JP2025506171A - Gpc2を標的とする、cd28ヒンジおよび膜貫通含有キメラ抗原受容体、ならびにその使用 - Google Patents
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Abstract
グリピカン-2(GPC2)を標的とし、CD28ヒンジ領域およびCD28膜貫通ドメインを有する、最適化されたキメラ抗原受容体(CAR)が記載される。開示されたCARの抗原結合ドメインは、GPC2特異的抗体CT3またはそのヒト化バージョンに由来する。最適化されたCARは、細胞内共刺激ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインもまた含む。最適化されたCARを発現する免疫細胞または誘導多能性幹細胞は、GPC2陽性固形腫瘍、例えば、神経芽腫を処置するために使用され得る。
Description
関連出願への相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2022年2月15日出願の米国仮出願第63/310,456号に基づく利益を主張する。
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2022年2月15日出願の米国仮出願第63/310,456号に基づく利益を主張する。
政府支援の声明
本発明は、National Institutes of Health、National Cancer Instituteによって授与されたプロジェクト番号Z01 BC010891、ZIA BC010891、Z01 Z1A BC010788、Z1A BC011334およびZIA BC 012066の下で政府の支持を得てなされた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
本発明は、National Institutes of Health、National Cancer Instituteによって授与されたプロジェクト番号Z01 BC010891、ZIA BC010891、Z01 Z1A BC010788、Z1A BC011334およびZIA BC 012066の下で政府の支持を得てなされた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
開示の分野
本開示は、CD28に由来するヒンジ領域および膜貫通ドメインを含む、腫瘍抗原グリピカン-2(GPC2)に対して特異的な最適化されたキメラ抗原受容体(CAR)に関する。本開示は、例えば、固形腫瘍を処置するための、GPC2ターゲティングCARの使用にさらに関する。
本開示は、CD28に由来するヒンジ領域および膜貫通ドメインを含む、腫瘍抗原グリピカン-2(GPC2)に対して特異的な最適化されたキメラ抗原受容体(CAR)に関する。本開示は、例えば、固形腫瘍を処置するための、GPC2ターゲティングCARの使用にさらに関する。
電子的配列表の組込み
2023年1月26日に作成された、4239-107434-02.xmlと命名されたXMLファイル(63,252バイト)として本明細書と共に提出された電子的配列表は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
2023年1月26日に作成された、4239-107434-02.xmlと命名されたXMLファイル(63,252バイト)として本明細書と共に提出された電子的配列表は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
背景
CAR T細胞療法は、重要なクラスのがん治療薬として出現し、世界中で活発に開発され試験されている。CD19ターゲティングCAR T細胞を使用した血液学的がんにおける最初の成功の後、種々のCAR戦略が、固形腫瘍を処置することを目的として、厳密に操作され、試験されてきた。
CAR T細胞療法は、重要なクラスのがん治療薬として出現し、世界中で活発に開発され試験されている。CD19ターゲティングCAR T細胞を使用した血液学的がんにおける最初の成功の後、種々のCAR戦略が、固形腫瘍を処置することを目的として、厳密に操作され、試験されてきた。
グリピカン-2(GPC2)は、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーによって細胞表面に結合される、ヘパラン硫酸プロテオグリカンの6メンバーのグリピカンファミリーのうちの1つのメンバーである(Li et al., Trends Cancer 4(11):741-754, 2018)。GPC2 mRNAおよびタンパク質は、神経芽腫および他の小児がんにおいて上昇する(Orentas et al., Front Oncol 2:194, 2012;Li et al., Proc Natl Acad Sci USA 114(32):E6623-E6631, 2017;WO 2020/033430;およびWO 2018/026533)。
神経芽腫は、小児における頭蓋外固形腫瘍の最も一般的な型である。これは、交感神経系の神経内分泌組織に由来し、米国では小児がんの約8~10%を占める(Maris and Hogarty, Lancet 369:2106-2120, 2007)。神経芽腫は、複雑で不均一な疾患であり、患者のほぼ50%は、多様な集中処置が使用される場合であっても、がんの広範な播種および不良な長期生存によって特徴付けられる高リスク表現型を有する(Yu et al., New Engl J Med 363:1324-1334, 2010)。標準的な治療を受けている患者のおよそ45%が、再発を有し、転移性疾患が原因で最終的に死亡する(Matthay et al., New Engl J Med 341:1165-1173, 1999)。このように、神経芽腫の安全かつ有効な処置への緊急かつ満たされていない要求が存在する。
Li et al., Trends Cancer 4(11):741-754, 2018
Orentas et al., Front Oncol 2:194, 2012
Li et al., Proc Natl Acad Sci USA 114(32):E6623-E6631, 2017
Maris and Hogarty, Lancet 369:2106-2120, 2007
Yu et al., New Engl J Med 363:1324-1334, 2010
Matthay et al., New Engl J Med 341:1165-1173, 1999
要旨
ヒトCD28に由来するヒンジ領域および膜貫通ドメインを含む、最適化されたGPC2特異的キメラ抗原受容体(CAR)が、本明細書で開示される。CD28ヒンジおよびCD28膜貫通ドメインを有するGPC2特異的CARは、驚くべきことに、CD8に由来するヒンジ領域およびCD8またはCD28のいずれかに由来する膜貫通(TM)ドメインを有するGPC2特異的CARと比較して、GPC2陽性細胞をin vitroで死滅させ、動物モデルにおいてGPC2陽性腫瘍を根絶するにあたり、より有効であることが、本明細書で実証される。
ヒトCD28に由来するヒンジ領域および膜貫通ドメインを含む、最適化されたGPC2特異的キメラ抗原受容体(CAR)が、本明細書で開示される。CD28ヒンジおよびCD28膜貫通ドメインを有するGPC2特異的CARは、驚くべきことに、CD8に由来するヒンジ領域およびCD8またはCD28のいずれかに由来する膜貫通(TM)ドメインを有するGPC2特異的CARと比較して、GPC2陽性細胞をin vitroで死滅させ、動物モデルにおいてGPC2陽性腫瘍を根絶するにあたり、より有効であることが、本明細書で実証される。
GPC2に対して特異的な細胞外抗原結合ドメイン;CD28ヒンジ領域;CD28膜貫通ドメイン;細胞内共刺激ドメイン;および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARが、本明細書で提供される。一部の態様では、抗原結合ドメインは、可変重(VH)ドメインおよび可変軽(VL)ドメインを含み、VHおよびVLドメインは、GPC2特異的抗体CT3またはそのヒト化バージョン(例えば、hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3またはhCT3-4)のCDR配列を含む。一部の例では、抗原結合ドメインは、VHドメインとVLドメインとの間にリンカー配列を含み、抗原結合ドメインは、VH-リンカー-VL配向またはVL-リンカー-VH配向であり得る。
開示されたCARをコードする核酸分子がさらに提供される。一部の態様では、核酸分子は、5’から3’の方向で、第1の顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子受容体シグナル配列(GMCSFRss)をコードする核酸;抗原結合ドメインをコードする核酸;CD28ヒンジ領域をコードする核酸;CD28膜貫通ドメインをコードする核酸;共刺激ドメインをコードする核酸;シグナル伝達ドメインをコードする核酸;自己切断性2Aペプチドをコードする核酸;第2のGMCSFRssをコードする核酸;および短縮型ヒト上皮増殖因子受容体(hEGFRt)をコードする核酸を含む。一部の例では、核酸分子は、第1のGMCSFRssをコードする核酸の5’側に、ヒト伸長因子1α(EF1α)プロモーター配列をさらに含む。開示された核酸分子を含むベクター(例えば、レンチウイルスベクター)がさらに提供される。
本明細書で開示されるCARを発現する、および/または本明細書で開示されるCARをコードする単離された核酸分子もしくはベクターを含有する、単離された免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)および誘導多能性幹細胞(iPSC)もまた、提供される。
薬学的に許容される担体と、本明細書で開示されるCAR、核酸分子、ベクターまたは細胞とを含む組成物が、さらに提供される。
対象においてGPC2陽性がんを処置する、またはGPC2陽性がんの腫瘍成長もしくは転移を阻害する方法もまた、提供される。一部の態様では、これらの方法は、本明細書で開示されるCAR、核酸分子、ベクター、細胞または組成物の治療有効量を対象に投与するステップを含む。一部の例では、GPC2陽性がんは、固形腫瘍、例えば、神経芽腫、髄芽腫または網膜芽細胞腫である。
本開示の上述のおよび他の特色は、添付の図面を参照して進むいくつかの態様の以下の詳細な説明から、より明らかになる。
配列
添付の配列表に列挙された核酸およびアミノ酸配列は、37 C.F.R.1.822に定義されるように、ヌクレオチド塩基についての標準的な文字略号およびアミノ酸についての一文字コードを使用して示される。各核酸配列の一方の鎖のみが示されるが、相補鎖は、示された鎖に対する任意の言及によって含まれると理解される。添付の配列表中:
配列番号1は、CT3 VHドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号2は、CT3 VHドメインのアミノ酸配列である。
配列番号3は、CT3 VLドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号4は、CT3 VLドメインのアミノ酸配列である。
配列番号5は、CT3 scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号6は、CT3 scFvのアミノ酸配列である。
配列番号7は、hCT3-1(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号8は、hCT3-1(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号9は、hCT3-1(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号10は、hCT3-1(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号11は、hCT3-2(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号12は、hCT3-2(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号13は、hCT3-2(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号14は、hCT3-2(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号15は、hCT3-3(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号16は、hCT3-3(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号17は、hCT3-3(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号18は、hCT3-3(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号19は、hCT3-4(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号20は、hCT3-4(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号21は、hCT3-4(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号22は、hCT3-4(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号23は、CD28ヒンジ領域をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号24は、CD28ヒンジ領域のアミノ酸配列である。
配列番号25は、CD28膜貫通ドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号26は、CD28膜貫通ドメインのアミノ酸配列である。
配列番号27は、4-1BBシグナル伝達部分をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号28は、4-1BBシグナル伝達部分のアミノ酸配列である。
配列番号29は、CD3ζシグナル伝達ドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号30は、CD3ζシグナル伝達ドメインのアミノ酸配列である。
配列番号31は、GMCSFRシグナル配列をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号32は、GMCSFRシグナル配列のアミノ酸配列である。
配列番号33は、T2A自己切断性ペプチドをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号34は、T2A自己切断性ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号35は、hEGFRtをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号36は、hEGFRtのアミノ酸配列である。
配列番号37は、CT3.28H.BBz CAR構築物をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号38は、以下の特色を含む、CT3.28H.BBz CAR構築物のアミノ酸配列である:
残基1~22 - GMCSFRシグナル配列
残基23~24 - 制限酵素部位
残基25~268 - CT3 scFv
残基269~270 - 制限酵素部位
残基271~309 - CD28ヒンジ
残基310~336 - CD28膜貫通ドメイン
残基337~378 - 4-1BB共刺激ドメイン
残基379~490 - CD3ζシグナル伝達ドメイン
残基491~508 - T2A部位
残基509~530 - GMCSFRシグナル配列
残基531~865 - hEGFRt
配列番号39は、以下の特色を含む、CT3.8H.BBz CAR構築物のアミノ酸配列である:
残基1~22 - GMCSFRシグナル配列
残基23~24 - 制限酵素部位
残基25~268 - CT3 scFv
残基269~270 - 制限酵素部位
残基271~315 - CD8ヒンジ
残基316~336 - CD8膜貫通ドメイン
残基337~378 - 4-1BB共刺激ドメイン
残基379~490 - CD3ζシグナル伝達ドメイン
残基491~508 - T2A部位
残基509~530 - GMCSFRシグナル配列
残基531~865 - hEGFRt
配列番号40は、以下の特色を含む、CT3.8H.28BBz CAR構築物のアミノ酸配列である:
残基1~22 - GMCSFRシグナル配列
残基23~24 - 制限酵素部位
残基25~268 - CT3 scFv
残基269~270 - 制限酵素部位
残基271~315 - CD8ヒンジ
残基316~342 - CD28膜貫通ドメイン
残基343~383 - CD28共刺激ドメイン
残基384~425 - 4-1BB共刺激ドメイン
残基426~537 - CD3ζシグナル伝達ドメイン
残基538~555 - T2A部位
残基556~577 - GMCSFRシグナル配列
残基578~912 - hEGFRt
添付の配列表に列挙された核酸およびアミノ酸配列は、37 C.F.R.1.822に定義されるように、ヌクレオチド塩基についての標準的な文字略号およびアミノ酸についての一文字コードを使用して示される。各核酸配列の一方の鎖のみが示されるが、相補鎖は、示された鎖に対する任意の言及によって含まれると理解される。添付の配列表中:
配列番号1は、CT3 VHドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号2は、CT3 VHドメインのアミノ酸配列である。
配列番号3は、CT3 VLドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号4は、CT3 VLドメインのアミノ酸配列である。
配列番号5は、CT3 scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号6は、CT3 scFvのアミノ酸配列である。
配列番号7は、hCT3-1(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号8は、hCT3-1(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号9は、hCT3-1(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号10は、hCT3-1(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号11は、hCT3-2(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号12は、hCT3-2(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号13は、hCT3-2(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号14は、hCT3-2(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号15は、hCT3-3(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号16は、hCT3-3(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号17は、hCT3-3(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号18は、hCT3-3(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号19は、hCT3-4(VH-VL)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号20は、hCT3-4(VH-VL)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号21は、hCT3-4(VL-VH)scFvをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号22は、hCT3-4(VL-VH)scFvのアミノ酸配列である。
配列番号23は、CD28ヒンジ領域をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号24は、CD28ヒンジ領域のアミノ酸配列である。
配列番号25は、CD28膜貫通ドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号26は、CD28膜貫通ドメインのアミノ酸配列である。
配列番号27は、4-1BBシグナル伝達部分をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号28は、4-1BBシグナル伝達部分のアミノ酸配列である。
配列番号29は、CD3ζシグナル伝達ドメインをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号30は、CD3ζシグナル伝達ドメインのアミノ酸配列である。
配列番号31は、GMCSFRシグナル配列をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号32は、GMCSFRシグナル配列のアミノ酸配列である。
配列番号33は、T2A自己切断性ペプチドをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号34は、T2A自己切断性ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号35は、hEGFRtをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号36は、hEGFRtのアミノ酸配列である。
配列番号37は、CT3.28H.BBz CAR構築物をコードするヌクレオチド配列である。
配列番号38は、以下の特色を含む、CT3.28H.BBz CAR構築物のアミノ酸配列である:
残基1~22 - GMCSFRシグナル配列
残基23~24 - 制限酵素部位
残基25~268 - CT3 scFv
残基269~270 - 制限酵素部位
残基271~309 - CD28ヒンジ
残基310~336 - CD28膜貫通ドメイン
残基337~378 - 4-1BB共刺激ドメイン
残基379~490 - CD3ζシグナル伝達ドメイン
残基491~508 - T2A部位
残基509~530 - GMCSFRシグナル配列
残基531~865 - hEGFRt
配列番号39は、以下の特色を含む、CT3.8H.BBz CAR構築物のアミノ酸配列である:
残基1~22 - GMCSFRシグナル配列
残基23~24 - 制限酵素部位
残基25~268 - CT3 scFv
残基269~270 - 制限酵素部位
残基271~315 - CD8ヒンジ
残基316~336 - CD8膜貫通ドメイン
残基337~378 - 4-1BB共刺激ドメイン
残基379~490 - CD3ζシグナル伝達ドメイン
残基491~508 - T2A部位
残基509~530 - GMCSFRシグナル配列
残基531~865 - hEGFRt
配列番号40は、以下の特色を含む、CT3.8H.28BBz CAR構築物のアミノ酸配列である:
残基1~22 - GMCSFRシグナル配列
残基23~24 - 制限酵素部位
残基25~268 - CT3 scFv
残基269~270 - 制限酵素部位
残基271~315 - CD8ヒンジ
残基316~342 - CD28膜貫通ドメイン
残基343~383 - CD28共刺激ドメイン
残基384~425 - 4-1BB共刺激ドメイン
残基426~537 - CD3ζシグナル伝達ドメイン
残基538~555 - T2A部位
残基556~577 - GMCSFRシグナル配列
残基578~912 - hEGFRt
詳細な説明
I. 略語
ALL 急性リンパ芽球性白血病
ARMS 胞巣状横紋筋肉腫
BLI 生物発光イメージング
CAR キメラ抗原受容体
CDR 相補性決定領域
CNS 中枢神経系
DRCT 線維形成性小円形細胞腫瘍
E:T エフェクター 対 標的
EF1α 伸長因子1アルファ
EGF 上皮増殖因子
EGFR 上皮増殖因子受容体
ERMS 胎児性横紋筋肉腫
ffLUC ホタルルシフェラーゼ
GPC2 グリピカン-2
GMCSFRss 顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子受容体シグナル配列
hEGFRt ヒト短縮型上皮増殖因子受容体
iPSC 誘導多能性幹細胞
i.v. 静脈内
KO ノックアウト
NB 神経芽腫
NK ナチュラルキラー
PDX 患者由来異種移植片
RMS 横紋筋肉腫
scFv 単鎖可変断片
TM 膜貫通
TME 腫瘍微小環境
VH 可変重
UT 形質導入なし
VL 可変軽
WT 野生型
I. 略語
ALL 急性リンパ芽球性白血病
ARMS 胞巣状横紋筋肉腫
BLI 生物発光イメージング
CAR キメラ抗原受容体
CDR 相補性決定領域
CNS 中枢神経系
DRCT 線維形成性小円形細胞腫瘍
E:T エフェクター 対 標的
EF1α 伸長因子1アルファ
EGF 上皮増殖因子
EGFR 上皮増殖因子受容体
ERMS 胎児性横紋筋肉腫
ffLUC ホタルルシフェラーゼ
GPC2 グリピカン-2
GMCSFRss 顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子受容体シグナル配列
hEGFRt ヒト短縮型上皮増殖因子受容体
iPSC 誘導多能性幹細胞
i.v. 静脈内
KO ノックアウト
NB 神経芽腫
NK ナチュラルキラー
PDX 患者由来異種移植片
RMS 横紋筋肉腫
scFv 単鎖可変断片
TM 膜貫通
TME 腫瘍微小環境
VH 可変重
UT 形質導入なし
