質が生成されないようにするか、又はそれを不活性形態にするプロセスを意味する。当業者には理解され、また以下にさらに詳しく説明されるように、これは、いくつかの異なる方法によって達成することができ、そうした方法として、例えば、遺伝子からの核酸配列の除去、又は他の配列による配列の分断、リーディングフレームの改変、又は核酸の調節要素の改変が挙げられる。例えば、目的の遺伝子のコード領域の全部若しくは一部を除去するか、又は「ナンセンス」配列で置換することができ、プロモータなどの調節配列の全部若しくは一部を除去又は置換することができ、翻訳開始配列を除去又は置換することができるなどである。
本明細書において「遺伝子ノックイン」とは、遺伝子機能を宿主細胞に与えるプロセスを意味する。これにより、コード化されたタンパク質のレベルが増大する。当業者には理解されるように、これは、いくつかの方法で達成することができ、そうした方法として、宿主細胞への遺伝子の1つ若しくは複数のコピーの付加、又は生成されるタンパク質の発現を増大する内在性遺伝子の調節要素の改変がある。これは、プロモータの修飾、異なるプロモータの付加、エンハンサーの付加、又は他の遺伝子発現配列の修飾によって達成され得る。
「β-2マイクログロブリン」又は「β2M」又は「B2M」タンパク質は、以下に示すアミノ酸及び核酸配列を有するヒトβ2Mを指し;ヒト遺伝子は、アクセッション番号NC_000015.10:44711487-44718159を有する。
「CD47タンパク質」タンパク質は、以下に示すアミノ酸及び核酸配列を有するヒトCD47タンパク質を指し;ヒト遺伝子は、アクセッション番号NC_000016.10:108662208-10941562を有する。
「CIITAタンパク質」タンパク質は、以下に示すアミノ酸及び核酸配列を有するヒトCIITAタンパク質を指し;ヒト遺伝子は、アクセッション番号NC_000003.12:108043094-108094200を有する。
本明細書における細胞に関連して、「野生型」とは、天然に存在する細胞を意味する。しかし、本明細書で使用される多能性幹細胞に関連して、これは、多能性をもたらす核酸変更を含み得るが、低免疫原性を獲得するための本発明の遺伝子編集方法に付されていないiPSCも意味する。
本明細書において「同系」とは、免疫学的適合性がある;例えば、免疫応答が発生しない宿主生物と細胞移植片の遺伝的類似性又は同一性を意味する。
本明細書において「同種異系」とは、免疫応答が発生しない宿主生物と細胞移植片の遺伝的不同性を意味する。
本明細書において「B2M-/-」とは、両方の染色体でB2M遺伝子が不活性化された二倍体細胞を意味する。本明細書に記載される通り、これは、様々な方法で実施することができる。
本明細書において「CIITA-/-」とは、両方の染色体でCIITA遺伝子が不活性化された二倍体細胞を意味する。本明細書に記載される通り、これは、様々な方法で実施することができる。
本明細書において「CD47tg」(「トランスジーン」を表す)とは、宿主細胞が、いくつかの事例で、CD47遺伝子の少なくとも1つの追加コピーを有することにより、CD47を発現することを意味する。
「Octポリペプチド」とは、転写因子のオクタマーファミリーの天然に存在するメンバー、又はその変異体のいずれかを指す。それらは、最も近縁の天然に存在するファミリーメンバーと比較して、少なくとも50%、80%、又は90%以内の類似転写因子活性を維持する。Octポリペプチドはまた、天然に存在するファミリーメンバーの少なくともDNA結合ドメインも含んでいてもよく、さらに、転写活性化ドメインを含み得る。例示的なOctポリペプチドとして、Oct-1、Oct-2、Oct-3/4、Oct-6、Oct-7、Oct-8、Oct-9、及びOct-11が挙げられる。Oct-3/4(本明細書では「Oct4」と呼ばれる)、並びにPOUドメイン、Pit-1、Oct-1、Oct-2、及びuric-86の間で保存された150アミノ酸配列を含む。(Ryan,A.K.&Rosenfeld,M.G.,Genes Dev.11:1207-1225(1995)を参照されたく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)。一部の実施形態では、変異体は、天然に存在するOctポリペプチドファミリーメンバー、例えば、上に挙げたもの、又はGenbankアクセッション番号NP-002692.1(ヒトOct4)若しくはNP-038661.1(マウスOct4)と比較して、その配列全体にわたって少なくとも85%、90%、又は95%のアミノ酸配列同一性を有する。Octポリペプチド(例えば、Oct-3/4又はOct4)は、ヒト、マウス、ラット、ウシ、ブタ、又は他の動物由来であってよい。一部の実施形態では、操作される細胞の種と同じ種のタンパク質を用いる。Octポリペプチドは、非多能性細胞において複能性の誘導を補助することができる多能性因子であってもよい。
「Klfポリペプチド」は、クルッペル(Krueppel)様因子(Klf)のファミリーの天然に存在するメンバー、ショウジョウバエ(Drosophila)胚パターン調節因子クルッペル(Krueppel)と類似するアミノ酸配列を含むジンクフィンガータンパク質、又は最も近縁の天然に存在するファミリーメンバーと比較して類似の転写因子活性を維持する(少なくとも50%、80%、若しくは90%活性以内の)天然に存在するメンバーの変異体、或いは天然に存在するファミリーメンバーの少なくともDNA結合ドメインを含むポリペプチドのいずれかを指し、さらに、転写活性化ドメインを含み得る。(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Dang,D.T.,Pevsner,J.& Yang,V.W.,Cell Biol.32:1103-1121(2000)を参照されたい)。例示的なKlfファミリーメンバーとして、Klf1、Klf2、Klf3、Klf-4、Klf5、Klf6、Klf7、Klf8、Klf9、Klf10、Klf11、Klf12、Klf13、Klf14、Klf15、Klf16、及びKlf17が挙げられる。Klf2及びKlf-4は、マウスにおいてiPS細胞を産生することができる因子であることが判明し、関連遺伝子Klf1及びKlf5も、効率は低いが、同様に可能であった。(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Nakagawa,et al.,Nature Biotechnology 26:101-106(2007)を参照されたい)。一部の実施形態では、変異体は、天然に存在するKlfポリペプチドファミリーメンバー、例えば、上に挙げたもの、又はGenbankアクセッション番号CAX16088(マウスKlf4)若しくはCAX14962(ヒトKlf4)と比較して、その配列全体にわたって少なくとも85%、90%、又は95%のアミノ酸配列同一性を有する。Klfポリペプチド(例えば、Klf1、Klf4、及びKlf5)は、ヒト、マウス、ラット、ウシ、ブタ、又は他の動物由来であってよい。一般に、操作される細胞の種と同じ種のタンパク質を用いる。Klfポリペプチドは、多能性因子であってよい。Klf4遺伝子又はポリペプチドの発現は、出発細胞又は出発細胞の集団において複能性を誘導する上で役立ち得る。
「Mycポリペプチド」は、Mycファミリーの天然に存在するメンバーのいずれかを指す。(例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Adhikary,S.&Eilers,M.,Nat.Rev.Mol.Cell Biol.6:635-645(2005)を参照されたい)。これはまた、最も近縁の天然に存在するファミリーメンバーと比較して、類似の転写因子活性を維持する(即ち、少なくとも50%、80%、若しくは90%活性以内の)変異体も含む。これはさらに、天然に存在するファミリーメンバーの少なくともDNA結合ドメインを含むポリペプチドを含み、さらには、転写活性化ドメインも含み得る。例示的なMycポリペプチドとして、例えば、c-Myc、N-Myc及びL-Mycが挙げられる。一部の実施形態では、変異体は、天然に存在するMycポリペプチドファミリーメンバー、例えば、上に挙げたもの、又はGenbankアクセッション番号CAA25015(ヒトMyc)と比較して、その配列全体にわたって少なくとも85%、90%、又は95%のアミノ酸配列同一性を有する。Mycポリペプチド(例えば、c-Myc)は、ヒト、マウス、ラット、ウシ、ブタ、又は他の動物由来であってよい。一般に、操作される細胞の種と同じ種のタンパク質を用いる。Mycポリペプチドは、多能性因子であってよい。
「Soxポリペプチド」は、高移動度群(HMG)ドメインの存在を特徴とする、SRY関連HMG-box(Sox)転写因子の天然に存在するメンバー、又は最も近縁の天然に存在するファミリーメンバーと比較して、類似の転写因子活性を維持する(即ち、少なくとも50%、80%、若しくは90%活性以内の)変異体のいずれかを指す。これはまた、天然に存在するファミリーメンバーのDNA結合ドメインを少なくとも含むポリペプチドも含み、さらには、転写活性化ドメインをも含み得る。(例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Dang,D.T.et al.,Int.J.Biochem.Cell Biol.32:1103-1121(2000)を参照されたい)。例示的なSoxポリペプチドとして、例えばSox1、Sox2、Sox3、Sox4、Sox5、Sox6、Sox7、Sox8、Sox9、Sox10、Sox11、Sox12、Sox13、Sox14、Sox15、Sox17、Sox18、Sox21、及びSox30が挙げられる。Sox1は、Sox2と同様の効率で、iPS細胞を産出することが判明しており、遺伝子Sox3、Sox15、及びSox18も、効率はSox2より幾分低いが、iPS細胞を産生することが判明している。(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Nakagawa,et al.,Nature Biotechnology 26:101-106(2007)を参照されたい)。一部の実施形態では、変異体は、天然に存在するSoxポリペプチドファミリーメンバー、例えば、上に挙げたもの、又はGenbankアクセッション番号CAA83435(ヒトSox2)と比較して、その配列全体にわたって少なくとも85%、90%、又は95%のアミノ酸配列同一性を有する。Soxポリペプチド(例えば、Sox1、Sox2、Sox3、Sox15、又はSox18)は、ヒト、マウス、ラット、ウシ、ブタ、又は他の動物由来であってよい。一般に、操作される細胞の種と同じ種のタンパク質を用いる。Soxポリペプチドは、多能性因子であってよい。本明細書に論じるように、Sox2タンパク質は、iPSCの作製に特に有用である。
「分化ABO-細胞」、例えば、本明細書に記載の分化PSCO-又はHIPO細胞とは、血液群O、Rh因子-である多能性細胞を意味し、これは、低免疫原性(例えば、B2M及びCIITAのノックアウト及びCD47のノックインにより)を有するように操作されていてもよく、その後、被験者への最終的移植のための細胞型に分化される。従って、例えば、HIPO-細胞は、肝細胞(「dHIPO-肝細胞」)、β様膵細胞又は膵島オルガノイド様の膵臓細胞(「dHIPO-β細胞」)、内皮細胞(「dHIPO-内皮細胞」)などに分化させることができる。
2つ以上の核酸又はポリペプチド配列に関連して、パーセント「同一性」という用語は、以下に記載する配列比較アルゴリズム(例えば、BLASTP及びBLASTN又は当業者が利用可能な他のアルゴリズム)の1つを用いて、又は目視検査により測定して、比較し、最大一致のためにアラインメントしたとき、同じであるヌクレオチド又はアミノ酸残基の指定パーセンテージを有する2つ以上の配列若しくは部分配列を指す。用途に応じて、「同一性」パーセントは、比較しようとする配列の1領域にわたって、例えば、機能性ドメインにわたって存在し得るか、又はこれに代わり、比較しようとする2つの配列の全長にわたって存在し得る。配列比較のために、典型的には1配列は、試験配列を比較する基準配列として機能する。配列比較アルゴリズムを使用する場合、試験及び基準配列をコンピュータに入力し、必要であれば、部分配列座標を指定し、配列アルゴリズムプログラムパラメータを指定する。次に、配列比較アルゴリズムが、指定されたプログラムパラメータに基づいて、基準配列に対する試験配列の配列同一性パーセントを計算する。
比較のための配列の最適なアラインメントは、例えば、Smith & Waterman,Adv.Appl.Math.2:482(1981)の局所的相同性アルゴリズムにより、Needleman & Wunsch,J.Mol.Biol.48:443(1970)の相同性アラインメントアルゴリズムにより、Pearson & Lipman,Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA 85:244(1988)により、これらのアルゴリズムのコンピュータ化された実装(computerized implementation)(Wisconsin Genetics Software Package,Genetics Computer Group,575 Science Dr.,Madison,Wis.のGAP、BESTFIT、FASTA、及びTFASTA)により、又は目視検査(概要は、Ausubel et al.,後述を参照されたい)により実施され得る。
配列同一性及び配列類似性パーセントを判定するのに好適であるアルゴリズムの一例は、BLASTアルゴリズムであり、これは、Altschul et al.J.Mol.Biol.215:403-410(1990)に記載されている。BLAST分析を行うためのソフトウェアは、国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)を通して公的に入手可能である。
「阻害剤」、「活性化剤」及び「モジュレータ」は、生物学的に関連する分子の機能又は発現に影響を与える。「モジュレータ」という用語は、阻害剤及び活性化剤の両方を包含する。これらは、標的分子の発現又は活性についてのインビトロ及びインビボアッセイを使用して、同定することができる。
「阻害剤」は、例えば、発現を阻害する、又は結合して分子若しくはタンパク質をターゲティングする薬剤である。これらは、刺激を部分的に若しくは完全に阻止するか、又はプロテアーゼ阻害剤活性を有し得る。これらは、記載の標的タンパク質不活性化、脱感作、又はその活性の下方制御を含め、活性化を抑制、低減、防止、又は遅延し得る。モジュレータは、標的分子又はタンパク質のアンタゴニストであってもよい。
活性化剤は、例えば、標的分子又はタンパク質の機能若しくは発現を誘導又は活性化する薬剤である。これらは、標的分子活性に結合する、それを刺激する、増加させる、利用可能にする、活性化する、又は促進し得る。活性化剤は、標的分子又はタンパク質のアンタゴニストであってもよい。
「相同体」は、ヌクレオチド配列、ペプチド配列、機能、又は構造レベルで、基準分子と類似する生物活性分子である。相同体は、基準配列と特定の同一性パーセントを共有する配列誘導体を含み得る。従って、一実施形態では、相同性又は誘導体配列は、少なくとも70%の配列同一性を共有する。特定の実施形態では、相同性又は誘導体配列は、少なくとも80又は85%の配列同一性を共有する。特定の実施形態では、相同性又は誘導体配列は、少なくとも90%の配列同一性を共有する。特定の実施形態では、相同性又は誘導体配列は、少なくとも95%の配列同一性を共有する。より具体的な実施形態では、相同性又は誘導体配列は、少なくとも50、55、60、65、70、75、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、若しくは99%の配列同一性を共有する。相同性又は誘導体核酸配列はまた、それらが、高緊縮度ハイブリダイゼーション条件下で、基準核酸配列との結合を維持する能力によって定義することもできる。基準分子に対する構造的又は機能的類似性を有する相同体は、基準分子の化学誘導体であり得る。構造的及び機能的相同体並びに誘導体を検出、作製、及びスクリーニングする方法は、当技術分野で公知である。
「ハイブリダイゼーション」は、概して、相補鎖が、その融解温度未満の環境に存在するとき、変性DNAが再アニーリングする能力に左右される。プローブとハイブリダイズ可能な配列との間で要望される相同性の程度が高いほど、使用することができる相対温度も高くなる。その結果として、より高い相対温度は、反応条件をより緊縮性にする傾向があるのに対して、低い温度はより低緊縮性となる。ハイブリダイゼーション反応の緊縮度のさらなる詳細及び説明については、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる、Ausubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology,Wiley Interscience Publishers(1995)を参照されたい。
ハイブリダイゼーション反応の「緊縮度」は、当業者が容易に決定することができ、概して、プローブ長さ、洗浄温度、及び塩濃度に応じて変動する経験的計算である。一般に、プローブが長いほど、適切なアニーリングのために高い温度が必要となり、プローブが短いほど、低い温度が求められる。
本明細書に定義される通り、「緊縮条件」又は「高緊縮条件」は、以下:(1)洗浄のために低イオン強度及び高い温度、例えば、50℃で0.015M塩化ナトリウム/0.015Mクエン酸ナトリウム/0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを使用するもの;(2)ハイブリダイゼーション中に、42℃で、変性剤、例えば、ホルムアルデヒド、例えば、0.1%ウシ血清アルブミン/0.1%フィコール/0.1%ポリビニルピロリドン/750Mm塩化ナトリウム、75Mmクエン酸ナトリウム含有のPh6.5の50Mmリン酸ナトリウムバッファーを含有する50%(v/v)ホルムアルデヒドを使用するもの;又は(3)42℃で、50%ホルムアルデヒド、5×SSC(0.75M NaCl、0.075Mクエン酸ナトリウム)、50Mmリン酸ナトリウム(Ph6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×デンハルト溶液、音波処理済サケ精子DNA(50μl/ml)、0.1%SDS、及び10%硫酸デキストランを使用する一晩のハイブリダイゼーションで、0.2×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)中42℃での10分の洗浄、次に55℃でEDTAを含有する0.1×SSCから成る10分の高緊縮度洗浄を伴うものによって識別することができる。
