(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023027236
(43)【公開日】2023-03-01
(54)【発明の名称】アタキシン2の発現を調節するための組成物
(51)【国際特許分類】
C12N 15/113 20100101AFI20230221BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20230221BHJP
A61P 25/00 20060101ALI20230221BHJP
A61P 25/02 20060101ALI20230221BHJP
A61P 21/02 20060101ALI20230221BHJP
A61P 25/16 20060101ALI20230221BHJP
A61K 31/7088 20060101ALI20230221BHJP
A61K 31/7125 20060101ALI20230221BHJP
【FI】
C12N15/113 Z ZNA
A61P43/00 105
A61P25/00
A61P25/02
A61P21/02
A61P25/16
A61K31/7088
A61K31/7125
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022196985
(22)【出願日】2022-12-09
(62)【分割の表示】P 2021056879の分割
【原出願日】2015-03-19
(31)【優先権主張番号】61/982,131
(32)【優先日】2014-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/955,705
(32)【優先日】2014-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】595104323
【氏名又は名称】アイオーニス ファーマシューティカルズ, インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Ionis Pharmaceuticals,Inc.
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100135415
【弁理士】
【氏名又は名称】中濱 明子
(72)【発明者】
【氏名】フレアー,スーザン・エム
(72)【発明者】
【氏名】ハング,ジーン
(72)【発明者】
【氏名】ベネット,シー・フランク
(57)【要約】 (修正有)
【課題】アタキシン2のmRNA及びタンパク質の発現を低下させるためのアンチセンス化合物及び方法を提供する。
【解決手段】12~30の連結したヌクレオシドからなるかつ、特定の核酸塩基配列のいずれかの少なくとも8、少なくとも9、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20の連続した核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する修飾されたオリゴヌクレオチドを含む、化合物を提供する。このような化合物、アタキシン2と関連する疾患、障害、及び容態を治療、予防、または寛解させるのに有用である。このようなアタキシン2関連疾患には、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性硬化症(ALS)、及びパーキンソン症が含まれる。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
12~30の連結したヌクレオシドからなるかつ、配列番号11~165の核酸塩基配列のいずれかの少なくとも8、少なくとも9、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20の連続した核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する修飾されたオリゴヌクレオチドを含む、化合物。
【請求項2】
前記修飾されたオリゴヌクレオチドの前記核酸配列は、配列番号1、配列番号2、または配列番号3と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、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%相補的である、請求項2に記載の化合物。
【請求項3】
一本鎖の修飾されたオリゴヌクレオチドからなる、請求項1~2のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項4】
少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、修飾されたヌクレオシド間連結である、請求項1~3のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項5】
少なくとも1つの修飾されたヌクレオシド間連結は、ホスホロチオアートヌクレオシド間連結である、請求項4に記載の化合物。
【請求項6】
各修飾されたヌクレオシド間連結は、ホスホロチオアートヌクレオシド間連結である、請求項4に記載の化合物。
【請求項7】
少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、ホスホジエステルヌクレオシド間連結である、請求項1~6のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項8】
少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、ホスホロチオアート連結であり、及び少なくとも1つのヌクレオシド間連結はホスホジエステル連結である、請求項1~7のいずれか
一項に記載の化合物。
【請求項9】
少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾された核酸塩基を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項10】
前記修飾された核酸塩基は、5-メチルシトシンである、請求項9に記載の化合物。
【請求項11】
前記修飾されたオリゴヌクレオチドのうちの少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾さ
れた糖を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項12】
前記少なくとも1つの修飾された糖は、二環式糖である、請求項11に記載の化合物。
【請求項13】
前記二環式糖は、4’-CH(R)-O-2’架橋を含み、式中Rは独立して、H、C1~C12アルキル、または保護基である、請求項12に記載の化合物。
【請求項14】
Rはメチルである、請求項13に記載の化合物。
【請求項15】
RはHである、請求項13に記載の化合物。
【請求項16】
前記少なくとも1つの修飾された糖は、2’-O-メトキシエチル基を含む、請求項11に記載の化合物。
【請求項17】
前記修飾されたオリゴヌクレオチドは、
10個の連結したデオキシヌクレオシドからなるギャップセグメント、
5個の連結したヌクレオシドからなる5’ウィングセグメント、及び
5個の連結したヌクレオシドからなる3’ウィングセグメント
を含み、この中で前記ギャップセグメントは、前記5’ウィングセグメントと前記3’ウィングセグメントの間に位置し、かつこの中で各ウィングセグメントの各ヌクレオシドは、修飾された糖を含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項18】
前記修飾されたオリゴヌクレオチドは、20個の連結したヌクレオシドからなる、請求項1~17のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項19】
請求項1~18のいずれか一項に記載の化合物及び医薬として許容され得る担体または希釈剤のうちの少なくとも1つを含む、組成物。
【請求項20】
請求項1~19のいずれか一項に記載の化合物または組成物を動物へ投与することを含む、方法・
【請求項21】
前記動物はヒトである、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記化合物を投与することは、アタキシン2関係疾患、障害または容態の進行を予防、治療、寛解、または遅延させる、請求項20及び21に記載の方法。
【請求項23】
前記疾患、障害または容態は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、またはパーキンソン症である、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
神経変性障害を治療するための医薬剤の製造のための、請求項1~23のいずれか一項に記載の化合物または組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(政府支援に関する陳述)
本発明は、米国国立衛生研究所によって授与されたR21 NS081182の下での政府の支援でなされた。当該政府は、本発明におけるある一定の権利を有している。
【0002】
(配列表)
本出願は、電子フォーマットでの配列表とともに出願中である。当該配列表は、232Kbの大きさの、2015年3月19日作成のBIOL0239WOSEQ_ST25.txtという表題のファイルとして提供する。当該配列表の電子フォーマットにおける情報は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0003】
(分野)
動物におけるアタキシン2(ATXN2)mRNA及びタンパク質の発現を低下させるための組成物及び方法が提供される。このような方法は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症を含む神経変性疾患を、動物におけるアタキシン2の発現を阻害することによってアタキシン2の発現を阻害することによって、治療、予防、または寛解させるのに有用である。
【背景技術】
【0004】
脊髄小脳失調症2型(SCA2)は、小脳、脳幹および脊髄におけるニューロンの進行性の機能的および細胞の喪失を特徴とする常染色体支配的な神経変性疾患である。SCA2の原因は、アタキシン2タンパク質におけるポリグルタミン(ポリQ)増大を結果的に生じるATXN2遺伝子におけるCAG増大である。SCA2患者は、進行性小脳失調症、緩徐な衝動性眼球運動、及び神経障害などの他の神経学的特長を特徴とする(Pulst,S.M.(編),運動障害の遺伝学(Genetics of Movement Disorders).Elsevier,Inc.,アムステルダム,2003,19~34ページ)。ATXN2遺伝子における中等度のCAG発現は、これらの疾患の特発性形態とは区別できないパーキンソン症または筋萎縮性側索硬化症(ALS)とも関係している(Kimら,Arch.Neurol.,2007,64:1510~1518、Rossら,Hum.Mol.Genet.,2011,20:3207~3212、Corradoら,Hum.Genet.,2011,130:575~580、Eldenら,Nature,2010,466:1069~1075、Van Dammeら,Neurology,2011,76:2066~2072)。
【0005】
ポリQ増大とともに生じるポリQ疾患タンパク質の病原性機能は、核内封入体の発達とまたは可溶性毒性オリゴマーと関係する毒性の上昇に起因し得る(Lajojeら,PLoS One,2011,5:e15245)。SCA2患者の脳はプルキンエ細胞の喪失を特徴とするが、SCA2プルキンエ細胞は、封入体形成とは無関連の毒性を生じ得るポリQ増大性アタキシン2を示す封入体を欠失している(Huynhら,Ann.Neurol.,1999,45:232~241)。ポリQ増大性アタキシン2において増大する機能には、ゴルジ体における変則的な蓄積(Huynhら,Hum.Mol.Genet.,2003,12:1485~1496)、正常増大機能(Duvickら,Neuron,2010,67:929~935)ならびに他のポリQタンパク質に対するような転写因子(TF)およびグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素の捕捉(Yamanakaら,Methods Mol.Biol.,2010:648,215~229、Koshyら,Hum.Mol.Genet.,1996,5: 1311~1318、Burkeら,Nat.Med.,1996,2:347~350)が含まれ得る。