VL 可変軽
WT 野生型
II. 用語の要約
他に注記しない限り、技術用語は、従来の用法に従って使用される。分子生物学における多くの一般的な用語の定義は、Krebs et al. (eds.), Lewin's genes XII, published by Jones & Bartlett Learning, 2017中で見出され得る。本明細書で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「この(the)」は、文脈が明らかに他を示さない限り、単数形ならびに複数形の両方を指す。例えば、用語「1つの(an)抗原」は、単数または複数の抗原を含み、語句「少なくとも1つの抗原」と等価とみなされ得る。本明細書で使用される場合、用語「含む(comprises)」は、「含む(includes)」を意味する。核酸またはポリペプチドについて与えられた任意のおよび全ての塩基サイズまたはアミノ酸サイズ、ならびに全ての分子量(molecular weight)または分子量(molecular mass)値は、他に示されない限り、近似であり、記述目的のために提供されることが、さらに理解されるべきである。本明細書に記載される方法および材料と類似または等価な多くの方法および材料が使用され得るが、特定の適切な方法および材料が、本明細書に記載される。矛盾する場合、用語の説明を含む本明細書が支配する。さらに、材料、方法および例は、例示に過ぎず、限定を意図しない。種々の態様の審査を促進するために、用語の以下の説明が提供される:
他に注記しない限り、技術用語は、従来の用法に従って使用される。分子生物学における多くの一般的な用語の定義は、Krebs et al. (eds.), Lewin's genes XII, published by Jones & Bartlett Learning, 2017中で見出され得る。本明細書で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「この(the)」は、文脈が明らかに他を示さない限り、単数形ならびに複数形の両方を指す。例えば、用語「1つの(an)抗原」は、単数または複数の抗原を含み、語句「少なくとも1つの抗原」と等価とみなされ得る。本明細書で使用される場合、用語「含む(comprises)」は、「含む(includes)」を意味する。核酸またはポリペプチドについて与えられた任意のおよび全ての塩基サイズまたはアミノ酸サイズ、ならびに全ての分子量(molecular weight)または分子量(molecular mass)値は、他に示されない限り、近似であり、記述目的のために提供されることが、さらに理解されるべきである。本明細書に記載される方法および材料と類似または等価な多くの方法および材料が使用され得るが、特定の適切な方法および材料が、本明細書に記載される。矛盾する場合、用語の説明を含む本明細書が支配する。さらに、材料、方法および例は、例示に過ぎず、限定を意図しない。種々の態様の審査を促進するために、用語の以下の説明が提供される:
4-1BB:T細胞受容体(TCR)で活性化されたリンパ球によって、およびナチュラルキラー細胞が含まれる他の細胞によって発現される、共刺激分子。4-1BBのライゲーションは、サイトカイン産生、抗アポトーシス分子の発現、および増強された免疫応答を生じる、シグナル伝達カスケードを誘導する。4-1BBの例示的なアミノ酸配列は、配列番号28として本明細書に示される。
急性リンパ芽球性白血病(ALL):リンパ芽球の過剰産生によって特徴付けられる急性形態の白血病。ALLは、小児において最も一般的であり、2~5歳でピークに達する。
投与:任意の有効な経路によって、対象に薬剤、例えば、本明細書で提供されるCARまたはCAR発現細胞を提供するまたは与えること。例示的な投与経路には、注射(例えば、皮下、筋肉内、皮内、腹腔内、脳内、脳室内、頭蓋内、髄内、静脈内、動脈内(肝動脈内が含まれる)、骨内、硝子体内および腫瘍内)、直腸、経皮、鼻腔内、膣および吸入経路が含まれるがこれらに限定されない。一部の例では、投与は、局所的である。一部の例では、投与は、全身性である。
抗体:抗原、例えば、GPC2のエピトープを認識し結合する(例えば、特異的に認識し特異的に結合する)少なくとも1つの可変領域を含むポリペプチドリガンド。哺乳動物免疫グロブリン分子は、重(H)鎖および軽(L)鎖から構成され、その各々は、それぞれ可変重(VH)領域および可変軽(VL)領域と呼ばれる可変領域を有する。一緒になって、VH領域およびVL領域は、抗体によって認識される抗原への結合を担う。抗体分子の機能的活性を決定する5つの主要な重鎖クラス(またはアイソタイプ)の哺乳動物免疫グロブリンが存在する:IgM、IgD、IgG、IgAおよびIgE。一部の哺乳動物、例えば、ラクダ、アルパカおよびラマは、軽鎖を欠如する重鎖抗体を有する。哺乳動物において見出されない抗体アイソタイプには、IgX、IgY、IgWおよびIgNARが含まれる。IgYは、鳥類および爬虫類によって産生される主な抗体であり、哺乳動物IgGおよびIgEと類似した一部の機能性を有する。IgWおよびIgNAR抗体は、軟骨魚類、例えば、サメによって産生されるが、IgX抗体は、両生類において見出される。IgNAR抗体は、重鎖抗体である。
抗体可変領域は、「フレームワーク」領域と、「相補性決定領域」または「CDR」として公知の超可変領域とを含有する。CDRは、抗原のエピトープへの結合を主に担う。抗体のフレームワーク領域は、CDRを3次元空間に位置付け、並べるように機能する。所与のCDRのアミノ酸配列境界は、Kabat et al. (Sequences of Proteins of Immunological Interest, U.S. Department of Health and Human Services, 1991;「Kabat」番号付けスキーム)、Chothia et al. (Chothia and Lesk, J Mol Biol 196:901-917, 1987;Chothia et al., Nature 342:877, 1989;およびAl-Lazikani et al., JMB 273,927-948, 1997を参照されたい;「Chothia」番号付けスキーム)、Kunik et al. (Kunik et al., PLoS Comput Biol 8:e1002388, 2012;およびKunik et al., Nucleic Acids Res 40:W521-524, 2012を参照されたい;「Paratome CDR」)およびImMunoGeneTics(IMGT)データベース(Lefranc, Nucleic Acids Res 29:207-9, 2001を参照されたい;「IMGT」番号付けスキーム)によって記載されるものが含まれる、いくつかの周知の番号付けスキームのいずれかを使用して容易に決定することができる。Kabat、ParatomeおよびIMGTデータベースは、オンラインで維持される。
「単一ドメイン抗体」は、さらなる抗体ドメインの非存在下で抗原または抗原のエピトープに特異的に結合することが可能な、単一のドメイン(可変ドメイン)を有する抗体を指す。単一ドメイン抗体には、例えば、VHドメイン抗体、VNAR抗体、ラクダ科動物VHH抗体およびVLドメイン抗体が含まれる。VNAR抗体は、重鎖抗体(IgNAR)を産生する軟骨魚類、例えば、テンジクザメ(nurse shark)、テンジクザメ(wobbegong shark)、アブラツノザメおよびバンブーシャーク(bamboo shark)によって産生される。ラクダ科動物VHH抗体は、軽鎖を天然に欠く重鎖抗体を産生する、ラクダ、ラマ、アルパカおよびグアナコが含まれるいくつかの種によって産生される。
「モノクローナル抗体」は、リンパ球の単一のクローンによって、または単一の抗体のコード配列がトランスフェクトされた細胞によって、産生される抗体である。モノクローナル抗体は、公知の方法によって産生される。モノクローナル抗体には、ヒト化モノクローナル抗体が含まれる。
「キメラ抗体」は、1つの種、例えば、ヒト由来のフレームワーク残基と、別の種由来のCDR(一般に、抗原結合を付与する)とを有する。
「ヒト化」抗体は、ヒトフレームワーク領域と、非ヒト(例えば、マウス、ウサギ、ラット、サメ、ラクダまたは合成)免疫グロブリン由来の1つまたは複数のCDRとを含む免疫グロブリンである。CDRを提供する非ヒト免疫グロブリンは、「ドナー」と呼ばれ、フレームワークを提供するヒト免疫グロブリンは、「アクセプター」と呼ばれる。一態様では、ヒト化免疫グロブリン中の全てのCDRが、ドナー免疫グロブリン由来である。定常領域は存在する必要はないが、存在する場合、それらは、ヒト免疫グロブリン定常領域と実質的に同一、即ち、少なくとも約85~90%、例えば、約95%またはそれよりも高く同一である。したがって、おそらくはCDRを除くヒト化免疫グロブリンの全ての部分が、天然のヒト免疫グロブリン配列の対応する部分と実質的に同一である。ヒト化抗体は、CDRを提供するドナー抗体と同じ抗原に結合する。ヒト化または他のモノクローナル抗体は、抗原結合に対しても他の免疫グロブリン機能に対しても実質的に影響を有さないさらなる保存的アミノ酸置換を有し得る。
結合親和性:抗原、例えば、GPC2に対する、抗体または他の抗原結合性分子の親和性。一態様では、親和性は、Frankel et al., Mol. Immunol., 16:101-106, 1979によって記載されたScatchard法の改変によって計算される。別の態様では、結合親和性は、抗原/抗体解離速度によって測定される。別の態様では、高い結合親和性は、競合ラジオイムノアッセイによって測定される。別の態様では、結合親和性は、ELISAによって測定される。一部の態様では、結合親和性は、バイオレイヤー干渉技術に基づくOctetシステム(ForteBio)を使用して測定される。他の態様では、Kdは、例えば、BIACORES-2000またはBIACORES-3000(BIAcore,Inc.、Piscataway、N.J.)を使用する表面プラズモン共鳴アッセイを使用して測定される。他の態様では、抗体親和性は、フローサイトメトリーによって測定される。抗原(例えば、GPC2)に「特異的に結合する」抗体またはCARは、高い親和性で抗原に結合するが、他の無関係の抗原には有意には結合しない抗体またはCARである。
化学療法剤:異常な細胞成長によって特徴付けられる疾患の処置において治療有用性を有する任意の化学的薬剤。かかる疾患には、腫瘍、新生物およびがんが含まれる。一態様では、化学療法剤は、GPC2陽性腫瘍を処置する際に使用される薬剤である。一態様では、化学療法剤は、放射性化合物である。本明細書で提供される方法で使用され得る例示的な化学療法剤は、Slapak and Kufe, Principles of Cancer Therapy, Chapter 86 in Harrison's Principles of Internal Medicine, 14th edition;Perry et al., Chemotherapy, Ch. 17 in Abeloff, Clinical Oncology 2nd ed.,(C)2000 Churchill Livingstone, Inc;Baltzer, L., Berkery, R. (eds.): Oncology Pocket Guide to Chemotherapy, 2nd ed. St. Louis, Mosby-Year Book, 1995;Fischer, D.S., Knobf, M.F., Durivage, H.J. (eds): The Cancer Chemotherapy Handbook, 4th ed. St. Louis, Mosby-Year Book, 1993)に開示されている。一例では、化学療法剤は、生物製剤、例えば、治療的抗体(例えば、治療的モノクローナル抗体)、例えば、抗GPC2抗体、ならびに他の抗がん抗体、例えば、抗PD1もしくは抗PDL1(例えば、ペムブロリズマブおよびニボルマブ)、抗CTLA4(例えば、イピリムマブ)、抗EGFR(例えば、セツキシマブ)、抗VEGF(例えば、ベバシズマブ)、またはそれらの組合せ(例えば、抗PD-1および抗CTLA-4)である。組合せ化学療法は、がんを処置するための1つよりも多くの薬剤の投与である。一例は、放射性、生物学的もしくは化学的化合物、またはそれらの組合せと組み合わせて使用される、GPC2ターゲティングCAR発現免疫細胞の投与である。
キメラ抗原受容体(CAR):抗原結合性部分、例えば、単一ドメイン抗体(例えば、VNAR、VHHまたはVH)またはscFvと、シグナル伝達ドメイン、例えば、T細胞受容体由来のシグナル伝達ドメイン(例えば、CD3ζ)とを含むキメラ分子。多くの例では、CARは、抗原結合性部分、ヒンジ領域、膜貫通ドメインおよびエンドドメイン(endodomain)を含む。エンドドメインは、免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)を有するシグナル伝達鎖、例えば、CD3ζまたはFcεRIγを含み得る。一部の例では、エンドドメインは、少なくとも1つのさらなる共刺激ドメイン、例えば、CD28、4-1BB(CD137)、ICOS、OX40(CD134)、CD27、MYD88-CD40、KIR2DS2および/またはDAP10の細胞内部分をさらに含む。一部の例では、CARは、多重特異性(例えば、二重特異性)またはバイシストロニックである。多重特異性CARは、異なる抗原、または同じ抗原上の異なるエピトープに各々結合する少なくとも2つの抗原結合ドメイン(例えば、scFvおよび/または単一ドメイン抗体)から構成される単一のCAR分子である(例えば、米国特許出願公開第2018/0230225号を参照されたい)。例えば、二重特異性CARは、異なる抗原に各々結合する2つの抗原結合ドメインを有する単一のCAR分子を指す。バイシストロニックCARは、異なる抗原に結合する抗原結合性部分を各々が含有する2つの完全なCAR分子を指す。一部の例では、バイシストロニックCAR構築物は、切断リンカーによって連結された2つの完全なCAR分子を発現する。二重特異性またはバイシストロニックCARを発現する免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)またはiPSCは、結合性部分がそれに対して指向される抗原の両方を発現する細胞に結合することができる(例えば、Qin et al., Blood 130:810, 2017;およびWO/2018/213337を参照されたい)。一部の態様では、CARは、Xu et al. (Cell Discovery 4:62, 2018)に記載される2つが繋がれた(two-chained)抗体-T細胞受容体(AbTCR)、またはLiu et al. (Sci Transl Med 13(586):eabb5191, 2021)によって記載される合成T細胞受容体および抗原受容体(STAR)である。
相補性決定領域(CDR):抗体の結合親和性および特異性を定義する超可変アミノ酸配列の領域。哺乳動物免疫グロブリンの軽鎖および重鎖は各々、それぞれL-CDR1、L-CDR2、L-CDR3およびH-CDR1、H-CDR2、H-CDR3と呼ばれる3つのCDRを有する。単一ドメイン抗体は、3つのCDR(CDR1、CDR2およびCDR3)を含有する。
保存的バリアント:本開示の文脈では、「保存的」アミノ酸置換は、タンパク質、例えば、抗体の、GPC2への親和性に実質的に影響しないまたはそれを減少させない置換である。一例として、GPC2に特異的に結合するモノクローナル抗体は、多くても約1個、多くても約2個、多くても約5個、多くても約10個、多くても約15個、多くても約20個または多くても約25個の保存的置換を含み得、GPC2ポリペプチドに特異的に結合し得る。用語「保存的バリアント」は、そのバリアントが活性を保持することを条件とした、置換されていない親アミノ酸の代わりの、置換されたアミノ酸の使用もまた含む。非保存的置換は、タンパク質の活性(例えば、親和性)を低減させる置換である。
機能的に類似のアミノ酸を提供する保存的アミノ酸置換表は、周知である。以下の6つの群は、互いに保存的置換とみなされるアミノ酸の例である:
1)アラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T);
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);
4)アルギニン(R)、リシン(K);
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);および
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
1)アラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T);
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);
4)アルギニン(R)、リシン(K);
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);および
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
本明細書の一部の態様では、本明細書で開示される任意のアミノ酸配列と比較して10個以下、9個以下、8個以下、7個以下、6個以下、5個以下、4個以下、3個以下、2個以下または1個以下のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列が提供される。
接触させる:直接的な物理的関連状態に置くこと;固体形態および液体形態の両方が含まれる。
縮重バリアント:遺伝子コードの結果として縮重している配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。20種の天然のアミノ酸が存在し、そのほとんどは、1つよりも多くのコドンによって特定される。したがって、ポリペプチドのアミノ酸配列が未変化である限り、全ての縮重ヌクレオチド配列が含まれる。
線維形成性小円形細胞腫瘍(DRCT):小児、特に少年において優勢に生じる軟部組織肉腫。DRCTは、腹部において塊として主に生じる、高悪性度の稀な型のがんであるが、リンパ節、腹部の内層、横隔膜、脾臓、肝臓、胸壁、頭蓋、脊髄、腸、膀胱、脳、肺、精巣、卵巣および骨盤においても見出され得る。
エピトープ:抗原決定基。これらは、抗原性である(特異的免疫応答を惹起する)、分子上の特定の化学基またはペプチド配列である。抗体は、ポリペプチド上の特定の抗原性エピトープに特異的に結合する。
フレームワーク領域:CDR間に差し挟まれたアミノ酸配列。フレームワーク領域には、可変軽および可変重フレームワーク領域が含まれる。フレームワーク領域は、抗原結合に適切な配向でCDRを保持するように機能する。
神経膠腫:脳および脊髄において生じる腫瘍の一形態。神経膠腫は、アストロサイト、乏突起膠細胞および上衣細胞が含まれる、脳においてニューロンを取り囲み支持するグリア細胞に起源する。腫瘍がそこから生じる細胞の型に基づいて、3つのクラスの神経膠腫が存在する:アストロサイトーマ、上衣腫および乏突起神経膠腫。
グリピカン-2(GPC2):GPIアンカーによって細胞表面に結合される、ヘパラン硫酸(HS)プロテオグリカンの6メンバーのグリピカンファミリーのメンバー(Li et al., Trends Cancer 4(11):741-754, 2018)。GPC2 mRNAは、神経芽腫および他の小児がんにおいて高度に発現される(Orentas et al., Front Oncol 2:194, 2012)。GPC2タンパク質は、神経芽腫症例の約半分において高度に発現され、高いGPC2発現は、低いGPC2発現を有する患者と比較して、不良な全生存期間と相関する(Li et al., Proc Natl Acad Sci USA 114(32):E6623-E6631, 2017)。GPC2は、セレブログリカン(cerebroglycan)プロテオグリカンおよびグリピカンプロテオグリカン2としても公知である。GPC2のゲノム、mRNAおよびタンパク質配列は、公に入手可能である(例えば、NCBI Gene ID 221914を参照されたい)。
GPC2陽性がん:GPC2を発現または過剰発現するがん。GPC2陽性がんの例には、神経芽腫、髄芽腫、網膜芽細胞腫、急性リンパ芽球性白血病、胎児性横紋筋肉腫、胞巣状横紋筋肉腫、ユーイング肉腫、線維形成性小円形細胞腫瘍、神経膠腫および骨肉腫が含まれるがこれらに限定されない。
異種:別々の遺伝的供給源または種に起源すること。
宿主細胞:ベクターがその中に伝播され得、そのDNAが発現され得る、細胞。細胞は、原核生物または真核生物であり得る。一部の例では、原核生物細胞は、E.coli細胞である。一部の例では、真核生物細胞は、ヒト細胞、例えば、ヒト胎児由来腎臓(HEK)細胞である。この用語は、対象宿主細胞の任意の子孫もまた含む。複製の間に起こる変異が存在し得るので、全ての子孫が親細胞と同一なわけではない可能性があることが理解される。しかし、用語「宿主細胞」が使用される場合、かかる子孫が含まれる。
免疫応答:刺激に対する、免疫系の細胞、例えば、B細胞、T細胞または単球の応答。一態様では、応答は、特定の抗原に対して特異的である(「抗原特異的応答」)。一態様では、免疫応答は、T細胞応答、例えば、CD4+応答またはCD8+応答である。別の態様では、応答は、B細胞応答であり、特異的抗体の産生を生じる。
単離された:「単離された」生物学的成分、例えば、核酸、タンパク質(抗体が含まれる)またはオルガネラは、その成分が存在する環境(例えば、細胞)中の他の生物学的成分、例えば、他の染色体および染色体外DNAおよびRNA、タンパク質ならびにオルガネラから、実質的に分離または精製されている。「単離された」核酸およびタンパク質は、標準的な精製方法によって精製された核酸およびタンパク質を含む。この用語は、宿主細胞における組換え発現によって調製された核酸およびタンパク質ならびに化学的に合成された核酸およびタンパク質もまた包含する。
標識:別の分子の検出を促進するために、その分子、例えば、抗体またはタンパク質に直接的または間接的にコンジュゲートされる、検出可能な化合物または組成物。標識の具体的な非限定的な例には、蛍光タグ、酵素的連結および放射性同位体が含まれる。一例では、「標識された抗体」は、抗体中への別の分子の取込みを指す。例えば、標識は、検出可能なマーカー、例えば、放射性標識されたアミノ酸の取込み、または特徴的なアビジン(例えば、蛍光マーカーまたは光学的もしくは比色的な方法によって検出され得る酵素活性を含有するストレプトアビジン)によって検出され得るビオチニル部分の、ポリペプチドへの結合である。ポリペプチドおよび糖タンパク質を標識する種々の方法が公知であり、使用され得る。ポリペプチドのための標識の例には、以下が含まれるがこれらに限定されない:ラジオアイソトープまたは放射性核種(例えば、35S、11C、13N、15O、18F、19F、99mTc、131I、3H、14C、15N、90Y、99Tc、111Inおよび125I)、蛍光標識(例えば、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、ローダミン、ランタニドリン光体)、酵素的標識(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、ベータ-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ)、化学発光マーカー、ビオチニル基、二次レポーターによって認識される所定のポリペプチドエピトープ(例えば、ロイシンジッパーペア配列、二次抗体の結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグ)または磁気剤、例えば、ガドリニウムキレート。一部の態様では、標識は、潜在的な立体障害を低減させるために、種々の長さのスペーサーアームによって結合される。
リンカー:一部の例では、リンカーは、可変重鎖を可変軽鎖に間接的に結合させるように機能する、抗体結合性断片(例えば、scFv断片)内のペプチドである。本明細書の一部の態様では、開示されたscFvは、抗原結合ドメインのVHドメインとVLドメインとを接続する、異なる長さの(G4S)3リンカーを含む。「リンカー」は、ターゲティング部分、例えば、抗体をエフェクター分子、例えば、細胞毒または検出可能な標識に連結するように機能するペプチドもまた指し得る。用語「コンジュゲートする」、「接続する」、「結合させる」または「連結する」は、2つのポリペプチドを1つの連続するポリペプチド分子にすること、または放射性核種もしくは他の分子をポリペプチド、例えば、scFvに共有結合させることを指す。特定の文脈では、これらの用語は、リガンド、例えば、抗体部分をエフェクター分子に接続することに対する言及を含む。連結は、化学的または組換え手段のいずれかによるものであり得る。「化学的手段」は、2つの分子の間に形成された共有結合が存在し、1つの分子を形成するような、抗体部分とエフェクター分子との間での反応を指す。
哺乳動物:この用語は、ヒトおよび非ヒト哺乳動物の両方を含む。同様に、用語「対象」は、ヒトおよび獣医対象、例えば、マウス、ラット、ウシ、ネコ、イヌ、ブタおよび非ヒト霊長類、の両方を含む。
髄芽腫:小脳において形成する、急激に成長する型のがん。髄芽腫は、脳脊髄液を介して脊髄にまたは脳の他の部分に広がる傾向がある。髄芽腫は、身体の他の部分にも広がり得るが、これは稀である。髄芽腫は、小児および若い成人において最も一般的である。髄芽腫は、中枢神経系胎児性腫瘍の一形態である。
新生物、悪性腫瘍、がんまたは腫瘍:新生物は、過剰な細胞分裂から生じる組織または細胞の異常な成長である。新生物成長は、腫瘍を生じ得る。個体における腫瘍の量は、腫瘍の数、体積または重量として測定され得る「腫瘍負荷」である。転移しない腫瘍は、「良性」と呼ばれる。周囲の組織に浸潤するおよび/または転移できる腫瘍は、「悪性」と呼ばれる。
神経芽腫:胚性神経堤細胞から生じる固形腫瘍。神経芽腫は一般に、副腎中およびその周囲で生じるが、交感神経組織が見出される場所ならどこでも、例えば、腹部、胸部、頸部、または脊椎近傍の神経組織において生じ得る。神経芽腫は、典型的には、5歳よりも若い小児において生じる。