本明細書全体を通して与えられる全ての最大数値限界は、あたかも数値の下限が本明細書に明記されているかのように、そうした数値の下限を全て包含することを意図する。本明細書全体を通して与えられる全ての最小数値限界は、あたかも数値の上限が本明細書に明記されているかのように、そうした数値の上限を全て包含することを意図する。本明細書全体を通して与えられる全ての数値範囲は、あたかも、より狭い数値範囲が本明細書に明記されているかのように、より広い数値範囲内に含まれる、そのようなより狭い数値範囲を全て包含する。
本明細書で使用される場合、「修飾」という用語は、親分子から、修飾された分子を物理的に区別する改変を指す。一実施形態では、本明細書に記載の方法に従って調製された、CD47、HSVtk、EC-CD、若しくはiCasp9変異型ポリペプチドのアミノ酸変更は、本明細書に記載の方法に従って修飾されていない対応する親、例えば、野生型タンパク質、天然に存在する突然変異型タンパク質、又はそうした変異型ポリペプチドの修飾を含まない別の操作タンパク質からそれを区別する。別の実施形態では、変異型ポリペプチドは、非修飾ポリペプチドから変異型ポリペプチドの機能を区別する1つ又は複数の修飾を含む。例えば、変異型ポリペプチドのアミノ酸変更は、その受容体結合プロフィールに影響を与える。他の実施形態では、変異型ポリペプチドは、置換、欠失、若しくは挿入修飾、又はそれらの組合せを含む。別の実施形態では、変異型ポリペプチドは、変異型ポリペプチドは、非修飾ポリペプチドの親和性と比較して、受容体に対するその親和性を高める1つ又は複数の修飾を含む。
一実施形態では、変異型ポリペプチドは、対応する天然又は親配列に対して1つ若しくは複数の修飾、挿入、又は欠失を含む。特定の実施形態では、変異型ポリペプチドは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31~40、41~50、又は51以上の修飾を含む。
「約」という用語は、本明細書において、およそ、ほぼ、概ね、又は前後を意味するために用いられる。用語「約」が、数値/範囲と一緒に用いられる場合、それは、記載される数値を上下に超えて境界を拡大することにより、当該数値/範囲を変更する。一般に、用語「約」は、本明細書において、記載される数値を20%の差で上下に超えて数値を変更するために用いられる。
「モジュレートされた」は、本明細書においてタンパク質発現に関して用いられる場合、タンパク質発現レベルが、当該タンパク質の対応する野生型レベルと比較して、増加又は減少していることを意味し、例えば、修飾多能性細胞中のタンパク質の発現は、非修飾(野生型)多能性細胞のタンパク質発現レベルと比べて増加又は減少している場合、モジュレートされている。
「エピソームベクター」は、本明細書において、細胞の細胞質中に存在し、自律的に複製することができる遺伝子ベクターを意味し;例えば、これは、宿主細胞のゲノムDNAに組み込まれない。いくつかのエピソームベクターが当技術分野で公知であり、以下に記載する。
本明細書で使用される場合、「拒絶反応を回避する」、「拒絶反応を免れる」、「拒絶反応を回避する」といった用語、及び類似の用語は、互換可能に用いられて、本発明に従って遺伝子的に、又はそれ以外で修飾された細胞であって、本発明に従って遺伝子修飾されていない対応する細胞と比較して、被験者に移植されたとき、拒絶反応を受けにくい細胞を指す。一部の実施形態では、本発明の遺伝子修飾細胞は、被験者と不適合のABO血液群又はRh因子である対応する細胞と比較して、被験者に移植されたとき、拒絶反応を受けにくい。
VII.本発明の細胞
本発明は、血液型O-多能性(PSCO-)細胞を作製するための組成物及び方法を提供する。本発明の一部の態様では、細胞は、O-人工多能性幹(iPSCO-)細胞、O-胚性幹(ESCO-)細胞、低免疫原性多能性O-(HIPO-)細胞、又はそれらから誘導若しくは分化された細胞であり得る。他の態様では、非分化細胞型は、O-である。他の態様では、細胞は、O-Rh-血液型に酵素的又は遺伝子的に修飾される。
A.遺伝子改変の方法
本発明は、細胞内又は無細胞条件で、核酸配列を修飾することにより、多能性細胞及びHIP細胞の両方を作製する方法を含む。例示的な技術として、相同組換え、ノックイン、ZFN(ジンクフィンガーヌクレアーゼ)、TALEN(転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ)、CRISPR/Cas9、及び他の部位特異的ヌクレアーゼ技術が挙げられる。これらの技術は、所望の遺伝子座部位での二本鎖DNA切断を可能にする。これらの制御された二本鎖切断は、特定の遺伝子座部位での相同組換えを促進する。このプロセスは、特定の配列を認識して、それと結合し、核酸分子中の二本鎖切断を誘導するエンドヌクレアーゼを用いて、染色体などの核酸分子の特定の配列をターゲティングすることを目標とする。二本鎖切断は、非相同末端結合(NHEJ)又は相同組換え(HR)のいずれかにより修復される。
当業者には理解されるように、いくつかの様々な技術を用いて、血液型O、Rh陰性、さらには任意選択で、本明細書に概説する通り低免疫原性となるように、本発明の多能性細胞を操作すると共に、PSC又はiPSCを操作することができる。
一般に、これらの技術を個別に、又は組み合わせて使用することができる。例えば、HIP細胞の作製の場合、CD47機能性をノックインするためのウイルス技術(例えば、レンチウイルス)と共に、CRISPRを用いて、操作細胞中の活性B2M及び/又はCIITAタンパク質の発現を低減することができる。また、当業者には理解されるように、一実施形態では、B2MをノックアウトするためのCRISPRステップ、次にCIITAをノックアウトするためのCRISPRステップ、続いてCD47機能性をノックインするためのレンチウイルスの最終ステップを順に使用するが、これらの遺伝子は、異なる技術を用いて、異なる順序で操作することができる。
以下に、より詳細に説明するように、多能性幹細胞を作製/誘導するために、一般に、リプログラミング遺伝子の一過性発現が使用される。
a.CRISPR技術
一実施形態では、当技術分野で公知のようなCRISPR/Cas技術を用いて、細胞を操作する。CRISPRを用いて、出発PSCO-、iPSCO-、若しくはESCO-を作製するか、又はPSCO-、iPSCO-、若しくはESCO-からHIPO-細胞を作製することができる。CRISPRに基づく多数の技術があり、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Doudna and Charpentier,Science doi:10.1126/science.1258096を参照されたい。CRISPR技術及びキットは市販されている。
b.TALEN技術
一部の実施形態では、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)法を用いて、本発明のHIP細胞を作製する。TALENは、ほぼ全ての所望のDNA配列に結合して、それを切断するように操作することができるヌクレアーゼと組み合わせた制限酵素である。TALENキットは市販されている。
c.ジンクフィンガー技術
一実施形態では、Znフィンガーヌクレアーゼ技術を用いて、細胞を操作する。Znフィンガーヌクレアーゼは、ジンクフィンガーDNA結合ドメインをDNA切断ドメインと融合させることにより作製された人工制限酵素である。ジンクフィンガードメインは、特定の所望のDNA配列をターゲティングするように操作することができ、これにより、ジンクフィンガーヌクレアーゼに、複雑なゲノム内のユニークな配列をターゲティングさせることができる。内在性DNA修復機構を利用して、これらの試薬を用いることにより、CRISPR及びTALENと同様に、高等生物のゲノムを正確に改変することができる。
d.ウイルスベースの技術
本発明のHIP細胞の作製(並びにiPSCの初期作製)に使用することができる多種多様なウイルス技術があり、そうしたものとして、限定されないが、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウィルス及びセンダイウイルスベクターの使用が挙げられる。iPSCの作製に使用されるエピソームベクターを以下に説明する。
e.干渉RNAを用いる遺伝子の下方制御
他の実施形態では、HLA分子に使用されるタンパク質をコードする遺伝子をRNAi技術により下方制御する。RNA干渉(RNAi)は、RNA分子が、多くの場合、特定のmRNA分子を分解させることにより、遺伝子発現を阻害するプロセスである。2つのタイプのRNA分子、即ち、マイクロRNA(miRNA)と低分子干渉RNA(siRNA)が、RNA干渉の中心となる。これらは、標的mRNA分子に結合して、その活性を増大又は低減する。RNAiは、ウイルス及びトランスポゾンなどに由来する寄生核酸から細胞を防御するのを助ける。RNAiはまた、発生にも影響を与える。
sdRNA分子は、19~21塩基のガイド(アンチセンス)鎖を含む非対称siRNAの1クラスである。これらは、5’リン酸、2’Ome又は2’F修飾ピリミジン、及び3’位の6つのホスホチオエートを含有する。これらはまた、3’共役ステロール部分、3’位の2つのホスホチオエート、及び2’Ome修飾ピリミジンを含有するセンス鎖も含む。いずれの鎖も、3の長さ以下の非修飾プリンの連続した区間を有する2’Omeプリンを含む。sdRNA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8,796,443号明細書に開示されている。
これらの技術の全てについて、よく知られている組換え技術を用いて、本明細書に概説される組換え核酸を作製する。特定の実施形態では、組換え核酸(所望のポリペプチド、例えば、CD47、又は妨害配列をコードするいずれか)を発現構築物中の1つ若しくは複数の調節ヌクレオチド配列と作動可能に連結してもよい。調節ヌクレオチド配列は、一般に、治療しようとする宿主細胞及び被験者に対して適切となる。様々な宿主細胞のための多種の適切な発現ベクター及び好適な調節配列が当技術分野で知られている。典型的には、1つ又は複数の調節ヌクレオチド配列は、限定されないが、プロモータ配列、リーダ若しくはシグナル配列、リボソーム結合部位、転写開始及び終結配列、翻訳開始及び終結配列、並びにエンハンサー又はアクティベータ配列を含み得る。当技術分野で公知の構成性又は誘導性プロモータも考慮される。プロモータは、天然に存在するプロモータ、又は1つ以上のプロモータのエレメントを組み合わせるハイブリッドプロモータのいずれであってもよい。発現構築物は、細胞中で、エピソーム、例えば、プラスミド上に存在してもよいし、又は発現構築物を染色体に挿入してもよい。特定の実施形態では、発現ベクターは、形質転換した宿主細胞の選択を可能にするための選択マーカ遺伝子を含む。特定の実施形態は、少なくとも1つの調節配列と作動可能に連結された変異型ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む発現ベクターを含む。本明細書で使用される調節配列としては、プロモータ、エンハンサー、及び他の発現制御エレメントが挙げられる。特定の実施形態では、発現ベクターは、形質転換しようとする宿主細胞、発現させようとする特定の変異型ポリペプチド、ベクターのコピー数、そのコピー数を制御する能力、又はベクターによりコードされるいずれか他のタンパク質、例えば、抗生物質マーカなどの発現の選択のために設計される。
好適な哺乳動物プロモータの例として、例えば、以下の遺伝子由来のプロモータが挙げられる:ハムスターのユビキチン/S72aプロモータ(国際公開第97/15664号パンフレット)、シミアン空胞化ウイルス40(SV40)初期プロモータ、アデノウィルス主要後期プロモータ、マウスメタロチオネイン-Iプロモータ、ラウス肉腫ウイルス(RSV)の長い末端反復領域、マウス乳腺腫瘍ウイルスプロモータ(MMTV)、モロニーマウス白血病ウイルスの長い末端反復領域、並びにヒトサイトメガロウイルス(CMV)の初期プロモータ。他の異種哺乳動物プロモータの例として、アクチン、免疫グロブリン又は熱ショックプロモータがある。
別の実施形態では、哺乳動物宿主細胞に使用されるプロモータは、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス(1989年7月5日に公開された英国特許第2,211,504号明細書)、ウシパピローマウイルス、トリ肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルス及びシミアンウイルス40(SV40)などのウイルスのゲノムから取得することができる。さらに別の実施形態では、異種哺乳動物プロモータを使用する。例として、アクチンプロモータ、免疫グロブリンプロモータ、及び熱ショックプロモータが挙げられる。SV40の初期及び後期プロモータは、好都合には、SV40ウイルス複製起点も含むSV40制限断片として取得される。Fier et al.,Nature273:113-120(1978)。ヒトサイトメガロウイルスの前初期プロモータは、好都合には、HindIII E制限断片として得られる。Greenaway,P.J.et al.,Gene 18:355-360(1982)。以上の参照文献は、その全体を参照により本明細書に組み込むものとする。
B.多能性細胞の作製
本発明は、多能性細胞から非免疫原性多能性細胞を生産する方法を提供する。従って、第1ステップでは、多能性細胞幹細胞を提供する。
マウス及びヒト多能性幹細胞(概して、iPSCと呼ばれる;マウス細胞の場合にはmiPSC、又はヒト細胞の場合はhiPSC)の作製は、一般に当技術分野で周知されている。当業者には理解されるように、iPSCを作製するための多様で、異なる方法がある。初期誘導は、4つの転写因子、即ち、Oct3/4、Sox2、c-Myc及びKlf4のウイルス導入を用いて、マウス胚性又は成体線維芽細胞から実施された;Takahashi and Yamanaka Cell 126:663-676(2006)(その全体、特にそこに概説される技術について、参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。それ以来、いくつかの方法が開発されている;概要については、Seki et al.,World J.Stem Cell 7(1):116-125(2015)、並びにLakshmipathy and Vermuri,editors,Methods in Molecular Biology:Pluripotent Stem Cell,Methods and Protocols,Springer 2013(これらのいずれも、全体、とりわけ、hiPSCの作製方法(例えば、後者文献の第3章を参照されたい)について、参照により本明細書に組み込む)を参照されたい。
一般に、iPSCは、宿主細胞における1つ又は複数の「リプログラミング因子」の一過性発現により作製され、通常、これらの因子は、エピソームベクターを用いて導入される。こうした条件下で、少量の細胞を、iPSCになるように誘導する(一般に、選択マーカが使用されないため、このステップの効率は低い)。一旦細胞が「リプログラミング」され、多能性となったら、それらはエピソームベクターを失って、内在性遺伝子を利用して上記因子を産生する。このエピソームベクターの喪失により、「ゼロフットプリント」細胞と呼ばれる細胞が生じる。遺伝子修飾が少なければ少ないほど(特に、宿主細胞のゲノム中では)良いため、これは望ましい。従って、得られたhiPSCは、永続的遺伝子修飾を一切含まないことが望ましい。
当業者には理解されるように、使用することができる、又は使用されるリプログラミング因子の数は変動し得る。一般に、使用されるリプログラミング因子が少ないほど、分化多能状態への細胞の形質転換効率、並びに「多能性」は低下し、例えば、リプログラミング因子が少ない場合、十分に多能性ではないが、僅かな細胞型にのみ分化することができる細胞が得られる可能性がある。
一部の実施形態では、1つのリプログラミング因子、OCT4が使用される。他の実施形態では、2つのリプログラミング因子、OCT4とKLF4が使用される。他の実施形態では、3つのリプログラミング因子、OCT4、KLF4及びSOX2が使用される。他の実施形態では、4つのリプログラミング因子、OCT4、KLF4SOX2及びc-Mycが使用される。他の実施形態では、SOKMNLT;SOX2、OCT4(POU5F1)、KLF4、MYC、NANOG、LIN28、及びSV40LT抗原から選択される5、6又は7つのリプログラミング因子を用いることができる。
一般に、これらのリプログラミング因子遺伝子は、当技術分野で公知であり、市販されているような、エピソームベクター上に提供される。例えば、ThermoFisher/Invitrogenは、hiPSCのゼロフットプリント作製用のセンダイウイルスリプログラミングキット(カタログ番号A34546を参照されたい)を販売している。ThermoFisherはまた、EBNAベースのシステム(カタログ番号A14703を参照されたい)も販売している。
加えて、いくつかの市販されているhiPSC株もある;例えば、ゼロフットプリント、ウイルス組込みなしヒトiPSC細胞株であるGibco(登録商標)Episomal hiPSC株、K18945を参照されたい(また、Burridge et al.,2011、前掲も参照)。
一般に、当技術分野で公知のように、iPSCは、本明細書に記載のリプログラミング因子を一過性発現させることによって、CD34+臍帯血細胞、線維芽細胞などの非多能性細胞から作製される。
例えば、リプログラミング効率は低下したが、C-Mycを省いて、Oct3/4、Sox2及びKlf4だけを用いても、iPSC作製に成功した。
一般に、iPSCは、KLF4、Nanog、OCT4、SOX2、ESRRB、TBX3、c-Myc及びTCL1を含む特定の因子の発現を特徴とする。本発明の目的のためのこれらの因子の新たな、又は増大した発現は、内在性遺伝子座の誘導若しくはモジュレーションを介して、又はトランスジーンからの発現から可能である。
例えば、マウスiPSCは、Diecke et al,Sci Rep.2015,Jan.28;5:8081(doi:10.1038/screp08081)(その全体、並びに特にmiPSC作製のための方法及び試薬について、参照により本明細書に組み込む)の方法と、miPSCの作製用の試薬を用いて、作製することができる。また、例えば、Burridge et al.,PloS One,2011 6(4):18293(その全体、並びに特にそれに概説される方法について、参照により本明細書に組み込む)も参照されたい。
いくつかの事例では、細胞の多能性を本明細書に概説するように、例えば、多能性を示す一般に許容されるマーカ、例えば、Nanog、Oct4、Sox2、Esrrb、Tbx3、及びTc11などについてアッセイすることにより、細胞の多能性を測定又は確認する。或いは、細胞の多能性は、実施例に概説される分化反応を実施することにより、測定又は確認することができる。
C.多能性O-細胞の作製
本発明の一部の態様では、前述したように作製されたiPSC細胞は、このプロセスが、O-血液型を有する多能性細胞で出発したであろうから、既に血液型O、Rh因子陰性細胞であり得る。