アタキシン2のいくつかの正常機能は特徴づけられている。アタキシン2は、ストレス中のmRNA及びタンパク質の翻訳調節を捕捉する上での機能を示唆するストレス顆粒及びP体の中に存在する(Nonhoffら,Mol.Biol.Cell,2007,18:1385~1396))。アタキシン2の過剰発現は、P体集合に干渉したのに対し、過小発現は、ストレス顆粒集合に干渉した(Nonhoffら,Mol.Biol.Cell,2007,18:1385~1396)。ポリA結合タンパク質1、RNAスプライシング因子A2BP1/Fox1及びポリリボソームとの相互作用はさらに、RNA代謝におけるアタキシン2についての役割を支持している(Shibataら,Hum.Mol.Genet.,2000,9:1303~1313、Cioskら,Development,2004,131:4831~4841、Satterfieldら,Hum.Mol.Genet.,2006,15:2523~2532)。アタキシン2は、SRCキナーゼ及びエンドサイトーシスタンパク質CIN85との相互作用の方法によるEGF受容体の内部移行化及びシグナル伝達の調節因子である(Nonisら,Cell
Signal.,2008,20:1725~1739)。アタキシン2は、RNA依存的な様式においてALS関連タンパク質TDP-43とも相互作用し、家族性及び散発性ALSは、長期の正常CAG反復増大性ATAXN2の発生と関係している(Eldenら,Nature,2010,466:1069~1075、Van Dammeら,Neurology,2011,76:2066~2072)。
【0006】
現に、このような神経変性疾患を治療するための許容され得る選択肢はない。それゆえ、このような疾患の治療のための方法を提供することが本明細書における目的である。
【発明の概要】
【0007】
アタキシン2(ATXN2)mRNA及びタンパク質の発現を調節するための方法、化合物、及び組成物が本明細書で提供される。ある実施形態において、アタキシン2mRNA及びタンパク質の発現を調節するのに有用な化合物は、アンチセンス化合物である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、修飾されたオリゴヌクレオチドである。
【0008】
ある実施形態において、調節は、細胞または組織の中で生じることができる。ある実施形態において、当該細胞または組織は、動物中にある。ある実施形態において、当該動物はヒトである。ある実施形態において、アタキシン2mRNAレベルは低下する。ある実施形態において、アタキシン2タンパク質レベルは低下する。このような低下は、時間依存的様式でまたは用量依存的様式で生じることができる。
【0009】
疾患、障害、及び容態を予防、治療、及び寛解させるために有用な方法、化合物、及び組成物も提供される。ある実施形態において、このようなアタキシン2関連疾患、障害、及び容態は、神経変性疾患である。ある実施形態において、このような神経変性疾患、障害、及び容態には、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症が含まれる。
【0010】
このような疾患、障害、及び容態は、1つ以上の危険因子、原因、または結果を共通して有することができる。神経変性障害の発症についてのある一定の危険因子及び原因には、加齢、個人の病歴もしくは家族歴を有すること、または遺伝的素因が含まれる。神経変性障害の発症と関連するある一定の症状及び結果には、運動失調、発話困難及び嚥下困難、固縮、振戦、眼筋麻痺、断続性緩徐化、末梢神経障害、萎縮、ジストニア、舞踏病、及び認知症が含まれるが、これらに限定しない。
【0011】
ある実施形態において、治療方法には、治療を必要とする個体へアタキシン2アンチセンス化合物を投与することが含まれる。ある実施形態において、治療方法には、治療を必
要とする個体へアタキシン2修飾型オリゴヌクレオチドを投与することが含まれる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方が例示的かつ説明目的のためにのみあって、本発明を制限するものではないことは、請求する通り理解されるべきである。本明細書で、単数形の使用は、別段の具体的な記載がない限り、複数形を含む。本明細書で使用する場合、「または」の使用は、別段の記載がない限り「及び/または」を意味する。追加的に、本明細書で使用する場合、「及び」の使用は、別段の記載がない限り、「及び/または」を意味する。さらに、「を含んでいる」という用語ならびに「を含む」及び「を含んだ」などの他の形態の使用は限定的ではない。また、「要素」または「構成要素」などの用語は別段の具体的な記載がない限り、1つの単位を含む要素及び構成要素の両方ならびに1つを超えるサブユニットを含む要素及び構成要素を包含する。
【0013】
本明細書で使用する節の見出しは、組織化目的のためにのみあるのであって、説明する主題項目を制限するものとして解釈されるべきではない。特許、特許出願、特許出願公開、文献、書籍、論文、ならびに米国国立バイオテクノロジー情報センター(NCBI)などのデータベースを通じて得ることのできるGENBANK受託番号及び関連する配列情報、ならびに本明細書の本開示全体を通じて参照される他のデータを含むがこれらに限定しない本開示で引用する文書、または文書の複数の部分はすべて、本明細書により、本明細書で論議する文書の複数の部分について、及びその全体において参照により明白に組み込まれる。
【0014】
(定義)
別段の具体的な定義が提供されない限り、本明細書で説明する分析化学、合成有機化学、ならびに医薬品化学及び医薬化学とともに利用する名称、ならびにこれらの手順及び技術は、当該技術分野においで周知であるかつ普遍的に使用されているものである。標準的な技術は、化学合成及び化学分析に使用され得る。
【0015】
別段の記載がない限り、以下の用語は以下の意味を有する。
【0016】
「2’-O-メトキシエチル」(2’-MOE及び2’-OCH2CH2-OCH3及びMOEとも)は、フラノース環の2’位のO-メトキシ-エチル修飾を指す。2’-O-メトキシエチル修飾した糖は、修飾された糖である。
【0017】
「2’-MOEヌクレオシド」(2’-O-メトキシエチルヌクレオシドとも)は、2’-MOE修飾された糖部分を含むヌクレオシドを意味する。
【0018】
「2’-置換ヌクレオシド」は、フラノース環の2’位にHまたはOH以外の置換基を含むヌクレオシドを意味する。ある実施形態において、2’置換ヌクレオシドには、二環式糖修飾を有するヌクレオシドが含まれる。
【0019】
「5-メチルシトシン」は、5位へ結合したメチル基で修飾されたシトシンを意味する。5-メチルシトシンは、修飾された核酸塩基である。
【0020】
「約」は、値の±7%内を意味する。例えば、「アタキシン2の少なくとも約70%阻害に影響した化合物」と記載されている場合、アタキシン2レベルは63%~77%の範囲内で 阻害されることが暗示される。
【0021】
「同時に投与された」は、2つの医薬剤の薬理学的効果が同時に患者において明白になる様式での両方の同時投与を指す。同時投与は、両医薬剤が、単一の医薬組成物において
、同じ剤形で、または同じ投与経路によって投与される必要はない。両医薬剤の効果は、それら自体同時に明白になる必要はない。当該効果は、一定時間に重複していることのみ必要であり、同じ広がりを持つ必要はない。
【0022】
「投与すること」は、動物へ医薬剤を提供することを意味しており、医療専門家による投与および自己投与を含むが、これらに限定されない。
【0023】
「寛解」は、容態または疾患の重症度の少なくとも1つの指標の弱化、遅延、停止、または逆転を指す。指標の重症度は、当業者に公知の主観的または客観的な手段によって判定され得る。
【0024】
「動物」は、ヒトまたは、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ブタ、ならびにサル及びチンパンジーを含むがこれらに限定しない非ヒト霊長類動物を含むがそれらに限定しない非ヒト動物を指す。
【0025】
「抗体」は、何らかの方法で抗原と特異的に反応することを特徴とする分子を指し、ここで、抗体及び抗原はその他の点で各々定義される。抗体は、完全な抗体分子、または重鎖、軽鎖、Fab領域、及びFc領域など、その任意のフラグメントもしくは領域を指し得る。
【0026】
「アンチセンス活性」は、アンチセンス化合物とその標的核酸とのハイブリッド形成に起因することのできる何らかの検出可能なまたは測定可能な活性を意味する。ある実施形態において、アンチセンス活性は、標的核酸またはこのような標的核酸によってコードされるタンパク質の量または発現の低下である。
【0027】
「アンチセンス化合物」は、水素結合を通じて標的核酸へのハイブリッド形成を受けることのできるオリゴマー化合物を意味する。アンチセンス化合物の例には、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、shRNA、ssRNA、及び占有率ベースの化合物などの一本鎖及び二本鎖の化合物が含まれる。
【0028】
「アンチセンス阻害」は、標的核酸レベルと比較して標的核酸と相補的なアンチセンス化合物の存在下での、または当該アンチセンス化合物の非存在下での標的核酸レベルの低下を意味する。
【0029】
「アンチセンス機序」は、化合物と標的核酸とのハイブリッド形成を包含する機序全部であり、この中で、当該ハイブリッド形成の結果または効果は、例えば転写またはスプライシングを包含する細胞機械の同時の停止を伴う標的分解または標的占有のいずれかである。
【0030】
「アンチセンスオリゴヌクレオチド」は、標的核酸の対応するセグメントに対するハイブリッド形成を許容する核酸塩基配列を有する一本鎖オリゴヌクレオチドを意味する。
【0031】
「アタキシン2」は、ヒト遺伝子アタキシン2(ATXN2)を含む哺乳類遺伝子アタキシン2(ATXN2)を意味する。ヒトアタキシン2は、ヒト染色体12q24.1へマッピングされている。
【0032】
「アタキシン2関係疾患」は、任意のアタキシン2核酸またはその発現産物と関係する任意の疾患を意味する。このような疾患には、神経変性疾患が含まれ得る。このような神経変性疾患には、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症が含まれ得る。
【0033】
「アタキシン2mRNA」は、アタキシン2をコードするDNA配列の任意のメッセンジャーRNA発現産物を意味する。
【0034】
「アタキシン2核酸」は、アタキシン2をコードする任意の核酸を意味する。例えば、ある実施形態において、アタキシン2核酸には、アタキシン2をコードするDNA配列、アタキシン2をコードするDNA(イントロン及びエキソンを含むゲノムDNAを含む)から転写されたRNA配列、及びアタキシン2をコードするmRNA配列が含まれる。「アタキシン2mRNA」は、アタキシン2タンパク質をコードするmRNAを意味する。
【0035】
「アタキシン2タンパク質」は、アタキシン2核酸のポリペプチド発現産物を意味する。
【0036】
「塩基相補性」は、標的核酸における対応する核酸塩基とのアンチセンスオリゴヌクレオチドの核酸塩基の精確な塩基対形成についての能力(ハイブリッド形成)を指し、対応する核酸塩基間のワトソン・クリック、フーグスティーンまたは逆フーグスティーン水素結合によって仲介される。
【0037】
「二環式糖」は、2つの原子の架橋によって修飾されるフラノース環を意味する。二環式糖は、修飾された糖である。
【0038】
「二環式ヌクレオシド」(BNAとも)は、糖環の2つの炭素原子を結合する架橋を含む糖部分を有し、それにより二環式環系を形成するヌクレオシドを意味する。ある実施形態において、当該架橋は、当該糖環の4’-炭素及び2’-炭素を結合する。
【0039】
「キャップ構造」または「末端キャップ部分」は、アンチセンス化合物の言ういずれかの末端で組み込まれた化学修飾を意味する。
【0040】
「cEt」または「拘束されたエチル」は、4’-炭素及び2’-炭素を結合する架橋を含む糖部分を有する二環式ヌクレオシドを意味し、この中で、当該架橋は式4’-CH(CH3)-O-2’を有する。
【0041】
「拘束されたエチルヌクレオシド」(cEtヌクレオシドとも)は、4’-CH(CH3)-O-2’架橋を含む二環式糖部分を含むヌクレオシドを意味する。
【0042】
「化学的に異なる領域」は、同じアンチセンス化合物の別の領域とは化学的に異なるいくつかの方法にあるアンチセンス化合物の一領域を指す。例えば、2’-O-メトキシエチルヌクレオシドを有する領域は、2’-O-メトキシエチル修飾を有さないヌクレオシドを有する領域とは化学的に異なっている。
【0043】
「キメラアンチセンス化合物」は、少なくとも2つの化学的に異なる領域を有するアンチセンス化合物を意味し、各位置は複数のサブユニットを有する。
【0044】
「同時投与」は、個体への2つ以上の医薬剤の投与を意味する。当該2つ以上の医薬剤は、単一の医薬組成物中にあり得、または別個の医薬組成物中にあり得る。2つ以上の医薬剤の各々は、同じまたは異なる投与経路を通じて投与され得る。同時投与は、併行投与または連続投与を包含する。
【0045】
「相補性」は、第一の核酸及び第二の核酸の核酸塩基間の対形成についての能力を意味する。
【0046】
「を含む(comprise)」、「を含む(comprises)」、及び「を含んでいる」は、記載された工程もしくは要素のまたは工程もしくは要素の群の包含を暗示するが、その他の工程もしくは要素または工程もしくは要素の群の除外を暗示していないと理解されるであろう。
【0047】
「連続的な核酸塩基」は、互いに直接隣接する核酸塩基を意味する。