作動可能に連結された:第1の核酸配列が第2の核酸配列と機能的に関連して配置される場合、第1の核酸配列は、第2の核酸配列と作動可能に連結されている。例えば、プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を与える場合、プロモーターは、コード配列に作動可能に連結されている。一般に、作動可能に連結されたDNA配列は、連続しており、必要に応じて、2つのタンパク質コード領域を同じリーディングフレームで接続する。
骨肉腫:骨において見出されるがん性腫瘍の一形態。骨肉腫は、間葉系起源の原始的な形質転換した細胞から生じる高悪性度のがんである。この型のがんは、小児および若い成人において最も高頻度である。
小児がん:0~14歳の小児において発症するがん。主要な型の小児がんには、例えば、神経芽腫、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、胎児性横紋筋肉腫(ERMS)、胞巣状横紋筋肉腫(ARMS)、ユーイング肉腫、線維形成性小円形細胞腫瘍(DRCT)、骨肉腫、脳および他のCNS腫瘍(例えば、髄芽腫)、ウィルムス腫瘍、非ホジキンリンパ腫ならびに網膜芽細胞腫が含まれる。
薬学的に許容される担体:使用される薬学的に許容される担体は、従来のものである。Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 22nd ed., London, UK: Pharmaceutical Press, 2013は、本明細書で開示されるCAR発現細胞および他の組成物の薬学的送達に適切な組成物および製剤を記載している。担体の性質は、使用されている特定の投与様式に依存し得る。例えば、非経口製剤は通常、薬学的および薬理学的に許容される流体、例えば、水、生理食塩水、平衡塩類溶液、水性デキストロース、グリセロールなどをビヒクルとして含む注射可能な流体を含む。固体組成物(例えば、粉末、丸剤、錠剤またはカプセル形態)について、従来の非毒性固体担体には、例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプンまたはステアリン酸マグネシウムが含まれ得る。生物学的に中性の担体に加えて、投与される医薬組成物は、微量の非毒性補助物質、例えば、湿潤剤または乳化剤、防腐剤およびpH緩衝剤など、例えば、酢酸ナトリウムまたはソルビタンモノラウレートを含有し得る。
疾患を予防する、処置するまたは寛解させる:疾患を「予防する」は、疾患の完全な発症を阻害することを指す。「処置する」は、それが発症し始めた後に、疾患または病理学的状態の徴候または症状を寛解させる治療介入、例えば、腫瘍負荷における低減、または転移の数もしくはサイズにおける減少を指す。「寛解させる」は、疾患、例えば、がんの徴候または症状の数または重症度における低減を指す。
精製された:精製されたという用語は、絶対的な純度を要求しない;むしろ、相対的な用語として意図される。したがって、例えば、精製されたペプチド調製物は、ペプチドまたはタンパク質が、そのペプチドまたはタンパク質が細胞内のその天然の環境中にあったときよりも富化されている、調製物である。同様に、精製された細胞は、その細胞が対象内のその天然の環境中にあったときよりも富化されている、またはその細胞が他の細胞型を実質的に含まない、細胞である。一態様では、調製物は、タンパク質またはペプチドが、調製物の総ペプチドまたはタンパク質含量の少なくとも50%を占めるように、精製される。実質的な精製は、他のタンパク質または細胞成分からの精製を意味する。実質的に精製されたタンパク質は、少なくとも60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%、99.9%または99.99%純粋である。したがって、1つの具体的な非限定的な例では、実質的に精製されたタンパク質は、少なくとも90%が他のタンパク質も細胞成分も含まない。実質的に精製された細胞(例えば、本明細書で提供されるCARを発現する細胞)は、少なくとも90%、95%、98%、99%、99.9%または99.99%純粋であり得る。したがって、1つの具体的な非限定的な例では、本明細書で提供されるCARを発現する実質的に精製された細胞は、少なくとも99%が他の細胞(例えば、本明細書で提供されるCARを発現しない他の免疫細胞または他の細胞)も細胞成分も含まない。
組換え:組換え核酸は、天然に存在しない配列を有する、または配列の2つのさもなくば分離されていたセグメントの人工的な組合せによって作製される配列を有する、核酸である。この人工的な組合せは、化学的合成によって、または核酸の単離されたセグメントの人工的な操作によって、例えば、遺伝子操作技法によって、達成される場合が多い。
網膜芽細胞腫:網膜の組織中で形成するがんの一形態。網膜芽細胞腫は通常、5歳よりも若い小児において生じる。網膜芽細胞腫は、遺伝性または非遺伝性(孤発性)であり得る。
横紋筋肉腫(RMS):骨格筋起源の軟部組織悪性腫瘍。横紋筋肉腫の最も一般的な原発部位は、頭頸部(例えば、傍髄膜、眼窩、咽頭など)、泌尿生殖器および四肢である。他のあまり一般的でない原発部位には、体幹、胸壁、腹部(後腹膜および胆道が含まれる)および会陰/肛門領域が含まれる。少なくとも2つの型のRMSが存在する;最も一般的な形態は、胞巣状RMS(ARMS)および胎児性組織学的RMS(embryonal histological RMS)(ERMS)である。横紋筋肉腫を有する小児のおよそ20%は、ARMSサブタイプを有する。このサブタイプの増加した頻度は、思春期において、ならびに四肢、体幹および会陰/肛門周囲領域が関与する原発部位を有する患者において、認められる。ARMSは、第13染色体上のFKHRとPAXファミリーのメンバーとが関与する融合遺伝子をコードする染色体転座に関連する。胎児性サブタイプは、小児において最も頻繁に観察されるサブタイプであり、小児の横紋筋肉腫のおよそ60~70%を占める。胎児性組織学を有する腫瘍は、典型的には、頭頸部領域または泌尿生殖器において生じるが、いずれの原発部位でも生じ得る。ERMSは、診断時のより若い年齢、ヘテロ接合性の喪失、および変更されたゲノムインプリンティングによって特徴付けられる。
試料(または生物学的試料):対象から得られた、ゲノムDNA、RNA(mRNAが含まれる)、タンパク質、またはそれらの組合せを含有する生物学的検体。例には、末梢血、組織、細胞、尿、唾液、組織生検、微細針吸引物、外科的検体および剖検材料が含まれるがこれらに限定されない。一例では、試料には、腫瘍生検、例えば、腫瘍組織生検が含まれる。
配列同一性:アミノ酸または核酸配列間の類似性は、配列間の類似性の観点から表現され、さもなくば、配列同一性と呼ばれる。配列同一性は、パーセンテージ同一性(または類似性もしくは相同性)の観点で頻繁に測定される;パーセンテージが高くなるほど、2つの配列はより類似している。ポリペプチドまたは核酸分子のホモログまたはバリアントは、標準的な方法を使用してアラインした場合、比較的高い程度の配列同一性を有する。
比較のための配列のアラインメントの方法は、公知である。種々のプログラムおよびアラインメントアルゴリズムが、以下に記載されている:Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2:482, 1981;Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48:443, 1970;Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:2444, 1988;Higgins and Sharp, Gene 73:237, 1988;Higgins and Sharp, CABIOS 5:151, 1989;Corpet et al., Nucleic Acids Research 16:10881, 1988;およびPearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:2444, 1988。Altschul et al., Nature Genet. 6:119, 1994は、配列アラインメント法および相同性計算の詳細な検討を示している。
NCBI Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403, 1990)は、配列分析プログラムblastp、blastn、blastx、tblastnおよびtblastxと併せた使用のために、National Center for Biotechnology Information(NCBI、Bethesda、MD)が含まれるいくつかの供給源から、およびインターネット上で、入手可能である。このプログラムを使用して配列同一性を決定する方法の記載は、インターネット上でNCBIウェブサイト上で入手可能である。
GPC2に特異的に結合する抗体またはCARのホモログおよびバリアントは、典型的には、デフォルトパラメーターに設定したNCBI Blast 2.0、ギャップありblastpを使用して、抗体またはCARのアミノ酸配列との全長アラインメントにわたって計数した、少なくとも約75%、例えば、少なくとも約80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性の保有によって特徴付けられる。約30アミノ酸よりも大きいアミノ酸配列の比較のためには、Blast 2配列関数が、デフォルトパラメーター(11のギャップ存在コストおよび1のパーレジデューギャップコスト(per residue gap cost))に設定したデフォルトBLOSUM62マトリックスを使用して使用される。短いペプチド(おおよそ30アミノ酸よりも小さい)をアラインする場合、アラインメントは、デフォルトパラメーター(オープンギャップ9、伸長ギャップ1ペナルティ)に設定したPAM30マトリックスを使用して、Blast 2配列関数を使用して実施されるべきである。参照配列とさらに高い類似性を有するタンパク質は、この方法によって評価した場合、増加するパーセンテージ同一性、例えば、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%または少なくとも99%の配列同一性を示す。全体未満の配列が配列同一性について比較されている場合、ホモログおよびバリアントは、典型的には、10~20アミノ酸の短いウインドウにわたって少なくとも80%の配列同一性を有し、参照配列とのそれらの類似性に依存して、少なくとも85%または少なくとも90%もしくは95%の配列同一性を有し得る。かかる短いウインドウにわたって配列同一性を決定するための方法は、インターネット上でNCBIウェブサイトにおいて入手可能である。これらの配列同一性の範囲は、ガイダンスのためだけに提供されている;提供された範囲の外側に入る強く重要なホモログが得られ得ることも完全に可能である。
対象:ヒトおよび非ヒト哺乳動物、例えば、ブタ、マウス、ラット、ウサギ、ヒツジ、ウマ、ウシ、イヌ、ネコおよび非ヒト霊長類が含まれる、ヒトおよび獣医対象の両方を含むカテゴリーである、生きた多細胞脊椎動物生物。
合成:実験室において人工的な手段によって産生されること、例えば、合成核酸またはタンパク質(例えば、抗体)は、実験室において化学的に合成され得る。
治療有効量:処置されている対象において所望の効果を達成するのに十分な、特定の物質の量。例えば、これは、腫瘍の成長を阻害または抑制するのに必要な量であり得る。一態様では、治療有効量は、腫瘍を排除する、腫瘍のサイズを低減させる、または腫瘍の転移を予防する、例えば、処置前のサイズ/体積/数と例えば比較して、腫瘍サイズおよび/もしくは体積を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、もしくはさらには100%低減させる、および/または転移の数および/もしくはサイズ/体積を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、もしくはさらには100%低減させるのに必要な量である。対象に投与される場合、所望のin vitro効果を達成することが示されている標的組織濃度(例えば、腫瘍中)を達成する投薬量が、一般に使用される。
ベクター:宿主細胞中に導入され、それによって、形質転換された宿主細胞を産生する、核酸分子。ベクターは、宿主細胞におけるその複製を可能にする核酸配列、例えば、複製起点を含み得る。ベクターは、1つまたは複数の選択可能なマーカー遺伝子および他の遺伝子エレメントもまた含み得る。一部の例では、ベクターは、ウイルスベクター、例えば、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである。
III. いくつかの態様の概観
CAR T細胞療法は、世界中で活発に開発され試験されている新たなクラスのがん治療薬である。CD19ターゲティングCAR T細胞を使用した血液学的がんにおける最初の成功の後、種々のCAR戦略が、固形腫瘍を処置することを目的として、操作され、試験されてきた。しかし、固形腫瘍におけるCAR T細胞の成功は、腫瘍特異的抗原の不足、CAR T細胞が腫瘍部位において効率的に拡大増殖することができないこと、および不均一な抗原発現が含まれるいくつかの障壁によって制限されてきた(Kochenderfer et al., Blood. 2012;119(12):2709-2720;Porter et al., N Eng J Med 2011;365(8):725-733;Jiang et al., Front Immunol 2017;7:690;Gao et al., Clin Cancer Res 2014;20(24):6418-6428;Ishiguro et al., Cancer Res 2008;68(23):9832-9838;Losic et al., Nat Commun 2020;11(1):291;Li et al., Gastroenterology 158(8):2250-2265, 2020;Li et al., Cell Rep Med 2(6):100297, 2021)。
CAR T細胞療法は、世界中で活発に開発され試験されている新たなクラスのがん治療薬である。CD19ターゲティングCAR T細胞を使用した血液学的がんにおける最初の成功の後、種々のCAR戦略が、固形腫瘍を処置することを目的として、操作され、試験されてきた。しかし、固形腫瘍におけるCAR T細胞の成功は、腫瘍特異的抗原の不足、CAR T細胞が腫瘍部位において効率的に拡大増殖することができないこと、および不均一な抗原発現が含まれるいくつかの障壁によって制限されてきた(Kochenderfer et al., Blood. 2012;119(12):2709-2720;Porter et al., N Eng J Med 2011;365(8):725-733;Jiang et al., Front Immunol 2017;7:690;Gao et al., Clin Cancer Res 2014;20(24):6418-6428;Ishiguro et al., Cancer Res 2008;68(23):9832-9838;Losic et al., Nat Commun 2020;11(1):291;Li et al., Gastroenterology 158(8):2250-2265, 2020;Li et al., Cell Rep Med 2(6):100297, 2021)。
本開示は、これらの課題に対処し、GPC2陽性腫瘍を処置するためのCAR発現細胞の有効性を改善する。本明細書で開示される操作されたCARは、GPC2特異的抗体CT3(参照により本明細書に組み込まれるPCT公開番号WO 2020/033430)またはそのヒト化バージョンに由来する抗原結合ドメインを含む。CD28ヒンジ領域およびCD28膜貫通ドメインを含有するGPC2ターゲティングCARを発現する免疫細胞は、CD8ヒンジ領域およびCD8またはCD28のいずれかの膜貫通ドメインを含有するGPC2ターゲティングCARと比較して、GPC2陽性腫瘍を死滅させるにあたり有意に強力であることが、本明細書で開示される。さらに、同所神経芽腫モデルを使用して、CD28ヒンジおよび膜貫通ドメインを有するGPC2ターゲティングCARを発現する免疫細胞が、CD8ヒンジおよび膜貫通ドメインを有するGPC2ターゲティングCARと比較して、GPC2陽性腫瘍細胞に対して優れた拡大増殖をin vitroおよびin vivoで示し、より高いレベルの腫瘍浸潤CAR+T細胞を生じ、増加した生存をもたらしたことが実証された。さらに、CD28ヒンジおよび膜貫通ドメインを有するGPC2ターゲティングCARを発現する免疫細胞は、神経芽腫に対する既存のCAR T細胞療法と比較して、神経芽腫モデルにおいて優れた抗腫瘍活性を示した。
GPC2に特異的に結合する細胞外抗原結合ドメイン;CD28ヒンジ領域;CD28膜貫通ドメイン;細胞内共刺激ドメイン;および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARが、本明細書で提供される。一部の態様では、GPC2特異的抗原結合ドメインは、scFvである。scFvは、VH-リンカー-VLまたはVL-リンカー-VHの、N末端からC末端への配向を有し得る。
一部の態様では、抗原結合ドメインは、可変重(VH)ドメインおよび可変軽(VL)ドメインを含み、VHドメインは、配列番号2(CT3 VHドメイン配列)の相補性決定領域1(CDR1)、CDR2およびCDR3配列を含み、ならびに/またはVLドメインは、配列番号4(CT3 VLドメイン配列)のCDR1、CDR2およびCDR3配列を含む。一部の例では、CDR配列は、Kabat、IMGTもしくはParatome番号付けスキーム、またはKabat、IMGTおよびParatome番号付けスキームの組合せを使用して定義される。他の例では、CDR配列は、異なる番号付けスキーム、例えば、Chothiaを使用して決定される。
一部の態様では、VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号2の残基31~35、50~66および99~112を含み、ならびに/またはVLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号4の残基24~33、49~55および88~96を含む;VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号2の残基26~33、51~58および97~112を含み、ならびに/またはVLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号4の残基27~31、49~51および88~96を含む;VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号2の残基26~35、47~61および97~112を含み、ならびに/またはVLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号4の残基27~33、45~55および88~95を含む;あるいはVHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号2の残基26~35、47~66および97~112を含み、ならびに/またはVLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列はそれぞれ、配列番号4の残基24~33、45~55および88~96を含む。一部の例では、VHドメインのアミノ酸配列は、配列番号2と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である(配列番号2のCDR1、CDR2およびCDR3配列を含む)および/あるいはVLドメインのアミノ酸配列は、配列番号4と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である(配列番号4のCDR1、CDR2およびCDR3配列を含む)。
一部の態様では、VHドメインおよびVLドメインの配列は、ヒト化されている。一部の例では、ヒト化VHドメインのアミノ酸配列は、配列番号8の残基1~123を含み、および/またはヒト化VLドメインのアミノ酸配列は、配列番号8の残基139~244を含む;ヒト化VHドメインのアミノ酸配列は、配列番号12の残基1~122を含み、および/またはヒト化VLドメインのアミノ酸配列は、配列番号12の残基138~243を含む;ヒト化VHドメインのアミノ酸配列は、配列番号16の残基1~122を含み、および/またはヒト化VLドメインのアミノ酸配列は、配列番号16の残基138~244を含む;あるいはヒト化VHドメインのアミノ酸配列は、配列番号20の残基1~122を含み、および/またはヒト化VLドメインのアミノ酸配列は、配列番号20の残基138~243を含む。
一部の態様では、細胞外抗原結合ドメインのアミノ酸配列は、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20または配列番号22と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。一部の例では、抗原結合ドメインのアミノ酸配列は、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20または配列番号22のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる。
一部の態様では、CD28ヒンジ領域のアミノ酸配列は、配列番号24のアミノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。一部の例では、CD28ヒンジ領域のアミノ酸配列は、配列番号24のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる。
一部の態様では、CD28膜貫通ドメインのアミノ酸配列は、配列番号26のアミノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。一部の例では、CD28膜貫通ドメインのアミノ酸配列は、配列番号26のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる。
一部の態様では、共刺激ドメインには、4-1BBシグナル伝達部分が含まれる。一部の例では、4-1BBシグナル伝達部分のアミノ酸配列は、配列番号28と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。具体的な例では、4-1BBシグナル伝達部分のアミノ酸配列は、配列番号28のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる。
一部の態様では、シグナル伝達ドメインには、CD3ζシグナル伝達ドメインが含まれる。一部の例では、CD3ζシグナル伝達ドメインのアミノ酸配列は、配列番号30のアミノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。具体的な例では、CD3ζシグナル伝達ドメインのアミノ酸配列は、配列番号30を含むまたはそれからなる。
特定の態様では、CARのアミノ酸配列は、配列番号38のアミノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。具体的な例では、CARのアミノ酸配列は、配列番号38のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる。
代替的な態様では、CARのアミノ酸配列は、配列番号39または配列番号40のアミノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。具体的な例では、CARのアミノ酸配列は、配列番号39または配列番号40のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる。
本明細書で開示されるCARをコードする核酸分子が、本明細書でさらに提供される。一部の態様では、この核酸分子の配列は、配列番号37のヌクレオチド73~1470と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一である。一部の例では、核酸分子の配列は、配列番号37のヌクレオチド73~1470を含むまたはそれからなる。具体的な非限定的な例では、核酸分子の配列は、配列番号37を含むまたはそれからなる。
一部の態様では、核酸分子は、プロモーター(例えば、誘導性または構成的プロモーター)に作動可能に連結される。一部の例では、プロモーターは、ヒト伸長因子1α(EF1α)プロモーターである。
一部の態様では、核酸分子は、5’から3’の方向で、第1の顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子受容体シグナル配列(GMCSFRss)をコードする核酸;抗原結合ドメインをコードする核酸;CD28ヒンジ領域をコードする核酸;CD28膜貫通ドメインをコードする核酸;共刺激ドメインをコードする核酸;シグナル伝達ドメインをコードする核酸;自己切断性2Aペプチドをコードする核酸;第2のGMCSFRssをコードする核酸;および短縮型ヒト上皮増殖因子受容体(hEGFRt)をコードする核酸を含む。一部の例では、核酸分子は、第1のGMCSFRssをコードする核酸の5’側に、ヒト伸長因子1α(EF1α)プロモーター配列をさらに含む(その全体が参照により本明細書に組み込まれるWO 2019/094482を参照されたい)。
本明細書で開示される核酸分子を含むベクターがさらに提供される。一部の例では、ベクターは、ウイルスベクター、例えば、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルスベクターである。
本明細書で開示されるCARをコードする核酸分子(またはベクター)を含むおよび/または本明細書で開示されるCARを発現する単離された細胞もまた提供される。一部の態様では、細胞は、免疫細胞、例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージである。他の態様では、細胞は、誘導多能性幹細胞(iPSC)である。
薬学的に許容される担体(例えば、水または食塩水)と、本明細書で開示されるCAR、核酸分子、ベクターまたは細胞とを含む組成物が、さらに提供される。一部の例では、組成物は、凍結される。一部の例では、組成物は凍結され、細胞およびDMSOまたは別の凍結保護剤を含む。一部の例では、組成物は、凍結乾燥される。一部の例では、かかる組成物は、バイアル、例えば、ガラスまたはプラスチックバイアル中にある。開示された組成物は、キット、例えば、1つまたは複数の化学療法剤、シリンジ、細胞培養培地、薬学的に許容される担体またはそれらの組合せを含むキットの一部であり得る(キット中のさらなる薬剤は、別々の容器中にあり得る)。