本発明の他の実施形態では、iPSCは、A及びB抗原の酵素変換により血液型Oにされ得る。好ましい態様では、B抗原は、酵素を用いてOに変換される。より好ましい態様では、酵素は、αガラクトシダーゼである。この酵素は、B抗原の末端ガラクトース残基を排除する。本発明の他の態様は、A抗原からOへの酵素変換を含む。好ましい態様では、α-N-アセチルガラクトサミニダーゼを用いて、A抗原をOに変換する。酵素変換については、例えば、Olsson et al.,Transfusion Clinique et Biologique 11:33-39(2004);米国特許第4,427,777号明細書、同第5,606,042号明細書、同第5,633,130号明細書、同第5,731,426号明細書、同第6,184,017号明細書、同第4,609,627号明細書、及び同第5,606,042号明細書;並びに国際公開第9923120号パンフレット(それらの各々は、その全体を、参照により本明細書に組み込む)に論述されている。
本発明の他の実施形態は、ABO遺伝子(NCBI遺伝子ID:80908)のエキソン7をノックアウトするように細胞を操作することにより、iPSCを遺伝子修飾して、血液型Oにすることを含む。CRISPR、TALEN、Znフィンガー、又は相同組換えなど、当技術分野で公知の、又は本明細書に記載されるいずれのノックアウト方法を使用してもよい。
本発明の他の実施形態は、Rh血液群システム(RH)のC及び/若しくはE抗原、Kellシステム(KEL)のK、Duffyシステム(FY)のFya及びFy3、Kiddシステム(JK)のJkb、又はMNS血液群システムのU及び/若しくはSをノックアウトすることにより、血液型O多能性細胞をRh因子陰性にすることを含む。或いは、本発明の細胞は、SLC14A1(JK)遺伝子(NCBI遺伝子ID:6563)をサイレンシングすることにより、Rh陰性にすることもできる。CRISPR、TALEN、Znフィンガー、又は相同組換えなど、当技術分野で公知の、又は本明細書に記載されるいずれのノックアウト方法を使用してもよい。
D.低免疫原性多能性(HIP)細胞の作製
多能性細胞からのHIP、又はPSCO-、iPSCO-細胞からのHIPO-細胞の作製は、たった3つの遺伝子変更によって実施されるため、細胞活性の破壊を最小にするが、細胞に免疫サイレンシングを与える。
最初の2つの遺伝子変更は、MHCI及びII(細胞がヒト由来の場合、HLAI及びHLAII)のタンパク質活性の低減又は排除に関与する。これは、それらの構成要素をコードする遺伝子を改変することにより、達成することができる。一実施形態では、CRISPRを用いて、遺伝子のコーディング領域又は調節配列を破壊する。別の実施形態では、干渉RNA技術を用いて、遺伝子翻訳を低減する。第3の変更は、マクロファージ食作用に対する感受性を調節する遺伝子、例えば、CD47の発現を増大することに関する。これは、ウイルス又はトランスジーン技術による遺伝子の「ノックイン」を用いて、実施することができる。
CRISPRが、遺伝子修飾のために用いられるいくつかの事例では、細胞株の高効率編集を可能にするCas9構築物を含有するhiPSC又はhiPSCO-細胞を使用することができる;例えば、Life TechnologiesからのHuman Episomal Cas9 iPSC細胞株、A33124を参照されたい。
1.HLA-低減
本発明のHIPO-細胞は、MHCI機能(細胞がヒト細胞由来の場合、HLA I)の低減を含む。
当業者には理解されるように、機能の低減は、いくつかの方法で達成することができ、そうしたものとして、遺伝子からの核酸配列の除去、他の配列による当該配列の分断、又は核酸の調節要素の改変が挙げられる。例えば、目的の遺伝子のコーディング領域の全部又は一部を除去するか、又は「ナンセンス」配列で置換する、フレームシフト突然変異を作製する、プロモータなどの調節配列の全部若しくは一部を除去又は置換する、翻訳開始配列を除去又は置換する、などができる。
当業者には理解されるように、多能性細胞のMHCI機能(細胞がヒト細胞由来の場合、HLAI)の好適な低減は、当技術分野で公知の、又は以下に記載する技術;例えば、HLA複合体に結合する標識抗体を使用する;例えば、ヒト主要組織適合性HLAクラスI抗体のα鎖に結合する市販のHLA-A、B、若しくはC抗体を使用する、FACS技術を用いて測定することができる。
a.B2M改変
一実施形態では、HLA-I活性の低減は、β-2ミクログロブリン発現を低減することにより達成される。これは、多能性幹細胞のβ-2ミクログロブリン遺伝子(そのヒト配列は本明細書に開示される)の発現を破壊することによって達成される。この改変は、一般に、遺伝子「ノックアウト」と呼ばれ、本発明のHIP細胞において、これは、宿主細胞中の両対立遺伝子に対して実施される。概して、両方の破壊を実施するための技術は、同じである。
特に有用な実施形態では、遺伝子を破壊するためにCRISPR技術を使用する。いくつかの事例では、CRISPR技術を用いて、機能性タンパク質が生成されるように、小さな欠失又は挿入を遺伝子のコーディング領域に導入する。多くの場合、フレームシフト突然変異の結果、停止コドンが発生して、短縮、非機能性タンパク質が生成される。
従って、有用な技術は、マウスのB2M遺伝子又はヒトのB2M遺伝子のコーディング配列をターゲティングするように設計されたCRISPR配列を用いることである。遺伝子編集後、トランスフェクトされたiPSC培養物を単一細胞に分離する。単一細胞をフルサイズコロニーに増殖させてから、CRISPR切断部位からの異常配列の存在下でスクリーニングすることにより、CRISPR編集について検査する。両対立遺伝子において欠失を含むクローンを採取する。こうしたクローンは、PCRにより実証されるように、B2Mを発現せず、FACS分析により実証されるように、HLA-Iを発現しない(例えば、実施例1及び6を参照されたい)。
B2M遺伝子が不活性化されているか否かを試験するためのアッセイは知られており、本明細書に記載される。一実施形態では、このアッセイは、B2Mタンパク質に対する抗体でプロービングされる細胞溶解物のウエスタンブロットである。別の実施形態では、逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(rt-PCR)により、不活性化改変の存在を確認する。
さらには、HLAI複合体が細胞表面に発現されていないことを確認するために細胞を試験することができる。これは、前述したように、1つ又は複数のHLA細胞表面構成要素に対する抗体を用いたFACS分析によりアッセイすることができる。
2.HLA-II低減
HLAIの低減に加えて、本発明のHIPO-細胞は、MHCII機能(細胞がヒト細胞由来の場合、HLAII)も欠如している。
当業者には理解されるように、機能の低減は、いくつかの方法で達成することができ、そうしたものとして、遺伝子からの核酸配列の除去、遺伝子への核酸配列の付加、リーディングフレームの破壊、他の配列による当該配列の分断、又は核酸の調節要素の改変が挙げられる。一実施形態では、目的の遺伝子のコーディング領域の全部又は一部を除去するか、又は「ナンセンス」配列で置換することができる。別の実施形態では、プロモータなどの調節配列を除去又は置換する、翻訳開始配列を除去又は置換する、などができる。
多能性細胞又はその誘導体のMHCII機能(細胞がヒト細胞由来の場合、HLAII)の好適な低減は、当技術分野で公知の技術、例えば、タンパク質に対する抗体を用いるウエスタンブロッティング、FACS技術、rt-PCR技術などを用いて、測定することができる。
a.CIITA改変
一実施形態では、HLA-II活性の低減は、多能性細胞のCIITA遺伝子(そのヒト配列は本明細書に開示される)の発現を破壊することにより行われる。この改変は、概して、本明細書では遺伝子「ノックアウト」と呼ばれ、本発明のHIPO-細胞において、これは、宿主細胞中の両対立遺伝子に対して実施される。
CIITA遺伝子が不活性化されているか否かを試験するためのアッセイは公知であり、本明細書に記載される。一実施形態では、このアッセイは、CIITAタンパク質に対する抗体でプロービングされる細胞溶解物のウエスタンブロットである。別の実施形態では、逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(rt-PCR)によって不活性化改変の存在を確認する。
さらには、HLAII複合体が細胞表面に発現されていないことを確認するために細胞を試験することができる。やはりこのアッセイも当技術分野で公知であり、以下に概説するように、ヒトHLAクラスII HLA-DR、DP及び他のほとんどのDQ抗原に結合する市販の抗体に基づく、ウエスタンブロット又はFACS分析のいずれかを用いて実施される。
特に有用な実施形態では、CRISPR技術を使用して、CIITA遺伝子を破壊する。CRISPRは、MHCII分子の必須転写因子である、CIITA遺伝子のコーディング配列をターゲティングするように設計されている。遺伝子編集後、トランスフェクトiPSC培養物を単一細胞に分離する。単一細胞をフルサイズコロニーに増殖させてから、CRISPR切断部位からの異常配列についてスクリーニングすることにより、好適なCRISPR編集について検査する。欠失を含むクローンは、PCRにより決定される通り、CIITAを発現せず、FACS分析により決定される通り、MHCII/HLA-IIを発現しない。
3.食作用低減
HLA-I及びII(又はMHCI及びII)の低減以外にも、一般に、B2M及CIITAノックアウトを用いて、本発明のHIPO-細胞は、マクロファージ食作用及びNK細胞殺傷に対する感受性が低減している。得られたHIPO-細胞は、1つ又は複数のCD47トランスジーンによって、免疫マクロファージ及び自然経路を「免れる」。
a.CD47増加
一部の実施形態では、マクロファージ食作用及びNK細胞殺傷感受性の低減は、HIPO-細胞上の増加したCD47の増加によって起こる。これは、当業者に理解されるような様々なやり方で、「ノックイン」又はトランスジェニック技術を用いて実施され得る。いくつかの事例では、CD47発現の増大は、1つ又は複数のCD47トランスジーンによって達成される。
従って、一部の実施形態では、CD47遺伝子の1つ又は複数のコピーを誘導性又は構成性プロモータの制御下でHIPO-細胞に付加するが、後者が好ましい。一部の実施形態では、本明細書に記載されるか、又は当技術分野で公知のように、レンチウイルス構築物を使用する。CD47遺伝子は、当技術分野で公知の通り、好適なプロモータの制御下で、宿主細胞のゲノムに組み込むことができる。
HIPO-細胞株をB2M-/-CIITA-/-iPSCから作製することができる。CD47を発現するレンチウイルスベクターを含有する細胞は、ブラストサイジンマーカを用いて選択され得る。CD47遺伝子配列を合成し、そのDNAを、ブラストサイジン耐性を有するプラスミドレンチウイルスplenti6/V5(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)にクローニングする。
一部の実施形態では、内在性CD47遺伝子の調節配列を改変する、例えば、内在性プロモータを構成性プロモータ又は異なる誘導性プロモータと交換することによって、CD47遺伝子の発現を増大することができる。これは、一般に、CRISPRなどの公知の技術を用いて実施することができる。
改変されたら、実施例に記載するものなどの公知の技術、例えば、抗CD47抗体を用いるウエスタンブロット、ELISAアッセイ又はFACSアッセイを用いて、十分なCD47発明の存在をアッセイすることができる。概して、これに関連して「十分な」とは、NK細胞殺傷を抑制するHIPO-細胞表面でのCD47の発現の増大を意味する。細胞でのその天然の発現レベルは、一旦それらのMHCIが除去されると、NK細胞溶解からそれらを保護するには低すぎる。
4.他の修飾
一部の実施形態では、低免疫原性細胞は、例えば、国際公開第2016/073955号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、例えば、CRISPR又はTALENなどのゲノム編集ツールを用いて、CCR5及び/又はCXCR4遺伝子を編集して、CCR5及び/又はCXCR4タンパク質表面発現を低減若しくは排除することにより作製される。一部の実施形態では、低免疫原性細胞は、国際公開第2016/073955号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、B2M遺伝子に加えてCCR5及び/又はCXCR4遺伝子を編集して、MHCクラス1表面発現を低減又は排除することにより作製される。
一部の実施形態では、低免疫原性細胞は、国際公開第2016/183041号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、CRISPR又はTALENなどのゲノム編集ツールを用いて、NILRC5、CIITA、及び/又はB2M遺伝子を編集して、NILRC5、CIITA、及び/又はB2Mタンパク質の表面発現及び/又は活性を低減若しくは排除することにより作製される。一部の実施形態では、低免疫原性多能性細胞は、国際公開第2016/183041号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-G、PD-L1、CTLA-4-Ig、CD47、Cl-阻害因子、及びIL-35などの1つ若しくは複数の寛容原性因子遺伝子の発現をモジュレートすることにより作製される。一部の実施形態では、低免疫原性細胞は、国際公開第2016/183041号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、RFX-5、RFXAP、RFXANK、NFY-A、NFY-B、NFY-C、及び/又はIRF-1などの1つ若しくは複数の遺伝子の発現をモジュレートすることにより作製される。さらに別の実施形態では、細胞に対するさらなる修飾は、国際公開第2016/183041号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、OX40、GITR、4-1BB、CD28、B7-1、B7-2、ICOS、CD27、HVEM、SLAM、CD226、PD1、CTL4、LAG3、TIGIT、TIM3、CD160、BTLA、CD244、CD30、TLT、VISTA、B7-H3、PD-L2、LFA-1、CD2、CD58、ICAM-3、TCRA、TCRB、FOXP3、HELIOS、ST2、PCSK9、CCR5、及び/又はAPOC3などの1つ若しくは複数の発現をモジュレートすることを含む。
一部の実施形態では、低免疫原性細胞は、国際公開第2018/227286号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、PDL-1、HLA-G、CD47、CD200、FASLG、CLC21、MFGE8、及び/又はSERPIN B9などの1つ若しくは複数のトランスジーン、或いは、PDL-1、HLA-G、CD47、CD200、FASLG、CLC21、MFGE8、及び/又はSERPIN B9のアゴニストとして作用する生物剤をコードする遺伝子の導入により作製される。一部の実施形態では、低免疫原性細胞は、国際公開第2018/227286号パンフレット(その全体を、特に、そこに概説される関連技術に関して、参照により本明細書に組み込む)に記載されるように、TGFβ、CD73、CD39、LAG3、IL1R2、ACKR2、TNFRSF22、TNFRSF23、TNFRS10、DAD1、及び/又はIFNγR1 d39の1つ若しくは複数のトランスジーン、或いは、TGFβ、CD73、CD39、LAG3、IL1R2、ACKR2、TNFRSF22、TNFRSF23、TNFRS10、DAD1、及び/又はIFNγR1 d39のアゴニストとして作用する生物剤をコードする遺伝子の導入により作製される。
5.自殺遺伝子
一部の実施形態では、本発明は、「自殺遺伝子」又は「自殺スイッチ」を含むHIPO-細胞を提供する。これらは、万一、低免疫原性多能性細胞が望まれない様式で増殖及び分化した場合に、それらの死を引き起こすことができる「安全スイッチ」として機能するように組み込まれる。「自殺遺伝子」アブレーション手法は、特定の化合物によって活性化された場合に限り、細胞殺傷を引き起こすタンパク質をコードする遺伝子輸送ベクター内の自殺遺伝子を含む。自殺遺伝子は、非毒性化合物を猛毒の代謝物質に選択的に変換する酵素をコードすることができる。これにより、酵素を発現する細胞の限定的排除が起こる。一部の実施形態では、自殺遺伝子は、ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSV-tk)遺伝子であり、トリガーは、ガンシクロビルである。他の実施形態では、自殺遺伝子は、大腸菌(Escherichia coli)シトシンデアミナーゼ(EC-CD)遺伝子であり、トリガーは、5-フルオロシトシン(S-FC)である(Barese et al.,Mol.Therap.20(10):1932-1943(2012),Xu et al.,Cell Res.8:73-8(1998)、いずれも、その全体を参照により本明細書に組み込む)。
他の実施形態では、自殺遺伝子は、誘導性カスパーゼタンパク質である。誘導性カスパーゼタンパク質は、アポトーシスを誘導することができるカスパーゼタンパク質の少なくとも一部を含む。一実施形態では、カスパーゼタンパク質の上記部分は、配列番号6に例示される。好ましい実施形態では、誘導性カスパーゼタンパク質は、iCas9である。これは、一連のアミノ酸を介して、ヒトカスパーゼ9をコードする遺伝子に連結された、F36V突然変異を有するヒトFK506-結合タンパク質、FKBP12の配列を含む。FKBP12-F36Vは、高い親和性で、小分子二量体化剤、AP1903に結合する。従って、本発明のiCas9の自殺機能は、タンパク質二量体誘導化合物(CID)の投与によってトリガーされる。一実施形態では、CIDは、小分子薬剤AP1903である。二量体化は、アポトーシスの急速な誘導を引き起こす。(国際公開第2011146862号パンフレット;Stasi et al,N.Engl.J.Med 365;18(2011);Tey et al.,Biol.Blood Marrow Transplant.13:913-924(2007)(これらの各々は、その全体を参照により本明細書に組み込む)。
6.HIPO-表現型及び多能性の保持についてのアッセイ
HIPO-細胞が作製されたら、国際公開第2018/132783号パンフレット(参照により本明細書に組み込む)に概要が記載されている通り、その低免疫原性及び/又は多能性の保持についてアッセイしてもよい。