【0048】
「設計している」または「に対して設計された」は、選択された核酸分子と特異的にハイブリッド形成するオリゴマー化合物を設計する方法を指す。
【0049】
「希釈剤」は、薬理学的活性を欠失するが、医薬として必要なまたは所望である、組成物中の成分を意味する。例えば、注射される薬剤において、希釈剤は液体、例えば、塩類溶液であり得る。
【0050】
「用量」は、単回投与でまたは指定時間に提供される医薬剤の指定された量を意味する。ある実施形態において、用量は、1、2、またはそれより多くのボーラス、錠剤、または注射剤において投与され得る。例えば、ある実施形態において、皮下投与が所望の場合、所望の用量は、単回注射によって容易に収容されない容積を必要とし、それゆえ、2回以上の注射は、所望の用量を達成するために使用され得る。ある実施形態において、医薬剤は、延長した時間にわたってまたは連続的に注入によって投与される。用量は、1時間、1日、1週間、または1か月間あたりの医薬剤の量として記載され得る。
【0051】
活性を調節するまたは容態を治療もしくは予防する脈絡での「有効量」は、このような調節、治療、または予防を必要とする対象への単回用量におけるまたは一連の一部としてのいずれかで、医薬剤の当該量の投与を意味し、すなわち、そのような効果の調節のために、または当該容態の治療もしくは予防もしくは改善のために有効である。有効量は、個体間で治療することになっている個体の健康状態及び身体容態、治療することになっている個体の分類群、組成物の製剤、個体の医学的容態の評価、ならびに他の関連因子に応じて変化し得る。
【0052】
「効能」は、所望の効果を生じる能力を意味する。
【0053】
「発現」には、遺伝子のコードした情報が細胞中で存在及び作動する構造へと変換される機能全部が含まれる。このような構造には、転写及び翻訳の生成物が含まれるが、これらに限定しない。
【0054】
「完全に相補的な」または「100%相補的な」は、第一の核酸の各核酸塩基が第二の核酸における相補的核酸塩基を有することを意味する。ある実施形態において、第一の核酸はアンチセンス化合物であり、かつ標的核酸は第二の核酸である。
【0055】
「ギャップマー」は、RNaseH切断を支持する複数のヌクレオシドを有する内部領域が、1つ以上のヌクレオシドを有する外部領域間で位置取られるキメラアンチセンス化合物を意味し、この中で、内部領域を含むヌクレオシドは、外部領域を含む1つのヌクレオシドまたは複数のヌクレオシドとは化学的に異なっている。内部領域は「ギャップ」と呼ばれ得、外部領域は「ウィング」と呼ばれ得る。
【0056】
「ギャップの狭くなった」は、1~6個のヌクレオシドを有する5’ウィングセグメントと3’ウィングセグメントの間及びそれに直接隣接して位置取られた9個以下の連続する2’-デオキシリボヌクレオシドのギャップセグメントを有するキメラアンチセンス化
合物を意味する。
【0057】
「ギャップの広くなった」は、1~6個のヌクレオシドを有する5’ウィングセグメントと3’ウィングセグメントの間及びそれに直接隣接して位置取られた12個以上の連続する2’-デオキシリボヌクレオシドのギャップセグメントを有するキメラアンチセンス化合物を意味する。
【0058】
「ハイブリッド形成」は、相補的な核酸分子のアニーリングを意味する。ある実施形態において、相補的核酸分子には、アンチセンス化合物及び標的核酸が含まれるがこれらに限定しない。ある実施形態において、相補的核酸分子には、アンチセンスオリゴヌクレオチド及び核酸標的が含まれるが、これらに限定しない。
【0059】
「アタキシン2関係疾患を有する動物を識別すること」は、アタキシン2関係疾患と診断された動物またはアタキシン2関係疾患を発症しやすい動物を識別することを意味する。アタキシン2関係疾患を発症しやすい個体には、アタキシン2関係疾患を発症するための1つ以上の危険因子を有するものが含まれ、これには、加齢、個人の病歴もしくは家族歴を有すること、または1つ以上のアタキシン2関係疾患の遺伝的素因が含まれる。このような識別は、遺伝的検査などの個体の病歴及び標準的な臨床検査または臨床評価を評価することを含む任意の方法によって達成され得る。
【0060】
「直接隣接した」は、直接隣接した要素間に介在要素がないことを意味する。
【0061】
「個体」は、治療または療法のために選択されたヒトまたは非ヒト動物を意味する。
【0062】
「アタキシン2を阻害すること」は、アタキシン2mRNA及び/またはタンパク質のレベルまたは発現を低下させることを意味する。ある実施形態において、アタキシン2mRNA及び/またはタンパク質レベルは、アンチセンスオリゴヌクレオチドなどのアタキシン2アンチセンス化合物の非存在下でのアタキシン2mRNA及び/またはタンパク質レベルの発現と比較して、アタキシン2を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、アタキシン2を標的とするアンチセンス化合物の存在下で阻害される。
【0063】
「発現または活性を阻害すること」は、発現または活性の低下または遮断を指し、発現または活性の全体的な排除を必ずしも示すものではない。
【0064】
「ヌクレオシド間結合」は、ヌクレオシド間の化学的な結合を指す。
【0065】
「連結されたヌクレオシド」は、ヌクレオシド間結合によって互いに結合した隣接するヌクレオシドを意味する。
【0066】
「ロックされた核酸」または「LNA」または「LNAヌクレオシド」は、当該ヌクレオシド糖単位の4’位と2’位の間で2つの炭素原子を結合する架橋を有し、それにより二環式糖を形成する核酸モノマーを意味する。このような二環式糖の例としては、以下に示すようなA)α-L-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)LNA、(B)β-D-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)LNA、(C)エチレンオキシ(4’-(CH2)2-O-2’)LNA、(D)アミノオキシ(4’-CH2-O-N(R)-2’)LNA及び(E)オキシアミノ(4’-CH2-N(R)-O-2’)LNAが挙げられるが、これらに限定しない。
【0067】
【0068】
本明細書で使用する場合、LNA化合物には糖の4’位と2’位の間に少なくとも1つの架橋を有する化合物が含まれるがこれらに限定せず、この中で、当該架橋の各々は独立して、-[C(R1)(R2)]n-、-C(R1)=C(R2)-、-C(R1)=N-、-C(=NR1)-、-C(=O)-、-C(=S)-、-O-、-Si(R1)2-、-S(=O)x-及び-N(R1)-から独立して選択される1または2~4個の架橋した基を含み、式中、xは0、1、または2であり、nは1、2、3、または4であり、各R1及びR2は独立して、H、保護基、ヒドロキシル、C1~C12アルキル、置換C1~C12アルキル、C2~C12アルケニル、置換C2~C12アルケニル、C2~C12アルキニル、置換C2~C12アルキニル、C5~C20アリール、置換C5~C20アリール、複素環ラジカル、置換複素環ラジカル、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、C5~C7脂環式ラジカル、置換C5~C7脂環式ラジカル、ハロゲン、OJ1、NJ1J2、SJ1、N3、COOJ1、アシル(C(=O)-H)、置換アシル、CN、スルホニル(S(=O)2-J1)、またはスルホキシル(S(=O)-J1)であり、かつ各J1及びJ2は独立して、H、C1~C12アルキル、置換C1~C12アルキル、C2~C12アルケニル、置換C2~C12アルケニル、C2~C12アルキニル、置換C2~C12アルキニル、C5~C20アリール、置換C5~C20アリール、アシル(C(=O)-H)、置換アシル、複素環ラジカル、置換複素環ラジカル、C1~C12アミノアルキル、置換C1~C12アミノアルキルまたは保護基である。
【0069】
LNAの定義内に包含される4’-2’架橋基の例としては、式-[C(R1)(R2)]n-、-[C(R1)(R2)]n-O-、-C(R1R2)-N(R1)-O-または-C(R1R2)-O-N(R1)-のうちの1つが挙げられるが、これに限定しない。さらに、LNAの定義内に包含される他の架橋基は、4’-CH2-2’、4’-(CH2)2-2’、4’-(CH2)3-2’、4’-CH2-O-2’、4’-(CH2)2-O-2’、4’-CH2-O-N(R1)-2’及び4’-CH2-N(R1)-O-2’-架橋であり、式中、各R1及びR2は独立してH、保護基またはC1~C12アルキルである。
【0070】
リボシル糖環の2’-ヒドロキシル基が当該糖環の4’炭素原子へ結合し、それによりメチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)架橋を形成して、当該二環式糖部分を形成するLNAも、本発明によるLNAの定義内に含まれる。当該架橋は、2’酸素原子及び4’炭素原子を結合するメチレン(-CH2-)基でもあり得、これについては、メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)LNAという用語を使用する。さらに、この位置におけるエチレン架橋基を有する二環式糖部分の場合、エチレンオキシ(4’-CH2CH2-O-2’)LNAという用語を使用する。メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)LNAの異性体であるα-L-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)も、本明細書で使用する場合、LNAの定義内に包含される。
【0071】
「ミスマッチ」または「非相補性核酸塩基」は、第一の核酸の核酸塩基が第二の核酸または標的核酸の対応する核酸塩基と対形成することができない場合を指す。
【0072】
「修飾されたヌクレオシド間結合」は、天然ヌクレオシド間結合(すなわち、ホスホジエステルヌクレオシド間結合)からの置換または任意の変化を指す。
【0073】
「修飾された核酸塩基」は、アデニン、シトシン、グアニン、チミジン、またはウラシル以外の任意の核酸塩基を意味する。「修飾されていない核酸塩基」は、プリン塩基であるアデニン(A)及びグアニン(G)、ならびにピリミジン塩基であるチミン(T)、シトシン(C)、及びウラシル(U)を意味する。
【0074】
「修飾されたヌクレオシド」は、独立して、修飾された糖部分及び/または修飾された核酸塩基を有するヌクレオシドを意味する。
【0075】
「修飾されたヌクレオチド」は、独立して、修飾された糖部分、修飾されたヌクレオシド間結合、及び/または修飾された核酸塩基を有するヌクレオチドを意味する。
【0076】
「修飾されたオリゴヌクレオチド」は、少なくとも1つの修飾されたヌクレオシド間結合、修飾された糖、及び/または修飾された核酸塩基を含むオリゴヌクレオチドを意味する。
【0077】
「修飾された糖」は、天然の糖部分からの置換及び/または任意の変化を意味する。
【0078】
「モノマー」は、オリゴマーの単一の単位を意味する。モノマーには、天然であろうと修飾されていようと、ヌクレオシド及びヌクレオチドが含まれるが、これらに限定しない。
【0079】
「モチーフ」は、アンチセンス化合物における非修飾の及び修飾されたヌクレオシドのパターンを意味する。
【0080】
「天然の糖部分」は、DNA(2’-H)またはRNA(2’-OH)中に認められる糖部分を意味する。
【0081】
「天然のヌクレオシド間結合」は、3’から5’へのホスホジエステル結合を意味する。
【0082】
「非相補性核酸塩基」は、互いに水素結合を形成しないまたはそうでなければハイブリッド形成を支持しない一対の核酸塩基を指す。
【0083】
「核酸」は、モノマーヌクレオチドから構成される分子を指す。核酸には、リボ核酸(RNA)、デオキシリボ核酸(DNA)、一本鎖核酸、二本鎖核酸、低分子干渉リボ核酸(siRNA)、及びマイクロRNA(miRNA)が含まれるが、これらに限定しない。
【0084】
「核酸塩基」は、別の核酸の塩基と対形成することのできる複素環部分を意味する。
【0085】
「核酸塩基相補性」は、別の核酸塩基と塩基対形成することのできる核酸塩基を指す。例えば、DNAにおいて、アデニン(A)は、チミン(T)と相補的である。例えば、RNAにおいて、アデニン(A)はウラシル(U)と相補的である。ある実施形態において、相補性核酸塩基は、その標的核酸の核酸塩基と塩基対形成することのできるアンチセンス化合物の核酸塩基を指す。例えば、アンチセンス化合物のある位置における核酸塩基が標的核酸のある位置における核酸塩基と水素結合することができる場合、オリゴヌクレオチドと標的核酸の間の水素結合の位置は、当該核酸塩基対において相補的であるとみなす。
【0086】
「核酸塩基配列」は、任意の糖、結合、及び/または核酸塩基修飾とは無関係の連続した核酸塩基の順序を意味する。
【0087】
「ヌクレオシド」は、糖へ結合した核酸塩基を意味する。
【0088】