対象においてGPC2陽性がんを処置する、またはGPC2陽性がんの腫瘍成長もしくは転移を阻害する方法もまた提供される。一部の態様では、これらの方法は、本明細書で開示されるCAR、核酸分子、ベクター、細胞または組成物の治療有効量を対象に投与するステップを含む。一部の例では、GPC2陽性がんは、固形腫瘍である。一部の例では、GPC2陽性がんは、小児がんである。特定の非限定的な例では、GPC2陽性がんは、神経芽腫、髄芽腫、網膜芽細胞腫、急性リンパ芽球性白血病、胎児性横紋筋肉腫、胞巣状横紋筋肉腫、ユーイング肉腫、線維形成性小円形細胞腫瘍、神経膠腫または骨肉腫である。具体的な例では、GPC2陽性がんは、神経芽腫である。一部の例では、これらの方法は、コンディショニング化学療法、例えば、フルダラビンおよびシクロホスファミドを対象に投与するステップをさらに含む。
IV. GPC2特異的抗体配列
本明細書で開示されるCARは、GPC2に特異的に結合する抗体(またはその抗原結合性断片)を含む。一部の態様では、抗体は、scFv形式での、CT3マウスモノクローナル抗体、またはそのヒト化バージョン(例えば、hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3またはhCT3-4)である。これらの抗体は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるPCT公開番号WO 2020/033430に記載されている。CT3のヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、以下に提供される。表1および2は、Kabat、IMGT、Paratomeおよびそれらの組合せを使用して決定される、それぞれVHドメインおよびVLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3のアミノ酸位置を列挙している。CDR境界は、代替的番号付けスキーム、例えば、Chothia番号付けスキームを使用して定義することもできる。親CT3抗体、ならびに4つのそのヒト化バージョンのscFvヌクレオチドおよびアミノ酸配列もまた、以下に列挙される。各scFv配列において、VHドメインとVLドメインとは、太字で示される(G4S)3リンカーによって分離されている。ヒト化抗体について、VH-リンカー-VL配向およびVL-リンカー-VH配向のscFv配列が提供される。
本明細書で開示されるCARは、GPC2に特異的に結合する抗体(またはその抗原結合性断片)を含む。一部の態様では、抗体は、scFv形式での、CT3マウスモノクローナル抗体、またはそのヒト化バージョン(例えば、hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3またはhCT3-4)である。これらの抗体は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるPCT公開番号WO 2020/033430に記載されている。CT3のヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、以下に提供される。表1および2は、Kabat、IMGT、Paratomeおよびそれらの組合せを使用して決定される、それぞれVHドメインおよびVLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3のアミノ酸位置を列挙している。CDR境界は、代替的番号付けスキーム、例えば、Chothia番号付けスキームを使用して定義することもできる。親CT3抗体、ならびに4つのそのヒト化バージョンのscFvヌクレオチドおよびアミノ酸配列もまた、以下に列挙される。各scFv配列において、VHドメインとVLドメインとは、太字で示される(G4S)3リンカーによって分離されている。ヒト化抗体について、VH-リンカー-VL配向およびVL-リンカー-VH配向のscFv配列が提供される。
V. GPC2ターゲティングCAR配列
CT3 scFv、およびCT3のヒト化バージョン(hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3およびhCT3-4)のscFvを使用して、GPC2発現細胞を特異的に標的とするCAR構築物を生成した。本明細書で開示される場合、CD28ヒンジ領域およびCD28膜貫通ドメインを有するGPC2ターゲティングCAR構築物は、CD8膜貫通ドメインまたはCD28膜貫通ドメインのいずれかと対になったCD8ヒンジ領域を有するCAR構築物よりも優れていた。CAR成分のヌクレオチドおよびアミノ酸配列、ならびに3つの特定のCAR構築物(CT3.28H.BBz、CT3.8H.BBzおよびCT3.8H.28BBzならびに)の完全なアミノ酸配列は、以下に提供される。
CT3 scFv、およびCT3のヒト化バージョン(hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3およびhCT3-4)のscFvを使用して、GPC2発現細胞を特異的に標的とするCAR構築物を生成した。本明細書で開示される場合、CD28ヒンジ領域およびCD28膜貫通ドメインを有するGPC2ターゲティングCAR構築物は、CD8膜貫通ドメインまたはCD28膜貫通ドメインのいずれかと対になったCD8ヒンジ領域を有するCAR構築物よりも優れていた。CAR成分のヌクレオチドおよびアミノ酸配列、ならびに3つの特定のCAR構築物(CT3.28H.BBz、CT3.8H.BBzおよびCT3.8H.28BBzならびに)の完全なアミノ酸配列は、以下に提供される。
VI. キメラ抗原受容体(CAR)
GPC2特異的CAR、およびCARを発現するように操作された細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞、マクロファージおよびiPSC)が、本明細書で開示される。一般に、CARは、結合性部分、細胞外ヒンジ/スペーサーエレメント、膜貫通領域、およびシグナル伝達機能を実行する細胞内ドメインを含む(Cartellieri et al., J Biomed Biotechnol 2010:956304, 2010;Dai et al., J Natl Cancer Inst 108(7):djv439, 2016)。多くの例では、結合性部分は、モノクローナル抗体、例えば、scFvまたは単一ドメイン抗体の抗原結合性断片である。スペーサー/ヒンジ領域は、典型的には、IgGサブクラス、例えば、IgG1、IgG4、IgD、およびCD8ドメイン由来の配列を含む。本明細書の一部の態様では、ヒンジ領域は、ヒトCD28に由来する。具体的な例では、ヒンジ領域のアミノ酸配列は、配列番号24を含む(またはそれからなる)。膜貫通(TM)ドメインは、種々の異なるT細胞タンパク質、例えば、CD3ζ、CD4、CD8、CD28または誘導性T細胞共刺激因子(ICOS)に由来し得る。本明細書の一部の態様では、TMドメインは、ヒトCD28に由来する。具体的な例では、TMドメインのアミノ酸配列は、配列番号26を含む(またはそれからなる)。いくつかの異なるエンドドメインが、CARを生成するために使用されてきた。例えば、エンドドメインは、ITAMを有するシグナル伝達鎖、例えば、CD3ζまたはFcεRIγからなり得る。一部の例では、エンドドメインは、少なくとも1つのさらなる共刺激ドメイン、例えば、CD28、4-1BB(CD137、TNFRSF9)、OX-40(CD134)、ICOS、CD27、MYD88-CD40、キラー細胞免疫グロブリン様受容体2DS2(KIR2DS2)および/またはDAP10の細胞内部分をさらに含む。
GPC2特異的CAR、およびCARを発現するように操作された細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞、マクロファージおよびiPSC)が、本明細書で開示される。一般に、CARは、結合性部分、細胞外ヒンジ/スペーサーエレメント、膜貫通領域、およびシグナル伝達機能を実行する細胞内ドメインを含む(Cartellieri et al., J Biomed Biotechnol 2010:956304, 2010;Dai et al., J Natl Cancer Inst 108(7):djv439, 2016)。多くの例では、結合性部分は、モノクローナル抗体、例えば、scFvまたは単一ドメイン抗体の抗原結合性断片である。スペーサー/ヒンジ領域は、典型的には、IgGサブクラス、例えば、IgG1、IgG4、IgD、およびCD8ドメイン由来の配列を含む。本明細書の一部の態様では、ヒンジ領域は、ヒトCD28に由来する。具体的な例では、ヒンジ領域のアミノ酸配列は、配列番号24を含む(またはそれからなる)。膜貫通(TM)ドメインは、種々の異なるT細胞タンパク質、例えば、CD3ζ、CD4、CD8、CD28または誘導性T細胞共刺激因子(ICOS)に由来し得る。本明細書の一部の態様では、TMドメインは、ヒトCD28に由来する。具体的な例では、TMドメインのアミノ酸配列は、配列番号26を含む(またはそれからなる)。いくつかの異なるエンドドメインが、CARを生成するために使用されてきた。例えば、エンドドメインは、ITAMを有するシグナル伝達鎖、例えば、CD3ζまたはFcεRIγからなり得る。一部の例では、エンドドメインは、少なくとも1つのさらなる共刺激ドメイン、例えば、CD28、4-1BB(CD137、TNFRSF9)、OX-40(CD134)、ICOS、CD27、MYD88-CD40、キラー細胞免疫グロブリン様受容体2DS2(KIR2DS2)および/またはDAP10の細胞内部分をさらに含む。
CARは、例えば、抗原結合ドメインに対してN末端側に、シグナルペプチド配列もまた含み得る。シグナルペプチド配列は、任意の適切なシグナルペプチド配列、例えば、顆粒球-マクロファージコロニー-刺激因子受容体(GMCSFR)、免疫グロブリン軽鎖カッパまたはIL-2由来のシグナル配列であり得る。シグナルペプチド配列は、細胞の表面上でのCARの発現を促進し得るが、発現されたCARにおけるシグナルペプチド配列の存在は、CARが機能するためには必要ない。細胞表面上でのCARの発現の際には、シグナルペプチド配列は、CARから切断され得る。したがって、一部の態様では、CARは、シグナルペプチド配列を欠如する。
一部の態様では、本明細書で開示されるCARは、短縮型バージョンのヒトEGFR(hEGFRt;以下のセクションVIIにおいてより詳細に議論される)もまた発現する構築物から(例えば、レンチウイルスベクターから)発現される。CARおよびhEGFRtは、形質導入された細胞における発現の際に、CARがhEGFRtから切断されるように、自己切断性ペプチド配列(例えば、T2A)によって分離される(その全体が参照により本明細書に組み込まれるWO 2019/094482を参照されたい)。
本明細書で開示されるCARを発現する免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)またはiPSCは、特定の細胞型、例えば、腫瘍細胞、例えば、GPC2陽性腫瘍細胞を標的とするために使用され得る。CARを発現する免疫細胞(例えば、T細胞)の使用は、標準的なCTLベースの免疫療法よりも汎用性が高いが、それは、CARを発現する免疫細胞がHLA拘束されておらず、したがって、標的抗原を発現する腫瘍を有するいずれの患者にも使用することができるからである。
したがって、GPC2特異的抗体(またはその結合性断片)を含むCARが、本明細書で提供される。CARをコードする単離された核酸分子およびベクター、ならびにCARを発現する宿主細胞、例えば、T細胞、NK細胞、B細胞、マクロファージまたはiPSCもまた提供される。GPC2特異的モノクローナル抗体から構成されるCARを発現する細胞は、GPC2を発現するがん、例えば、神経芽腫、髄芽腫、網膜芽細胞腫、急性リンパ芽球性白血病、胎児性横紋筋肉腫、胞巣状横紋筋肉腫、ユーイング肉腫、線維形成性小円形細胞腫瘍、神経膠腫または骨肉腫の処置のために使用され得る。
VII. 短縮型ヒトEGFR(hEGFRt)
ヒト上皮増殖因子受容体は、4つの細胞外ドメイン、1つの膜貫通ドメインおよび3つの細胞内ドメインから構成される。EGFRドメインは、以下のN末端からC末端への順序で見出される:ドメインI-ドメインII-ドメインIII-ドメインIV-膜貫通(TM)ドメイン-膜近傍ドメイン-チロシンキナーゼドメイン-C末端テイル。ドメインIおよびドメインIIIは、リガンド結合に関与するロイシンリッチドメインである。ドメインIIおよびドメインIVは、システインリッチドメインであり、EGFRリガンドと接触しない。ドメインIIは、他のEGFRファミリーメンバー由来の類似したドメインとのホモダイマーまたはヘテロダイマーの形成を媒介し、ドメインIVは、ドメインIIとジスルフィド結合を形成することができる。EGFR TMドメインは、細胞膜を一回貫通し、タンパク質ダイマー化において役割を果たし得る。細胞内ドメインは、膜近傍ドメイン、チロシンキナーゼドメインおよびC末端テイルを含み、これらは、EGFRシグナル伝達を媒介する(Wee and Wang, Cancers 9(52), doi:10.3390/cancers9050052;Ferguson, Annu Rev Biophys 37:353-373, 2008;Wang et al., Blood 118(5):1255-1263, 2011)。
ヒト上皮増殖因子受容体は、4つの細胞外ドメイン、1つの膜貫通ドメインおよび3つの細胞内ドメインから構成される。EGFRドメインは、以下のN末端からC末端への順序で見出される:ドメインI-ドメインII-ドメインIII-ドメインIV-膜貫通(TM)ドメイン-膜近傍ドメイン-チロシンキナーゼドメイン-C末端テイル。ドメインIおよびドメインIIIは、リガンド結合に関与するロイシンリッチドメインである。ドメインIIおよびドメインIVは、システインリッチドメインであり、EGFRリガンドと接触しない。ドメインIIは、他のEGFRファミリーメンバー由来の類似したドメインとのホモダイマーまたはヘテロダイマーの形成を媒介し、ドメインIVは、ドメインIIとジスルフィド結合を形成することができる。EGFR TMドメインは、細胞膜を一回貫通し、タンパク質ダイマー化において役割を果たし得る。細胞内ドメインは、膜近傍ドメイン、チロシンキナーゼドメインおよびC末端テイルを含み、これらは、EGFRシグナル伝達を媒介する(Wee and Wang, Cancers 9(52), doi:10.3390/cancers9050052;Ferguson, Annu Rev Biophys 37:353-373, 2008;Wang et al., Blood 118(5):1255-1263, 2011)。
本明細書で「hEGFRt」と呼ばれる短縮型バージョンのヒトEGFRは、ドメインIII、ドメインIVおよびTMドメインのみを含む。したがって、hEGFRtは、ドメインI、ドメインIIおよび3つ全ての細胞内ドメインを欠如する。hEGFRtは、EGFに結合することが不可能であり、シグナル伝達活性を欠如する。しかし、この分子は、特定のEGFR特異的モノクローナル抗体、例えば、FDA承認されたセツキシマブに結合する能力を保持する(PCT公開番号WO 2011/056894)。
hEGFRtおよび本明細書で開示されるGPC2特異的CARの両方をコードする構築物(例えば、レンチウイルスベクター)による免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)またはiPSCの形質導入は、標識されたEGFRモノクローナル抗体セツキシマブ(ERBITUX(商標))を使用した、形質導入された細胞の選択を可能にする。例えば、セツキシマブは、ビオチンで標識され得、形質導入された細胞は、(例えば、Miltenyi Biotecから)市販されている抗ビオチン磁気ビーズを使用して選択され得る。hEGFRtの共発現は、養子移入されたCAR発現細胞のin vivo追跡もまた可能にする。さらに、hEGFRtを発現する細胞へのセツキシマブの結合は、ADCCエフェクター細胞の細胞傷害性を誘導し、それによって、例えば、治療の結論の時点で、形質導入された免疫細胞またはiPSCをin vivoで排除する機構を提供する(Wang et al., Blood 118(5):1255-1263, 2011)。
本明細書の一部の態様では、hEGFRtのアミノ酸配列は、配列番号36と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一である。一部の例では、hEGFRtのアミノ酸配列は、配列番号36を含むまたはそれからなる。他の態様では、hEGFRtのアミノ酸配列は、配列番号36と比較して、10個以下、9個以下、8個以下、7個以下、6個以下、5個以下、4個以下、3個以下、2個以下または1個以下のアミノ酸置換を含む。一部の例では、アミノ酸置換は、保存的置換である。
VIII. CAR発現細胞組成物およびその投与
1つまたは複数の薬学的または薬理学的に許容される担体、希釈剤または賦形剤と組み合わせてCAR発現細胞を含む組成物が提供される。CAR発現細胞は、iPSC、T細胞、例えば、CD3+T細胞、例えば、CD4+および/もしくはCD8+T細胞、NK細胞、B細胞、マクロファージまたは任意の他の適切な免疫細胞であり得る。かかる組成物は、緩衝液、例えば、中性緩衝食塩水、リン酸緩衝食塩水など;炭水化物、例えば、グルコース、マンノース、スクロース、デキストランまたはマンニトール;タンパク質;ポリペプチドまたはアミノ酸、例えば、グリシン;抗酸化剤;キレート剤、例えば、EDTAまたはグルタチオン;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);および防腐剤を含み得る。一部の例では、細胞含有組成物は、凍結保護剤、例えば、DMSOまたはグリセロールを含む。一部の例では、細胞含有組成物は、培養培地、例えば、DMEMまたはRPMIを含み、血清、例えば、FBSをさらに含み得る。一部の例では、細胞含有組成物は、凍結される、または液体形態である。細胞は、レシピエントにとって自家であり得る。しかし、細胞はまた、異種(同種)であり得る。
1つまたは複数の薬学的または薬理学的に許容される担体、希釈剤または賦形剤と組み合わせてCAR発現細胞を含む組成物が提供される。CAR発現細胞は、iPSC、T細胞、例えば、CD3+T細胞、例えば、CD4+および/もしくはCD8+T細胞、NK細胞、B細胞、マクロファージまたは任意の他の適切な免疫細胞であり得る。かかる組成物は、緩衝液、例えば、中性緩衝食塩水、リン酸緩衝食塩水など;炭水化物、例えば、グルコース、マンノース、スクロース、デキストランまたはマンニトール;タンパク質;ポリペプチドまたはアミノ酸、例えば、グリシン;抗酸化剤;キレート剤、例えば、EDTAまたはグルタチオン;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);および防腐剤を含み得る。一部の例では、細胞含有組成物は、凍結保護剤、例えば、DMSOまたはグリセロールを含む。一部の例では、細胞含有組成物は、培養培地、例えば、DMEMまたはRPMIを含み、血清、例えば、FBSをさらに含み得る。一部の例では、細胞含有組成物は、凍結される、または液体形態である。細胞は、レシピエントにとって自家であり得る。しかし、細胞はまた、異種(同種)であり得る。
細胞に関して、細胞を導入するために、種々の水性担体、例えば、緩衝食塩水などが使用され得る。これらの溶液は、無菌であり、一般に、望ましくない物を含まない。これらの組成物は、従来の滅菌技法によって滅菌され得る。組成物は、生理学的条件に近づけるために必要とされる薬学的に許容される補助物質、例えば、pH調整剤および緩衝剤、毒性調整剤など、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなどを含有し得る。これらの製剤中の濃度は、広く変動し得、選択された特定の投与様式および対象の要求に従って、流体体積、粘度、体重などに主に基づいて選択される。
投与される組成物の正確な量は、患者(対象)の年齢、体重、腫瘍サイズ/負荷、転移の程度、および状態における個々の差異を考慮して、医師によって決定され得る。本明細書に記載されるCAR発現免疫細胞(T細胞、B細胞、マクロファージおよび/またはNK細胞)またはiPSCを含む医薬組成物は、それらの範囲内の全ての整数値を含めて、104~109細胞/kg体重、例えば、105~106細胞/kg体重の投薬量で投与され得ると、一般に述べることができる。例示的な用量は、106細胞/kg~約108細胞/kg、例えば、約5×106細胞/kg~約7.5×107細胞/kg、例えば、約2.5×107細胞/kg、または約5.0×107細胞/kgである。
組成物は、これらの投薬量で、一回または複数回、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10回投与され得る。組成物は、公知の免疫療法注入技法を使用して投与され得る(例えば、Rosenberg et al., New Eng. J. of Med. 319:1676, 1988を参照されたい)。組成物は、1日に1回、1週間に1回、1か月に2回または1か月に1回投与され得る。一部の非限定的な例では、組成物は、静脈内投与のために製剤化され、複数回投与される。投与の量および頻度は、対象の状態、ならびに対象の疾患の型および重症度等の因子によって決定され得るが、適切な投薬量は、臨床試験によって決定され得る。
一部の態様では、CARをコードする核酸分子は、細胞、例えば、T細胞、NK細胞、B細胞、マクロファージまたはiPSC中に導入され、対象は、細胞の初回投与、および細胞の1または複数回の引き続く投与を受け、1または複数回の引き続く投与は、前の投与の15日未満後、例えば、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3または2日後に投与される。一態様では、1週間当たり、CAR発現細胞の1回よりも多くの投与が対象に投与される、例えば、1週間当たり、本開示のCAR発現細胞の2、3または4回の投与が投与される。一態様では、対象は、1週間当たり、CAR発現細胞の1回よりも多くの投与(例えば、1週間当たり2、3または4回の投与)(サイクルとも呼ばれる)を受け、その後に、CAR発現細胞投与のない1週間が続き、次いで、CAR発現細胞の1回または複数のさらなる投与(例えば、1週間当たり、CAR発現細胞の1回よりも多くの投与)が、対象に投与される。別の態様では、対象(例えば、ヒト対象)は、1回よりも多くのサイクルのCAR発現細胞を受け、各サイクル間の時間は、10、9、8、7、6、5、4または3日未満である。一態様では、CAR発現細胞は、1日おきに1週間当たり3回の投与で投与される。別の態様では、CAR発現細胞は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8週間またはそれよりも長い期間にわたって投与される。患者に投与される上記処置の投薬量は、処置されている状態の正確な性質および処置のレシピエントによって変動する。ヒト投与のための投薬量の拡大縮小は、容認された実務に従って実施され得る。
一部の態様では、CAR発現細胞は、in vivoで複製することができ、持続性の腫瘍制御をもたらし得る長期持続を生じる。種々の態様では、対象に投与されるiPSC、T細胞、マクロファージ、B細胞もしくはNK細胞、またはこれらの細胞の子孫は、対象への細胞の投与の後、少なくとも4か月、5か月、6か月、7か月、8か月、9か月、10か月、11か月、12か月、13か月、14か月、15か月、16か月、17か月、18か月、19か月、20か月、21か月、22か月、23か月、または数年間にわたって、対象において持続する。他の態様では、細胞およびそれらの子孫は、対象へのCAR発現細胞の投与の後、6か月、5か月、4か月、3か月、2か月、または1か月未満、例えば、3週間、2週間、1週間にわたって存在する。
開示された組成物の投与は、注射、経口摂取、輸液、インプランテーションまたは移植によるものを含め、任意の簡便な様式で実施され得る。開示された組成物は、経動脈、皮下、皮内、腫瘍内、節内、髄内、脳内、脳室内、頭蓋内、筋肉内、動脈内(肝動脈(例えば、HAI)または大腿動脈中へが含まれる)で、静脈内(i.v.)注射によって、前立腺内で(intraprostatically)(例えば、前立腺がんのため)、骨内、硝子体内または腹腔内で、患者に投与され得る。一部の態様では、組成物は、皮内または皮下注射によって患者に投与される。他の態様では、本開示の組成物は、i.v.注射によって投与される。他の態様では、本開示の組成物は、動脈内注射によって投与される。組成物はまた、腫瘍またはリンパ節中に直接注射され得る。一例では、投与は骨内であり、処置されるがんは、骨のがん(例えば、骨肉腫)である。一例では、投与は、脳内、脳室内または頭蓋内であり、処置されるがんは、脳のがん(例えば、神経芽腫または髄芽腫)である。一例では、投与は、硝子体内であり、処置されるがんは、眼のがん(例えば、網膜芽細胞腫)である。
一部の態様では、対象は、目的の細胞、例えば、T細胞、B細胞、マクロファージおよび/またはNK細胞を選択および/または単離するために白血球がex vivoで収集、富化または枯渇される、白血球アフェレーシスを受けることができる。これらの細胞単離体は、公知の方法によって拡大増殖され得、1つまたは複数のCAR構築物が導入されて、それによって、CARを発現する自家細胞を創出できるように、処置され得る。本明細書の一部の態様では、CAR発現細胞は、CARおよび短縮型形態のヒトEGFR(hEGFRt)を発現するレンチウイルスベクターを使用して生成される。hEGFRtの共発現は、セクションVに上記される、hEGFRtを認識する抗体(例えば、セツキシマブ、PCT公開番号WO 2011/056894を参照されたい)を使用した、CAR発現免疫細胞の選択および精製を可能にする。