例えば、いくつかの技術を用いて、低免疫原性をアッセイすることができる。これらの技術は、同種異系宿主への移植、続いて、宿主免疫系を免れるHIPO-細胞増殖(例えば、奇形腫)のモニタリングを含む。ルシフェラーゼを発現するように、HIPO-誘導体を形質移入した後、生物発光イメージングを用いて追跡することができる。同様に、HIP細胞に対する宿主動物のT細胞及び/又はB細胞応答を試験して、HIP細胞が宿主動物に免疫反応を引き起こさないことを確認することができる。T細胞機能は、Elispot、Elisa、FACS、PCR、又は質量サイトメトリー(CYTOF)により評価することができる。B細胞応答又は抗体応答は、FACS又はルミネクスを用いて評価することができる。これに加えて又は代わり、自然免疫応答、例えば、NK細胞殺傷を回避する能力について、細胞をアッセイしてもよい。K細胞溶解活性は、インビトロ又はインビボで評価することができる。
同様に、多能性の保持をいくつかの方法で試験することができる。一実施形態では、本明細書及び国際公開第2018/132783号パンフレットに概略的に記載されている通り、特定の多能性特異的因子の発現により多能性をアッセイする。これに加えて又は代わり、HIPO-細胞を、多能性の指標として1つ又は複数の細胞型に分化させることもできる。
E.本発明の実施形態
本発明のiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、又はそれらの誘導体を用いて、1型糖尿病、心臓病、神経系疾患、癌、失明、血管病、及び再生医療治療法に応答する他の疾患/障害を治療することができる。特に、本発明は、あらゆる細胞型への分化のためにHIPO-細胞の使用を考慮する。従って、本明細書には、ヒト患者などの同種異系宿主に、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、又はこれらの細胞の分化した産物のいずれかとして移植されたとき、多能性を提示するが、宿主免疫応答を起こさないiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、又はそれらの誘導体が提供される。
一態様では、本発明は、キメラ抗原受容体(CAR)をコードする核酸を含む、単離されたiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、又はそれらの誘導体を提供し、ここで、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されている。CARは、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、及び細胞内シグナル伝達ドメインを含み得る。一部の実施形態では、細胞外ドメインは、CD19、CD20、CD22、CD38、CD123、CS1、CD171、BCMA、MUC16、ROR1、及びWT1からなる群から選択される抗原に結合する。特定の実施形態では、細胞外ドメインは、一本鎖可変断片(scFv)を含む。一部の実施形態では、膜貫通ドメインは、CD3ζ、CD4、CD8α、CD28、4-1BB、OX40、ICOS、CTLA-4、PD-1、LAG-3、及びBTLAを含む。特定の実施形態では、細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ζ、CD28、4-1BB、OX40、ICOS、CTLA-4、PD-1、LAG-3、及びBTLAを含む。
特定の実施形態では、CARは、抗CD19scFvドメイン、CD28膜貫通ドメイン、及びCD3ζシグナル伝達細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、CARは、抗CD19scFvドメイン、CD28膜貫通ドメイン、4-1BBシグナル伝達細胞内ドメイン、及びCD3ζシグナル伝達細胞内ドメインを含む。
本発明の別の態様では、本明細書に記載される、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、又はそれらの誘導体のいずれか1つのインビトロ分化により生産される単離されたO-CAR-T(O-CAR-T)又は低免疫O-CAR-T(HIPO-CAR-T)細胞が提供される。一部の実施形態では、HIPO-CAR-T細胞は、細胞傷害性HIPO-CAR-T細胞である。
様々な実施形態において、インビトロ分化は、bFGF、EPO、Flt3L、IGF、IL-3、IL-6、IL-15、GM-SCF、及びVEGFからなる群から選択される1つ若しくは複数の増殖因子又はサイトカインを含む培地中で、CAR構築物を担持する、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞、又はそれらの誘導体を培養するステップを含む。一部の実施形態では、培地は、BMP活性化因子、GSK3阻害因子、ROCK阻害因子、TGF受容体/ALK阻害因子、及びNOTCH活性化因子からなる群から選択される1つ若しくは複数の増殖因子又はサイトカインをさらに含有する。
特定の実施形態において、CAR-T構築物を担持するiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞のいずれか1つのインビトロ分化により生産される、単離されたO-CAR-T又はHIPO-CAR-T細胞を癌の治療に使用することができる。
本発明の別の態様では、本明細書に記載の単離されたO-CAR-T又はHIPO-CAR-T細胞のいずれかを治療有効量で含む組成物を投与することにより、癌患者を治療する方法が提供される。一部の実施形態では、組成物はさらに、治療有効量の担体を含有する。
一部の実施形態では、投与ステップは、静脈内投与、皮下投与、リンパ節内投与、腫瘍内投与、脊髄内投与、胸腔内投与、及び腹腔内投与を含む。特定の事例では、投与はさらに、ボラス又は連続灌流によるものを含む。
一部の実施形態において、癌は、白血病、リンパ腫、及び骨髄腫からなる群から選択される血液癌である。様々な実施形態では、癌は、固形腫瘍癌又は液性腫瘍癌である。
別の態様では、本発明は、本明細書に記載の、単離されたO-CAR-T又はHIPO-CAR-T細胞のいずれか1つを作製する方法を提供する。この方法は、本発明のiPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞のいずれか1つをインビトロで分化させることを含み、ここで、インビトロ分化は、bFGF、EPO、Flt3L、IGF、IL-2、IL-3、IL-6、IL-7、IL-15、GM-SCF、及びVEGFからなる群から選択される1つ若しくは複数の増殖因子又はサイトカインを含む培地中で、iPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞を培養するステップを含む。一部の実施形態では、培地は、BMP活性化因子、GSK3阻害因子、ROCK阻害因子、TGF受容体/ALK阻害因子、及びNOTCH活性化因子からなる群から選択される1つ若しくは複数の増殖因子又はサイトカインをさらに含有する。
一部の実施形態では、インビトロ分化は、iPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞をフィーダ細胞上で培養するステップを含む。様々な実施形態において、インビトロ分化は、疑似微小重力下で培養するステップを含む。特定の事例では、疑似微小重力下での培養は、少なくとも72時間にわたって行う。
一部の態様において、本明細書には、iPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞から分化され、単離された、操作低免疫心細胞(低免疫原性心細胞)、例えば、心筋細胞が提供される。
心筋細胞は、これまで、ABO血液群抗原を欠如していると考えられていた。ABO血液群B型ヒト胚性幹細胞株の心筋細胞様細胞への分化は、B抗原の喪失を招くことが見出されたが、これは、これらの抗原の喪失が、ヒト胚発生中の早期に起こり得ることを示している。例えば、Moelne et al.,Transplantation.86(10):1407-13(2008)(その全体を参照により本明細書に組み込む)を参照されたい。また他の研究も、心筋細胞様細胞への人工ヒト多能性幹細胞の分化が、これらの細胞中のABO血液群A型抗原の段階的喪失を招くことを報告している。例えば、Saeljoe et al.,Scientific Reports.13072:1-14(2017)を参照されたい。しかし、驚くことに、本発明者らは、心筋細胞が、不適合レシピエントに対してこうした細胞の拒絶反応を引き起こし得るABO血液群抗原を発現することを見出した。
従って、一部の態様では、心臓病又は疾患を患う患者を治療する方法が本明細書に提供される。この方法は、本明細書に記載のiPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞から誘導され、単離された、操作O-若しくは低免疫O-心細胞のいずれか1つの集団を治療有効量で含む組成物を投与するステップを含む。一部の実施形態では、組成物はさらに、治療有効量の担体を含有する。
一部の実施形態では、投与は、患者の心臓組織への移植、静脈内注射、動脈内注射、冠動脈内注射、筋肉内注射、胸腔内注射、心筋内注射、経心内膜注射、経心外膜注射、又は注入を含む。
一部の実施形態では、心臓病又は疾患は、小児心筋症、加齢に伴う心筋症、拡張型心筋症、肥大型心筋症、拘束型心筋症、慢性虚血性心筋症、周産期心筋症、炎症性心筋症、その他の心筋症、心筋炎、心筋虚血再灌流傷害、心室機能不全、心不全、うっ血性心不全、冠動脈疾患、末期心不全、アテローム性動脈硬化、虚血、高血圧、再狭窄、狭心症、リウマチ性心疾患、動脈炎、又は心血管病からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、インビトロ分化によりHIPO-細胞の集団からO-低免疫心細胞の集団を生産する方法が提供され、ここで、非修飾iPSCO-細胞と比較して、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されている。この方法は、以下:(a)GSK阻害因子を含有する培地中でHIPO-細胞の集団を培養するステップ;(b)WNTアンタゴニストを含有する培地中でHIPO-細胞の集団を培養して、心前駆細胞の集団を生産するステップ;及び(c)インスリンを含有する培地中で心前駆細胞の集団を培養して、O-低免疫心細胞の集団を生産するステップを含む。一部の実施形態では、GSK阻害因子は、CHIR-99021、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、GSK阻害因子は、約2μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、WNTアンタゴニストは、IWR1、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、WNTアンタゴニストは、約2μM~約10μMの範囲の濃度である。
一部の態様において、本明細書には、iPSCO-、ESCO-、又はHIPO-細胞から分化され、単離された、操作O-若しくはO-低免疫内皮細胞が提供される。他の態様では、単離された、操作O-若しくはO-低免疫内皮細胞は、毛細血管内皮細胞、血管内皮細胞、大動脈内皮細胞、脳内皮細胞、及び腎内皮細胞からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、血管病又は疾患を患う患者を治療する方法が提供される。一部の実施形態では、この方法は、単離された、操作O-若しくはO-低免疫内皮細胞の集団を治療有効量で含む組成物を投与するステップを含む。
一部の実施形態では、本方法は、本明細書に記載の、単離された、操作O-又はO-低免疫内皮細胞のいずれか1つの集団を治療有効量で含む組成物を投与するステップを含む。一部の実施形態では、組成物はさらに、治療に有効な担体を含有する。一部の実施形態では、投与は、患者の心臓組織への移植、静脈内注射、動脈内注射、冠動脈内注射、筋肉内注射、胸腔内注射、心筋内注射、経心内膜注射、経心外膜注射、又は注入を含む。
一部の実施形態では、血管病又は疾患は、血管傷害、心血管疾患、血管疾患、虚血性疾患、心筋梗塞、うっ血性心不全、高血圧、虚血性組織傷害、下肢虚血、発作、神経障害、及び脳血管疾患からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、インビトロ分化によりHIPO-細胞の集団からO-低免疫内皮細胞の集団を生産する方法が提供され、ここで、HIPO-細胞において、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されている。この方法は、以下:(a)GSK阻害因子を含有する第1培地中でHIPO-細胞の集団を培養するステップ;(b)VEGF及びbFGFを含有する第2培地中でHIPO-細胞の集団を培養して、内皮前駆細胞の集団を生産するステップ;及び(c)ROCK阻害因子及びALK阻害因子を含有する第3培地中で内皮前駆細胞の集団を培養して、低免疫内皮細胞の集団を生産するステップを含む。
一部の実施形態では、GSK阻害因子は、CHIR-99021、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、GSK阻害因子は、約1μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、ROCK阻害因子は、Y-27632、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、ROCK阻害因子は、約1μM~約20μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、ALK阻害因子は、SB-431542、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、ALK阻害因子は、約0.5μM~約10μMの範囲の濃度である。
一部の実施形態では、第1培地は、2μM~約10μMのCHIR-99021を含有する。一部の実施形態では、第2培地は、50ng/mlのVEGFと10ng/mlのbFGFを含有する。他の実施形態では、第2培地はさらに、Y-27632及びSB-431542を含有する。様々な実施形態では、第3培地は、10μMのY-27632と1μMのSB-431542を含有する。特定の実施形態では、第3培地はさらに、VEGF及びbFGFを含有する。特定の事例では、第1培地及び/又は第2培地は、インスリンを含有しない。
一部の態様において、本明細書には、HIPO-細胞から分化され、単離された操作O-低免疫ドーパミン作動性ニューロン(DN)が提供され、ここで、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されており、ニューロンは、血液型O及びRh-である。
一部の実施形態では、単離されたO-低免疫ドーパミン作動性ニューロンは、ニューロン幹細胞、ニューロン前駆細胞、未成熟ドーパミン作動性ニューロン、及び成熟ドーパミン作動性ニューロンからなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、神経変性疾患又は状態を患う患者を治療する方法が提供される。一部の実施形態では、本方法は、単離された低免疫ドーパミン作動性ニューロンのいずれか1つの集団を治療有効量で含む組成物を投与するステップを含む。一部の実施形態では、組成物はさらに、治療に有効な担体を含む。一部の実施形態では、単離された低免疫ドーパミン作動性ニューロンの集団は、生分解性スカフォールド上にある。一部の実施形態では、投与は、移植又は注射を含み得る。一部の実施形態では、神経変性疾患又は状態は、パーキンソン病、ハンチントン病、及び多発性骨髄腫からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、インビトロ分化によりHIPO-細胞の集団からO-低免疫ドーパミン作動性ニューロンの集団を生産する方法が提供され、ここで、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されており、HIPO-細胞において、血液型はO及びRh-である。一部の実施形態では、本方法は、ソニック・ヘッジホッグ(SHH)、BDNF、EGF、bFGF、FGF8、WNT1、レチノイン酸、GSK3β阻害因子、ALK阻害因子、及びROCK阻害因子から選択される1つ若しくは複数の因子を含む第1培地中でHIPO-細胞の集団を培養して、未成熟ドーパミン作動性ニューロンの集団を生産するステップ;並びに(b)第1培地とは異なる第2培地中で未成熟ドーパミン作動性ニューロンの集団を培養して、ドーパミン作動性ニューロンの集団を生産するステップを含む。
一部の実施形態では、GSKβ阻害因子は、CHIR-99021、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、GSKβ阻害因子は、約2μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、ALK阻害因子は、SB-431542、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、ALK阻害因子は、約1μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、第1培地及び/又は第2培地は、動物血清が存在しない。
一部の実施形態では、本方法はまた、非ドーパミン作動性ニューロンから低免疫ドーパミン作動性ニューロンの集団を単離するステップも含む。一部の実施形態では、本方法はさらに、低免疫ドーパミン作動性ニューロンの集団を低温保存するステップも含む。
いくつかの態様では、HIPO-細胞から分化され、単離された操作O-低免疫膵島細胞が提供され、ここで、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されており、血液型は、O及びRh-である。
一部の実施形態では、単離されたO-低免疫膵島細胞は、膵島前駆細胞、未成熟膵島細胞、及び成熟膵島細胞からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、糖尿病を患う患者を治療する方法が提供される。本方法は、本明細書に記載の、単離されたO-低免疫膵島細胞のいずれか1つの集団を治療有効量で含む組成物を投与するステップを含む。一部の実施形態では、組成物はさらに、治療に有効な担体を含有する。一部の実施形態では、単離された低免疫膵島細胞の集団は、生分解性スカフォールド上にある。いくつかの事例では、投与は、移植又は注射を含む。