「ヌクレオシド模倣体」には、糖または糖及び塩基を置き換えるのに使用する当該模倣体構造が含まれるが、例えば、モルホリノ、シクロヘキセニル、シクロヘキシル、テトラヒドロピラニル、ビシクロ、またはトリシクロ糖模倣体、例えば非フラノース糖単位を有するヌクレオシド模倣体などのオリゴマー化合物の1つ以上の位置における結合では必ずしもない。ヌクレオチド模倣体には、ヌクレオシドと、例えば、ペプチド核酸またはモルホリノ(-N(H)-C(=O)-O-によって結合するモルホリノまたは他の非ホスホジエステル結合)などのオリゴマー化合物の1つ以上の位置における結合との置き換えに使用する当該構造が含まれる。糖代用物は、わずかにより広義の用語であるヌクレオシド模倣体と重複しているが、当該糖単位(フラノース環)のみの置き換えを示すよう企図されている。本明細書で提供するテトラヒドロピラニル環は、糖代用物の一例を示しており、この中で、当該フラノース糖基は、テトラヒドロピラニル環系とすでに置き換えられている。「模倣体」は、糖、核酸塩基、及び/またはヌクレオシド間結合と置換された基を指す。概して、模倣体は、糖または糖-ヌクレオシド間結合の組み合わせの代わりに使用され、核酸塩基は、選択された標的へのハイブリッド形成のために維持される。
【0089】
「ヌクレオチド」は、ヌクレオシドの糖部分へ共有結合したリン酸基を有するヌクレオシドを意味する。
【0090】
「オフターゲット効果」は、企図した標的核酸以外の遺伝子のRNAまたはタンパク質発現の調節と関係した望ましくないまたは有害な生物学的効果を指す。
【0091】
「オリゴマー化合物」または「オリゴマー」は、核酸分子の少なくとも一領域とハイブリッド形成することのできる結合したモノマーサブユニットからなるポリマーを意味する。
【0092】
「オリゴヌクレオチド」は、各々が互いに独立した、修飾することのできるまたは非修飾であることのできる結合したヌクレオシドのポリマーを意味する。
【0093】
「非経口投与」は、注射(例えば、ボーラス注射)または注入を通じての投与を意味する。非経口投与には、皮下投与、静脈内投与、筋肉内投与、動脈内投与、腹腔内投与、または頭蓋内投与、例えば髄腔内投与または脳室内投与が含まれる。
【0094】
「ペプチド」は、アミド結合による少なくとも2つのアミノ酸を結合することによって形成される分子を意味する。制限なしで、本明細書で使用する場合、ペプチドは、ポリペプチド及びタンパク質を指す。
【0095】
「医薬剤」は、個体へ投与した場合に治療上の有益性を提供する物質を意味する。例えば、ある実施形態において、アタキシン2を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドは、医薬剤である。
【0096】
「医薬組成物」は、対象へ投与するのに適した物質の混合物を意味する。例えば、医薬組成物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド及び滅菌済み水溶液を含み得る。
【0097】
「医薬として許容され得る誘導体」は、本明細書で説明する化合物の医薬として許容され得る塩、複合体、プロドラッグまたは異性体を包含する。
【0098】
「医薬として許容され得る塩」は、生理学的に及び医薬として許容され得るアンチセンス化合物の塩、すなわち、親オリゴヌクレオチドの所望の生物学的活性を保有しかつ望ましくない毒物学的効果を与えない塩を意味する。
【0099】
「ホスホロチオアート結合」は、ホスホジエステル結合が、非架橋性酸素原子のうちの1つを硫黄原子と置き換えることによって修飾されるヌクレオシド間結合を意味する。ホスホロチオアート結合は、修飾されたヌクレオシド間結合である。
【0100】
「部分」は、核酸のうちの規定数の連続した(すなわち、結合した)核酸塩基を意味する。ある実施形態において、一部は、標的核酸のうちの規定数の連続した核酸塩基である。ある実施形態において、一部は、アンチセンス化合物のうちの規定数の連続した核酸塩基である。
【0101】
「予防する」または「予防すること」は、疾患、障害、または容態の発症または発達を数分から数日間、数週間、数か月間までの期間、または無限に遅延させまたは未然に防ぐことを指す。
【0102】
「プロドラッグ」は、内在性酵素または他の化学物質及び/もしくは条件の作用によって、身体または細胞内で活性形態(すなわち、薬剤)へと転換される不活性形態で調製された治療薬を意味する。
【0103】
「予防的有効量」は、予防的または防止的有益性を動物へ提供する医薬剤の量を指す。
【0104】
「領域」は、少なくとも1つの識別可能な構造、機能、または特徴を有する標的核酸の一部として定義する。
【0105】
「リボヌクレオチド」は、ヌクレオチドの糖部分の2’位でヒドロキシを有するヌクレオチドを意味する。リボヌクレオチドは、種々の置換基のうちのいずれかで修飾され得る
【0106】
「塩」は、アンチセンス化合物の生理学的に及び医薬として許容され得る塩、すなわち、親オリゴヌクレオチドの所望の生物学的活性を保有しかつ望ましくない毒物学的効果を与えない塩を意味する。
【0107】
「セグメント」は、標的核酸内の領域のより小さなまたは下位の部分として定義する。
【0108】
本明細書で教示するアンチセンスオリゴヌクレオチドの「短縮した」または「切り詰められた」バージョンは、1、2またはそれより多数のヌクレオシドが欠失している。
【0109】
「副作用」は、所望の効果以外の、治療に起因する生理学的応答を意味する。ある実施形態において、副作用には、注射部位反応、肝機能検査異常、腎機能異常、肝毒性、腎毒性、中枢神経異常、及びミオパチーが含まれるが、これらに限定しない。
【0110】
「一本鎖オリゴヌクレオチド」は、相補鎖へハイブリッド形成しないオリゴヌクレオチドを意味する。
【0111】
本明細書で使用する「部位」は、標的核酸内の独特な核酸塩基位置として定義する。
【0112】
「緩徐な進行」は、疾患の発達の低下を意味する。
【0113】
「特異的にハイブリッド形成可能な」は、特異的結合が所望である条件下で、すなわち、インビボアッセイ及び治療的処置の場合に生理学的条件下で、非標的核酸に及ぼす最小限の効果を呈するまたは効果を全く呈さない一方で、所望の効果を誘導するためにアンチセンスオリゴヌクレオチドと標的核酸の間に十分な程度の相補性を有するアンチセンス化合物を指す。
【0114】
「ストリンジェントなハイブリッド形成条件」または「ストリンジェントな条件」は、オリゴマー化合物がその標的配列とハイブリッド形成するが、最小限の数の他の配列とハイブリッド形成する条件を指す。
【0115】
「対象」は、処置または療法のために選択されたヒトまたは非ヒト動物を意味する。
【0116】
「標的」は、その調節が望まれるタンパク質を指す。
【0117】
「標的遺伝子」は、標的をコードする遺伝子を指す。
【0118】
「標的とすること」または「標的とした」は、標的核酸と特異的にハイブリッド形成して所望の効果を誘導するアンチセンス化合物の設計及び選択の方法を意味する。
【0119】
「標的核酸」、「標的RNA」、及び「標的RNA転写産物」及び「核酸標的」はすべて、アンチセンス化合物が標的とすることのできる核酸を意味する。
【0120】
「標的領域」は、1つ以上のアンチセンス化合物が標的とする標的核酸の一部を意味する。
【0121】
「標的セグメント」は、アンチセンス化合物が標的とされる標的核酸のヌクレオチドの配列を意味する。「5’標的部位」は、標的セグメントの5’末端ヌクレオチドを指す。「3’標的部位」は、標的セグメントの3’末端ヌクレオチドを指す。
【0122】
「治療有効量」は、個体へ治療上の有益性を提供する医薬剤の量を意味する。
【0123】
「処置する」または「処置すること」または「処置」は、疾患または容態の変化または改善をもたらすために組成物を投与することを指す。
【0124】
「修飾されていない核酸塩基」は、プリン塩基であるアデニン(A)及びグアニン(G)、ならびにピリミジン塩基であるチミン(T)、シトシン(C)及びウラシル(U)を意味する。
【0125】
「修飾されていないヌクレオチド」は、天然の核酸塩基、糖部分、及びヌクレオシド間結合から構成されるヌクレオチドを意味する。ある実施形態において、修飾されたヌクレオチドは、RNAヌクレオチド(すなわち、β-D-リボヌクレオシド)またはDNAヌクレオチド(すなわち、β-D-デオキシリボヌクレオシド)である。
【0126】
「ウィングセグメント」は、阻害活性の亢進、標的核酸に対する結合親和性の亢進、またはインビボでのヌクレアーゼによる分解に対する耐性などのオリゴヌクレオチド特性へ与えるよう修飾された複数のヌクレオシドを意味する。
【0127】
(ある実施形態)
ある実施形態は、アタキシン2mRNA及びタンパク質の発現を阻害するための方法、化合物、及び組成物を提供する。ある実施形態は、アタキシン2mRNA及びタンパク質
のレベルを低下させるための方法、化合物、及び組成物を提供する。
【0128】
ある実施形態は、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物を提供する。ある実施形態において、当該アタキシン2核酸は、GENBANK受託番号NM_002973.3(配列番号1として本明細書に組み込まれる)、ヌクレオチド2465000~2616000を切り詰められたGENBANK受託番号NT_009775.17(配列番号2として本明細書に組み込まれる)及びGENBANK受託番号BX410018.2(配列番号3として本明細書に組み込まれる)において示される配列である。
【0129】
ある実施形態は、アタキシン2と関係する疾患、障害、及び容態の治療、予防、または寛解を必要とする個体における当該治療、予防、または寛解のための方法を提供する。アタキシン2と関係する疾患、障害、または容態の治療、予防、または寛解のための薬剤の調製のための方法も熟慮される。アタキシン2と関係する疾患、障害、及び容態には、神経変性疾患が含まれる。ある実施形態において、アタキシン2関係疾患には、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症が含まれる。
【0130】
ある実施形態は、12~30個の連結したヌクレオシドからなる、かつ配列番号11~165の核酸塩基配列のうちのいずれかの少なくとも8個、少なくとも9個、少なくとも10個、少なくとも11個、少なくとも12個、少なくとも13個、少なくとも14個、少なくとも15個、少なくとも16個、少なくとも17個、少なくとも18個、少なくとも19個、少なくとも20個の連続した核酸塩基を含む核酸塩基配列を有する、修飾されたオリゴヌクレオチドを含む化合物を提供する。
【0131】
ある実施形態において、修飾されたオリゴヌクレオチドの核酸塩基配列は、配列番号1、配列番号2、または配列番号3と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、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%相補的である。
【0132】
ある実施形態において、当該化合物は修飾された一本鎖オリゴヌクレオチドである。
【0133】
ある実施形態において、当該修飾されたオリゴヌクレオチドの少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、修飾されたヌクレオシド間連結である。
【0134】
ある実施形態において、少なくとも1つの修飾されたヌクレオシド間連結は、ホスホロチオアートヌクレオシド間連結である。
【0135】
ある実施形態において、各修飾されたヌクレオシド間連結は、ホスホロチオアートヌクレオシド間連結である。
【0136】
ある実施形態において、少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、ホスホジエステルヌクレオシド間連結である。
【0137】
ある実施形態において、少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、ホスホロチオアート連結であり、かつ少なくとも1つのヌクレオシド間連結は、ホスホジエステル連結である。
【0138】
ある実施形態において、少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾された核酸塩基を含む。
【0139】
ある実施形態において、当該修飾された核酸塩基は、5-メチルシトシンである。
【0140】
ある実施形態において、当該修飾されたオリゴヌクレオチドの少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾された糖を含む。
【0141】
ある実施形態において、少なくとも1つの修飾された糖は、二環式糖である。
【0142】
ある実施形態において、当該二環式糖は、糖4’-CH2-N(R)-O-2’架橋の2’位と4’位の間の化学的リンクを含み、式中、Rは独立して、H、C1~C12アルキル、または保護基である。
【0143】
ある実施形態において、当該二環式糖は、4’-CH2-N(R)-O-2’を含み、式中、Rは独立して、H、C1~C12アルキル、または保護基である。
【0144】
ある実施形態において、少なくとも1つの修飾された糖は、2’-O-メトキシエチル基を含む。
【0145】
ある実施形態において、当該修飾された糖は、2’-O(CH2)2-OCH3基を含む。