一部の態様では、免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞および/またはマクロファージ)は、赤血球を溶解させることによって、および一部の例では、例えば、PERCOLL(商標)勾配を介した遠心分離によってまたは向流遠心分離水簸によって単球を枯渇させることによって、末梢血から単離される。T細胞の特定の下位集団、例えば、CD3+、CD28+、CD4+、CD8+、CD45RA+およびCD45RO+T細胞は、陽性または陰性選択技法によってさらに単離され得る。例えば、T細胞は、所望のT細胞の陽性選択のために十分な期間にわたる、抗CD3/抗CD28(例えば、3×28)コンジュゲート化ビーズ、例えば、DYNABEADS(登録商標)M-450 CD3/CD28 Tとのインキュベーションによって単離され得る。米国特許出願公開第20140271635号を参照されたい。非限定的な例では、期間は、約30分間である。他の非限定的な例では、期間は、30分間から36時間またはより長い時間までの範囲、およびそれらの間の全ての整数値である。さらなる非限定的な例では、期間は、少なくとも1、2、3、4、5または6時間、10~24時間、24時間またはそれよりも長い時間である。他の細胞型と比較して少ないT細胞が存在する任意の状況、例えば、免疫無防備状態の個体からの単離では、T細胞を単離するために、より長いインキュベーション時間が使用され得る。さらに、より長いインキュベーション時間の使用は、CD8+T細胞の捕捉の効率を増加させ得る。したがって、時間を単純に短縮および延長することによって、T細胞は、CD3/CD28ビーズに結合することが可能になり、ならびに/または、ビーズのT細胞に対する比を増加もしくは減少させることによって、T細胞の下位集団は、培養開始時もしくはプロセスの間の他の時点において、それについてもしくはそれに対して優先的に選択され得る。さらに、ビーズまたは他の表面上の抗CD3および/または抗CD28抗体の比を増加または減少させることによって、T細胞の下位集団は、培養開始時または他の所望の時点において、それについてまたはそれに対して優先的に選択され得る。複数ラウンドの選択もまた使用され得る。
陰性選択による細胞集団の富化は、陰性選択された細胞に独自の表面マーカーに対する抗体の組合せを用いて達成され得る。1つの方法は、細胞選別、および/または陰性選択された細胞上に存在する細胞表面マーカーに対するモノクローナル抗体のカクテルを使用する陰性磁気免疫接着(immunoadherence)もしくはフローサイトメトリーを介した選択である。例えば、陰性選択によってCD4+T細胞について富化するために、モノクローナル抗体カクテルは、典型的には、CD14、CD20、CD11b、CD16、HLA-DRおよびCD8に対する抗体を含む。1つまたは複数のサイトカインを発現するT細胞集団が選択され得る。細胞発現についてスクリーニングするための方法は、PCT公開番号WO 2013/126712に開示されている。
陽性または陰性選択による細胞の所望の集団の単離のために、細胞および表面(例えば、粒子、例えば、ビーズ)の濃度は、細胞とビーズとの最大限の接触を確実にするために変動され得る。一部の態様では、10億細胞/mlの濃度が使用される。さらなる態様では、1億細胞/mlよりも高い濃度が使用される。他の態様では、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95または1億細胞/mlの細胞の濃度が使用される。理論によって束縛されないが、高い濃度を使用することは、増加した細胞収量、細胞活性化および細胞拡大増殖を生じ得る。より低い濃度の細胞もまた使用され得る。理論によって束縛されないが、T細胞および表面(例えば、粒子、例えば、ビーズ)の混合物を大きく希釈することで、粒子と細胞との間の相互作用は最小化される。これにより、粒子に結合される所望の抗原を高い量で発現する細胞について選択する。例えば、CD4+T細胞は、より高いレベルのCD28を発現し、薄い濃度のCD8+T細胞よりも効率的に捕捉される。一部の態様では、使用される細胞の濃度は、5×106/mlである。他の態様では、使用される濃度は、約1×105/ml~1×106/ml、およびそれらの間の任意の整数値であり得る。
IX. 処置の方法
本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)またはCAR発現iPSCの治療有効量を対象に投与することによる、対象においてGPC2陽性がんを処置する方法が、本明細書で提供される。本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞の治療有効量を対象に投与することによる、対象において腫瘍成長または転移を阻害する方法もまた、本明細書で提供される。したがって、一部の例では、これらの方法は、例えば、処置前の腫瘍のサイズ、体積および/または重量と比較して、腫瘍のサイズ、体積および/または重量を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも50%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%減少させる。一部の例では、これらの方法は、例えば、処置前の転移のサイズ、体積および/または重量と比較して、転移のサイズ、体積および/または重量を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも50%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%減少させる。一部の例では、これらの方法は、例えば、本明細書で提供される処置の非存在下での生存時間と比較して、GPC2陽性がんを有する対象の生存時間を、少なくとも3か月、少なくとも6か月、少なくとも9か月、少なくとも12か月、少なくとも18か月、少なくとも24か月、少なくとも36か月、少なくとも48か月または少なくとも60か月増加させる。一部の例では、これらの効果の組合せが達成される。
本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)またはCAR発現iPSCの治療有効量を対象に投与することによる、対象においてGPC2陽性がんを処置する方法が、本明細書で提供される。本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞の治療有効量を対象に投与することによる、対象において腫瘍成長または転移を阻害する方法もまた、本明細書で提供される。したがって、一部の例では、これらの方法は、例えば、処置前の腫瘍のサイズ、体積および/または重量と比較して、腫瘍のサイズ、体積および/または重量を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも50%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%減少させる。一部の例では、これらの方法は、例えば、処置前の転移のサイズ、体積および/または重量と比較して、転移のサイズ、体積および/または重量を、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも50%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%減少させる。一部の例では、これらの方法は、例えば、本明細書で提供される処置の非存在下での生存時間と比較して、GPC2陽性がんを有する対象の生存時間を、少なくとも3か月、少なくとも6か月、少なくとも9か月、少なくとも12か月、少なくとも18か月、少なくとも24か月、少なくとも36か月、少なくとも48か月または少なくとも60か月増加させる。一部の例では、これらの効果の組合せが達成される。
対象においてGPC2陽性がんを処置する方法が、具体的に提供される。一部の態様では、この方法は、GPC2ターゲティングCARおよびhEGFRtをコードする核酸分子を含む単離された免疫細胞もしくはiPSCの治療有効量を対象に投与するステップ、またはGPC2ターゲティングCARおよびhEGFRtを共発現する単離された免疫細胞もしくはiPSCの治療有効量を投与するステップを含む。一部の態様では、GPC2陽性がんは、固形腫瘍である。具体的な例では、GPC2陽性がんは、神経芽腫、髄芽腫、網膜芽細胞腫、急性リンパ芽球性白血病、胎児性横紋筋肉腫、胞巣状横紋筋肉腫、ユーイング肉腫、線維形成性小円形細胞腫瘍、神経膠腫または骨肉腫である。一部の態様では、GPC2陽性がんは、小児がんである。
本明細書で開示される方法の一部の態様では、単離された免疫細胞は、Tリンパ球である。一部の例では、Tリンパ球は、自家Tリンパ球である。他の態様では、単離された宿主細胞は、NK細胞、B細胞またはマクロファージである。
CAR発現免疫細胞またはiPSCの治療有効量は、疾患の重症度、疾患の型、および患者の健康の全般的状態に依存し得る。CAR発現細胞およびその組成物の治療有効量は、症状(複数可)の主観的軽減、または臨床医もしくは他の有資格の観察者によって認められる客観的に同定可能な改善(例えば、腫瘍体積または転移における減少)のいずれかを提供する量である。
本明細書で開示されるCAR発現細胞および組成物の投与は、他の抗がん剤または治療的処置(例えば、腫瘍の外科的切除)の投与によっても達成され得る。任意の適切な抗がん剤が、本明細書で開示される組成物と組み合わせて投与され得る。例示的な抗がん剤には、化学療法剤、例えば、有糸分裂阻害剤、アルキル化剤、代謝拮抗薬、インターカレート抗生物質、増殖因子阻害剤、細胞周期阻害剤、酵素、トポイソメラーゼ阻害剤、抗生存剤、生物学的応答改変剤、抗ホルモン薬(例えば、抗アンドロゲン)および抗血管形成剤などが含まれるがこれらに限定されない。他の抗がん処置には、放射線療法およびがん細胞または他の細胞を特異的に標的とする抗体(例えば、mAb)(例えば、抗PD-1、抗CLTA4、抗EGFRまたは抗VEGF)が含まれる。一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR免疫細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)、および1つまたは複数の治療的mAb、例えば、PD-L1抗体(例えば、デュルバルマブ、KN035、コシベリマブ(cosibelimab)、BMS-936559、BMS935559、MEDI-4736、MPDL-3280AまたはMEDI-4737)またはCLTA-4抗体(例えば、イピリムマブまたはトレメリムマブ)のうちの1つまたは複数を投与することによって処置される。一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)および1つもしくは複数のmAb、例えば、3F8、アバゴボマブ(Abagovomab)、アデカツムマブ(Adecatumumab)、アフツズマブ、アラシズマブ(Alacizumab)、アレムツズマブ、アルツモマブ・ペンテテート(Altumomab pentetate)、アナツモマブ・マフェナトックス(Anatumomab mafenatox)、アポリズマブ、アルシツモマブ、バビツキシマブ、ベクツモマブ(Bectumomab)、ベリムマブ、ベシレソマブ、ベバシズマブ、ビバツズマブ・メルタンシン(Bivatuzumab mertansine)、ブリナツモマブ、ブレンツキシマブ・ベドチン、カンツズマブ・メルタンシン、カプロマブ・ペンデチド、カツマキソマブ、CC49、セツキシマブ、シタツズマブ・ボガトクス(Citatuzumab bogatox)、シクスツムマブ、クリバツズマブ・テトラキセタン(Clivatuzumab tetraxetan)、コナツムマブ、ダセツズマブ、デツモマブ(Detumomab)、エクロメキシマブ(Ecromeximab)、エクリズマブ、エドレコロマブ、エプラツズマブ、エルツマキソマブ(Ertumaxomab)、エトラシズマブ(Etaracizumab)、ファーレツズマブ、フィギツムマブ、ガリキシマブ、ゲムツズマブ・オゾガマイシン、ジレンツキシマブ(Girentuximab)、グレムバツムマブ・ベドチン(Glembatumumab vedotin)、イブリツモマブ・チウキセタン、イゴボマブ(Igovomab)、イムシロマブ(Imciromab)、インテツムマブ(Intetumumab)、イノツズマブ・オゾガマイシン、イピリムマブ、イラツムマブ(Iratumumab)、ラベツズマブ、レクサツムマブ、リンツズマブ、ロルボツズマブ・メルタンシン(Lorvotuzumab mertansine)、ルカツムマブ(Lucatumumab)、ルミリキシマブ、マパツズマブ、マツズマブ、メポリズマブ、メテリムマブ(Metelimumab)、ミラツズマブ、ミツモマブ(Mitumomab)、モロリムマブ(Morolimumab)、ナコロマブ・タフェナトクス(Nacolomab tafenatox)、ナプツモマブ・エスタフェナトクス、ネシツムマブ、ニモツズマブ、ノフェツモマブ・メルペンタン(Nofetumomab merpentan)、オファツムマブ、オララツマブ、オポルツズマブ・モナトクス(Oportuzumab monatox)、オレゴボマブ、パニツムマブ、ペムツモマブ(Pemtumomab)、ペルツズマブ、ピンツモマブ(Pintumomab)、プリツムマブ(Pritumumab)、ラムシルマブ、リロツムマブ、リツキシマブ、ロバツムマブ(Robatumumab)、サツモマブ・ペンデチド(Satumomab pendetide)、シブロツズマブ(Sibrotuzumab)、ソネプシズマブ(Sonepcizumab)、タカツズマブ・テトラキセタン(Tacatuzumab tetraxetan)、タプリツモマブ・パプトクス(Taplitumomab paptox)、テナツモマブ(Tenatumomab)、TGN1412、ティシリムマブ(Ticilimumab)(トレメリムマブ)、ティガツズマブ、TNX-650、トラスツズマブ、トレメリムマブ、ツコツズマブ・セルモロイキン(Tucotuzumab celmoleukin)、ベルツズマブ、ボロシキシマブ、ボツムマブ(Votumumab)、ザルツムマブ、またはそれらの組合せを投与することによって処置される。
一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)および1つまたは複数のアルキル化剤、例えば、ナイトロジェンマスタード(例えば、メクロレタミン、シクロホスファミド、メルファラン、ウラシルマスタードまたはクロラムブシル)、スルホン酸アルキル(例えば、ブスルファン)、ニトロソウレア(例えば、カルムスチン、ロムスチン、セムスチン、ストレプトゾシンまたはダカルバジン)を投与することによって処置される。一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)およびシクロホスファミドを投与することによって処置される。
一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC3ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)ならびに1つまたは複数の代謝拮抗薬、例えば、葉酸アナログ(例えば、メトトレキサート)、ピリミジンアナログ(例えば、5-FUまたはシタラビン)およびプリンアナログ、例えば、メルカプトプリンまたはチオグアニンを投与することによって処置される。
一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)ならびに、例えば、ビンカアルカロイド(例えば、ビンブラスチン、ビンクリスチンまたはビンデシン)、エピポドフィロトキシン(例えば、エトポシドまたはテニポシド)、抗生物質(例えば、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ブレオマイシン、プリカマイシンまたはマイトマイシンC)および酵素(例えば、L-アスパラギナーゼ)が含まれる1つまたは複数の天然産物を投与することによって処置される。
一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)ならびに1つまたは複数の白金配位錯体(例えば、シスプラチンとしても公知のシス-ジアミン-ジクロロ白金II)、置換尿素(例えば、ヒドロキシウレア)、メチルヒドラジン誘導体(例えば、プロカルバジン)および副腎皮質抑制薬(例えば、ミトタンおよびアミノグルテチミド)を投与することによって処置される。
一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)ならびに1つまたは複数のホルモンまたはアンタゴニスト、例えば、副腎皮質ステロイド(例えば、プレドニゾン)、プロゲスチン(例えば、カプロン酸ヒドロキシプロゲステロン、酢酸メドロキシプロゲステロンおよび酢酸メゲストロール(magestrol acetate))、エストロゲン(例えば、ジエチルスチルベストロールおよびエチニルエストラジオール)、抗エストロゲン(例えば、タモキシフェン)およびアンドロゲン(例えば、プロピオン酸テステロン(testerone proprionate)およびフルオキシメステロン)を投与することによって処置される。
一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)ならびに1つまたは複数の化学療法薬物、例えば、アドリアマイシン、アルケラン、Ara-C、BiCNU、ブスルファン、CCNU、カルボプラチン(Carboplatinum)、シスプラチン(Cisplatinum)、シトキサン、ダウノルビシン、DTIC、5-FU、フルダラビン、ハイドレア、イダルビシン、イホスファミド、メトトレキサート、ミスラマイシン、マイトマイシン、ミトキサントロン、ナイトロジェンマスタード、タキソール(または他のタキサン類、例えば、ドセタキセル)、ベルバン(Velban)、ビンクリスチン、VP-16、ゲムシタビン(ジェムザール)、ハーセプチン、イリノテカン(カンプトサール(Camptosar)、CPT-11)、ロイスタチン、ナベルビン、リツキサンSTI-571、タキソテール、トポテカン(ハイカムチン)、ゼローダ(カペシタビン)、ゼベリン(Zevelin)およびカルシトリオールを投与することによって処置される。一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)、シクロホスファミドおよびフルダラビンを投与することによって処置される。一例では、がんは、本明細書で開示されるGPC2ターゲティングCAR発現細胞(例えば、iPSC、T細胞、NK細胞、B細胞またはマクロファージ)ならびに1つまたは複数の免疫調節薬、例えば、AS-101(Wyeth-Ayerst Labs.)、ブロピリミン(Upjohn)、ガンマインターフェロン(Genentech)、GM-CSF(顆粒球マクロファージコロニー刺激因子;Genetics Institute)、IL-2(CetusまたはHoffman-LaRoche)、ヒト免疫グロブリン(Cutter Biological)、IMREG(Imreg of New Orleans、La.から)、SK&F 106528およびTNF(腫瘍壊死因子)を投与することによって処置される。本明細書で提供されるものと組み合わせて使用され得る別の処置は、がんまたはその一部分の外科的処置、例えば、外科的切除である。処置の別の例は、放射線治療、例えば、腫瘍を根絶するまたは外科的切除の前に腫瘍を収縮させるのを助けるための、腫瘍部位への放射性材料またはエネルギー(例えば、外部照射療法)の投与である。
具体的な例では、この方法は、(1)GPC2ターゲティングCARおよびhEGFRtをコードする核酸分子を含む単離された免疫細胞もしくはiPSCの治療有効量を対象に投与すること、またはGPC2ターゲティングCARおよびhEGFRtを共発現する単離された免疫細胞もしくはiPSCの治療有効量を投与することによって、神経芽腫を処置することを含む。一部の例では、この方法は、1つまたは複数の他の化学療法剤または生物学的薬剤の治療有効量を対象に投与するステップをさらに含む。一部の態様では、1つまたは複数の他の化学療法剤または生物学的薬剤は、5-FU、シスプラチン、ゲムシタビン、オキサリプラチン、ドキソルビシン、カペシタビン、フロクスウリジンまたはミトキサントロンのうちの1つまたは複数、例えば、ゲムシタビン+オキサリプラチン(GEMOS)、フロクスウリジン、シスプラチンおよびオキサリプラチン、または5-FU、オキサリプラチンおよびロイコボリン(FOLFOX)である。一部の態様では、1つまたは複数の他の化学療法剤または生物学的薬剤は、ソラフェニブ、レンバチニブ、レゴラフェニブ、カボザンチニブおよびラムシルマブのうちの1つまたは複数である。一部の態様では、1つまたは複数の他の化学療法剤または生物学的薬剤は、免疫療法薬物、例えば、ペムブロリズマブおよび/またはニボルマブである。一部の態様では、1つまたは複数の他の化学療法剤または生物学的薬剤は、シクロホスファミド、フルダラビン、またはその両方である。
以下の実施例は、本開示のある特定の態様の特定の特色を示すために提供されているが、特許請求の範囲は、例示された特色に限定されるべきではない。
(実施例1)
GPC2ターゲティングCAR T細胞によるin vitro細胞死滅
GPC2ターゲティングCT3.8H.BBz(本明細書でCT3.8H.BBζとも呼ばれる)およびCT3.28H.BBz(本明細書でCT3.28H.BBζとも呼ばれる)CAR(図1A~1Bを参照されたい)を発現するT細胞によって媒介される細胞死滅を、GPC2陽性IMR5細胞およびGPC2ノックアウト(KO)IMR5細胞を標的細胞として使用して評価した。図2A~2Bに示されるように、CT3.28H.BBz CAR T細胞は、IMR5細胞を死滅させるにあたり、CT3.8H.BBz CAR T細胞よりも強力であった。両方の型のCAR T細胞が、GPC2 KO-IMR5細胞に対して最小限の影響を有し、それらのGPC2特異性を実証した。
GPC2ターゲティングCAR T細胞によるin vitro細胞死滅
GPC2ターゲティングCT3.8H.BBz(本明細書でCT3.8H.BBζとも呼ばれる)およびCT3.28H.BBz(本明細書でCT3.28H.BBζとも呼ばれる)CAR(図1A~1Bを参照されたい)を発現するT細胞によって媒介される細胞死滅を、GPC2陽性IMR5細胞およびGPC2ノックアウト(KO)IMR5細胞を標的細胞として使用して評価した。図2A~2Bに示されるように、CT3.28H.BBz CAR T細胞は、IMR5細胞を死滅させるにあたり、CT3.8H.BBz CAR T細胞よりも強力であった。両方の型のCAR T細胞が、GPC2 KO-IMR5細胞に対して最小限の影響を有し、それらのGPC2特異性を実証した。
(実施例2)
神経芽腫転移の動物モデルにおけるCD8ヒンジ含有GPC2ターゲティングCARおよびCD28ヒンジ含有GPC2ターゲティングCARの比較
CT3.8H.BBzおよびCT3.28H.BBz CAR T細胞を、神経芽腫(IMR5)転移のマウスモデルにおいて比較した。マウスに、1000万個のCAR T細胞の注入の28日前に、IMR5-lucをi.v.接種し、注入後毎週イメージングした(図3A)。T細胞注入の8週間後まで毎週撮影したモックおよびCAR T細胞処置したマウスの生物発光画像が、図3Bに示される。生物発光を、CAR T細胞注入の2、4、6および8週間後に測定し、その結果は図3Cに示される。CAR T細胞注入後のモックおよびCAR T細胞処置したマウスの生存は、図3Dに示される。結果は、CT3.28H.BBz CAR T細胞が、マウスにおいて神経芽腫腫瘍を退縮させるにあたり、CT3.8H.BBz CAR T細胞よりも有意に強力であったことを実証した。CT3.28H.BBz処置群中の全てのマウスが、この研究の最後まで生存した。
神経芽腫転移の動物モデルにおけるCD8ヒンジ含有GPC2ターゲティングCARおよびCD28ヒンジ含有GPC2ターゲティングCARの比較
CT3.8H.BBzおよびCT3.28H.BBz CAR T細胞を、神経芽腫(IMR5)転移のマウスモデルにおいて比較した。マウスに、1000万個のCAR T細胞の注入の28日前に、IMR5-lucをi.v.接種し、注入後毎週イメージングした(図3A)。T細胞注入の8週間後まで毎週撮影したモックおよびCAR T細胞処置したマウスの生物発光画像が、図3Bに示される。生物発光を、CAR T細胞注入の2、4、6および8週間後に測定し、その結果は図3Cに示される。CAR T細胞注入後のモックおよびCAR T細胞処置したマウスの生存は、図3Dに示される。結果は、CT3.28H.BBz CAR T細胞が、マウスにおいて神経芽腫腫瘍を退縮させるにあたり、CT3.8H.BBz CAR T細胞よりも有意に強力であったことを実証した。CT3.28H.BBz処置群中の全てのマウスが、この研究の最後まで生存した。
(実施例3)
同所IMR5マウスモデルにおけるCT3.28H.BBzおよびCT3.8H.28BBz CAR T細胞の比較
3人の異なるヒトドナー(A26M、A59FおよびA25F)由来のT細胞をこの研究で使用した。中程度の腫瘍負荷を有するマウスに、CT3.28H.BBz CARまたはCT3.8H.28BBz CARを発現するヒトT細胞500万個を投与し、生物発光イメージングを、4(A26MおよびA59F)または8(A25F)週間にわたって毎週実施した。図4A~4Cに示されるように、CT3.28H.BBz CAR T細胞は、3人全てのT細胞ドナーについて、腫瘍を低減させるにあたりCT3.8H.28BBz CAR T細胞よりも優れていた。モック処置したマウス、ならびにドナーA26MおよびA59Fに由来するCT3.28H.BBzまたはCT3.8H.28BBz CAR T細胞で処置したマウスの生物発光画像は、それぞれ図4Dおよび4Eに示される。CT3.28H.BBz CAR T細胞は、中程度のサイズのIMR5腫瘍を根絶するにあたり、CT3.8H.28BBz CAR T細胞よりも強力であった。
同所IMR5マウスモデルにおけるCT3.28H.BBzおよびCT3.8H.28BBz CAR T細胞の比較
3人の異なるヒトドナー(A26M、A59FおよびA25F)由来のT細胞をこの研究で使用した。中程度の腫瘍負荷を有するマウスに、CT3.28H.BBz CARまたはCT3.8H.28BBz CARを発現するヒトT細胞500万個を投与し、生物発光イメージングを、4(A26MおよびA59F)または8(A25F)週間にわたって毎週実施した。図4A~4Cに示されるように、CT3.28H.BBz CAR T細胞は、3人全てのT細胞ドナーについて、腫瘍を低減させるにあたりCT3.8H.28BBz CAR T細胞よりも優れていた。モック処置したマウス、ならびにドナーA26MおよびA59Fに由来するCT3.28H.BBzまたはCT3.8H.28BBz CAR T細胞で処置したマウスの生物発光画像は、それぞれ図4Dおよび4Eに示される。CT3.28H.BBz CAR T細胞は、中程度のサイズのIMR5腫瘍を根絶するにあたり、CT3.8H.28BBz CAR T細胞よりも強力であった。