一部の態様において、本明細書には、インビトロ分化によりHIPO-細胞の集団からO-低免疫膵島細胞の集団を生産する方法が提供され、ここで、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されており、HIPO-細胞において、血液型はO及びRh-である。本方法は、以下:(a)インスリン様増殖因子(IGF)、トランスフォーミング増殖因子(TGF)、線維芽細胞増殖因子(EGF)、上皮増殖因子(EGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、ソニック・ヘッジホッグ(SHH)、及び血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、トランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)スーパーファミリー、骨形成タンパク質-2(BMP2)、骨形成タンパク質-7(BMP7)、GSK3β阻害因子、ALK阻害因子、BMP1型受容体阻害因子、及びレチノイン酸からなる群から選択される1つ若しくは複数の因子を含有する第1培地中で、HIPO-細胞の集団を培養して、未成熟膵島細胞を生産するステップ;並びに(b)第1培地とは異なる第2培地中で、未成熟膵島細胞の集団を培養して、低免疫膵島細胞の集団を生産するステップを含む。
一部の実施形態では、GSK阻害因子は、CHIR-99021、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、GSK阻害因子は、約2μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、ALK阻害因子は、SB-431542、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、ALK阻害因子は、約1μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、第1培地及び/又は第2培地は、動物血清が存在しない。
一部の実施形態では、本方法はまた、非膵島細胞から低免疫膵島細胞の集団を単離するステップも含む。一部の実施形態では、本方法はさらに、低免疫膵島細胞の単離集団を低温保存するステップも含む。
いくつかの態様では、HIPO-細胞から分化され、単離された操作O-低免疫網膜色素上皮(RPE)細胞が提供され、ここで、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されており、血液型は、O及びRh-である。
一部の実施形態では、単離されたO-低免疫RPE細胞は、RPE前駆細胞、未成熟RPE細胞、成熟RPE細胞、及び機能性RPE細胞からなる群から選択される。
一部の態様において、本明細書には、眼病を患う患者を治療する方法が提供される。本方法は、本明細書に記載の、単離された低免疫RPE細胞の集団のいずれか1つの集団を治療有効量で含む組成物を投与するステップを含む。一部の実施形態では、組成物はさらに、治療に有効な担体を含む。一部の実施形態では、単離された低免疫RPE細胞の集団は、生分解性スカフォールド上にある。一部の実施形態では、投与は、患者の網膜への移植又は注射を含む。一部の実施形態では、眼病は、滲出型黄斑変性、萎縮型黄斑変性、若年型黄斑変性、レーバー先天性黒内障、網膜色素変性症、及び網膜■離からなる群から選択される。
いくつかの態様では、インビトロ分化により、HIPO-細胞の集団から、O-低免疫網膜色素上皮(RPE)細胞の集団を生産する方法が提供され、ここでは、HIPO-細胞において、内在性β-2マイクログロブリン(B2M)遺伝子活性及び内在性クラスIIトランス作用因子(CIITA)遺伝子活性が排除され、CD47発現が増大されている。本方法は、以下:(a)アクチビンA、bFGF、BMP4/7、DKK1、IGF1、ノギン、BMP阻害因子、ALK阻害因子、ROCK阻害因子、及びVEGFR阻害因子からなる群から選択される因子のいずれか1つを含有する第1培地中でHIPO-細胞の集団を培養して、RPE前駆細胞の集団を生産するステップ;並びに(b)第1培地とは異なる第2培地中でRPE前駆細胞の集団を培養して、低免疫RPE細胞の集団を生産するステップを含む。
一部の実施形態では、ALK阻害因子は、SB-431542、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、ALK阻害因子は、約2μM~約10μMの範囲の濃度である。一部の実施形態では、ROCK阻害因子は、Y-27632、その誘導体、又はその変異体である。いくつかの事例では、ROCK阻害因子は、約1μM~約10μMの範囲の濃度である。
一部の実施形態では、第1培地及び/又は第2培地は、動物血清が存在しない。
一部の実施形態では、本方法はまた、非RPE細胞からO-低免疫RPE細胞の集団を単離するステップも含む。一部の実施形態では、本方法はさらに、低免疫RPE細胞の集団を低温保存するステップも含む。
一態様では、ヒト多能性幹細胞(hiPSCO-)は、以下:a)各対立遺伝子でのB2M遺伝子の破壊(例えば、B2M-/-)、b)各対立遺伝子でのCIITA遺伝子の破壊(例えば、CIITA、-/-)、及びc)CD47遺伝子の過剰発現(CD47+、例えば、CD47遺伝子の1つ若しくは複数の追加コピーの導入又はゲノム遺伝子の活性化を介して)により、低免疫原性にされる。これによって、hiPSCO-集団をB2M-/-CIITA-/-CDtgにする。好ましい態様では、細胞は、非免疫原性である。別の実施形態では、HIPO-細胞は、前述したように、非免疫原性B2M-/-CIITA-/-CD47tgにするが、必要に応じてインビボで細胞を殺傷するように誘導される誘導性自殺遺伝子を含有させることによって、さらに修飾する。他の態様では、ABO遺伝子エキソン7のノックアウト又はSLC14A1(JK)遺伝子のサイレンシングにより血液型をOにすると共に、Rh血液群システム(RH)のC及びE抗原、Kellシステム(KEL)のK、Duffyシステム(FY)のFya及びFy3、Kiddシステム(JK)のjkb、又はMNS血液群系のU及びSをノックアウトすることにより、HIP細胞をRh-にしたとき、HIPO-細胞が作製される。
F.O-多能性細胞の維持
一旦作製してから、iPSCの維持について知られている通り、本発明のiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞を未分化状態に維持することができる。例えば、分化を防ぎ、且つ多能性を維持する培地を用いたMartigel上でHIPO-細胞を培養することができる。
G.O-多能性細胞の分化
本発明は、後に被験者に移植するための様々な細胞型に分化されるiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞を提供する。当業者には理解されるように、分化方法は、公知の技術を用いて、所望の細胞型に左右される。細胞は、懸濁液中で分化させた後、マトリゲル、ゼラチンなどのゲルマトリックス形態、又はフィブリン/トロンビン形態に導入して、細胞の生存を助ける。分化は、当技術分野で公知のように、一般には、細胞特異的マーカの存在下で評価することによりアッセイされる。
一部の実施形態では、本発明のiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、肝細胞機能性の喪失又は肝硬変に対処するために、肝細胞に分化させる。iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞を肝細胞に分化させるために使用することができるいくつかの技術があり;例えば、Pettinato et al.,doi:10.1038/spre32888、Snyker et al.,Methods Mol Biol 698:305-314(2011)、Si-Tayeb et al.,Hepatology 51:297-305(2010)及びAsgari et al.,Stem Cell Rev(:493-504(2013)(それらは全て、全内容を、特に、分化の方法及び試薬について、参照により本明細書に明示的に組み込む)を参照されたい。分化は、当技術分野で公知のように、一般的には、肝細胞関連マーカ及び/又は特定のマーカ(限定されないが、アルブミン、αフェトプロテイン、及びフィブリノーゲンを含む)の存在を評価することによりアッセイされる。分化はまた、例えば、アンモニアの代謝、LDL蓄積及び取込み、ICG取込み及び放出並びにグリコーゲン蓄積など、機能性により測定することもできる。
一部の実施形態では、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、I型糖尿病(T1DM)に対処するための移植用のβ様細胞又は膵島オルガノイドに分化させる。細胞システムは、T1DMに対処するための有望な方法であり、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Ellis et al.,doi/10.1038/nrgastro.2017.93を参照されたい。加えて、Pagliuca et al.は、hiPSCからのβ-細胞の分化の成功について報告している(doi/10.106/j.cell.2014.09.040を参照されたい、尚、その全体を、特にそれに概説されるヒト多能性幹細胞からの機能性ヒトβ細胞のラージスケール生産のための方法及び試薬について、参照により本明細書に組み込む)。さらには、Vegas et al.は、ヒト多能性幹細胞からのヒトβ細胞の生産、その後、宿主による免疫拒絶反応を回避するためのカプセル化を示している;(doi:10.1038/nm.4030を参照されたい、尚、その全体を、特に、それに概説されるヒト多能性幹細胞からの機能性ヒトβ細胞のラージスケール生産のための方法及び試薬について、参照により本明細書に組み込む)。
分化は、当技術分野で公知のように、一般的には、β細胞関連マーカ又は特定のマーカ(限定されないが、インスリンを含む)の存在を評価することによりアッセイされる。分化はまた、グルコース代謝など、機能性により測定することもでき、概要については、Murano et al,doi:10.1016/j.cels.2016.09.002を参照されたい、尚、その全体を、特に、それに概説されるバイオマーカについて、参照により本明細書に組み込む)。
iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-β細胞が作製されたら、それらを門脈/肝臓、大網、胃腸粘膜、骨髄、筋肉、又は皮下嚢に移植する(本明細書に記載のように、細胞懸濁物として、又はゲルマトリックス内のいずれかで)ことができる。
一部の実施形態では、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、目の視力を脅かす疾患に対処するために、網膜色素上皮(RPE)に分化させる。ヒト多能性幹細胞は、Kamao et al.,Stem Cell Reports 2014:2:205-18(その全体を、特に、分化技術及び試薬のためのそこに概説される方法及び試薬について、参照により本明細書に組み込む)に概説される技術を用いて、RPE細胞に分化されており;また、Mandai et al.,doi:10.1056/NEJMoa1608368も参照されたい(RPE細胞のシート作製技術及び患者への移植について、その全体を参照により本明細書に組み込む)。
分化は、当技術分野で公知のように、一般的には、RPE関連マーカ及び/若しくは特定のマーカの存在を評価することにより、又は機能性を測定することによってアッセイされる。例えば、Kamao et al.,doi:10.1016/j.stemcr.2013.12.007を参照(その全体、また特に、結果セクションの第1パラグラフに概説されるマーカについて、参照により本明細書に組み込む)。
一部の実施形態では、本発明のiPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、心血管疾患に対処するために、心筋細胞に分化させる。心筋細胞へのhiPSCの分化のための技術は、当技術分野で公知であり、実施例に論述する。分化は、当技術分野で公知のように、一般的には、心筋細胞関連マーカ若しくは特定のマーカの存在を評価することにより、又は機能性を測定することによってアッセイされ;例えば、Loh et al.,doi:10.1016/j.cell.2016.06.001(その全体を、また特に、心筋細胞を含む幹細胞を分化する方法について、参照により本明細書に組み込む)を参照されたい。
一部の実施形態では、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、末梢動脈疾患に対処するために、内皮コロニー形成細胞(ECFC)に分化させる。内皮細胞に分化させる技術は、公知である。例えば、Prasain et al.,doi:10.1038/nbt.3048(その全体を、特に、ヒト多能性幹細胞から内皮細胞の作製のための方法及び試薬について、並びに移植技術について、参照により本明細書に組み込む)を参照されたい。分化は、当技術分野で公知のように、一般的には、内皮細胞関連マーカ若しくは特定のマーカの存在を評価することにより、又は機能性を測定することによってアッセイされる。
一部の実施形態では、iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、自己免疫甲状腺炎に対処するために、甲状腺ホルモンを分泌することができる甲状腺前駆細胞及び甲状腺濾胞若しくはオルガノイドに分化させる。甲状腺細胞を分化させための技術は、当技術分野で公知である。例えば、Kurmann doi:10.1016/j.stem.2015.09.004を参照(その全体を、特に、ヒト多能性幹細胞からの甲状腺細胞の作製のための方法及び試薬について、並びに移植技術について、参照により本明細書に明示的に組み込む)を参照されたい。分化は、当技術分野で公知のように、一般的には、甲状腺細胞関連マーカ若しくは特定のマーカの存在を評価することによってか、又は機能性を測定することによってアッセイされる。
H.分化したHIPO-細胞の移植
当業者には理解されるように、分化したHIPO-細胞を当技術分野で公知の技術を用いて移植するが、これらの技術は、細胞型及びそうした細胞の最終的用途の両方に左右される。一般に、本発明の分化iPSCO-、ESCO-、及びHIPO-細胞は、静脈内、又は患者の特定の位置への注射のいずれかによって移植される。特定の位置に移植する場合、細胞が生着する間の分散を防止するために、細胞をゲルマトリックスに懸濁させてもよい。
本明細書に記載の発明がさらによく理解されるように、以下の実施例を記載する。これらの実施例は、あくまでも例示を目的としており、いかなる方法でも本発明を限定するものとして解釈すべきではない。
VIII.実施例
実施例1:ヒトiPSCの作製
ThermoFisherからの3-プラスミド、7-因子(SOKMNLT;SOX2、OCT4(POU5F1)、KLF4、MYC、NANOG、LIN28、及びSV40LT抗原)EBNAベースのエピソームシステムを用いて、ヒトエピソームiPSC株をCD34+臍帯血細胞(Cat.No.A33124、Thermo Fisher Scientific)から誘導した。このiPSC株は、リプログラミング事象からゲノムへの組込みがなかったため、ゼロフットプリントを有すると考えられる。全てのリプログラミング遺伝子を含有しないことが明らかにされた。iPSCは、正常XX核型、並びにOCT4、SOX2、NANOG(RT-PCRにより示される通り)OCT4、SSEA4、TRA-1-60及びTRA-1-81(ICCにより示される通り)のような多能性マーカの内在性発現を有する。分化誘導及び奇形主分析において、これらのhiPSCは、外胚葉、内胚葉、及び中胚葉系列についてそれらの分化能を保持した。加えて、血管、内皮、及び心臓系列は、堅調な効率で誘導された。
iPSC作製のためのいくつかの遺伝子送達ビヒクルが好適に使用されており、そうしたものとして、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、センダイウイルス(Sendai virus)並びにウイルスフリーリプログラミング方法(エピソームベクター、piggyBacトランスポゾン、合成mRNA、マイクロRNA、組換えタンパク質、及び小分子薬剤などを用いる)が挙げられる。
山中因子として知られるOCT3/4、SOX2、KLF4、及びC-MYCの最初に報告された組合せのように、様々な因子がリプログラミングのために好適に使用されている。一実施形態では、リプログラミング効率は低下するものの、これら因子の3つだけを組み合わせ、C-MYCは省くことで成功した。
一実施形態では、C-MYCに代わってL-MYC又はGLIS1が、リプログラミング効率の向上を示した。別の実施形態では、リプログラミング因子は、多能性に関連する遺伝子に限定されない。
データは全て、±SDとして、又は中央値と最小から最大の範囲を示す箱ひげ図に表す。群同士の差は、対応のないスチューデントt検定、又はボンフェローニ(Bonferroni)の事後検定を用いた1元配置分散分析(ANOVA)のいずれかにより適切に評価した。*p<0.05、**p<0.01。
実施例2:ヒトHIP細胞の作製
低免疫多能性(HIP)細胞は、国際公開第2018/132783号パンフレット並びに米国仮特許出願第62/698,941号明細書、同第62/698,965号明細書、同第62/698,973号明細書、同第62/698,978号明細書、同第62/698,981号明細書、及び同第62/698,984号明細書(これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)に開示される通りに作製した。
ヒトCas9iPSCは、2つの遺伝子編集ステップを経た。第1ステップでは、CRISPR配列5’-CGTGAGTAAACCTGAATCTT-3’を用いたヒトβ-2-マイクログロブリン(B2M)遺伝子のコーディング配列と、CRISPR配列5’-GATATTGGCATAAGCCTCCC-3’を用いたヒトCIITA遺伝子のコーディング配列とのターゲティング組合せにより、CRISPR技術を実施した。T7プロモータを含む線状化CRISPR配列を用いて、キットの指示(MEGAshortscript T7 Transcription Kit、Thermo Fisher)に従い、gRNAを合成した。次に、収集したインビトロ転写(IVT)gRNAを、MEGAclear Transcription Clean-Up Kitを用いて精製した。IVTgRNA送達のために、単数化された細胞を、Neonエレクトロポレーション装置を用いて、300ngのIVTgRNAでエレクトロポレーションした。エレクトロポレーションの後、編集Cas9iPSCを単一細胞接種のために増殖し;TrypLE(Gibco)を用いて、iPSC培養物を単一細胞に分離し、Tra1-60 Alexa Fluor(登録商標)488及びヨウ化プロピジウム(PI)で染色した。FACS Ariaセルソータ(BD Biosciences)を使用して選別し、前方及び側方散乱光に対する選択的ゲーティングにより、接種からダブレット及び残屑を除去した。PIの非存在、及びTra1-60 Alexa Fluor 488染色の存在に基づいて、生存多能性細胞を選択した。次に、単一細胞をフルサイズコロニーに増殖させてから、コロニーをCRISPR編集について検査した。CRISPR媒介切断を、GeneArt Genomic Cleavage Detection Kit(Thermo Fisher)を用いて評価した。ゲノムDNAを1×10個のhiPSCから単離し、AmpliTaq Gold 360 Master Mix、並びにB2M用のプライマーセットF:5’-TGGGGCCAAATCATGACTC-3’及びR:5’-TCAGTGGGGGTGAATTCAGTGT-3’、並びにCIITA用のプライマーセットF:5’-CTTAACAGCGATGCTGACCCC-3’及びR:5’-TGGCCTCCATCTCCCCTCTCTT-3’を用いて、B2M及びCIITAゲノムDNA領域をPCR増幅した。TIDE分析の目的で、得られたPCR産物を清浄化し(PureLink PCR Purification Kit、Thermo Fisher)、インデル頻度の予測のためにSangerシーケンシングを実施した。B2M/CIITAノックアウトの確認後、核型分析及びTaqMan hPSC Scorecard Panel(Thermo Fisher)により細胞をさらに特性決定した。PSCは多能性であることが判明し、ゲノム編集プロセスの間、正常な(46、XX)核型を維持した。