【0146】
ある実施形態において、当該修飾されたオリゴヌクレオチドは、
10個の連結したデオキシヌクレオシドからなるギャップセグメント、
5個の連結したヌクレオシドからなる5’ウィングセグメント、及び
5個の連結したヌクレオシドからなる3’ウィングセグメント
を含み、この中で、当該ギャップセグメントは、5’ウィングセグメントと3’ウィングセグメントの間に位置し、かつこの中で各ウィングセグメントの各ヌクレオシドは、修飾された糖を含む。
【0147】
ある実施形態において、当該修飾されたオリゴヌクレオチドは、20個の連結したヌクレオシドからなる。
【0148】
ある実施形態は、本明細書で説明する任意の化合物またはその塩及び医薬として許容され得る担体または希釈剤のうちの少なくとも1つを含む組成物を提供する。
【0149】
ある実施形態は、動物へ本明細書で説明する任意の化合物または組成物を投与することを含む方法を提供する。
【0150】
ある実施形態において、当該動物はヒトである。
【0151】
ある実施形態において、当該化合物を投与することは、アタキシン2と関係する疾患、障害または容態の予防、処置、寛解、または進行を遅延させる。
【0152】
ある実施形態において、当該アタキシン2疾患、障害または容態、すなわち脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症である。
【0153】
ある実施形態は、神経変性障害を治療するための薬剤の製造のための、本明細書で説明する化合物または組成物のうちのいずれかの使用を提供する。
【0154】
(アンチセンス化合物)
オリゴマー化合物には、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド類似体、オリゴヌクレオチド模倣体、アンチセンス化合物、アンチセンスオリゴヌクレオチド、及びsiRNAが含まれるが、これらに限定しない。オリゴマー化合物は、標的核酸に対して「アンチセンス」であり得、水素結合を通じての標的核酸とのハイブリッド形成を受けることができることを意味する。
【0155】
ある実施形態において、アンチセンス化合物は、5’→3’方向で記載される場合、標的とした標的核酸の標的セグメントの逆相補体(reverse complement)を含む核酸塩基配列を有する。あるこのような実施形態において、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、5’→3’方向で記載される場合、標的とした標的核酸の標的セグメントの逆相補体を含む。
【0156】
ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ12~30サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ12~25サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ12~22サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ14~20サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ15~25サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ18~22サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ19~21サブユニットである。ある実施形態において、アンチセンス化合物は、長さ8~80、12~50、13~30、13~50、14~30、14~50、15~30、15~50、16~30、16~50、17~30、17~50、18~30、18~50、19~30、19~50、または20~30個の連結したサブユニットである。
【0157】
ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ12サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ13サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ14サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ15サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ16サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ17サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ18サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ19サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ20サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ21サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ22サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ23サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ24サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ25サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ26サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ27サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ28サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセ
ンス化合物は、長さ29サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ30サブユニットである。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、長さ31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59.60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、または80個の連結したサブユニット、または上記の値のうちの任意の2つによって定義される範囲である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、アンチセンスオリゴヌクレオチドであり、当該連結したサブユニットはヌクレオシドである。
【0158】
ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンスオリゴヌクレオチドは、短縮されまたは切り詰められてい得る。例えば、単一のサブユニットは、5’末端(5’トランケーション)、またはそれに代わるものとして、3’末端(3’トランケーション)から欠失させ得る。アタキシン2核酸を標的とした短縮されまたは切り詰められたアンチセンス化合物は、5’末端から欠失した2個のサブユニットを有し得、またはそれに代わるものとして、当該アンチセンス化合物の3’末端から欠失した2個のサブユニットを有し得る。あるいは、当該欠失したヌクレオシドは、当該アンチセンス化合物中に、例えば、5’末端から欠失した1つのヌクレオシド及び3’末端から欠失した1つのヌクレオシドを有するアンチセンス化合物において、分散し得る。
【0159】
単一の追加のサブユニットが、伸長したアンチセンス化合物中に存在する場合、追加のサブユニットは、当該アンチセンス化合物の5’末端または3’末端に位置し得る。2つ以上の追加のサブユニットが存在する場合、当該追加されたサブユニットは、例えば、当該アンチセンス化合物の5’末端へ付加された(5’付加)、またはそれに代わるものとして3’末端へ付加された(3’付加)2つのサブユニットを有するアンチセンス化合物において互いに隣接してい得る。あるいは、当該追加したサブユニットは、当該アンチセンス化合物中に、例えば、5’末端へ付加した1つのサブユニット及び3’末端へ付加した1つのサブユニットを有するアンチセンス化合物において、分散し得る。
【0160】
活性を除去することなくアンチセンスオリゴヌクレオチドなどのアンチセンス化合物の長さを増減し、及び/またはミスマッチ塩基を導入することは可能である。例えば、Woolfら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:7305~7309,1992)において、長さ13~25核酸塩基の一連のアンチセンスオリゴヌクレオチドが卵母細胞注入モデルにおける標的RNAの切断を導入する能力について検査した。アンチセンスオリゴヌクレオチドの両末端近くにある長さ25核酸塩基で8または11個のミスマッチ塩基対を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ミスマッチを含有していないアンチセンスオリゴヌクレオチドよりも低い程度までであるにもかかわらず、標的mRNAの特異的切断を仕向けることができた。同様に、標的特異的切断は、1または3個のミスマッチを有するものを含む、13核酸塩基アンチオリゴヌクレオチドを用いて達成された。
【0161】
Gautschiら(J.Natl.Cancer Inst.93:463~471,March 2001)は、bcl-2mRNAと100%相補性を有しかつbcl-xLmRNAに対して3個のミスマッチを有するオリゴヌクレオチドがインビトロ及びインビボでbcl-2及びbcl-xLの両方の発現を低下させる能力を実証した。さらに、このオリゴヌクレオチドは、インビボで強力な抗腫瘍活性を実証した。
【0162】
Maher及びDolnick(Nuc.Acid.Res.16:3341~3358,1988)は、一連の直列の14核酸塩基アンチセンスオリゴヌクレオチド及び当該
直列アンチセンスオリゴヌクレオチドの2個または3個の配列からそれぞれ構成された28個及び42個の核酸塩基アンチセンスオリゴヌクレオチドを、ウサギ網状赤血球アッセイにおけるヒトDHFRの翻訳を捕捉する能力について検査した。当該3つの14核酸塩基アンチセンスオリゴヌクレオチド単独の各々は、28個または42個の核酸塩基アンチセンスオリゴヌクレオチドよりも中程度のレベルにあるにもかかわらず、翻訳を阻害することができた。
【0163】
(アンチセンス化合物モチーフ)
ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、阻害活性の亢進、標的核酸に対する結合親和性の亢進、またはインビボでのヌクレアーゼによる分解に対する耐性などの特性を当該アンチ化合物へ与えるために、パターン、またはモチーフにおいて配置された化学的に修飾されたサブユニットを有する。
【0164】
キメラアンチセンス化合物は典型的には、ヌクレアーゼ分解に対する耐性の亢進、細胞内取り込みの亢進、標的核酸に対する結合親和性の亢進、及び/または阻害活性の亢進を与えるよう修飾された少なくとも1つの領域を含有する。キメラアンチセンス化合物の第二の領域は、RNA:DNA二本鎖のRNA鎖を切断する細胞内エンドヌクレアーゼであるRNアーゼHのための基質として任意に機能し得る。
【0165】
ギャップマーモチーフを有するアンチセンス化合物は、キメラアンチセンス化合物とみなされる。ギャップマーにおいて、RNアーゼH切断を支持する複数のヌクレオチドを有する内部領域は、当該内部領域のヌクレオシドとは化学的に異なる複数のヌクレオチドを有する外部領域間に位置する。ギャップマーモチーフを有するアンチセンスオリゴヌクレオチドの場合、当該ギャップセグメントは概して、エンドヌクレアーゼ切断のための基質として機能するのに対し、ウィングセグメントは修飾されたヌクレオシドを含む。ある実施形態において、ギャップマーの領域は、各異なる領域を含む糖部分の種類によって分化している。ギャップマーの領域を分化させるのに使用する糖部分の種類には、いくつかの実施形態において、β-D-リボヌクレオシド、β-D-デオキシリボヌクレオシド、2’-修飾されたヌクレオシド(このような2’-修飾されたヌクレオシドにはとりわけ、2’-MOE、及び2’-O-CH3が含まれ得る)、及び二環式糖修飾されたヌクレオシド(このような二環式糖修飾されたヌクレオシドには、4’-(CH2)n-O-2’架橋(式中、n=1またはn=2及び4’-CH2-O-CH2-2’)を有するものが含まれ得る)が含まれ得る。ある実施形態において、ウィングには、例えば、2’-MOEを含むいくつかの修飾された糖部分が含まれ得る。ある実施形態において、ウィングには、いくつかの修飾された及び非修飾の糖部分が含まれ得る。ある実施形態において、ウィングには、2’-MOEヌクレオシド及び2’-デオキシヌクレオシドの種々の組み合わせが含まれ得る。