解離させた脾臓試料のフローサイトメトリーを実施して、CAR T細胞処置した動物におけるCAR発現の維持を評価した。生細胞を、CD3+ヒト細胞についてゲートし、CAR陽性細胞のパーセンテージを決定した(図4F)。図4Gに示されるように、CT3.28H.BBz CAR T細胞は、試験した両方のドナー(A26MおよびA59F)について、CT3.8H.28BBz CAR T細胞よりも高いレベルのCAR発現を保持した。
(実施例4)
CARの強壮性のシグナル伝達
CARリン酸化を、CAR活性化の尺度として評価した。CT3.8H.BBz、CT3.8H.28BBzおよびCT3.28H.BBz CAR T細胞を、未刺激としたか、またはプロテインLもしくはGPC2-Fcで刺激し、CARリン酸化を、ウエスタンブロットによって検出した(図5A)。CARリン酸化における変化倍数は、図5Bに示される。CT3.8H.28BBz CARは、刺激なしで試験した場合、CT3.28H.BBz CARよりも高いリン酸化レベルを有した。GPC2刺激ありでは、両方のCARが、それらのリン酸化レベルを上方調節した。これらの結果は、CT3.8H.28BBzが、CAR消耗を引き起こすことが公知の、より強壮性のCARシグナル伝達(リン酸化)を有することを実証している。CT3.28H.BBz CAR T細胞は、より低い強壮性のCARシグナル伝達を有するが、抗原提示(GPC2-Fc)の際に、適切なCAR活性化を示す。
CARの強壮性のシグナル伝達
CARリン酸化を、CAR活性化の尺度として評価した。CT3.8H.BBz、CT3.8H.28BBzおよびCT3.28H.BBz CAR T細胞を、未刺激としたか、またはプロテインLもしくはGPC2-Fcで刺激し、CARリン酸化を、ウエスタンブロットによって検出した(図5A)。CARリン酸化における変化倍数は、図5Bに示される。CT3.8H.28BBz CARは、刺激なしで試験した場合、CT3.28H.BBz CARよりも高いリン酸化レベルを有した。GPC2刺激ありでは、両方のCARが、それらのリン酸化レベルを上方調節した。これらの結果は、CT3.8H.28BBzが、CAR消耗を引き起こすことが公知の、より強壮性のCARシグナル伝達(リン酸化)を有することを実証している。CT3.28H.BBz CAR T細胞は、より低い強壮性のCARシグナル伝達を有するが、抗原提示(GPC2-Fc)の際に、適切なCAR活性化を示す。
(実施例5)
同所IMR5動物モデルにおける低用量または高用量化学療法を用いたCT3.28H.BBz CAR T細胞およびCT3.8H.28BBz CAR T細胞の比較
大きいIMR5腫瘍負荷を有するマウスを、500万個のCT3.28H.BBzまたはCT3.8H.28BBz CAR T細胞の注入の前に1週間にわたって、化学療法なし、低用量化学療法または高用量化学療法(フルダラビン/シクロホスファミド)で処置した。この研究では、T細胞は、単一のドナー由来であった。生物発光によって測定した腫瘍サイズは、図6Aに示される。化学療法およびCAR T細胞注入の10週間後の腫瘍重量は、図6Bに示される。これらの結果は、CT3.28H.BBzが、高腫瘍負荷マウスにおいてコンディショニング化学療法を与えた場合、CT3.8H.28BBzよりも性能が良かったことを実証している。
同所IMR5動物モデルにおける低用量または高用量化学療法を用いたCT3.28H.BBz CAR T細胞およびCT3.8H.28BBz CAR T細胞の比較
大きいIMR5腫瘍負荷を有するマウスを、500万個のCT3.28H.BBzまたはCT3.8H.28BBz CAR T細胞の注入の前に1週間にわたって、化学療法なし、低用量化学療法または高用量化学療法(フルダラビン/シクロホスファミド)で処置した。この研究では、T細胞は、単一のドナー由来であった。生物発光によって測定した腫瘍サイズは、図6Aに示される。化学療法およびCAR T細胞注入の10週間後の腫瘍重量は、図6Bに示される。これらの結果は、CT3.28H.BBzが、高腫瘍負荷マウスにおいてコンディショニング化学療法を与えた場合、CT3.8H.28BBzよりも性能が良かったことを実証している。
(実施例6)
ヒト化CT3抗体およびCARの特徴付け
マウス抗体CT3の4つのヒト化形態を生成した:hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3およびhCT3-4。GPC2に対するヒト化CT3抗体の結合親和性を試験した。図7A~7Bに示されるように、4つのヒト化CT3抗体の結合親和性(4.0nM、3.6nM、2.5nMおよび3.3nM)は、親CT3抗体の結合親和性(2.2nM)と類似であった。さらに、4つ全てのヒト化抗体は、G10およびIMR5細胞の細胞表面上のGPC2に結合する能力を保持したが、GPC2-KO IMR5細胞への結合は示さなかった(図8)。
ヒト化CT3抗体およびCARの特徴付け
マウス抗体CT3の4つのヒト化形態を生成した:hCT3-1、hCT3-2、hCT3-3およびhCT3-4。GPC2に対するヒト化CT3抗体の結合親和性を試験した。図7A~7Bに示されるように、4つのヒト化CT3抗体の結合親和性(4.0nM、3.6nM、2.5nMおよび3.3nM)は、親CT3抗体の結合親和性(2.2nM)と類似であった。さらに、4つ全てのヒト化抗体は、G10およびIMR5細胞の細胞表面上のGPC2に結合する能力を保持したが、GPC2-KO IMR5細胞への結合は示さなかった(図8)。
ヒト化CT3.8H.BBz CAR T細胞による細胞死滅を試験した。結果は、CT3-8H-BBz、hCT3-1-8H-BBz、hCT3-2-8H-BBz、hCT3-3-8H-BBzおよびhCT3-4-8H-BBz CAR T細胞によるGPC2発現IMR5細胞の特異的溶解を実証した(図9)。4つ全てのヒト化CT3-8H-BBz CAR T細胞が、CT3-8H-BBz CAR T細胞と比較して、IMR5細胞に対する改善された死滅活性を示した。
VH-リンカー-VL配向またはVL-リンカー-VH配向のいずれかのヒト化CT3 scFvを使用するCAR構築物を、CD28ヒンジおよびCD28膜貫通ドメインを用いて生成した(図10)。8つ全てのCAR構築物が、GPC2陽性腫瘍を強力に低減させ、CD8ヒンジを有する対応するhCT3 CAR構築物よりも大きい腫瘍低減を示すと期待される。
(実施例7)
材料および方法
この実施例は、実施例8~11に記載された研究において使用した材料および実験手順を記載する。
材料および方法
この実施例は、実施例8~11に記載された研究において使用した材料および実験手順を記載する。
細胞系
薬物耐性患者由来異種移植片(PDX)SJNBL012407_X1(MYCNが増幅されている)は、Children’s Solid Tumor Networkによって提供された。IMR-5、CHP-212、SK-N-BE2C、Kelly(これもまたMYCNが増幅されている)およびSHIN、SK-N-FI、SK-N-AS、SH-SHEPおよびSH-SY5Y(MYCN-野生型(WT))は、National Cancer Institute(NCI)Pediatric Oncology Branch細胞系リポジトリから取得した。NGP-GPC2hi、NBSD-GPC2modおよびSMS-SANlo(全てMYCNが増幅されている)は、Stanfordにより提供された。全ての系のGPC2発現を決定した(表3)。全ての細胞が、マイコプラズマなしであることが確認された。細胞の正体を、ショートタンデムリピートDNAプロファイリングによって決定した。安定なルシフェラーゼ(ffLUC)-緑色蛍光タンパク質(GFP)発現細胞を、レンチウイルス形質導入および0.5μg/mLのピューロマイシン(Thermo Fisher Scientific)による引き続く選択によって産生した。PDX細胞を、マウス中で継代した。NB細胞系を、10%胎仔ウシ血清(FBS)および100U/mLペニシリン/ストレプトマイシン(Gibco)を補充したRPMI(Roswell Park Memorial Institute)培地中で成長させた。
薬物耐性患者由来異種移植片(PDX)SJNBL012407_X1(MYCNが増幅されている)は、Children’s Solid Tumor Networkによって提供された。IMR-5、CHP-212、SK-N-BE2C、Kelly(これもまたMYCNが増幅されている)およびSHIN、SK-N-FI、SK-N-AS、SH-SHEPおよびSH-SY5Y(MYCN-野生型(WT))は、National Cancer Institute(NCI)Pediatric Oncology Branch細胞系リポジトリから取得した。NGP-GPC2hi、NBSD-GPC2modおよびSMS-SANlo(全てMYCNが増幅されている)は、Stanfordにより提供された。全ての系のGPC2発現を決定した(表3)。全ての細胞が、マイコプラズマなしであることが確認された。細胞の正体を、ショートタンデムリピートDNAプロファイリングによって決定した。安定なルシフェラーゼ(ffLUC)-緑色蛍光タンパク質(GFP)発現細胞を、レンチウイルス形質導入および0.5μg/mLのピューロマイシン(Thermo Fisher Scientific)による引き続く選択によって産生した。PDX細胞を、マウス中で継代した。NB細胞系を、10%胎仔ウシ血清(FBS)および100U/mLペニシリン/ストレプトマイシン(Gibco)を補充したRPMI(Roswell Park Memorial Institute)培地中で成長させた。
CAR構築物
以前に記載されたように(Li et al., STAR Protoc 2:100942, 2021)、CT3 scFvを、レンチウイルスベクター、pWPT(Addgene 番号12255)中にクローニングし、異なるヒンジおよびTMドメイン(CD8またはCD28のいずれか)ならびに共刺激ドメイン(4-1BBζおよび/またはCD28)を追加して、CAR T細胞構築物のバリエーションを生成した。GD2 CAR配列を、公に利用可能な供給源から取得し(Straathof et al., Sci Transl Med 12:eabd6169, 2020;Pule et al., Nat Med 14:1264-1270, 2008)、CD8またはCD28ヒンジおよびTMならびに4-1BB共刺激ドメインを含有するpWPTベクター中にクローニングした。ヒト短縮型細胞外上皮増殖因子受容体ドメイン(hEGFRt)を、タグとして含め、セツキシマブによって認識する。
以前に記載されたように(Li et al., STAR Protoc 2:100942, 2021)、CT3 scFvを、レンチウイルスベクター、pWPT(Addgene 番号12255)中にクローニングし、異なるヒンジおよびTMドメイン(CD8またはCD28のいずれか)ならびに共刺激ドメイン(4-1BBζおよび/またはCD28)を追加して、CAR T細胞構築物のバリエーションを生成した。GD2 CAR配列を、公に利用可能な供給源から取得し(Straathof et al., Sci Transl Med 12:eabd6169, 2020;Pule et al., Nat Med 14:1264-1270, 2008)、CD8またはCD28ヒンジおよびTMならびに4-1BB共刺激ドメインを含有するpWPTベクター中にクローニングした。ヒト短縮型細胞外上皮増殖因子受容体ドメイン(hEGFRt)を、タグとして含め、セツキシマブによって認識する。
ヒトT細胞およびCAR形質導入
健康なボランティアドナーの凍結保存したヒトT細胞(National Institutes of Health Blood Bank)を、以前に記載されたように(Li et al., STAR Protoc 2:100942, 2021)、CAR T細胞産生に使用した。簡潔に述べると、0日目に、Lenti-X 293T細胞を、ポリ-D-リシンコーティングした15cmディッシュ1枚当たり2×107細胞の密度でプレートし、Lipofectamine 2000(Thermo Fisher Scientific)を使用して、4:1:3の比のCT3 CARプラスミド、エンベローププラスミド(pMD2.G)およびパッケージングプラスミド(psPAX2)で引き続いてトランスフェクトした。Lenti-X 293T培養物のレンチウイルス含有上清を、トランスフェクションの48~72時間後に収集し、ヒトT細胞をスピン-形質導入するために使用した。凍結保存したヒトT細胞を解凍し、10%FBS(Omega Scientific)、100U/mLペニシリン/ストレプトマイシン、1×非必須アミノ酸、0.2mM L-GlutaMAX、0.1mMピルビン酸ナトリウム(全てGibco)、CD3/CD28コーティングされたDynabeads(1:1のビーズ対細胞比、Thermo Fisher Scientific)および40IU/mLインターロイキン(IL)-2(NCI Frederick BRB Preclinical Repository)を補充したAIM-V培地(Gibco)中で成長させた。IL-2濃度を、48時間後に、レンチウイルス形質導入の時点で、100IU/mLまで増加させた。T細胞培養の5日目に、Dynabeadsを除去し、形質導入されたCAR T細胞を、引き続く下流のアッセイのために、8~10日目まで、培養物中で拡大増殖させた。
健康なボランティアドナーの凍結保存したヒトT細胞(National Institutes of Health Blood Bank)を、以前に記載されたように(Li et al., STAR Protoc 2:100942, 2021)、CAR T細胞産生に使用した。簡潔に述べると、0日目に、Lenti-X 293T細胞を、ポリ-D-リシンコーティングした15cmディッシュ1枚当たり2×107細胞の密度でプレートし、Lipofectamine 2000(Thermo Fisher Scientific)を使用して、4:1:3の比のCT3 CARプラスミド、エンベローププラスミド(pMD2.G)およびパッケージングプラスミド(psPAX2)で引き続いてトランスフェクトした。Lenti-X 293T培養物のレンチウイルス含有上清を、トランスフェクションの48~72時間後に収集し、ヒトT細胞をスピン-形質導入するために使用した。凍結保存したヒトT細胞を解凍し、10%FBS(Omega Scientific)、100U/mLペニシリン/ストレプトマイシン、1×非必須アミノ酸、0.2mM L-GlutaMAX、0.1mMピルビン酸ナトリウム(全てGibco)、CD3/CD28コーティングされたDynabeads(1:1のビーズ対細胞比、Thermo Fisher Scientific)および40IU/mLインターロイキン(IL)-2(NCI Frederick BRB Preclinical Repository)を補充したAIM-V培地(Gibco)中で成長させた。IL-2濃度を、48時間後に、レンチウイルス形質導入の時点で、100IU/mLまで増加させた。T細胞培養の5日目に、Dynabeadsを除去し、形質導入されたCAR T細胞を、引き続く下流のアッセイのために、8~10日目まで、培養物中で拡大増殖させた。
CARウエスタンブロットアッセイ
製造されたCAR T細胞を、IL-2を奪いつつ3~5時間にわたって培養物中で成長させた。CARを活性化するために、1.7μgのGPC2-Fcまたは1μgのプロテインL(Acro Biosystems)のいずれかを、96ウェル丸底プレート中の2~3×106細胞に添加し、引き続いて、変動する時間にわたって、37℃で架橋させた。次いで、細胞を、Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(Thermo Fisher Scientific)を補充した放射性免疫沈降アッセイ(RIPA)緩衝液を使用して溶解させた。Bradford Assay(Bio-Rad Laboratories)を使用して、タンパク質収量を定量化した。ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)含有緩衝液中の試料を、10分間変性させた。合計で5~10μgのタンパク質を、4~20%SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によって分解し、ポリ二フッ化ビニリデンメンブレン上にエレクトロブロットした。表4に列挙される一次抗体は、0.1%Tween(登録商標)-20(TBST)および0.02%アジ化ナトリウムを含有するTris-緩衝食塩水中5%のウシ血清アルブミン(BSA)中で4℃で一晩インキュベートした。二次抗体を、TBST中5%の無脂肪粉乳中で室温で1時間インキュベートした。タンパク質バンドを、ヤギ抗ウサギまたは抗マウスIgG-HRPコンジュゲート化二次抗体(200μg/mL;Santa Cruz Biotechnology)およびSuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate(Thermo Fisher Scientific)を使用して可視化した。増強化学発光(Bio-Rad Laboratories)を適用してバンドを可視化し、ImageJを用いてこれを定量化した。
製造されたCAR T細胞を、IL-2を奪いつつ3~5時間にわたって培養物中で成長させた。CARを活性化するために、1.7μgのGPC2-Fcまたは1μgのプロテインL(Acro Biosystems)のいずれかを、96ウェル丸底プレート中の2~3×106細胞に添加し、引き続いて、変動する時間にわたって、37℃で架橋させた。次いで、細胞を、Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(Thermo Fisher Scientific)を補充した放射性免疫沈降アッセイ(RIPA)緩衝液を使用して溶解させた。Bradford Assay(Bio-Rad Laboratories)を使用して、タンパク質収量を定量化した。ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)含有緩衝液中の試料を、10分間変性させた。合計で5~10μgのタンパク質を、4~20%SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によって分解し、ポリ二フッ化ビニリデンメンブレン上にエレクトロブロットした。表4に列挙される一次抗体は、0.1%Tween(登録商標)-20(TBST)および0.02%アジ化ナトリウムを含有するTris-緩衝食塩水中5%のウシ血清アルブミン(BSA)中で4℃で一晩インキュベートした。二次抗体を、TBST中5%の無脂肪粉乳中で室温で1時間インキュベートした。タンパク質バンドを、ヤギ抗ウサギまたは抗マウスIgG-HRPコンジュゲート化二次抗体(200μg/mL;Santa Cruz Biotechnology)およびSuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate(Thermo Fisher Scientific)を使用して可視化した。増強化学発光(Bio-Rad Laboratories)を適用してバンドを可視化し、ImageJを用いてこれを定量化した。
in vitro細胞傷害性アッセイ
CAR T細胞およびffLUC-GFP発現NB腫瘍細胞を、以前に記載されたように(Nguyen et al., Cancer Immunol Immunother 67:615-626, 2018)、変動するエフェクター対腫瘍(E:T)比で共培養した。その後24時間毎に、出発数の腫瘍細胞を各ウェルに添加して、CAR T細胞を再チャレンジした。腫瘍細胞の特異的溶解を、ONE-Gloアッセイを使用して測定した。結果を、形質導入なし(UT)のモックT細胞を用いた条件に対して正規化した。
CAR T細胞およびffLUC-GFP発現NB腫瘍細胞を、以前に記載されたように(Nguyen et al., Cancer Immunol Immunother 67:615-626, 2018)、変動するエフェクター対腫瘍(E:T)比で共培養した。その後24時間毎に、出発数の腫瘍細胞を各ウェルに添加して、CAR T細胞を再チャレンジした。腫瘍細胞の特異的溶解を、ONE-Gloアッセイを使用して測定した。結果を、形質導入なし(UT)のモックT細胞を用いた条件に対して正規化した。
マウス
全ての研究のために、4~6週齢雌性NOD-SCID(NSG)マウスを、NCI Center for Cancer Research Animal Resource Programから得た。
全ての研究のために、4~6週齢雌性NOD-SCID(NSG)マウスを、NCI Center for Cancer Research Animal Resource Programから得た。
生物発光イメージング
ffLUCの安定な発現を有するIMR-5を、生物発光イメージング(BLI)に使用した。腫瘍保有マウスに、d-ルシフェリンカリウム塩(150mg/kg、腹腔内(IP))を注射し、d-ルシフェリン注射の5分後に、IVIS Lumina XR System(PerkinElmer)上でイメージングした(1分間の取得時間)。関心領域分析を、Living Imageソフトウェア(PerkinElmer;V.4.3.1)を使用して実施した。
ffLUCの安定な発現を有するIMR-5を、生物発光イメージング(BLI)に使用した。腫瘍保有マウスに、d-ルシフェリンカリウム塩(150mg/kg、腹腔内(IP))を注射し、d-ルシフェリン注射の5分後に、IVIS Lumina XR System(PerkinElmer)上でイメージングした(1分間の取得時間)。関心領域分析を、Living Imageソフトウェア(PerkinElmer;V.4.3.1)を使用して実施した。
in vivo治療モデル
PDX細胞またはIMR-5のいずれかを、NSGマウス中に同所インプラントした(2.5×105)(Li et al., STAR Protoc 2:100942, 2021)。典型的には、腫瘍インプランテーション手術の3週間後に、BLIによる登録基準(>107光量子/s)を満たす動物を、UTモック対照T細胞またはGPCターゲティングCAR T細胞のいずれかを受けるようにランダム化した。T細胞を注射した尾部静脈の数は、CAR+T細胞に基づいた。モック群における総T細胞数を、CAR群における総T細胞数と一致するように調整した。PDX研究のために、実験を、腫瘍注射の50日後に終結させた。BLIシグナルは、大きい腫瘍負荷とは相関しなかったので、腫瘍重量を、研究の最後に記録して、処置有効性を決定した。IMR-5を用いた実験のために、腫瘍保有動物を、BLIを介してモニタリングした。処置マウスの生存を、80日目(腫瘍インプランテーションの約11週間後)までモニタリングした。生存エンドポイントは、研究に関して盲検であった動物世話人が決定した、死亡、ベースラインからの>20%の体重減少、または重症瀕死状態であった。
PDX細胞またはIMR-5のいずれかを、NSGマウス中に同所インプラントした(2.5×105)(Li et al., STAR Protoc 2:100942, 2021)。典型的には、腫瘍インプランテーション手術の3週間後に、BLIによる登録基準(>107光量子/s)を満たす動物を、UTモック対照T細胞またはGPCターゲティングCAR T細胞のいずれかを受けるようにランダム化した。T細胞を注射した尾部静脈の数は、CAR+T細胞に基づいた。モック群における総T細胞数を、CAR群における総T細胞数と一致するように調整した。PDX研究のために、実験を、腫瘍注射の50日後に終結させた。BLIシグナルは、大きい腫瘍負荷とは相関しなかったので、腫瘍重量を、研究の最後に記録して、処置有効性を決定した。IMR-5を用いた実験のために、腫瘍保有動物を、BLIを介してモニタリングした。処置マウスの生存を、80日目(腫瘍インプランテーションの約11週間後)までモニタリングした。生存エンドポイントは、研究に関して盲検であった動物世話人が決定した、死亡、ベースラインからの>20%の体重減少、または重症瀕死状態であった。
in vivoホーミング研究
IMR-5 WT NBを有するマウスに、ffLUC-GFP発現GPC2ターゲティングCAR T細胞またはUTモックT細胞を注射した。T細胞の尾部静脈注射後、動物を、BLIを介して連続的にモニタリングして、T細胞のホーミングおよび拡大増殖をin vivoで評価した。実験の最後に、ルシフェリン注射マウスの臓器を、5分の時点で取り出し、6ウェルPetriディッシュ中でイメージングした。
IMR-5 WT NBを有するマウスに、ffLUC-GFP発現GPC2ターゲティングCAR T細胞またはUTモックT細胞を注射した。T細胞の尾部静脈注射後、動物を、BLIを介して連続的にモニタリングして、T細胞のホーミングおよび拡大増殖をin vivoで評価した。実験の最後に、ルシフェリン注射マウスの臓器を、5分の時点で取り出し、6ウェルPetriディッシュ中でイメージングした。
フローサイトメトリー
試料を、1×106細胞を使用して染色した。ゲートを、蛍光マイナス・ワン(fluorescence-minus-one)対照を用いて描画した。補償および電圧を、シングルカラー対照を用いて設定した。以下の抗体を、表面エピトープの検出に使用した:CD45(クローンHI-30によって検出される)、CD3(OKT3)、CD4(OKT4)およびCD8(HIT8a)。GPC2-FCおよび抗ヒトFC(M1310G05)または抗EGFR抗体(AY13)を使用して、CAR形質導入効率を測定した。CT3抗体および抗マウスIgG1(RMG1-1)を使用して、腫瘍細胞におけるGPC2発現を検出した。PE Phycoerythrin Fluorescence Quantitation Kit(BD)を、製造業者の使用説明書に従って使用して、GPC2発現の密度を決定した。データを、Fortessa LSR機械で収集した。データ分析を、FlowJo V.10を用いて実施した。