第2ステップでは、CD47遺伝子を合成し、DNAをEF1aプロモータ及びピューロマイシン耐性を有するプラスミドレンチウイルスにクローニングする。細胞を1×10TU/mL及び6μg/mLのポリブレンのレンチウイルスストック(Thermo Fisher)で形質導入した。形質導入後、培地を毎日取り替えた。形質導入から3日後、細胞を増殖させ、0.5μg/mLのピューロマイシンを用いて選択した。抗生物質選択から5日後、抗生物質耐性コロニーが出現し、これらをさらに増殖させて、安定したプールを作製した。CD47のレベルをqPCRにより確認した。多能性アッセイ(TaqMan hPSC Scorecard Panel、Thermo Fisher)、及び核型分析を再度実施して、細胞の多能性ステータスを確認した。
実施例3:アカゲザル(Rhesus Macaque)及びブタにおけるHIP細胞拒絶反応
1千万個の低免疫原性B2M-/-CIITA-/-リーサスCD47tgiPSC由来の内皮細胞(ルシフェラーゼを発現する)をアカゲザルに皮下注射し、生物発光イメージングを用いて、細胞を長期追跡し;Xenogen IVIS(登録商標)200 Series imaging system(Caliper Life Science,Almeda,CA,Cat.No.122799)を用いたインビボイメージングのために末梢血管から、100mg/mlのD-ルシフェリン(PerkinElmer,San Jose,CA)を各動物に静脈内注射した。本発明者らの移植前スクリーニングアッセイ及び検証試験によって、細胞が拒絶されることはなく、安定したBLIシグナルが得られることを予測した。しかし、BLIシグナルは、6日目に減少し、16日目までに検出されなくなった。加えて、注射部位に「瘤」が観察された(データは示していない)。同じサルから血液を採取したところ、T細胞、細胞傷害性T細胞、NK細胞(図1A)、B細胞(DSA;ドナー特異的抗体)、又はマクロファージ活性化(図1B)は観察されなかった。PCRによるサルの血液型判定によって、試験対象のサルは全て、血液型Bであることが確認された。従って、低免疫原性内皮細胞移植は、ABO不適合であった(データは示していない)。これらの結果とは対照的に、非修飾ヒトiPSC由来の内皮細胞をアカゲザル(Macaque Rhesus)に移植すると、細胞の拒絶反応及び適応免疫応答の活性化が起こった(図2A)。さらに、HLA-I欠失/HLA-II欠失B2M-/-CIITA-/-ヒトiPSC由来の内皮細胞をサルに移植すると、細胞の拒絶反応及び自然免疫応答の活性化が起こった(図2B)。
実施例4:IgM抗体は、hiPSCからの内皮細胞を殺傷した
アカゲザル血清と一緒にヒト低免疫原性内皮細胞をインキュベートすることにより、血液型拒絶反応を確認した。
hiECへのヒトiPSCの分化。6ウェルプレート内の希釈Matrigel(Corning,Tewksburry,MA,Cat.No.356231)にhiPSCを平板培養し、Essential 8 Flex培地(Thermo Fisher,Cat.No.A2858501)中に維持した。分化を60%密集度で開始し、培地を、2%B-27マイナスインスリン(いずれも、Gibco Thermo Fisher,Cat.No.A1895601)と5μMのCHIR-99021(Selleckchem,Cat.No.S1263)を含有するRPMI-1640に取り替えた。2日目、低減培地:2%B-27マイナスインスリンと2μMのCHIR-99021を含有するRPMI-1640に培地を取り替えた。4日目から7日目まで、RPMI-1640EC培地(RPMI-1640、2%B-27マイナスインスリン、50ng ml/lのヒト血管内皮増殖因子(VEGF,Peprotech,Rocky Hill,NJ,Cat.No.100-20)、10ng ml-1ヒト線維芽細胞増殖因子(塩基性)(FGFb;Peprotech,Cat.No.100-18B)、10μM Y-27632(Selleckchem,Cat.No.S1049)、及び1μM SB431542(Reagentsdirect,Cat.No.21-A94)に細胞を暴露した。
7日目に内皮細胞クラスターが目視可能となり、10%ウシ胎仔血清hi(Gibco Thermo Fisher、Cat.No.10082147)、25ng ml-1VEGF、2ng ml-1FGFb、10μM Y-27632及び1μM SB431542を加えたEGM-2 SingleQuots培地(Lonza,Basel,Switzerland,Cat.No.CC-3162)中に維持した。14日後に分化プロセスを完了し、未分化細胞は分化プロセス中に分離した。精製のために、細胞を20μM PluriSln-1(StemCell Technologie,Cambridge,MA,Cat.No.72824)で48時間処理した。高度に精製したECを、補充物質及び10%FCShi(Gibco)を加えたEGM-2 SingleQuots培地中で培養した。細胞の継代培養のために、TrypLE Expressを3~4日毎に1:3で使用した。
ヒト低免疫原性B2M-/-CIITA-/-リーサスCD47tg内皮細胞(血液型A)をアカゲザル血清(血液型B)と一緒にインキュベートすると、細胞は直ちに殺傷された。細胞を殺傷した抗体型を抗体欠失分析により決定した。
IgM欠失は、50mMジチオトレイトール(DTT,Millipore Sigma,St.Louis,MO,Cat.No.D0632)中で実施した。10μlのDTTを90μlの血清と混合した。
IgG欠失は、Pierce Protein Beads(Thermo Fisher,Waltham,MA,Cat.No.88803)を用いて実施した。ビーズを洗浄バッファーで洗浄した後、磁気により収集した。0.5mgの洗浄済ビーズを100μlのアカゲザル血清と合わせ、10分毎に穏やかに反転させながら、室温で60分間インキュベートした。ビーズを磁気により分離してから、血清を新しいチューブに移し、使用するまで氷上に維持した。
IgM又はIgG抗体のいずれかの欠失によって、ABO-抗体がIgM型のものであることが判明した(図3)。また、HIP由来心筋細胞及び成体心組織を用いたIgM又はIgG抗体の欠失により、血液型拒絶反応も同様に確認された(Celprogen,Torrance,CA,Cat.No.36044-15-625、データは示していない)。
アカゲザル血液型B血清は、血液型Aのヒトwt iECの補体依存性細胞傷害(CDC)を引き起こす。血液型A又はOのヒトwt iPSCをwt iECに分化させた後、XCelligence Real-Time Cell Analysis(ACEA Biosciences,San Diego,CA)プラットフォーム上で血液型Bのアカゲザル由来の血清と一緒にインキュベートした。血液型Aの分化iECは急速に殺傷された(図2C)のに対し、血液型OのiECは影響を受けなかった(図2D)。抗A抗体が、このアカゲザル1に検出された(臨床的に承認される凝集検査を用いて)ことから、A血液型抗原を担持するiECは殺傷され、A抗原を発現しないiECは生存した。
胚性幹細胞由来ECは、iPSC由来のiECと同じABO血液型依存性CDCを経る。iPSC由来のiECに見られるABO血液型感受性が、iPSCスターター細胞に固有であることを確認するために、H9ヒト胚性幹細胞株を使用した。ESは、血液型A、Rh+を有するH9から分化させた。iPSC由来iECで得られた観察結果と同様に、H9由来ECは、ヒトABO-不適合性血清(図2E)及びアカゲザルABO-不適合性血清(データは示していない)と一緒にインキュベートすると、XCelligenceプラットフォーム上でCD殺傷を被った。
実施例5:ヒトHIP由来心筋細胞又は成熟心筋細胞は、血液群適合性異種血清曝露下で生き残る
ヒト細胞は、異種移植に際し、他の既存抗体に拒絶されなかった。ヒトB2M-/-CIITA-/-リーサスCD47tg由来の内皮細胞(血液型A)は、ABO-不適合性アカゲザル血清(血液型B)と一緒にインキュベートすると、殺傷された。しかし、血液型ABのアカゲザルからの適合性血清を使用すると、ヒト細胞は生存した(図4)。従って、アカゲザルは、ヒト細胞に対して他の既存抗体を持たない。
ヒトiPSCは、hiCMに分化されなかった。6ウェルプレート内の希釈MatrigelにhiPSCを平板培養し、Essential 8 Flex培地(Thermo Fisher)中に維持した。分化を90%密集度で開始し、2%B-27マイナスインスリンと6μM CHIR-99021を含有する5mlのRPMI-1640に、培地を取り替えた。2日後、CHIRなしで2%B-27マイナスインスリンを含有するRPMI-1640に培地を取り替えた。3日目に、5μlのIWR1(Selleckchem,Houston,TX,Cat.No.S7086)を培地にさらに2日わたって添加した。5日後、再度2%B-27マイナスインスリンを含有するRPMI-1640に培地を取り替えて、48時間放置した。7日目に、B27と共にインスリンを含有するRPMI-1640に培地を取り替え、その後3日毎に同じ培地と交換した。10日目前後に、心筋細胞の自発的拍動を初めて目視することができた。分化から10日後に心筋細胞の精製を実施した。手短には、培地を低グルコース培地に取り替えて、3日間維持した。13日目に、B27と共にインスリンを含有するRPMI-1640に培地を再度取り替えた。14日目に、この手順を繰り返した。
ヒト低免疫原性iPSC由来心筋細胞(血液型A)は、同種異系ヒト血清血液型A及びABと一緒にインキュベートされた場合、生存する。しかし、Aに対する既存抗体(血液型O及びB)は、細胞を直ちに殺傷した(図5A)。これらの結果を、成熟心筋細胞を用いて検証した。成熟心筋細胞(CELPROGENから購入)(血液型A)は、同種異系ABO適合ヒト血清(血液型A及びAB)と一緒にインキュベートされると生存したが、Aに対する既存抗体(血液型O及びB)を含む血清と一緒にインキュベートされると、殺傷された(図5b)。
全ての血液型からのヒト内皮細胞と一緒にブタ血清(血液型A)をインキュベートすることにより、翻訳分析を実施した。血液型B又はABを有する細胞だけが殺傷された(データは示していない)。これによって、ヒト細胞は、ABO不適合ブタに移植されると、超急性期に拒絶されることが確認される。
実施例6:肝細胞は、ABO血液群不適合性血清曝露に対して生存することができない
細胞生存/殺傷をモニターするためのXCelligence Real-Time Cell Analysis(ACEA Biosciences)を用いて測定した場合、ヒト肝細胞(血液型A;Corning,cat.No.454543)は、ABO適合ヒト血清(血液型A及びAB)と一緒にインキュベートすると、生存するが、ABO-不適合性ヒト血清(血液型B及びO;BioChemed,Winchester,VA)とインキュベートすると、殺傷された(図6)。同様に、血液型ABであるヒト肝細胞は、ABO適合ヒト血清(血液型AB)と一緒にインキュベートすると、生存したが、ABO-不適合性ヒト血清(血液型A、B、及びO)とインキュベートすると、殺傷された。
この実施例は、成熟及び分化肝細胞におけるABO適合の重要性を証明している。
実施例7:感作血清中のリーサス因子の関連性
内皮細胞(血液型ARh+又は血液型ARh-は、ABO適合ヒト血清(血液型A)と一緒にインキュベートしたとき、血清がRhについて不適合(Rh+又はRh-)であった場合でも、血清が、Rh因子抗原に対して事前に感作されていない限り、生存した(図7A)。しかし、血液型ARh+又は血液型BRh+である内皮細胞を、ABO-適合性(血液型AB)であるが、Rh不適合(Rh-)である血清と一緒にインキュベートしたとき、血清が、Rh抗原因子に対して事前に感作されており、抗Rh抗体を含有する場合、細胞は殺傷された(図7B)。低免疫原性内皮細胞(B2M-/-CITA-/-CD47tg)(血液型ARh+)も、Rh-で、且つRh抗原因子に対して事前に感作されており、抗Rh抗体を含有するABO-適合性血清(血液型AB)と一緒にインキュベートすると、殺傷された。さらには、血液型ORh+である内皮細胞は、Rh因子に対して事前に感作されており、抗Rh抗体を含有するORh-を用いた場合、殺傷された(図7C)。この実施例は、Rh-細胞の使用が、事前に感作された被験者への移植に重要となり得ることを証明している。
胚性幹細胞由来のECは、iPSC由来iEC及び一次wt ECと同じRh血液型依存性CDCを受ける。図7Dは、血液型ARh+のH9由来ECを、Rh抗体含有のABO-適合性血清と一緒にインキュベートすると、それらが、CDC殺傷を受けたことを示す。
血液型ORh-ECは、ABO-又はRh-媒介性CDCを受けない。組織培養で増殖させたヒト胚性腎細胞由来の細胞株である、樹立されたEC株HEK293は、血液型ORh-である。図7Eは、Rh抗体を含有する血清とインキュベートしたHEK293が、殺傷を受けなかったことを示す。
実施例8:ヒトHIPO-細胞の作製
一部の実施形態では、スターター細胞としてORh-多能性幹細胞を用い、本明細書に記載のHIP細胞作製プロトコルに従って、HIPO-細胞を作製する。従って、HIP細胞は、HIPO-細胞である。
他の態様では、HIPO-細胞は、非普遍的血液群iPSC、ESC又はHIP細胞から作製する。例えば、コーディング配列(遺伝子ID;28;Ensembl:ENSG00000175164 MIM:110300)のターゲティングのためのCRISPR技術を用いて、ABO遺伝子のノックアウト細胞株を作製することにより、血液型B-胚性又はiPSC細胞株をO-に形質転換する。そのため、B遺伝子のコーディング配列をターゲティングするCRISPRガイドRNAを、Cas9発現カセットを含むベクターに連結した後、hiPSCにトランスフェクトする。T7プロモータを含む線状化CRISPR配列を用いて、キットの指示(MEGAshortscript T7 Transcription Kit、Thermo Fisher)に従い、gRNAを合成する。次に、得られたインビトロ転写(IVT)gRNAをMEGAclear Transcription Clean-Up Kitを用いて精製する。IVTgRNAを送達するために、Cas9を安定して発現するhiPSCへの、1,200V、30ms、1パルスを使用するNeonエレクトロポレーション装置を用いて、300ngのIVTgRNAで、細胞をエレクトロポレーションする。
エレクトロポレーションの後、編集hiPSCを単一細胞接種のために増殖し;TrypLE(Gibco)を用いて、hiPSC培養物を単一細胞に分離し、Alexa Fluor 488共役抗TRA-160mAb及びヨウ化プロピジウム(PI)で染色する。FACSAria IIセルソータ(BD Biosciences)を選別に使用し、前方及び側方光散乱特性に対する選択的ゲーティングにより、接種からダブレット及び残屑を除去する。ヨウ化プロピジウムの非存在、及びTra1-60染色の存在に基づいて、生存多能性細胞を選択する。次に、単一細胞をフルサイズコロニーに増殖させた後、シーケンシングにより、コロニーをCRISPR編集について検査する。
初期編集プールの検査のために、GeneArt Genomic Cleavage Detection Kit(Thermo Fisher)を用いて、CRISPR媒介切断を評価する。単離クローンをスクリーニングするために、ゲノムDNAを1×10個のhiPSCから単離し、AmpliTaq Gold 360 Master Mixを用いて、BゲノムDNA領域をPCR増幅する。TIDE分析の目的で、得られたPCR産物を清浄化し(PureLink PCR Purification Kit、Thermo Fisher)、インデル頻度の予測のためにSangerシーケンシングを実施する。B破壊の確認後、核型分析及びTaqMan hiPSC Scorecard Panel(Thermo Fisher)により、細胞をさらに特性決定する。
別の例は、Orh+細胞株を使用し、前述したCRISP/Cas9技術(RHAG gRNA配列:CCAGTGGGGCACTATTGTAC)を用いて、RHAG(Rh-関連糖タンパク質;アンモニウム輸送;RhDに関連;染色体6p21-qter)を欠失させることにより、上記細胞株をOrh-細胞株に形質転換するものである。
実施例9:ヒトHIPO-細胞の分化
1.ヒト心筋細胞へのhHIPO-細胞の分化
これは、Sharma et al.,J.Vis Exp.2015 doi:10.3791/52628(その全体を、特に、細胞を分化させる技術について、参照により本明細書に組み込む)から改変したプロトコルを用いて実施する。6ウェルプレート内の希釈Matrigel(356231,Corning)にHIPO-細胞を平板培養し、Essential 8 Flex培地(Thermo Fisher)中に維持する。細胞が、90%密集度に達した後、分化を開始し、2%B-27マイナスインスリン(いずれも、Gibco)と6μMのCHIR-99021(Selleck Chem)を含有する5mlのRPMI-1640に、培地を取り替える。2日後、CHIRなしの2%B-27マイナスインスリンを含有するRPMI-1640に培地を取り替える。3日目に、5uLのIWR1を、培地にさらに2日わたって添加する。5日目に、再度2%B-27マイナスインスリン培地を含有するRPMI-1640に培地を取り替えて、48時間インキュベートする。7日目に、B27と共にインスリン(Gibco)を含有するRPMI-1640に培地を取り替え、その後3日毎に同じ培地と交換する。約10~12日目に、心筋細胞の自発的拍動が初めて目視され得る。分化から10日後に心筋細胞の精製を実施する。手短には、培地を低グルコース培地に取り替えて、3日間維持する。13日目に、B27と共にインスリンを含有するRPMI-1640に培地を取り替える。14日目に、この手順を繰り返す。残った細胞は、高度に精製された心筋細胞である。