【0166】
各異なる領域は、均一な糖部分、バリアント、または交互になっている糖部分を含み得る。ウィング-ギャップ-ウィングモチーフはしばしば、「X-Y-Z」と説明され、式中、「X」は、5’ウィングの長さを表し、「Y」は、ギャップの長さを表し、かつ「Z」は3’ウィングの長さを表す。「X」及び「Z」は均一な、バリアント、または交互になっている糖部分を含み得る。ある実施形態において、「X」及び「Y」には1つ以上の2’-デオキシヌクレオシドが含まれ得る。「Y」は、2’-デオキシヌクレオシドを含み得る。本明細書で使用する場合、「X-Y-Z」と説明されるギャップマーは、当該ギャップが5’ウィング及び3’ウィングの各々に直接隣接して位置取られるような立体配置を有する。したがって、介入するヌクレオチドは、5’ウィングとギャップの間には、及びギャップと3’ウィングの間には存在しない。本明細書で説明するアンチセンス化合物はいずれも、ギャップマーモチーフを有することができる。ある実施形態において、「X」及び「Z」は同じであり、他の実施形態において、これらは異なっている。
【0167】
ある実施形態において、本明細書で提供するギャップマーには例えば、5-10-5のモチーフを有する20マーが含まれる。
【0168】
ある実施形態において、本明細書で提供するギャップマーには例えば、5-9-5のモチーフを有する19マーが含まれる。
【0169】
ある実施形態において、本明細書で提供するギャップマーには例えば、5-8-5のモチーフを有する18マーが含まれる。
【0170】
ある実施形態において、本明細書で提供するギャップマーには例えば、4-8-6のモチーフを有する18マーが含まれる。
【0171】
ある実施形態において、本明細書で提供するギャップマーには例えば、6-8-4のモチーフを有する18マーが含まれる。
【0172】
ある実施形態において、本明細書で提供するギャップマーには例えば、5-7-6のモチーフを有する18マーが含まれる。
【0173】
(標的核酸、標的領域及びヌクレオチド配列)
アタキシン2をコードするヌクレオチド配列には、以下、すなわちGENBANK受託番号NM_002973.3(配列番号1として本明細書に組み込まれる)、ヌクレオチド2465000~2616000を切り詰められたGENBANK受託番号NT_009775.17の相補体(配列番号2として本明細書に組み込まれる)及びGENBANK受託番号BX410018.2(配列番号3として本明細書に組み込まれる)が含まれるが、これらに限定しない。
【0174】
本明細書に含有される実施例における各配列番号に示す配列が、糖部分、ヌクレオシド間連結、または核酸塩基に対する任意の修飾とは独立していることは理解される。このようなものとして、配列番号によって定義するアンチセンス化合物は独立して、糖部分、ヌクレオシド間連結、または核酸塩基に対する1つ以上の修飾を含み得る。Isis番号(Isis Number)(Isis番号(Isis No))によって説明するアンチセンス化合物は、核酸塩基配列及びモチーフからなる組み合わせを示す。
【0175】
ある実施形態において、標的領域は、標的核酸の構造上定義した領域である。例えば、標的領域は、3’UTR、5’UTR、エキソン、イントロン、エキソン/イントロン接合部、コード領域、翻訳開始領域、翻訳終止領域、または他の定義した核酸領域を包含し得る。アタキシン2について構造上定義した領域は、NCBIなどの配列データベース由来の受託番号によって得ることができ、このような情報は、参照により本明細書に組み込まれる。ある実施形態において、標的領域は、標的領域内の1つの標的セグメントの5’標的部位から、同じ標的領域内の別の標的セグメントの3’標的部位までの配列を包含し得る。
【0176】
標的とすることには、アンチセンス化合物がハイブリッド形成して、それにより所望の効果が生じる少なくとも1つの標的セグメントの決定が含まれる。ある実施形態において、所望の効果は、mRNA標的核酸レベルの低下である。ある実施形態において、所望の効果は、標的核酸によってコードされるタンパク質のレベルの低下、または標的核酸と関係した表現型の変化である。
【0177】
標的領域は、1つ以上の標的セグメントを含有し得る。標的領域内の複数の標的セグメ
ントは重複し得る。あるいは、当該セグメントは、非重複であり得る。ある実施形態において、標的領域内の標的セグメントは、約300個以下のヌクレオチドによって分離される。ある実施形態において、標的領域内の標的セグメントは、標的核酸上の250、200、150、100、90、80、70、60、50、40、30、20、または10個のヌクレオチドである、ほぼそうである、それ以下である、ほぼそれ以下である、あるいは先の値のうちの任意の2つによって定義する範囲である、いくつかのヌクレオチドによって分離されている。ある実施形態において、標的領域内の標的セグメントは、標的核酸上の5個以下または約5個以下のヌクレオチドによって分離されている。ある実施形態において、標的セグメントは連続している。本明細書で列挙する5’標的部位または3’標的部位のうちのいずれかである開始核酸を有する範囲によって定義される標的領域は熟慮される。
【0178】
適切な標的セグメントは、5’UTR、コード領域、3’UTR、イントロン、エキソン、またはエキソン/イントロン接合部内で認められ得る。開始コドンまたは終止コドンを含有する標的セグメントも、適切な標的セグメントである。適切な標的セグメントは具体的には、開始コドンまたは終止コドンなどのある構造上定義した領域を除外し得る。
【0179】
適切な標的セグメントの決定には、ゲノム中の標的核酸の配列と他の配列との比較が含まれ得る。例えば、BLASTアルゴリズムは、異なる核酸のうちの類似性の領域を識別するのに使用され得る。この比較は、選択した標的核酸以外の配列(すなわち、非標的またはオフターゲット配列)と非特異的様式でハイブリッド形成し得るアンチセンス化合物配列の選択を防止することができる。
【0180】
活性標的領域内のアンチセンス化合物の(例えば、標的核酸レベルの%低下によって定義するような)活性には変化があり得る。ある実施形態において、アタキシン2mRNAレベルの低下は、アタキシン2発現の阻害を示す。アタキシン2タンパク質のレベルの低下も、標的mRNA発現の阻害を示す。表現型の変化は、アタキシン2発現の阻害を示す。神経学的機能の改善は、アタキシン2発現の阻害を示す。改善された運動機能及び記憶は、アタキシン2発現の阻害を示す。
【0181】
(ハイブリッド形成)
いくつかの実施形態において、ハイブリッド形成は、本明細書で開示するアンチセンス化合物とアタキシン2核酸の間に生じる。ハイブリッド形成の最も普遍的な機序は、当該核酸分子の相補的核酸塩基間の水素結合(例えば、ワトソン・クリック、フーグスティーンまたは逆フーグスティーン水素結合)を包含する。
【0182】
ハイブリッド形成は、種々の条件下で生じることができる。ストリンジェントな条件は、配列依存的であり、ハイブリッド形成することになっている核酸分子の性質及び組成によって決定される。
【0183】
配列が標的核酸と特異的にハイブリッド形成することができるかどうかを判断する方法は、当該技術分野で周知である。ある実施形態において、本明細書で提供するアンチセンス化合物は、アタキシン2核酸と特異的にハイブリッド形成することができる。
【0184】
(相補性)
アンチセンス化合物及び標的核酸は、当該アンチセンス化合物の十分な数の核酸塩基が当該標的核酸の対応する核酸塩基と水素結合することができる場合、互いに相補的であり、それにより所望の効果が生じる(例えば、アタキシン2核酸などの標的核酸のアンチセンス阻害)。
【0185】
アンチセンス化合物とアタキシン2核酸の間の非相補的核酸塩基は耐容性があり得るが、但し、当該アンチセンス化合物が標的核酸と特異的にハイブリッド形成することができるままであることを条件とする。その上、アンチセンス化合物は、介入するまたは隣接するセグメントがハイブリッド形成事象(例えば、ループ構造、ミスマッチまたはヘアピン構造)に関与しないように、アタキシン2核酸の1つ以上のセグメントにわたってハイブリッド形成し得る。
【0186】
ある実施形態において、本明細書で提供するアンチセンス化合物、またはその指定した部分は、アタキシン2核酸、その標的領域、標的セグメントまたは指定した部分と70%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%相補的であり、あるいは少なくとも70%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%相補的である。アンチセンス化合物と標的核酸との%相補性は、所定の方法を用いて判定することができる。
【0187】
例えば、当該アンチセンス化合物の20個の核酸塩基のうちの18個が標的領域と相補的であるアンチセンス化合物はそれゆえ、特異的にハイブリッド形成するであろうし、90%相補性を表すであろう。この例において、残余の非相補的核酸塩基は、クラスター化され得または相補的核酸塩基が散在してい得、互いにまたは相補的核酸塩基と連続している必要はない。このようなものとして、標的核酸との完全な相補性の2つの領域によって隣接されている4つの非相補的核酸塩基を有する長さ18核酸塩基であるアンチセンス化合物は、標的核酸と77.8%の全体的な相補性を有するであろうし、したがって、本発明の範囲内に収まる。アンチセンス化合物の標的核酸の領域との%相補性は、当該技術分野で公知のBLASTプログラム(塩基局所整列検索ツール)及びPowerBLASTプログラムを用いて所定の通り判定することができる(Altschulら,J.Mol.Biol.,1990,215,403 410、Zhang及びMadden,Genome Res.,1997,7,649 656)。%相同性、配列同一性または相補性は、例えば、Smith及びWatermanのアルゴリズム(Adv.Appl.Math.,1981,2,482 489)を使用する既定の設定値を用いるGapプログラム(ウィスコンシン配列分析パッケージ、Unix用第8版、遺伝学コンピュータグループ、ウィスコンシン州マディソン市ユニバーシティリサーチパーク地区)によって判定することができる。
【0188】
ある実施形態において、本明細書で提供するアンチセンス化合物またはその指定した部分は、標的核酸、またはその指定した部分と完全に相補的(すなわち、100%相補的)である。例えば、アンチセンス化合物は、アタキシン2核酸、またはその標的領域、もしくは標的セグメントもしくは標的配列と完全に相補的であり得る。本明細書で使用する場合、「完全に相補的」は、アンチセンス化合物の各核酸塩基が、標的核酸の対応する核酸塩基と精確な塩基対形成をすることができることを意味する。例えば、20個の核酸塩基アンチセンス化合物は、当該アンチセンス化合物と完全に相補的である標的核酸の対応する20個の核酸塩基部分がある限り、長さ400核酸塩基である標的配列と完全に相補的である。完全に相補的は、第一及び/または第二の核酸の指定した部分に関して使用することもできる。例えば、30個の核酸塩基アンチセンス化合物のうちの20個の核酸塩基部分は、長さ400核酸塩基である標的配列と「完全に相補的」であることができる。当該30個の核酸塩基オリゴヌクレオチドのうちの20個の核酸塩基部分は、当該標的配列が対応する20個の核酸塩基部分を有する場合、当該標的配列と完全に相補的であり、この中で各核酸塩基は、当該アンチセンス化合物のうちの20個の核酸塩基部分と相補的である。同時に、完全な30個の核酸塩基アンチセンス化合物は、当該アンチセンス化合物の残余の10個の核酸塩基も当該標的配列と相補的であるかどうかに応じて、当該標的配
列と完全に相補的であってもまたはなくてもよい。
【0189】
非相補的核酸塩基の位置は、アンチセンス化合物の5’末端または3’末端にあり得る。あるいは、1つのまたは複数の非相補的核酸塩基は、当該アンチセンス化合物の内部位置にあり得る。2つ以上の非相補的核酸塩基が存在する場合、当該核酸塩基は、連続的であり得(すなわち、連結されてい得)または非連続的であり得る。一実施形態において、非相補的核酸塩基は、ギャップマーアンチセンスオリゴヌクレオチドのウィングセグメントに位置する。
【0190】
ある実施形態において、長さ11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の核酸塩基であるあるいは長さ最大11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の核酸塩基であるアンチセンス化合物は、アタキシン2核酸、またはその指定した部分などの標的核酸に対して4個以下、3個以下、2個以下、または1個以下の非相補的核酸塩基(複数可)を含む。
【0191】
ある実施形態において、長さ11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の核酸塩基であるあるいは長さ最大11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の核酸塩基であるアンチセンス化合物は、アタキシン2核酸、またはその指定した部分などの標的核酸に対して6個以下、5個以下、4個以下、3個以下、2個以下、または1個以下の非相補的核酸塩基(複数可)を含む。