試料を、1×106細胞を使用して染色した。ゲートを、蛍光マイナス・ワン(fluorescence-minus-one)対照を用いて描画した。補償および電圧を、シングルカラー対照を用いて設定した。以下の抗体を、表面エピトープの検出に使用した:CD45(クローンHI-30によって検出される)、CD3(OKT3)、CD4(OKT4)およびCD8(HIT8a)。GPC2-FCおよび抗ヒトFC(M1310G05)または抗EGFR抗体(AY13)を使用して、CAR形質導入効率を測定した。CT3抗体および抗マウスIgG1(RMG1-1)を使用して、腫瘍細胞におけるGPC2発現を検出した。PE Phycoerythrin Fluorescence Quantitation Kit(BD)を、製造業者の使用説明書に従って使用して、GPC2発現の密度を決定した。データを、Fortessa LSR機械で収集した。データ分析を、FlowJo V.10を用いて実施した。
サイトカインビーズアッセイ
サイトカインビーズアッセイ(CBA)を、製造業者の使用説明書(BioLegend)に従って実施して、Tおよび腫瘍共培養物の上清中の分泌されたサイトカインを定量化した。
サイトカインビーズアッセイ(CBA)を、製造業者の使用説明書(BioLegend)に従って実施して、Tおよび腫瘍共培養物の上清中の分泌されたサイトカインを定量化した。
単一細胞RNA-seq
2人のドナーを使用してCAR T細胞を製造し、本発明者らはこれを、細胞製造の8日目にIMR-5保有マウス中に注射した。注射細胞産物を、CD8を標的とするTotalSeq-C抗体(カタログ番号344752)およびCD4を標的とするTotalSeq-C抗体(カタログ番号300567)で染色し、ライブラリー生成のために10X Genomics 5’ V.3.1ケミストリーキットに供した。マウス中へのT細胞注射の8日後、腫瘍を、生存度>80%を有する単一細胞懸濁物へと加工した。処置群1つ当たり3つの腫瘍試料をプールした。1群当たり約10,000細胞をロードして、6000細胞を捕捉した。相補的DNAライブラリーを、1細胞当たりおよそ50,000読み取りの標的深度でIllumina NextSeq 2000およびNovaSeq 6000上で配列決定した。
2人のドナーを使用してCAR T細胞を製造し、本発明者らはこれを、細胞製造の8日目にIMR-5保有マウス中に注射した。注射細胞産物を、CD8を標的とするTotalSeq-C抗体(カタログ番号344752)およびCD4を標的とするTotalSeq-C抗体(カタログ番号300567)で染色し、ライブラリー生成のために10X Genomics 5’ V.3.1ケミストリーキットに供した。マウス中へのT細胞注射の8日後、腫瘍を、生存度>80%を有する単一細胞懸濁物へと加工した。処置群1つ当たり3つの腫瘍試料をプールした。1群当たり約10,000細胞をロードして、6000細胞を捕捉した。相補的DNAライブラリーを、1細胞当たりおよそ50,000読み取りの標的深度でIllumina NextSeq 2000およびNovaSeq 6000上で配列決定した。
計算分析
単一細胞RNA-seq FASTQファイルを、対応するヒトGRCh38ゲノム参照と共にCellRangerソフトウェアスイート(V.6.1.2、10X Genomics)を使用して処理した。カスタム参照(GRCh38+GFP)を使用して、GFP配列がアノテーションした腫瘍細胞において検出されたかどうかを調べた。細胞バーコードを、固有分子識別子(unique molecular identifier)(UMI)計数の分布に基づいて決定し、フィルタリングされた遺伝子-バーコードマトリックスを、Seurat(V.4.0.1、Rパッケージ)における下流の分析のためにCellRangerによって生成した(Wolock et al., Cell Syst 8:281-291, 2019;Stuart et al., Cell 177:1888-1902, 2019)。低い(<200遺伝子)、およびミトコンドリア遺伝子にマッピングされたUMIのうちの10%よりも多くを有する細胞を除去した。異なる試料および処置群にわたるデータ統合を、Seuratに実装されたレシプロカル(reciprocal)主成分分析(Hao et al., Cell 184:3573-3587, 2021)を用いて実施した。以下のパラメーターを用いた「NormalizeData」関数:normalization.method=「LogNormalize」およびscale.factor=10,000を適用して、各細胞における遺伝子の発現レベルを正規化した。「vst」法を用いた「FindVariableFeatures」関数を使用して、2000個の高度に可変性の遺伝子を同定した。デフォルトパラメーターを用いた「ScaleData」関数を使用して、遺伝子発現マトリックスをスケーリング(scale)およびセンタリング(center)した。クラスタリングを実施するために、PCA次元削減を、「RunPCA」関数を用いて最初に実施した。最初の20個の主成分を選択して、「FindNeighbors」関数を用いて共有最近傍グラフを構築した。クラスターを、「FindClusters」関数を用いるLouvainアルゴリズムを使用して決定した。SingleR(V.1.8.1、Rパッケージ;Aran et al., Nat Immunol 20:163-172, 2019)を使用して、Blueprint/ENCODE参照およびDatabase of Immune Cell Expressionからの既知の細胞型標識を用いて初期自動細胞型アノテーションを実施して、細胞クラスターの正体を予測した。次いで、デフォルトパラメーターを用いるが、設定されたmin.pct=0.25を用いて「FindAllMarkers」関数によって得た、各クラスターのトップランクの発現変動遺伝子を試験することによって、アノテーションに信頼性があったかどうかを手動でチェックした。一様多様体の近似と投影(uniform manifold approximation and projection)(UMAP)を最後に適用して、単一細胞転写プロファイルを2次元空間で可視化した。腫瘍細胞を、infercnv(V.1.10.1、Rパッケージ;Tickle et al., inferCNV of the Trinity of CTAT project, Cambridge, MA, USA: Klarman Cell Observatory, Broad Institute of MIT and Harvard, 2019)を用いたGFP配列およびコピー数変異分析によって確認した。CD45+免疫細胞を、カノニカル遺伝子マーカーを使用してアノテーションした。リンパ系細胞を腫瘍およびマウス細胞から分離し、再クラスタリングして、より精緻化された細胞クラスターを得た。変動遺伝子発現を、クラスターおよび治療群の全ての対について計算した。処置群にわたる試料統合を、Seuratにおいて標準的なアンカーベースのワークフローを用いて実施した。最初のクラスタリングおよびアノテーションについて、k-最近傍(KNN)グラフベースのクラスタリングを、重み付けRNA類似性に適用して、クラスターの高い解像度および結合で、細胞の全ての対間のJaccard係数(近傍重複(neighborhood overlap))を計算した。UMAPプロットを使用して、Seuratパッケージを使用して結果を可視化した。腫瘍細胞を、緑色蛍光タンパク質配列およびコピー数変異分析によって確認した。CD45+免疫細胞を、カノニカル遺伝子マーカーを使用してアノテーションした。QIAGEN Ingenuity Pathway Analysisを、経路富化分析(pathway enrichment analysis)に使用した(QIAGEN)(Kramer et al., Bioinformatics 30:523-530, 2014)。
単一細胞RNA-seq FASTQファイルを、対応するヒトGRCh38ゲノム参照と共にCellRangerソフトウェアスイート(V.6.1.2、10X Genomics)を使用して処理した。カスタム参照(GRCh38+GFP)を使用して、GFP配列がアノテーションした腫瘍細胞において検出されたかどうかを調べた。細胞バーコードを、固有分子識別子(unique molecular identifier)(UMI)計数の分布に基づいて決定し、フィルタリングされた遺伝子-バーコードマトリックスを、Seurat(V.4.0.1、Rパッケージ)における下流の分析のためにCellRangerによって生成した(Wolock et al., Cell Syst 8:281-291, 2019;Stuart et al., Cell 177:1888-1902, 2019)。低い(<200遺伝子)、およびミトコンドリア遺伝子にマッピングされたUMIのうちの10%よりも多くを有する細胞を除去した。異なる試料および処置群にわたるデータ統合を、Seuratに実装されたレシプロカル(reciprocal)主成分分析(Hao et al., Cell 184:3573-3587, 2021)を用いて実施した。以下のパラメーターを用いた「NormalizeData」関数:normalization.method=「LogNormalize」およびscale.factor=10,000を適用して、各細胞における遺伝子の発現レベルを正規化した。「vst」法を用いた「FindVariableFeatures」関数を使用して、2000個の高度に可変性の遺伝子を同定した。デフォルトパラメーターを用いた「ScaleData」関数を使用して、遺伝子発現マトリックスをスケーリング(scale)およびセンタリング(center)した。クラスタリングを実施するために、PCA次元削減を、「RunPCA」関数を用いて最初に実施した。最初の20個の主成分を選択して、「FindNeighbors」関数を用いて共有最近傍グラフを構築した。クラスターを、「FindClusters」関数を用いるLouvainアルゴリズムを使用して決定した。SingleR(V.1.8.1、Rパッケージ;Aran et al., Nat Immunol 20:163-172, 2019)を使用して、Blueprint/ENCODE参照およびDatabase of Immune Cell Expressionからの既知の細胞型標識を用いて初期自動細胞型アノテーションを実施して、細胞クラスターの正体を予測した。次いで、デフォルトパラメーターを用いるが、設定されたmin.pct=0.25を用いて「FindAllMarkers」関数によって得た、各クラスターのトップランクの発現変動遺伝子を試験することによって、アノテーションに信頼性があったかどうかを手動でチェックした。一様多様体の近似と投影(uniform manifold approximation and projection)(UMAP)を最後に適用して、単一細胞転写プロファイルを2次元空間で可視化した。腫瘍細胞を、infercnv(V.1.10.1、Rパッケージ;Tickle et al., inferCNV of the Trinity of CTAT project, Cambridge, MA, USA: Klarman Cell Observatory, Broad Institute of MIT and Harvard, 2019)を用いたGFP配列およびコピー数変異分析によって確認した。CD45+免疫細胞を、カノニカル遺伝子マーカーを使用してアノテーションした。リンパ系細胞を腫瘍およびマウス細胞から分離し、再クラスタリングして、より精緻化された細胞クラスターを得た。変動遺伝子発現を、クラスターおよび治療群の全ての対について計算した。処置群にわたる試料統合を、Seuratにおいて標準的なアンカーベースのワークフローを用いて実施した。最初のクラスタリングおよびアノテーションについて、k-最近傍(KNN)グラフベースのクラスタリングを、重み付けRNA類似性に適用して、クラスターの高い解像度および結合で、細胞の全ての対間のJaccard係数(近傍重複(neighborhood overlap))を計算した。UMAPプロットを使用して、Seuratパッケージを使用して結果を可視化した。腫瘍細胞を、緑色蛍光タンパク質配列およびコピー数変異分析によって確認した。CD45+免疫細胞を、カノニカル遺伝子マーカーを使用してアノテーションした。QIAGEN Ingenuity Pathway Analysisを、経路富化分析(pathway enrichment analysis)に使用した(QIAGEN)(Kramer et al., Bioinformatics 30:523-530, 2014)。
統計分析
スチューデントt検定(正規分布したデータ)またはマン-ホイットニーU検定(歪みのあるデータ)を使用して、2つの群を比較し、2つよりも多くの群での比較のためには、一元配置分散分析(ANOVA、正規分布したデータ)とその後のテューキー事後比較検定、またはランクに対する一元配置ANOVA(歪みのあるデータ)とその後のダン検定を使用した。生存分析のために、カプラン・マイヤー曲線を生成し、両側ログランク検定を使用して、群間で生存を比較した。全ての実験を、少なくとも2人のドナーを用いる生物学的再現で実施した。
スチューデントt検定(正規分布したデータ)またはマン-ホイットニーU検定(歪みのあるデータ)を使用して、2つの群を比較し、2つよりも多くの群での比較のためには、一元配置分散分析(ANOVA、正規分布したデータ)とその後のテューキー事後比較検定、またはランクに対する一元配置ANOVA(歪みのあるデータ)とその後のダン検定を使用した。生存分析のために、カプラン・マイヤー曲線を生成し、両側ログランク検定を使用して、群間で生存を比較した。全ての実験を、少なくとも2人のドナーを用いる生物学的再現で実施した。
(実施例8)
CT3.28H.BBζ、CT3.8H.BBζおよびCT3.8H.28BBζのin vitro比較
臨床移転のための最も有効なGPC2-CAR構築物を同定するために、直接比較を、3つの異なるCAR骨格構築物のCT3(図11A)を使用して、in vitroで最初に実施した:(1)CD8ヒンジ、CD8 TMおよび4-1BB共刺激ドメインを有するCT3(CT3.8H.BBζ、公開されたCAR;Li et al., Cell Rep Med 2:100297, 2021)、(2)CD28ヒンジ、CD28 TMおよび4-1BB共刺激ドメインを有するCT3(CT3.28H.BBζ)、ならびに(3)CD8ヒンジ、CD28 TMおよびCD28-4-1BB共刺激ドメインを有するCT3(CT3.8H.28BBζ)。GPC2-WTまたはGPC2-ノックアウト(KO)IMR-5腫瘍細胞との共培養において、3つ全ての構築物が、CAR抗原GPC2の存在下で、上清中の増加したレベルのインターフェロン-γ、グランザイムB(GZMB)および可溶性Fasリガンドを示した(図11B)。サイトカインレベルは、GPC2-KO細胞を含有する条件において背景レベルに近づき、CARの特異性が示された。しかし、3つの構築物のうち、CT3.28H.BBζは、休止時のCARおよび下流の分子、例えば、ZAP70またはERKの低いリン酸化レベルによって示される最も低い強壮性のシグナル伝達を実証したが(図11C~11D)、CAR架橋の際にin vitroでその適切な増加を実証した。CT3.8H.BBζもまた、休止時に低い強壮性のシグナル伝達を示したが、CAR活性化は、抗原特異的架橋後には、CT3.28H.BBζほどロバストではなかった。さらに、CT3.28H.BBζは、特に、より低いE:T比において、ならびに腫瘍再チャレンジによってより低い抗原密度ならびにより良い細胞拡大増殖およびCAR持続でNB系に対して、本発明のCAR骨格中の別のGPC2 scFvであるGPC2.19(Heitzeneder et al., Cancer Cell 32:295-309, 2022)よりも良好に機能した。これらのデータは、3つ全てのCAR構築物が、in vitroで同等な機能を有するが、CT3.28H.BBζは強壮性のシグナル伝達を欠如し、これが、持続性の腫瘍曝露に関して、抗腫瘍活性に正に影響を与え得ることを示している。
CT3.28H.BBζ、CT3.8H.BBζおよびCT3.8H.28BBζのin vitro比較
臨床移転のための最も有効なGPC2-CAR構築物を同定するために、直接比較を、3つの異なるCAR骨格構築物のCT3(図11A)を使用して、in vitroで最初に実施した:(1)CD8ヒンジ、CD8 TMおよび4-1BB共刺激ドメインを有するCT3(CT3.8H.BBζ、公開されたCAR;Li et al., Cell Rep Med 2:100297, 2021)、(2)CD28ヒンジ、CD28 TMおよび4-1BB共刺激ドメインを有するCT3(CT3.28H.BBζ)、ならびに(3)CD8ヒンジ、CD28 TMおよびCD28-4-1BB共刺激ドメインを有するCT3(CT3.8H.28BBζ)。GPC2-WTまたはGPC2-ノックアウト(KO)IMR-5腫瘍細胞との共培養において、3つ全ての構築物が、CAR抗原GPC2の存在下で、上清中の増加したレベルのインターフェロン-γ、グランザイムB(GZMB)および可溶性Fasリガンドを示した(図11B)。サイトカインレベルは、GPC2-KO細胞を含有する条件において背景レベルに近づき、CARの特異性が示された。しかし、3つの構築物のうち、CT3.28H.BBζは、休止時のCARおよび下流の分子、例えば、ZAP70またはERKの低いリン酸化レベルによって示される最も低い強壮性のシグナル伝達を実証したが(図11C~11D)、CAR架橋の際にin vitroでその適切な増加を実証した。CT3.8H.BBζもまた、休止時に低い強壮性のシグナル伝達を示したが、CAR活性化は、抗原特異的架橋後には、CT3.28H.BBζほどロバストではなかった。さらに、CT3.28H.BBζは、特に、より低いE:T比において、ならびに腫瘍再チャレンジによってより低い抗原密度ならびにより良い細胞拡大増殖およびCAR持続でNB系に対して、本発明のCAR骨格中の別のGPC2 scFvであるGPC2.19(Heitzeneder et al., Cancer Cell 32:295-309, 2022)よりも良好に機能した。これらのデータは、3つ全てのCAR構築物が、in vitroで同等な機能を有するが、CT3.28H.BBζは強壮性のシグナル伝達を欠如し、これが、持続性の腫瘍曝露に関して、抗腫瘍活性に正に影響を与え得ることを示している。
(実施例9)
CT3.28H.BBζは、in vivoで高度に有効な抗NB活性を実証する
3つのGPC2-CAR構築物のうちのどれがNBに対してin vivoで最良の抗腫瘍活性を有するかを決定するために、同所PDXモデルを利用した。4~6週齢NSGマウスに、SJNBL012407_X1を同所注射した。このPDX系は、高リスクNBの分子特色(MYCN増幅)を有し、従来の化学療法および/または免疫療法で処置したほとんどの腫瘍保有マウスは、治癒できない(Nguyen et al., Neoplasia 26:100776, 2022;Nguyen et al., Clin Cancer Res 28:3785-3796, 2022)。腫瘍インプランテーションの3週間後、マウスを、UTモックT細胞または2.5×106のCAR+T細胞のいずれかを受けるようにランダム化した。CAR T細胞注入の4週間後(腫瘍インプランテーションの50日後)、CT3.28H.BBζは、3つ全てのCAR構築物を比較して、最も有意な腫瘍退縮を誘導した(図12A)。CT3.8H.BBζは以前に公開されており(Li et al., Cell Rep Med 2:100297, 2021;Tian et al., J Clin Invest 132:e155621, 2022)、CT3.8H.28BBζと同等な活性を有したので、引き続く研究は、CT3.28H.BBζおよびCT3.8H.28BBζに焦点を当てた。生存研究を実施し、in vivo腫瘍成長動態学を、GPC2-CAR T細胞注射後に評価した。同所IMR-5.ffLUC-GFP腫瘍を有する4~6週齢NSGマウスを、高用量(5×106)または低用量(2.5×106)のCAR T細胞で処置した(図12B)。CT3.28H.BBζによる高用量処置の後、全ての動物が、最終的には背景レベルに近づく、それらのBLIシグナルにおける急勾配の減少を実証した(図12C)。高用量CT3.8H.28BBζで処置したマウスは、一時的に応答したが、腫瘍制御を維持することはできなかった。2.5×106のCAR T細胞で処置した両方のGPC2-CAR T細胞群中の全てのマウスは、それらのBLIにおいて初期の減少を実証したが、再発した腫瘍におけるGPC2の下方調節を伴って、最終的には進行した。高用量およびより低い用量のCAR T細胞を受けているマウス間での腫瘍成長動態学における差異は、これらの動物の生存研究においてミラーリングされた。高用量CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置した腫瘍保有マウスは、最も長い生存(図12D)およびフローサイトメトリー分析によるより高いレベルの腫瘍浸潤CAR+T細胞(図12E)を示した。CAR群間での生存は、より低い用量レベルでは統計的に異ならなかった。しかし、6匹のマウスのうち6匹は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置した場合には研究エンドポイントを決して満たさなかったが、CT3.8H.28BBζ CAR T細胞で処置した5匹のマウスのうち2匹は、腫瘍に起因して死亡した。in vitro実験は、3つの異なるGPC2ターゲティングCARの類似の機能を実証したが、引き続くin vivo研究は、CT3.28H.BBζを最も強力な構築物として同定した。CT3.28H.BBζの優れた性能は、より強壮性が低いシグナル伝達、腫瘍微小環境(TME)中のより高いレベルのCAR+エフェクター細胞、および/または抗原逃避(antigen escape)に起因し得る。3つのCAR構築物にわたって分子的差異をさらに評価するために、腫瘍浸潤T細胞を、単一細胞RNA-seqによって分析した。
CT3.28H.BBζは、in vivoで高度に有効な抗NB活性を実証する
3つのGPC2-CAR構築物のうちのどれがNBに対してin vivoで最良の抗腫瘍活性を有するかを決定するために、同所PDXモデルを利用した。4~6週齢NSGマウスに、SJNBL012407_X1を同所注射した。このPDX系は、高リスクNBの分子特色(MYCN増幅)を有し、従来の化学療法および/または免疫療法で処置したほとんどの腫瘍保有マウスは、治癒できない(Nguyen et al., Neoplasia 26:100776, 2022;Nguyen et al., Clin Cancer Res 28:3785-3796, 2022)。腫瘍インプランテーションの3週間後、マウスを、UTモックT細胞または2.5×106のCAR+T細胞のいずれかを受けるようにランダム化した。CAR T細胞注入の4週間後(腫瘍インプランテーションの50日後)、CT3.28H.BBζは、3つ全てのCAR構築物を比較して、最も有意な腫瘍退縮を誘導した(図12A)。CT3.8H.BBζは以前に公開されており(Li et al., Cell Rep Med 2:100297, 2021;Tian et al., J Clin Invest 132:e155621, 2022)、CT3.8H.28BBζと同等な活性を有したので、引き続く研究は、CT3.28H.BBζおよびCT3.8H.28BBζに焦点を当てた。生存研究を実施し、in vivo腫瘍成長動態学を、GPC2-CAR T細胞注射後に評価した。同所IMR-5.ffLUC-GFP腫瘍を有する4~6週齢NSGマウスを、高用量(5×106)または低用量(2.5×106)のCAR T細胞で処置した(図12B)。CT3.28H.BBζによる高用量処置の後、全ての動物が、最終的には背景レベルに近づく、それらのBLIシグナルにおける急勾配の減少を実証した(図12C)。高用量CT3.8H.28BBζで処置したマウスは、一時的に応答したが、腫瘍制御を維持することはできなかった。2.5×106のCAR T細胞で処置した両方のGPC2-CAR T細胞群中の全てのマウスは、それらのBLIにおいて初期の減少を実証したが、再発した腫瘍におけるGPC2の下方調節を伴って、最終的には進行した。高用量およびより低い用量のCAR T細胞を受けているマウス間での腫瘍成長動態学における差異は、これらの動物の生存研究においてミラーリングされた。高用量CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置した腫瘍保有マウスは、最も長い生存(図12D)およびフローサイトメトリー分析によるより高いレベルの腫瘍浸潤CAR+T細胞(図12E)を示した。CAR群間での生存は、より低い用量レベルでは統計的に異ならなかった。しかし、6匹のマウスのうち6匹は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置した場合には研究エンドポイントを決して満たさなかったが、CT3.8H.28BBζ CAR T細胞で処置した5匹のマウスのうち2匹は、腫瘍に起因して死亡した。in vitro実験は、3つの異なるGPC2ターゲティングCARの類似の機能を実証したが、引き続くin vivo研究は、CT3.28H.BBζを最も強力な構築物として同定した。CT3.28H.BBζの優れた性能は、より強壮性が低いシグナル伝達、腫瘍微小環境(TME)中のより高いレベルのCAR+エフェクター細胞、および/または抗原逃避(antigen escape)に起因し得る。3つのCAR構築物にわたって分子的差異をさらに評価するために、腫瘍浸潤T細胞を、単一細胞RNA-seqによって分析した。
(実施例10)
CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、TME中のエフェクター分子を上方調節する
注入の前ならびにin vivoで腫瘍に遭遇した後の、異なるGPC2-CAR T構築物を発現するT細胞の性質を理解するために、単一細胞RNA-seqを、製造されたGPC2-CAR Tに対して、ならびに腫瘍退縮(典型的には、10日目に生じる)の前の時点である8日目に収集した腫瘍浸潤T細胞に対して、実施した。
CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、TME中のエフェクター分子を上方調節する
注入の前ならびにin vivoで腫瘍に遭遇した後の、異なるGPC2-CAR T構築物を発現するT細胞の性質を理解するために、単一細胞RNA-seqを、製造されたGPC2-CAR Tに対して、ならびに腫瘍退縮(典型的には、10日目に生じる)の前の時点である8日目に収集した腫瘍浸潤T細胞に対して、実施した。