2.ヒト内皮細胞へのHIPO-細胞の分化
6ウェルプレート内の希釈Matrigel(356231,Corning)にHIPO-細胞を平板培養し、Essential 8 Flex培地(Thermo Fisher)中に維持する。細胞が、60%密集度に達した後、分化を開始し、培地を、2%B-27マイナスインスリン(いずれも、Gibco)と5μMのCHIR-99021(Selleck Chem)を含有するRPMI-1640に取り替える。2日目に、低減培地:2%B-27マイナスインスリン(いずれも、Gibco)と2μMのCHIR-99021(Selleck Chem)を含有するRPMI-1640に、培地を取り替える。4日目から7日目まで、RPMI EC培地、即ち、2%B-27マイナスインスリンに加えて、50ng/mLの血管内皮増殖因子(VEGF;R&D Systems,Minneapolis,MN,USA)、10ng/mL線維芽細胞増殖因子(塩基性)(FGFb;R&D Systems)、10μM Y-27632(Sigma-Aldrich,Saint Louis,MO,USA)及び1μM SB431542(Sigma-Aldrich)を含有するRPMI1640に細胞を暴露する。7日目から内皮細胞クラスターを目視することができ、10%FCShi(Gibco)、25ng/mLの血管内皮細胞増殖因子(VEGF;R&D Systems,Minneapolis,USA)、2ng/mLの線維芽細胞増殖因子(塩基性)(FGFb;R&D Systems)、10μM Y-27632(Sigma-Aldrich,Saint Louis,MO,USA)及び1μM SB431542(Sigma-Aldrich)を加えたEGM-2 SingleQuots培地(Lonza,Basel,Switzerlang)中に細胞を維持する。14日後に分化プロセスを完了すると考えられ、分化プロセス中に未分化細胞が分離する。精製のために、CD31マイクロビーズ(Mitenyi,Auburn,CA)を用いて、製造者のプロトコルに従い、細胞をMACSプログレスに通過させる。高度に精製されたEC細胞を、補充物質及び10%FCShi(Gibco)を加えたEGM-2 SingleQuots培地(Lonza,Basel,Switzerlang)中で培養する。細胞の継代培養のために、TrypLEを3~4日毎に1:3で使用する。
IX.例示的な配列:
配列番号1-ヒトβ-2マイクログロブリン
Figure 2022532174000001
配列番号2-ヒトCIITAタンパク質、160アミノ酸N末端
Figure 2022532174000002
配列番号3-ヒトCD47
Figure 2022532174000003
配列番号4-単純ヘルペスウイルス(Herpes Simplex Virus)チミジンキナーゼ(HSV-tk)
Figure 2022532174000004
配列番号5-大腸菌(Escherichia coli)シトシンデアミナーゼ(EC-CD)
Figure 2022532174000005
配列番号6-短縮ヒトカスパーゼ9
Figure 2022532174000006
本明細書に開示又は参照される刊行物及び特許文献は全て、その全体を参照により本明細書に組み込むものとする。以上の記載内容は、あくまでも例示及び説明の目的で提供されている。この記載内容は、本発明を、開示される具体的な形態に限定することを意図しない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により定められることが意図される。

Claims (123)

  1. 修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞であって、前記細胞が、ABO血液群O型及びリーサス因子陰性(Rh-)であり、前記細胞が、(a)A1、A2、及びBからなる群から選択されるABO血液群抗原が低減若しくは排除されており;並びに/又は(b)Rh C抗原、Rh E抗原、Kell K抗原(KEL)、Duffy(FY)Fya抗原、Duffy Fy3抗原、Kidd(JK)Jkb抗原、MNS抗原U、及びMNS抗原Sからなる群から選択されるRhタンパク質抗原発現が低減若しくは排除されている、修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  2. 修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞であって、(a)A1、A2、及びBからなる群から選択される1つ若しくは複数のABO血液群抗原の抗原性を低減若しくは排除して、前記細胞をABO血液群O型にする修飾;並びに/又は(b)Rh C抗原、Rh E抗原、Kell K抗原(KEL)、Duffy(FY)Fya抗原、Duffy Fy3抗原、Kidd(JK)Jkb抗原、MNS抗原U、及びMNS抗原Sからなる群から選択される1つ若しくは複数のRh抗原の抗原性を低減若しくは排除して、前記細胞をRh-にする修飾を含む、修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  3. 前記細胞が、以下:
    a.非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラスI(HLA-I)機能;
    b.非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラスII(HLA-II)機能;及び
    c.NK細胞殺傷に対する感受性を低減する、増大したCD47機能
    を含む低免疫原性(HIP)多能性細胞である、請求項1又は2に記載の修飾多能性細胞。
  4. 修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞であって、前記細胞が、HLA-Iヒト白血球抗原、HLA-IIヒト白血球抗原、CD47、CCR5、CXCR4、NLRC5、CIITA、B2M、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-G、PD-L1、CTLA-4-Ig、CD47、Cl-阻害因子、IL-35、RFX-5、RFXAP、RFXANK、NFY-A、NFY-B、NFY-C、IRF-1、OX40、GITR、4-1BB、CD28、B7-1、B7-2、ICOS、CD27、HVEM、SLAM、CD226、PD1、CTL4、LAG3、TIGIT、TIM3、CD160、BTLA、CD244、CD30、TLT、VISTA、B7-H3、PD-L2、LFA-1、CD2、CD58、ICAM-3、TCRA、TCRB、FOXP3、HELIOS、ST2、PCSK9、APOC3、CD200、FASLG、CLC21、MFGE8、SERPIN B9、TGFβ、CD73、CD39、LAG3、IL1R2、ACKR2、TNFRSF22、TNFRSF23、TNFRS10、DAD1、及び/又は野生型幹細胞に関連するIFNγR1d39のうち1つ若しくは複数の、モジュレートされた発現を含み、ここで、前記細胞は、ABO血液群O型又はリーサス因子陰性(Rh-)である、修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  5. 修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞であって、前記細胞が、以下:
    a.非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラス(HLA-I)機能;
    b.非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラス(HLA-II)機能;
    c.NK細胞殺傷に対する感受性を低減する、増大したCD47機能;
    d.ABO血液群O型(O);並びに
    e.任意選択で、リーサス因子陰性(Rh-)血液型
    を含む、O-低免疫原性多能性(HIPO-)細胞である、修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  6. 前記細胞が、O-人工多能性幹細胞(iPSCO-)、O-胚性幹細胞(ESCO-)、O-内皮細胞、O-心筋細胞、O-肝細胞、O-ドーパミン作動性ニューロン、O-膵島細胞、O-網膜色素内皮細胞、並びに、O-キメラ抗原受容体(O-CAR)細胞を含め、移植及び医学的療法に用いられるその他のO-細胞型から選択される、請求項1~5のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  7. 前記O-CAR細胞が、O-キメラ抗原受容体T(O-CAR-T)細胞である、請求項6に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  8. 前記ABO血液群O型が、低減したABO血液群タンパク質発現によって得られる、請求項1~7のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  9. 前記ABO血液群O型が、前記ABO遺伝子のヒトエキソン7の破壊によって得られる、請求項8に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  10. 前記ABO血液群O型が、前記細胞の表面でのABO遺伝子産物の酵素修飾によって得られる、請求項1~7のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  11. 前記酵素修飾が、前記ABO遺伝子産物から炭水化物を除去する、請求項10に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  12. 前記酵素修飾が、ABO A1抗原、A2抗原、及び/又はB抗原から炭水化物を除去する、請求項10に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  13. 前記Rh-が、低減したRhタンパク質発現によって得られる、請求項1~12のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  14. 前記Rh-が、Rh C抗原、Rh E抗原、Kell K抗原(KEL)、Duffy(FY)Fya抗原、DuffyFy3抗原、Kidd(JK)Jkb抗原、又はKidd SLC14A1遺伝子の破壊によって得られる、請求項13に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  15. 前記ABO血液群型が、内因的にO型である、請求項1~7のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  16. 前記Rh-血液型が、内因的にRh-型である、請求項1~7のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  17. 前記HLA-I機能が、β-2マイクログロブリンタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~16のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  18. 前記β-2マイクログロブリンタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項17に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  19. 前記HLA-I機能が、HLA-Aタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~16のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  20. 前記HLA-Aタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項19に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  21. 前記HLA-I機能が、HLA-Bタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~16のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  22. 前記HLA-Bタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項21に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  23. 前記HLA-I機能が、HLA-Cタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~16のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  24. 前記HLA-Cタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項23に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  25. 前記HIPO-細胞が、HLA-I機能を含まない、請求項3~24のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  26. 前記HLA-II機能が、CIITAタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~25のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  27. 前記CIITAタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項26に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  28. 前記HLA-II機能が、HLA-DPタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~25のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  29. 前記HLA-DPタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項28に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  30. 前記HLA-II機能が、HLA-DRタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~25のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  31. 前記HLA-DRタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項30に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  32. 前記HLA-II機能が、HLA-DQタンパク質の発現の低減によって低減される、請求項3~25のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  33. 前記HLA-DQタンパク質をコードする遺伝子がノックアウトされる、請求項32に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  34. 前記低免疫原性多能性細胞が、HLA-II機能を含まない、請求項3~33のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  35. NK細胞殺傷に対する前記低減した感受性が、CD47タンパク質の増大した発現に起因する、請求項3~34のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  36. 前記増大したCD47タンパク質発現が、内在性CD47遺伝子座への修飾によって得られる、請求項35に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  37. 前記増大したCD47タンパク質発現が、CD47トランスジーンから得られる、請求項35に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  38. 前記CD47タンパク質が、配列番号3と少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項35~37のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  39. 前記CD47タンパク質が、前記配列番号3の配列を有する、請求項38に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  40. 前記低免疫原性多能性細胞を死滅させるトリガーによって活性化される自殺遺伝子をさらに含む、請求項3~39のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  41. 前記自殺遺伝子が、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(HSV-tk)であり、前記トリガーが、ガンシクロビルである、請求項40に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  42. 前記HSV-tk遺伝子が、配列番号4と少なくとも90%の配列同一性を含むタンパク質をコードする、請求項41に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  43. 前記HSV-tk遺伝子が、配列番号4の配列を含むタンパク質をコードする、請求項42に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  44. 前記自殺遺伝子が、大腸菌(Escherichia coli)シトシンデアミナーゼ遺伝子(EC-CD)であり、前記トリガーが、5-フルオロシトシン(5-FC)である、請求項40に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  45. 前記EC-CD遺伝子が、配列番号5と少なくとも90%の配列同一性を含むタンパク質をコードする、請求項44に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  46. 前記EC-CD遺伝子が、配列番号5の配列を含むタンパク質をコードする、請求項45に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  47. 前記自殺遺伝子が、誘導性カスパーゼタンパク質をコードし、前記トリガーが、タンパク質二量体誘導化合物(CID)である、請求項40に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  48. 前記遺伝子が、配列番号6と少なくとも90%の配列同一性を含む誘導性カスパーゼタンパク質をコードする、請求項47に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  49. 前記遺伝子が、配列番号6の配列を含む誘導性カスパーゼタンパク質をコードする、請求項48に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  50. 前記CIDが、AP1903である、請求項47~49のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  51. 細胞が、以下:O-キメラ抗原受容体(O-CAR)細胞、内皮細胞、ドーパミン作動性ニューロン、心細胞、膵島細胞、及び網膜色素内皮細胞からなる群から選択される、請求項3~50のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞に由来する、細胞。