【0192】
本明細書で提供するアンチセンス化合物には、標的核酸の一部と相補的であるものも含む。本明細書で使用する場合、「部分」は、標的核酸の領域またはセグメント内の定義した数の連続した(すなわち、連結した)核酸塩基を指す。「部分」はまた、アンチセンス化合物の定義した数の連続した核酸塩基も指すことができる。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも8個の核酸塩基部分と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも9個の核酸塩基部分と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも10個の核酸塩基と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも11個の核酸塩基部分と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも12個の核酸塩基部分と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも13個の核酸塩基部分と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも14個の核酸塩基部分と相補的である。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、標的セグメントの少なくとも15個の核酸塩基部分と相補的である。標的セグメントの少なくとも9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、またはそれより多数の核酸塩基部分と、あるいはこれらの値のうちの任意の2つによって定義される範囲と相補的であるアンチセンス化合物も熟慮される。
【0193】
(同一性)
本明細書で提供するアンチセンス化合物は、特定のヌクレオチド配列、配列番号、または指定のIsis番号によってあらわされる化合物、あるいはこれらの部分と定義した%同一性も有し得る。本明細書で使用する場合、アンチセンス化合物は、同じ核酸塩基対形成能を有する場合、本明細書で開示する配列と同一である。例えば、開示したDNA配列においてチミジンの代わりにウラシルを含有するRNAは、ウラシル及びチミジンが両方ともアデニンと対形成するので、当該DNA配列と同一とみなされるであろう。本明細書で説明するアンチセンス化合物及び本明細書で提供するアンチセンス化合物に対して非同
一の塩基を有する化合物の短縮した及び伸長したバージョンも熟慮される。非同一の塩基は、互いに隣接してい得、または当該アンチセンス化合物中に散在し得る。アンチセンス化合物の%同一性は、比較中の配列に対する同一の塩基対形成を有する塩基の数により算出される。
【0194】
ある実施形態において、当該アンチセンス化合物またはその部分は、本明細書で開示するアンチセンス化合物もしくは配列番号またはその一部のうちの1つ以上のと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である。
【0195】
ある実施形態において、当該アンチセンス化合物の一部は、当該標的核酸の等しい長さの部分と比較される。ある実施形態において、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25個の核酸塩基部分は、当該標的核酸の等しい長さの部分と比較される。
【0196】
ある実施形態において、当該アンチセンスオリゴヌクレオチドの一部は、当該標的核酸の等しい長さの部分と比較される。ある実施形態において、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25個の核酸塩基部分は、当該標的核酸の等しい長さの部分と比較される。
【0197】
(修飾)
ヌクレオシドは、塩基・糖の組み合わせである。当該ヌクレオシドの核酸塩基(塩基としても公知)部分は通常、複素環塩基部分である。ヌクレオチドは、当該ヌクレオシドの糖部分へ共有結合したリン酸基をさらに含むヌクレオシドである。ペントフラノシル糖を含む当該ヌクレオシドについて、リン酸基は、当該糖の2’、3’または5’ヒドロキシル部分へ結合することができる。オリゴヌクレオチドは、互いに隣接したヌクレオシドの共有結合を通じて形成され、線形ポリマーオリゴヌクレオチドを形成する。オリゴヌクレオチド構造内で、当該リン酸基は通常、当該オリゴヌクレオチドのヌクレオシド間結合を形成するといわれる。
【0198】
アンチセンス化合物に対する修飾は、ヌクレオシド間結合、糖部分、または核酸塩基に対する置換または変化を包含する。修飾されたアンチセンス化合物はしばしば、例えば、細胞取り込みの亢進、核酸標的に対する親和性の亢進、ヌクレアーゼの存在下での安定性の亢進、または阻害活性の亢進などの所望の特性のため、天然形態よりも好ましい。
【0199】
化学的に修飾されたヌクレオシドは、その標的核酸に対する短縮したまたは切り詰められたアンチセンスオリゴヌクレオチドの結合親和性を高めるためにも採用され得る。結果的に、遜色ない結果はしばしば、このような化学的に修飾されたヌクレオシドを有するより短いアンチセンス化合物を用いて得ることができる。
【0200】
(修飾されたヌクレオシド間結合)
RNA及びDNAの天然のヌクレオシド間結合は、3’→5’ホスホジエステル結合である。1つ以上の修飾された、すなわち、非天然のヌクレオシド間結合を有するアンチセンス化合物はしばしば、天然のヌクレオシド間結合を有するアンチセンス化合物にわたって選択され、その理由は、例えば、細胞内取り込みの亢進、標的核酸に対する親和性の亢進、及びヌクレアーゼの存在下での安定性の亢進などの所望の特性のためである。
【0201】
修飾されたヌクレオシド間結合を有するオリゴヌクレオチドには、リン原子を保有するヌクレオシド間結合、及びリン原子を有していないヌクレオシド間結合が含まれる。代表的な含リンヌクレオシド間結合には、ホスホジエステル、ホスホトリエステル、メチルホ
スホナート、ホスホルアミダート、及びホスホロチオアートが含まれるが、これらに限定しない。含リン結合及び非含リン結合の調製方法は周知である。
【0202】
ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、1つ以上の修飾されたヌクレオシド間結合を含む。ある実施形態において、当該修飾されたヌクレオシド間結合は、アンチセンス化合物中に散在している。ある実施形態において、修飾されたヌクレオシド間結合は、ホスホロチオアート結合である。ある実施形態において、アンチセンス化合物の各ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオアートヌクレオシド間結合である。
【0203】
(修飾された糖部分)
アンチセンス化合物は、糖基が修飾された1つ以上のヌクレオシドを任意に含有することができる。このような糖修飾ヌクレオシドは、ヌクレアーゼ安定性の亢進、結合親和性の亢進、またはいくつかの他の有益な生物学的特性をアンチセンス化合物へ与え得る。ある実施形態において、ヌクレオシドは、化学的に修飾されたリボフラノース環部分を含む。化学的に修飾されたリボフラノース環の例としては、置換基の付加(5’及び2’置換基、二環式核酸(BNA)を形成するための非ジェミナル環原子の架橋、リボシル環酸素原子とS、N(R)、またはC(R1)(R2)の置き換えを含む)(R、R1及びR2は各々独立して、H、C1~C12アルキルまたは保護基である)及びこれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定しない。化学的に修飾された糖の例としては、2’-F-5’-メチル置換ヌクレオシド(他の開示された5’,2’-ビス置換ヌクレオシドについて2008年8月21日公開のPCT国際出願WO2008/101157を参照されたい)または2’位でのさらなる置換を伴うリボシル環酸素原子とSとの置き換え(2005年6月16日公開の米国特許出願公開US2005-0130923を参照されたい)またはそれに代わるものとしてBNAの5’-置換(LNAが例えば5’-メチルまたは5’-ビニル基で置換された2007年11月22日公開のPCT国際出願WO2007/134181を参照されたい)が挙げられる。
【0204】
修飾された糖部分を有するヌクレオシドの例としては、5’-ビニル、5’-メチル(RまたはS)、4’-S、2’-F、2’-OCH3、2’-OCH2CH3、2’-OCH2CH2F及び2’-O(CH2)2OCH3置換基を含むヌクレオシドが挙げられるが、これらに限定しない。2’位の置換基は、アリル、アミノ、アジド、チオ、O-アリル、O-C1~C10アルキル、OCF3、OCH2F、O(CH2)2SCH3、O(CH2)2-O-N(Rm)(Rn)、O-CH2-C(=O)-N(Rm)(Rn)、及びO-CH2-C(=O)-N(Rl)-(CH2)2-N(Rm)(Rn)から選択することもでき、式中、各Rl、Rm及びRnは独立して、Hまたは置換もしくは非置換のC1~C10アルキルである。
【0205】
本明細書で使用する場合、「二環式ヌクレオシド」は、二環式糖部分を含む修飾されたヌクレオシドを指す。二環式ヌクレオシドの例としては、4’リボシル環原子と2’リボシル環原子の間に架橋を含むヌクレオシドが挙げられるが、これに限定しない。ある実施形態において、本明細書で提供するアンチセンス化合物には、4’→2’架橋を含む1つ以上の二環式ヌクレオシドが含まれる。このような4’→2’架橋した二環式ヌクレオシドの例としては、式4’-(CH2)-O-2’(LNA)、4’-(CH2)-S-2’、4’-(CH2)2-O-2’(ENA)、4’-CH(CH3)--O-2’及び
4’-CH(CH2OCH3)-O-2’(及びこれらの類似体、2008年7月15日公開の米国特許第7,399,845号を参照されたい)、4’-C(CH3)(CH3)-O-2’(及びこの類似体、2009年1月8日公開の国際出願公開WO/2009/006478を参照されたい)、4’-CH2-N(OCH3)-2’(及びこの類似体、2008年12月11月公開の国際出願公開WO/2008/150729を参照さ
れたい)、4’-CH2-O-N(CH3)-2’(2004年9月2日公開の米国特許出願公開US2004-0171570を参照されたい)、4’-CH2-N(R)-O-2’(式中、RはH、C1~C12アルキル、または保護基である)(2008年9月23日公開の米国特許第7,427,672号を参照されたい)、4’-CH2-C-(H)(CH3)-2’(Chattopadhyayaら,J.Org.Chem.,2009,74,118~134を参照されたい)、及び4’-CH2-C(=CH2)-
2’(及びこの類似体、2008年12月8日公開の国際出願公開WO2008/154401を参照されたい)のうちの1つが挙げられるが、これに限定しない。
【0206】
二環式ヌクレオシドに関連したさらなる報告も、公開された文献中で認めることができる(例えば、Singhら,Chem.Commun.,1998,4,455~456、Koshkinら,Tetrahedron,1998,54,3607~3630、Wahlestedtら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,2000,97,5633~5638、Kumarら,Bioorg.Med.Chem.Lett.,1998,8,2219~2222、Singhら,J.Org.Chem.,1998,63,10035~10039、Srivastavaら,J.Am.Chem.Soc.,2007,129(26)8362~8379、Elayadiら,Curr.Opinion Invest.Drugs,2001,2,558~561、Braaschら,Chem.Biol.,2001,8,1~7、及びOrumら,Curr.Opinion Mol.Ther.,2001,3,239~243、米国特許第6,268,490号、第6,525,191号、第6,670,461号、第6,770,748号、第6,794,499号、第7,034,133号、第7,053,207号、第7,399,845号、第7,547,684号、及び第7,696,345号、米国特許公開US2008-0039618、US2009-0012281、米国特許出願番号第60/989,574号、第61/026,995号、第61/026,998号、第61/056,564号、第61/086,231号、第61/097,787号、及び第61/099,844号、PCT国際出願公開WO1994/014226、WO2004/106356、WO2005/021570、WO2007/134181、WO2008/150729、WO2008/154401、及びWO2009/006478を参照されたい)。先の二環式ヌクレオシドの各々は、例えば、α-L-リボフラノース及びβ-D-リボフラノースを含む1つ以上の立体化学的糖立体配置を有して調製することができる(1999年3月25日にWO99/14226として公開のPCT国際出願PCT/DK98/00393を参照されたい)。