2人のドナー由来のCAR T細胞を製造し、それらのトランスクリプトームを、液滴ベースの10X Genomicsプラットフォームを使用して、マウスへの注射の前に分析した。品質制御およびフィルタリングの後に、合計で14,169個の単一細胞トランスクリプトームがドナー1について得られ、13,515個の単一細胞トランスクリプトームがドナー2について得られた(図13A)。各サブグループは、ドナー1については均等に示されたが、より多くのCT3.8H.BBζ細胞およびより少ないUTモック細胞が、ドナー2について捕捉された。細胞サブセットを手動でアノテーションするために、以前に公開されたアノテーション戦略に従った(Wilson et al., Cancer Discov 12:2098-2119, 2022;Patil et al., Sci Immunol 3:eaan8664, 2018)。グラフベースの教師なしクラスタリングを実施し、CD8およびCD4タンパク質発現ならびに従来の遺伝子を使用して、T(CD8A、CD4)、NK(NKG7、GNLY)およびB細胞(MS4A1)を定義した。T細胞サブセットを、PRF1および種々のグランザイムコード遺伝子のロバストな発現によって細胞傷害性エフェクター細胞として、SELL、IL7R、CD27およびLEF1の発現によってメモリー細胞として、さらに定義した。調節性T細胞(Treg)を、IL2RAおよびFOXP3によって同定した。古典的増殖および細胞周期関連遺伝子(例えば、TOP2A、MKI67、CCNB1/2、ミニ染色体維持(MCM)複合体またはヒストン遺伝子)を発現した場合、細胞クラスターを増殖性と定義した。ドナー1のT細胞注射産物は、12個の細胞クラスターからなり(図13B)、これらは、それらのCD8(22.3%)およびCD4(77.7%)タンパク質発現によってはっきりと分離された(図13C)。複合遺伝子シグネチャーを使用することによって、このドナーが、CAR T製造プロセスの最後に、増殖性CD8+およびCD4+T細胞(72.8%)ならびにCD8+細胞傷害性エフェクター細胞(33.1%)を優勢に含有したことが見出された(図13D~13E)。CD8+細胞の一部は、消耗した細胞傷害性エフェクター細胞であった(図13D~13E)。ドナー2は、15個の独立した細胞クラスターからなった(図13F)。ドナー1と同様、総細胞集団は、CD4+T細胞(62.1%;図13G)よりも少ないCD8+(37.9%)を含有し、そのうち25.6%は細胞傷害性T細胞であり、1.7%はTregであった(図13H~13I)。
マウス中へのT細胞注射後のTMEの単一細胞RNA-seq分析のための理想的な時点を決定するために、CAR T細胞のin vivoでの分布および拡大増殖を評価した。細胞を追跡するために、GPC2-CAR T細胞を、ホタルルシフェラーゼ-GFP(ffLUC-GFP)を発現するように形質導入した。右副腎脂肪体中への腫瘍インプランテーションの3週間後、GPC2-CAR-ffLUC-GFP T細胞を注射し、連続BLIを実施した。4つ全ての試験群中のT細胞は、肺および大腿骨中に最初に蓄積し、次の48時間にわたって徐々に拡大増殖した(図14A)。7日目までに、BLIシグナル全体は、UTモックT群では衰えたが、3つ全てのGPC2-CAR群が、局所的T細胞拡大増殖と一致する、腫瘍および脾臓に限定されたシグナルにおける増加を実証した(図14B~14C)。
CAR T細胞注射の後、IMR-5保有マウスからの腫瘍(8日目)は、TMEからの細胞のおよそ50%またはそれよりも多くを構成するCD8およびCD4エフェクターT細胞の大きい割合を含有することが見出された(図14D~14G)。対照的に、UTモック細胞は、TME中の細胞の<3%を占めた。これは、UTモックT細胞が拡大増殖できず生着できなかった、in vivo追跡実験からの結果と一致している(図14A)。この群中の残りの細胞は、ほとんど排他的にM2腫瘍関連マクロファージであった。腫瘍細胞を、それらの遺伝子発現およびコピー数変異プロファイルによって、免疫細胞から識別した。
in vivoでの免疫細胞の軌道分析により、注射の時点で存在する抗原提示細胞の僅かな数が、CD4およびCD8 T細胞によってすぐに数で凌駕されたことが明らかになった。これらの細胞は、高い増殖能の状態(MKI67の発現によって示される)から、最終分化した機能不全性のCD69発現性EOMES発現性およびTOX発現性のエフェクター細胞へと発生した、またはIL7RA、LEF1およびCCL5の発現存在量によって明らかなメモリー段階へと移行した。GPC2-CAR T細胞群にわたって腫瘍浸潤CD8+エフェクター細胞のトランスクリプトームをより良く特徴付けるために、CT3.28H.BBζの遺伝子発現プロファイルを、2つの他のGPC2ターゲティングCARのものと比較した(図14H)。ドナー1では、両方の分析によって共有された、33個の発現変動遺伝子(DEG)が見出された(CT3.28H.BBζ 対 CT3.8H.BBζおよびCT3.28H.BBζ 対 CT3.8H.28BBζ;図14I)。ドナー2では、16個のDEGが共有された(図14I)。他の2つのCAR T細胞群と比較して、CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、CXCR4、ARHGEF1およびLIME1の上方調節を示し、これらは、ケモカイン関連T細胞遊走およびT細胞再生に関与する(Bouafia et al., J Clin Invest 129:1047-1060, 2019;Chaix et al., J Immunol 193:1013-1016, 2014;Park et al., Mol Cells 43:921-934, 2020)。他のDEGには、IL7R、JUND、ZFP36LおよびTXNIPが含まれ、これらは、T細胞恒常性および記憶形成において重要である(Schluns et al., Nat Immunol 1:426-432, 2000;Meixner et al., Embo J 23:1325-1335, 2004;Ruppert et al., PLoS One 7:e32262, 2012;Muri et al., Eur J Immunol 51:115-124, 2021;Petkau et al., Nat Commun 13(1):2274, 2022)。CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、エフェクター分子(例えば、GNLY、GZMB、ZNF683およびHMGN2)および細胞周期成分(例えば、STMN1、MCM5、MCM7およびPTTG1)をコードする、上方調節された遺伝子もまた有した。最後に、経路分析は、これらの知見を裏付け、グランザイムA経路の活性化を実証した(z-スコア:4.54;p値=1.16E-35)。CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、EIF2(z-スコア:-3.628;p値=6.19E-54)および酸化的リン酸化経路(z-スコア:-5.53;p値=1.85E-56;図14J)の下方調節もまた示した。ペアワイズDEG分析により、他の2つのCARと比較して、CT3.28H.BBζが、T細胞消耗の経路の調節において重要な遺伝子(例えば、NFKBIA、CISH)、T細胞活性化および増殖を促進する遺伝子(例えば、CD83、TXNIP、LDHA)、ならびにアポトーシスを防止し得る遺伝子(例えば、MTRNR2L12;図14J~14K)を既に発現していたことが明らかになった。これらの知見は、これらの細胞を製造した時点では、細胞の異なる細胞傷害性活性および生存にin vivoで影響し得るトランスクリプトーム上の差異が既に存在することを示している。
合わせると、これらの知見は、全てのGPC2ターゲティングCAR T細胞が、in vivoで細胞傷害性エフェクター集団に向かって実質的に拡大増殖することを実証している。さらに、CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、エフェクター分子ならびにT細胞遊走および記憶恒常性に関与する遺伝子を上方調節する。これらの知見は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置したマウスにおいて観察された、他のCAR治療群と比較して優れた抗腫瘍細胞傷害性の原因であり得る。
(実施例11)
CT3.28H.BBζは、GD2+GPC2低NBに対する優れた抗腫瘍活性で、K666.28H.BBζよりも性能が良い
NBにおける以前のCAR T細胞試験を、K666ベースのGD2-CAR T細胞および14.18-scFvベースのGD2-CAR T細胞を用いて実施した(Straathof et al., Sci Transl Med 12:eabd6169, 2020;Heczey et al., Mol Ther 25:2214-2224, 2017;Louis et al., Blood 118:6050-6056, 2011;Pule et al., Nat Med 14:1264-1270, 2008)。これらの試験は忍容性(tolerability)を報告したが、処置された患者で客観的応答を達成した者はほとんどいなかった。次に、研究を実施して、GD2を標的とする既存のCAR T細胞療法に対して、CT3.28H.BBζが機能においてどの程度匹敵したかを評価した。目的は、K666ベースのGD2ターゲティングCARおよび14.G2aベースのGD2ターゲティングCAR(Straathof et al., Sci Transl Med 12:eabd6169, 2020)の前臨床活性を、CT3.28H.BBζのものと比較することであった。同等な試験条件を創出するために、scFvを、CT3.28H.BBζおよびCT3.8H.BBζに使用したものと同一なCAR構築物中にクローニングし、連続腫瘍再チャレンジによるin vitroでの直接比較を実施した。引き続いて、K666.28H.BBζを選択し、CT3.28H.BBζの抗NB活性を、K666.28H.BBζのものとin vitroおよびin vivoでさらに比較した。CAR T細胞は、同等な形質導入効率を実証した(図15A)。ffLUC-GFP発現SJNBL012407_X1、IMR-5(共にMYCNが増幅されている)、およびSH-SY5Y(MYCN-WT)を、変動するE:T比で、CT3.28H.BBζまたはK666.28H.BBζ CAR T細胞と共にインキュベートした。これらのNB細胞は、異なる発現レベルのGPC2およびGD2を有する。48時間後、腫瘍細胞溶解を、ルシフェラーゼレポーターアッセイを適用することによって決定した(図15B)。1:1のE:T比では、CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、GD2中等度GPC2低PDXおよびGD2低GPC2低SH-SY5Yに対して、K666.28H.BBζ CAR T細胞と比較して、優れた抗NB細胞傷害性を示した。腫瘍溶解は、両方の群において、GD2高GPC2高IMR-5において同等であった。次に、試験を、SJNBL012407_X1によるin vitro腫瘍再チャレンジモデルに拡大した。2つのCARの細胞傷害能を、毎日の腫瘍再チャレンジの24時間後、4日後および7日後に測定した。CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、最初はより良い抗NB細胞傷害性を示したが、それらの活性は、経時的に徐々に減少し、7日目にはK666.28H.BBζ CAR T細胞の方が優れていた(図15C)。次に、2つのCARの抗腫瘍活性を、in vivoで比較した。SJNBL012407_X1保有マウスに、腫瘍接種の21日後に、5×106のCAR+T細胞を注射した。腫瘍注射の50日後に、原発腫瘍を計量し、骨髄を、残留NB細胞について分析した。腫瘍重量は、K666.28H.BBζ CAR Tと比較して、CT3.28H.BBζ CAR T細胞による治療の後に、より小さかった(図15D~15E)。さらに、K666.28H.BBζ CAR T細胞を有する5匹のマウスのうち3匹は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置した全てのマウスよりも、それらの骨髄中により高いレベルの検出可能な腫瘍細胞を有した(図15F)。K666.28H.BBζ CAR T治療後の治療抵抗性の可能性のある原因は、原発腫瘍におけるGD2の下方調節であり得る。これらの知見は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞が、in vitroの初期ウインドウ内で、ならびに同所NB-PDX in vivoモデルにおいて、K666.28H.BBζ CAR Tよりも性能が良く、原発腫瘍のより良い腫瘍制御、および骨髄中の転移性疾患負荷のより良い制御に向かう傾向をもたらしたことを実証している。
CT3.28H.BBζは、GD2+GPC2低NBに対する優れた抗腫瘍活性で、K666.28H.BBζよりも性能が良い
NBにおける以前のCAR T細胞試験を、K666ベースのGD2-CAR T細胞および14.18-scFvベースのGD2-CAR T細胞を用いて実施した(Straathof et al., Sci Transl Med 12:eabd6169, 2020;Heczey et al., Mol Ther 25:2214-2224, 2017;Louis et al., Blood 118:6050-6056, 2011;Pule et al., Nat Med 14:1264-1270, 2008)。これらの試験は忍容性(tolerability)を報告したが、処置された患者で客観的応答を達成した者はほとんどいなかった。次に、研究を実施して、GD2を標的とする既存のCAR T細胞療法に対して、CT3.28H.BBζが機能においてどの程度匹敵したかを評価した。目的は、K666ベースのGD2ターゲティングCARおよび14.G2aベースのGD2ターゲティングCAR(Straathof et al., Sci Transl Med 12:eabd6169, 2020)の前臨床活性を、CT3.28H.BBζのものと比較することであった。同等な試験条件を創出するために、scFvを、CT3.28H.BBζおよびCT3.8H.BBζに使用したものと同一なCAR構築物中にクローニングし、連続腫瘍再チャレンジによるin vitroでの直接比較を実施した。引き続いて、K666.28H.BBζを選択し、CT3.28H.BBζの抗NB活性を、K666.28H.BBζのものとin vitroおよびin vivoでさらに比較した。CAR T細胞は、同等な形質導入効率を実証した(図15A)。ffLUC-GFP発現SJNBL012407_X1、IMR-5(共にMYCNが増幅されている)、およびSH-SY5Y(MYCN-WT)を、変動するE:T比で、CT3.28H.BBζまたはK666.28H.BBζ CAR T細胞と共にインキュベートした。これらのNB細胞は、異なる発現レベルのGPC2およびGD2を有する。48時間後、腫瘍細胞溶解を、ルシフェラーゼレポーターアッセイを適用することによって決定した(図15B)。1:1のE:T比では、CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、GD2中等度GPC2低PDXおよびGD2低GPC2低SH-SY5Yに対して、K666.28H.BBζ CAR T細胞と比較して、優れた抗NB細胞傷害性を示した。腫瘍溶解は、両方の群において、GD2高GPC2高IMR-5において同等であった。次に、試験を、SJNBL012407_X1によるin vitro腫瘍再チャレンジモデルに拡大した。2つのCARの細胞傷害能を、毎日の腫瘍再チャレンジの24時間後、4日後および7日後に測定した。CT3.28H.BBζ CAR T細胞は、最初はより良い抗NB細胞傷害性を示したが、それらの活性は、経時的に徐々に減少し、7日目にはK666.28H.BBζ CAR T細胞の方が優れていた(図15C)。次に、2つのCARの抗腫瘍活性を、in vivoで比較した。SJNBL012407_X1保有マウスに、腫瘍接種の21日後に、5×106のCAR+T細胞を注射した。腫瘍注射の50日後に、原発腫瘍を計量し、骨髄を、残留NB細胞について分析した。腫瘍重量は、K666.28H.BBζ CAR Tと比較して、CT3.28H.BBζ CAR T細胞による治療の後に、より小さかった(図15D~15E)。さらに、K666.28H.BBζ CAR T細胞を有する5匹のマウスのうち3匹は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞で処置した全てのマウスよりも、それらの骨髄中により高いレベルの検出可能な腫瘍細胞を有した(図15F)。K666.28H.BBζ CAR T治療後の治療抵抗性の可能性のある原因は、原発腫瘍におけるGD2の下方調節であり得る。これらの知見は、CT3.28H.BBζ CAR T細胞が、in vitroの初期ウインドウ内で、ならびに同所NB-PDX in vivoモデルにおいて、K666.28H.BBζ CAR Tよりも性能が良く、原発腫瘍のより良い腫瘍制御、および骨髄中の転移性疾患負荷のより良い制御に向かう傾向をもたらしたことを実証している。
記載される方法または組成物の正確な詳細は、本開示の記載された態様の精神から逸脱することなしに変動または改変され得ることが明らかである。本発明者らは、以下の請求項の範囲および精神内に入る全てのかかる改変およびバリエーションを特許請求する。
Claims (34)
- 可変重(VH)ドメインおよび可変軽(VL)ドメインを含む、グリピカン-2(GPC2)に特異的に結合する細胞外抗原結合ドメインであって、前記VHドメインが、配列番号2の相補性決定領域1(CDR1)、CDR2およびCDR3配列を含み、前記VLドメインが、配列番号4のCDR1、CDR2およびCDR3配列を含む、細胞外抗原結合ドメイン;
CD28ヒンジ領域;
CD28膜貫通ドメイン;
細胞内共刺激ドメイン;ならびに
細胞内シグナル伝達ドメイン
を含む、キメラ抗原受容体(CAR)。 - 前記CDR1、CDR2およびCDR3配列が、Kabat、IMGTもしくはParatome番号付けスキーム、またはKabat、IMGTおよびParatome番号付けスキームの組合せを使用して定義される、請求項1に記載のCAR。
- 前記VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号2の残基31~35、50~66および99~112を含み、前記VLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号4の残基24~33、49~55および88~96を含む;
前記VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号2の残基26~33、51~58および97~112を含み、前記VLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号4の残基27~31、49~51および88~96を含む;
前記VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号2の残基26~35、47~61および97~112を含み、前記VLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号4の残基27~33、45~55および88~95を含む;または
前記VHドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号2の残基26~35、47~66および97~112を含み、前記VLドメインのCDR1、CDR2およびCDR3配列がそれぞれ、配列番号4の残基24~33、45~55および88~96を含む、
請求項1または請求項2に記載のCAR。 - 前記VHドメインのアミノ酸配列が、配列番号2と少なくとも90%同一であり、配列番号2のCDR1、CDR2およびCDR3配列を含み;
前記VLドメインのアミノ酸配列が、配列番号4と少なくとも90%同一であり、配列番号4のCDR1、CDR2およびCDR3配列を含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載のCAR。 - 前記VHドメインおよび前記VLドメインの配列が、ヒト化されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のCAR。
- 前記VHドメインのアミノ酸配列が、配列番号8の残基1~123を含み、前記VLドメインのアミノ酸配列が、配列番号8の残基139~244を含む;
前記VHドメインのアミノ酸配列が、配列番号12の残基1~122を含み、前記VLドメインのアミノ酸配列が、配列番号12の残基138~243を含む;
前記VHドメインのアミノ酸配列が、配列番号16の残基1~122を含み、前記VLドメインのアミノ酸配列が、配列番号16の残基138~244を含む;または
前記VHドメインのアミノ酸配列が、配列番号20の残基1~122を含み、前記VLドメインのアミノ酸配列が、配列番号20の残基138~243を含む、
請求項5に記載のCAR。 - 前記細胞外抗原結合ドメインが、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20または配列番号22のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる、請求項1から6のいずれか一項に記載のCAR。
- 前記CD28ヒンジ領域が、配列番号24のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる、請求項1から7のいずれか一項に記載のCAR。
- 前記CD28膜貫通ドメインが、配列番号26のアミノ酸配列を含むまたはそれからなる、請求項1から8のいずれか一項に記載のCAR。
- 前記共刺激ドメインが、4-1BBシグナル伝達部分を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のCAR。
- 前記4-1BBシグナル伝達部分のアミノ酸配列が、配列番号28を含むまたはそれからなる、請求項10に記載のCAR。
- 前記シグナル伝達ドメインが、CD3ζシグナル伝達ドメインを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載のCAR。
- 前記CD3ζシグナル伝達ドメインのアミノ酸配列が、配列番号30を含むまたはそれからなる、請求項12に記載のCAR。
- 前記CARのアミノ酸配列が、配列番号38を含むまたはそれからなる、請求項1から13のいずれか一項に記載のCAR。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載のCARを発現する単離された細胞。
- 免疫細胞または誘導多能性幹細胞(iPSC)である、請求項15に記載の単離された細胞。
- 前記免疫細胞が、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞またはマクロファージである、請求項16に記載の単離された細胞。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載のCARをコードする、単離された核酸分子。
- 配列番号37のヌクレオチド73~1470を含むまたはそれからなる、請求項18に記載の単離された核酸分子。
- 配列番号37を含むまたはそれからなる、請求項18に記載の単離された核酸分子。
- プロモーターに作動可能に連結された、請求項18から20のいずれか一項に記載の単離された核酸分子。
- 前記プロモーターが、ヒト伸長因子1α(EF1α)プロモーターである、請求項21に記載の単離された核酸分子。
- 請求項18から22のいずれか一項に記載の単離された核酸分子を含むベクター。
- レンチウイルスベクターである、請求項23に記載のベクター。
- 請求項18から22のいずれか一項に記載の単離された核酸分子または請求項23もしくは請求項24に記載のベクターを含む、単離された細胞。
- 免疫細胞または誘導多能性幹細胞(iPSC)である、請求項20に記載の単離された細胞。
- 前記免疫細胞が、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞またはマクロファージである、請求項26に記載の単離された細胞。
- 薬学的に許容される担体と、請求項1から14のいずれか一項に記載のCAR、請求項15から17および25から27のいずれか一項に記載の単離された細胞、請求項18から22のいずれか一項に記載の単離された核酸分子、または請求項23もしくは請求項24に記載のベクターとを含む、組成物。
- 対象においてGPC2陽性がんを処置する方法であって、請求項1から14のいずれか一項に記載のCAR、請求項15から17および25から27のいずれか一項に記載の単離された細胞、請求項18から22のいずれか一項に記載の単離された核酸分子、請求項23もしくは請求項24に記載のベクター、または請求項28に記載の組成物の治療有効量を、前記対象に投与するステップを含む、方法。
- 対象においてGPC2陽性がんの腫瘍成長または転移を阻害する方法であって、請求項1から14のいずれか一項に記載のCAR、請求項15から17および25から27のいずれか一項に記載の単離された細胞、請求項18から22のいずれか一項に記載の単離された核酸分子、請求項23もしくは請求項24に記載のベクター、または請求項28に記載の組成物の治療有効量を、前記対象に投与するステップを含む、方法。
- 前記GPC2陽性がんが固形腫瘍である、請求項29または請求項30に記載の方法。
- 前記GPC2陽性がんが小児がんである、請求項29から31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記GPC2陽性がんが、神経芽腫、髄芽腫、網膜芽細胞腫、急性リンパ芽球性白血病、胎児性横紋筋肉腫、胞巣状横紋筋肉腫、ユーイング肉腫、線維形成性小円形細胞腫瘍、神経膠腫または骨肉腫である、請求項29から32のいずれか一項に記載の方法。
- 化学療法を前記対象に投与するステップをさらに含む、請求項29から33のいずれか一項に記載の方法。
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