  52. 前記O-CAR細胞が、O-CAR-T細胞である、請求項51に記載の細胞。
  53. 前記修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞が、心筋細胞又は心筋細胞前駆細胞である、請求項1~51のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  54. CCR5又はCXCR4遺伝子の低減若しくは排除された発現をさらに含む、請求項1~53のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  55. NLRC5遺伝子の発現を低減又は排除することをさらに含む、請求項1~54のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  56. 以下:HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-G、PD-L1、CTLA-4-Ig、CD47、Cl-阻害因子、及びIL-35からなる群から選択される遺伝子の少なくとも1つの修飾発現をさらに含む、請求項1~55のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  57. 以下:RFX-5、RFXAP、RFXANK、NFY-A、NFY-B、NFY-C、及びIRF-1から選択される少なくとも1つの遺伝子の修飾発現をさらに含む、請求項1~56のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  58. 以下:OX40、GITR、4-1BB、CD28、B7-1、B7-2、ICOS、CD27、HVEM、SALM、CD226、PD1、CTL4、LAG3、TIGIT、TIM3、CD160、BTLA、CD244、CD30、TLT、VISTA、B7-H3、PD-L2、LFA-1、CD2、CD58、ICAM-3、TCRA、TCRB、FOXP3、HELIOS、ST2、PCSK9、CCR5、及びAPOC3からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子の修飾された発現をさらに含む、請求項1~57のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  59. 以下:PDL-1、HLA-G、CD47、CD200、FASLG、CLC21、MFGE8、及びSERPIN B9からなる群から選択される少なくとも1つのトランスジーン、又は以下:PDL-1、HLA-G、CD47、CD200、FASLG、CLC21、MFGE8、若しくはSERPIN9のアゴニストをコードする少なくとも1つのトランスジーンをさらに含む、請求項1~58のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  60. 以下:TGFβ、CD73、CD39、LAG3、IL1R2、ACKR2、TNFRSF22、TNFRSF23、TNFRS10、DAD1、及びIFNγR1 d39からなる群から選択される少なくとも1つのトランスジーン、又は以下:TGFβ、CD73、CD39、LAG3、IL1R2、ACKR2、TNFRSF22、TNFRSF23、TNFRS10、DAD1、若しくはIFNγR1 d39のアゴニストをコードする少なくとも1つのトランスジーンをさらに含む、請求項1~59のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞又はそれに由来する細胞。
  61. 細胞を移植する方法であって、請求項1~60のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞に由来する1つ若しくは複数の細胞を、それを必要とする被験者に投与するステップを含み、ここで、前記被験者が、ヒト、ウシ、ブタ、ニワトリ、シチメンチョウ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ロバ、ラバ、アヒル、ガチョウ、スイギュウ、ラクダ、ヤク、ラマ、アルパカ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ハムスター、又はモルモットである方法。
  62. 前記修飾多能性細胞由来の前記細胞が、以下:O-CAR細胞、O-内皮細胞、O-ドーパミン作動性ニューロン、O-心細胞、O-膵島細胞、及びO-網膜色素内皮細胞からなる群から選択される、請求項61に記載の方法。
  63. 移植細胞を必要とする患者の疾患を治療する方法であって、前記患者に、請求項1~60のいずれか1項に記載の修飾多能性細胞由来の細胞を投与するステップを含む方法。
  64. 前記修飾多能性細胞由来の前記細胞が、O-CAR細胞、O-内皮細胞、O-ドーパミン作動性ニューロン、O-心細胞、O-膵島細胞、及びO-網膜色素内皮細胞からなる群から選択される、請求項63に記載の方法。
  65. 前記疾患が、I型糖尿病、心臓疾患、神経系疾患、癌、眼病、及び血管疾患からなる群から選択される、請求項63に記載の方法。
  66. O-ではない多能性細胞から、ABO血液型O及びRh因子陰性(Rh-)である修飾多能性細胞を作製する方法であって、以下:
    a.いずれかのABO血液群抗原A1、A2、及び/若しくはBの発現を排除又は低減して、ABO血液型Oを付与するステップ;並びに/又は
    b.リーサス因子(Rh)血液群抗原の発現を排除又は低減して、血液型Rh陰性(-)を付与するステップ
    を含む方法。
  67. O-多能性細胞に由来する、低免疫原性多能性ABO血液型O Rh因子陰性(HIPO-)細胞を作製する方法であって、以下:
    a.非修飾多能性細胞と比較して、主要組織適合性抗原クラスI(HLA-I)機能を排除するステップ;
    b.非修飾多能性細胞と比較して、主要組織適合性抗原クラスII(HLA-II)機能を排除するステップ;及び
    c.非修飾多能性細胞と比較して、CD47の発現を増大するステップ
    を含む方法。
  68. 前記多能性細胞が、ヒト、ウシ、ブタ、ニワトリ、シチメンチョウ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ロバ、ラバ、アヒル、ガチョウ、スイギュウ、ラクダ、ヤク、ラマ、アルパカ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ハムスター、又はモルモット由来である、請求項66又は67に記載の方法。
  69. 前記ABO血液群O型が、ABO血液群タンパク質発現の排除によって得られる、請求項66~68のいずれか1項に記載の方法。
  70. 前記細胞が、内因的にO型である、請求項66~69のいずれか1項に記載の方法。
  71. 前記多能性細胞が、ヒト由来であり、前記ABO血液群O型が、前記ABO遺伝子のヒトエキソン7の破壊によって得られる、請求項66~69のいずれか1項に記載の方法。
  72. 前記ABO遺伝子の前記ヒトエキソン7の破壊が、前記エキソン7の両対立遺伝子を破壊する、Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(CRISPR)/Cas9反応によって達成される、請求項71に記載の方法。
  73. 前記ABO血液群O型が、前記多能性細胞の表面上のABO遺伝子産物の酵素修飾によって得られる、請求項66~69のいずれか1項に記載の方法。
  74. 前記酵素修飾が、前記ABO遺伝子産物から炭水化物を除去する、請求項73に記載の方法。
  75. 前記酵素修飾が、ABO A1抗原、A2抗原、及び/又はB抗原から炭水化物を除去する、請求項74に記載の方法。
  76. 前記細胞が、内因的にRh-である、請求項66~69のいずれか1項に記載の方法。
  77. Rhタンパク質発現の排除を含む、請求項66~69のいずれか1項に記載の方法。
  78. 前記Rh-型が、以下:Rh C抗原、Rh E抗原、Kell K抗原(KEL)、Duffy(FY)Fya抗原、Duffy Fy3抗原、Kidd(JK)Jkb抗原、又はKidd SLC14A1をコードする遺伝子を破壊することによって得られる、請求項77に記載の方法。
  79. 前記破壊が、前記遺伝子の両対立遺伝子を破壊するCRISPR/Cas9反応によって達成される、請求項78に記載の方法。
  80. 前記増大したCD47発現が、プロモータの制御下で、前記親細胞にヒトCD47の少なくとも1つのコピーを導入することによって達成される、請求項67~69のいずれか1項に記載の方法。
  81. 前記プロモータが、構成性プロモータである、請求項80に記載の方法。
  82. 前記B2M遺伝子の両対立遺伝子の破壊(例えば、CRISPR/Cas9反応を用いて)を含む、請求項67~81のいずれか1項に記載の方法。
  83. 前記HLA-I機能が、β-2マイクログロブリンタンパク質の発現を低減することにより低減される、請求項67~82のいずれか1項に記載の方法。
  84. 前記β-2マイクログロブリンタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記β-2マイクログロブリンタンパク質の発現が低減される、請求項83に記載の方法。
  85. 前記β-2マイクログロブリンタンパク質が、配列番号1と少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項84に記載の方法。
  86. 前記β-2マイクログロブリンタンパク質が、前記配列番号1の配列を有する、請求項85に記載の方法。
  87. HLA-Aタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-I機能が低減される、請求項67~81のいずれか1項に記載の方法。
  88. 前記HLA-Aタンパク質コードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記HLA-Aタンパク質の発現が低減される、請求項87に記載の方法。
  89. HLA-Bタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-I機能が低減される、請求項67~81のいずれか1項に記載の方法。
  90. 前記HLA-Bタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記HLA-Bタンパク質の発現が低減される、請求項89に記載の方法。
  91. HLA-Cタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-I機能が低減される、請求項67~81のいずれか1項に記載の方法。
  92. 前記HLA-Cタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記HLA-Cタンパク質の発現が低減される、請求項91に記載の方法。
  93. 前記低免疫原性多能性細胞が、HLA-I機能を含まない、請求項67~92のいずれか1項に記載の方法。
  94. CIITAタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-II機能が低減される、請求項67~93のいずれか1項に記載の方法。
  95. 前記CIITAタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記CIITAタンパク質の発現が低減される、請求項94に記載の方法。
  96. 前記CIITAタンパク質が、配列番号2と少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項95に記載の方法。
  97. 前記CIITAタンパク質が、前記配列番号2の配列を有する、請求項96に記載の方法。
  98. CIITA遺伝子の両対立遺伝子を破壊するCRISPR反応により、CIITAタンパク質の発現を低減するステップを含む、請求項67~97のいずれか1項に記載の方法。
  99. HLA-DPタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-II機能が低減される、請求項67~98のいずれか1項に記載の方法。
  100. 前記HLA-DPタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記HLA-DPタンパク質の発現が低減される、請求項99に記載の方法。
  101. HLA-DRタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-II機能が低減される、請求項67~98のいずれか1項に記載の方法。
  102. 前記HLA-DRタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記HLA-DRタンパク質の発現が低減される、請求項101に記載の方法。
  103. HLA-DQタンパク質の発現を低減することにより、前記HLA-II機能が低減される、請求項67~98のいずれか1項に記載の方法。
  104. 前記HLA-DQタンパク質をコードする遺伝子をノックアウトすることにより、前記HLA-DQタンパク質の発現が低減される、請求項103に記載の方法。
  105. 前記低免疫原性多能性細胞が、HLA-II機能を含まない、請求項67~104のいずれか1項に記載の方法。
  106. 前記CD47の増大した発現が、CD47タンパク質をコードするトランスジーンの発現に起因する、請求項67~105のいずれか1項に記載の方法。
  107. 前記CD47タンパク質が、配列番号3と少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項106に記載の方法。
  108. 前記CD47タンパク質が、前記配列番号3の配列を有する、請求項107に記載の方法。
  109. 前記低免疫原性多能性細胞を死滅させるトリガーによって活性化される自殺遺伝子を発現させるステップをさらに含む、請求項67~108のいずれか1項に記載の方法。
  110. 前記自殺遺伝子が、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(HSV-tk)であり、前記トリガーが、ガンシクロビルである、請求項109に記載の方法。
  111. 前記HSV-tk遺伝子が、配列番号4と少なくとも90%の配列同一性を含むタンパク質をコードする、請求項110に記載の方法。
  112. 前記HSV-tk遺伝子が、前記配列番号4の配列を含むタンパク質をコードする、請求項111に記載の方法。
  113. 前記自殺遺伝子が、大腸菌(Escherichia coli)シトシンデアミナーゼ遺伝子(EC-CD)であり、前記トリガーが、5-フルオロシトシン(5-FC)である、請求項109に記載の方法。
  114. 前記EC-CD遺伝子が、配列番号5と少なくとも90%の配列同一性を含むタンパク質をコードする、請求項113に記載の方法。
  115. 前記EC-CD遺伝子が、前記配列番号5の配列を含むタンパク質をコードする、請求項114に記載の方法。
  116. 前記自殺遺伝子が、誘導性カスパーゼタンパク質であり、前記トリガーが、特定のタンパク質二量体誘導化合物(CID)である、請求項109に記載の方法。
  117. 前記遺伝子が、配列番号6と少なくとも90%の配列同一性を含む誘導性カスパーゼタンパク質をコードする、請求項116に記載の方法。
  118. 前記遺伝子が、前記配列番号6の配列を含む誘導性カスパーゼタンパク質をコードする、請求項117に記載の方法。
  119. 前記CIDが、AP1903である、請求項116~118のいずれか1項に記載の方法。
  120. 低免疫原性多能性(HIP)細胞又はそれに由来する細胞を、それを必要とする被験者に移植する方法であって、以下:前記HIP細胞又はそれに由来する細胞のABO血液群型を判定するステップ、前記被験者のABO血液群型を判定するステップ、及び前記HIP細胞又はそれに由来する細胞の前記ABO血液群型が、前記被験者の前記ABO血液群型と適合する場合に限り、前記HIP細胞又はそれに由来する細胞を移植するステップを含む方法。
  121. さらに以下:前記HIP細胞又はそれに由来する細胞のリーサス(Rh)因子型を判定するステップ、前記被験者のRh因子型を判定するステップ、及び前記HIP細胞又はそれに由来する細胞の前記Rh血液型が、前記被験者の前記Rh血液型と適合する場合に限り、前記HIP細胞又はそれに由来する細胞を移植するステップを含む、請求項120に記載の方法。
  122. 前記HIP細胞又はそれに由来する細胞が、以下:
    a.非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラスI(HLA-I)機能;
    b.非修飾多能性細胞と比較して、低減した内在性主要組織適合性抗原クラスII(HLA-II)機能;及び
    c.NK細胞殺傷に対する感受性を低減する、増大したCD47機能
    を含む、請求項120又は121に記載の方法。
  123. 前記HIP細胞に由来する前記細胞が、心筋細胞又は心筋前駆細胞である、請求項119又は120に記載の方法。
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