【0207】
ある実施形態において、BNAヌクレオシドの二環式糖部分には、ペントフラノシル糖部分の4’位と2’位の間に少なくとも1つの架橋を有する化合物が含まれるが、これらに限定せず、この中で、このような架橋は独立して、-[C(Ra)(Rb)]n-、-C(Ra)=C(Rb)-、-C(Ra)=N-、-C(=O)-、-C(=NRa)-、-C(=S)-、-O-、-Si(Ra)2-、-S(=O)x-、及び-N(Ra)-から独立して選択される1個または2~4個の架橋した基を含み、
式中、
xは0、1、または2であり、
nは1、2、3、または4であり、
各Ra及びRbは独立して、H、保護基、ヒドロキシル、C1~C12アルキル、置換C1~C12アルキル、C2~C12アルケニル、置換C2~C12アルケニル、C2~C12アルキニル、置換C2~C12アルキニル、C5~C20アリール、置換C5~C20アリール、複素環ラジカル、置換複素環ラジカル、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、C5~C7脂環式ラジカル、置換C5~C7脂環式ラジカル、ハロゲン、OJ1、NJ1J2、SJ1、N3、COOJ1、アシル(C(=O)-H)、置換アシル、CN、スルホニル(S(=O)2-J1)、またはスルホキシル(S(=O)-J1)であり
、かつ
各J1及びJ2は独立して、H、C1~C12アルキル、置換C1~C12アルキル、C2~C12アルケニル、置換C2~C12アルケニル、C2~C12アルキニル、置換C2~C12アルキニル、C5~C20アリール、置換C5~C20アリール、アシル(C(=O)-H)、置換アシル、複素環ラジカル、置換複素環ラジカル、C1~C12アミノアルキル、置換C1~C12アミノアルキルまたは保護基である。
【0208】
ある実施形態において、二環式糖部分の架橋は、-[C(Ra)(Rb)]n-、-[C(Ra)(Rb)]n-O-、-C(RaRb)-N(R)-O-または-C(RaRb)-O-N(R)-である。ある実施形態において、当該架橋は、4’-CH2-2’、4’-(CH2)2-2’、4’-(CH2)3-2’、4’-CH2-O-2’、4’-(CH2)2-O-2’、4’-CH2-O-N(R)-2’及び4’-CH2-N(R)-O-2’-であり、式中、各Rは独立して、H、保護基またはC1~C12アルキルである。
【0209】
ある実施形態において、二環式ヌクレオシドは、異性体立体配置によってさらに定義される。例えば、4’-2’メチレン-オキシ架橋を含むヌクレオシドは、α-L立体配置においてまたはβ-D立体配置においてあり得る。すでに、α-L-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNAのものは、アンチセンス活性を示したアンチセンスオリゴヌクレオチドへ組み込まれている(Friedenら,Nucleic Acids Research,2003,21,6365~6372)。
【0210】
ある実施形態において、二環式ヌクレオシドには、以下に示すような(A)α-L-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNA、(B)β-D-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNA、(C)エチレンオキシ(4’-(CH2)2-O-2’)BNA、(D)アミノオキシ(4’-CH2-O-N(R)-2’)BNA、(E)オキシアミノ(4’-CH2-N(R)-O-2’)BNA、及び(F)メチル(メチレンオキシ)(4’-CH(CH3)-O-2’)BNA、(G)メチレン-チオ(4’-CH2-S-2’)BNA、(H)メチレン-アミノ(4’-CH2-N(R)-2’)BNA、(I)炭素環メチル(4’-CH2-CH(CH3)-2’)BNA、及び(J)炭素環プロピレン(4’-(CH2)3-2’)BNAが含まれるが、これらに限定しない。
【0211】
【0212】
【化2-2】
式中、Bxは塩基部分であり、かつRは独立して、H、保護基、またはC
1~C
12アルキルである。
【0213】
ある実施形態において、式I
【0214】
【化3】
を有する二環式ヌクレオシドが提供され、式中、
Bxは、複素環塩基部分であり、
-Q
a-Q
b-Q
c-は、-CH
2-N(R
c)-CH
2-、-C(=O)-N(R
c)-CH
2-、-CH
2-O-N(R
c)-、-CH
2-N(R
c)-O-または-N(R
c)-O-CH
2であり、
R
cは、C
1~C
12アルキルまたはアミノ保護基であり、かつ
T
a及びT
bは各々独立して、H、ヒドロキシル保護基、共役基、反応性リン基、リン部分または支持媒体への共有結合である。
【0215】
ある実施形態において、式II
【0216】
【化4】
を有する二環式ヌクレオシドが提供され、式中、
Bxは、複素環式塩基部分であり、
T
a及びT
bは各々独立して、H、ヒドロキシル保護基、共役基、反応性リン基、リン部分または支持媒体への共有結合であり、
Z
aは、C
1~C
6アルキル、C
2~C
6アルケニル、C
2~C
6アルキニル、置換C
1~C
6アルキル、置換C
2~C
6アルケニル、置換C
2~C
6アルキニル、アシル、置換アシル、置換アミド、チオールまたは置換チオである。
【0217】
一実施形態において、当該置換基の各々は独立して、ハロゲン、オキソ、ヒドロキシル、OJc、NJcJd、SJc、N3、OC(=X)Jc、及びNJeC(=X)NJcJdから独立して選択される置換基で単置換または多置換されており、式中、各Jc、Jd及びJeは独立して、H、C1~C6アルキル、または置換C1~C6アルキルであり、かつXはOまたはNJcである。
【0218】
ある実施形態において、式III
【0219】
【化5】
を有する二環式ヌクレオシドが提供され、式中、
Bxは、複素環式塩基部分であり、
T
a及びT
bは各々独立して、H、ヒドロキシル保護基、共役基、反応性リン基、リン部分または支持媒体への共有結合であり、
Z
bは、C
1~C
6アルキル、C
2~C
6アルケニル、C
2~C
6アルキニル、置換C
1~C
6アルキル、置換C
2~C
6アルケニル、置換C
2~C
6アルキニルまたは置換アシル(C(=O)-)である。
【0220】
ある実施形態において、式IV
【0221】
【化6】
を有する二環式ヌクレオシドが提供され、式中、
Bxは、複素環式塩基部分であり、
T
a及びT
bは各々独立して、H、ヒドロキシル保護基、共役基、反応性リン基、リン部分または支持媒体への共有結合であり、
R
dは、C
1~C
6アルキル、置換C
1~C
6アルキル、C
2~C
6アルケニル、置換C
2~C
6アルケニル、C
2~C
6アルキニルまたは置換C
2~C
6アルキニルであり、
各q
a、q
b、q
c及びq
dは独立して、H、ハロゲン、C
1~C
6アルキル、置換C
1~C
6アルキル、C
2~C
6アルケニル、置換C
2~C
6アルケニル、C
2~C
6アルキニルまたは置換C
2~C
6アルキニル、C
1~C
6アルコキシル、置換C
1~C
6アルコキシル、アシル、置換アシル、C
1~C
6アミノアルキルまたは置換C
1~C
6アミノアルキルである。
【0222】
ある実施形態において、式V
【0223】
【化7】
を有する二環式ヌクレオシドが提供され、式中、
Bxは、複素環式塩基部分であり、
T
a及びT
bは各々独立して、H、ヒドロキシル保護基、共役基、反応性リン基、リン部分または支持媒体への共有結合であり、
各q
a、q
b、q
e及びq
fは各々独立して、水素、ハロゲン、C
1~C
12アルキル、置換C
1~C
12アルキル、C
2~C
12アルケニル、置換C
2~C
12アルケニル、C
2~C
12アルキニルもしくは置換C
2~C
12アルキニル、C
1~C
12アルコキシ、置換C
1~C
12アルコキシ、OJ
j、SJ
j、SOJ
j、SO
2J
j、NJ
jJ
k、N
3、CN、C(=O)OJ
j、C(=O)NJ
jJ
k、C(=O)J
j、O-C(=O)NJ
jJ
k、N(H)C(=NH)NJ
jJ
k、N(H)C(=O)NJ
jJ
kもしくはN(H)C(=S)NJ
jJ
kであり、
またはq
e及びq
fはともに、=C(q
g)(q
h)であり、
q
g及びq
hは各々独立して、H、ハロゲン、C
1~C
12アルキルまたは置換C
1~C
12アルキルである。
【0224】
メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNAモノマーであるアデニン、シトシン、グアニン、5-メチル-シトシン、チミン及びウラシルのオリゴマー化とともにこれらの合成及び調製、ならびに核酸認識特性は、説明されている(Koshkinら,Tetrahedron,1998,54,3607~3630)。BNA及びその調製もWO98/39352及びWO99/14226で説明されている。
【0225】
メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNA及び2’-チオ-BNAの類似体も調製されている(Kumarら,Bioorg.Med.Chem.Lett.,1998,8,2219~2222)。核酸ポリメラーゼのための基質としてオリゴデオキシリボヌクレオチド二本鎖を含むロックされたヌクレオシド類似体の調製も説明されている(Wengelら,WO99/14226)。さらに、新規の立体配座上制限された高親和性オリゴヌクレオチド類似体である2’-アミノ-BNAの合成は、当該技術分野で説明されている(Singhら,J.Org.Chem.,1998,63,10035~10039)。さらに、2’-アミノ-BNAのもの及び2’-メチルアミノ-BNAのものは調製されており、相補的なRNA鎖及びDNA鎖を有するこれらの二本鎖の熱安定性は既に報告されている。
【0226】
ある実施形態において、式VI
【0227】
【化8】
を有する二環式ヌクレオシドが提供され、式中、
Bxは、複素環式塩基部分であり、
T
a及びT
bは各々独立して、H、ヒドロキシル保護基、共役基、反応性リン基、リン部分または支持媒体への共有結合であり、
各q
i、q
j、q
k及びq
lは独立して、H、ハロゲン、C
1~C
12アルキル、置換C
1~C
12アルキル、C
2~C
12アルケニル、置換C
2~C
12アルケニル、C
2~C
12アルキニル、置換C
2~C
12アルキニル、C
1~C
12アルコキシル、置換C
1~C
12アルコキシル、OJ
j、SJ
j、SOJ
j、SO
2J
j、NJ
jJ
k、N
3、CN、C(=O)OJ
j、C(=O)NJ
jJ
k、C(=O)J
j、O-C(=O)NJ
jJ
k、N(H)C(=NH)NJ
jJ
k、N(H)C(=O)NJ
jJ
kまたはN(H)
C(=S)NJ
jJ
kであり、かつ
q
i及びq
jはまたはq
l及びq
kはともに、=C(q
g)(q
h)であり、式中、q
g及びq
hは各々独立して、H、ハロゲン、C
1~C
12アルキルまたは置換C
1~C
12アルキルである。
【0228】
4’-(CH2)3-2’架橋及びアルケニル類似体架橋である4’-CH=CH-CH2-2’を有する1つの炭素環式二環式ヌクレオシドは説明されている(Freierら,Nucleic Acids Research,1997,25(22),4429~4443及びAlbaekら,J.Org.Chem.,2006,71,7731~7740)。炭素環式二環式ヌクレオシドのオリゴマー化とともにこれらの合成及び調製ならびに生化学的研究も説明されている(Srivastavaら,J.Am.Chem.Soc.,2007,129(26),8362~8379)。
【0229】
本明細書で使用する場合、「4’-2’二環式ヌクレオシド」または「4’→2’二環式ヌクレオシド」は、当該糖環の2’炭素原子及び4’炭素原子を結合するフラノース環の2つの炭素原子を結合する架橋を含むフラノース環を含む二環式ヌクレオシドを指す。
【0230】
本明細書で使用する場合、「単環式ヌクレオシド」は、二環式糖部分ではない修飾された糖部分を含むヌクレオシドを指す。ある実施形態において、ヌクレオシドの糖部分、または糖部分類似体は、任意の位置で修飾または置換され得る。
【0231】
本明細書で使用する場合、「2’-修飾された糖」は、2’位で修飾されたフラノシル糖を意味する。ある実施形態において、このような修飾には、置換及び非置換のアルコキシ、置換及び非置換のチオアルキル、置換及び非置換のアミノアルキル、置換及び非置換のアルキル、置換及び非置換のアリル、ならびに置換及び非置換のアルキニルを含むがこれらに限定しないハロゲン化物から選択される置換基が含まれる。ある実施形態において、2’修飾は、O[(CH2)nO]mCH3、O(CH2)nNH2、O(CH2)nCH3、O(CH2)nF、O(CH2)nONH2、OCH2C(=O)N(H)CH3、及びO(CH2)nON[(CH2)nCH3]2を含むがこれらに限定しない置換基から選択され、式中n及びmは1~約10である。他の2’置換基は、C1~C12アルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、O-アルカリールまたはO-アラルキル、SH、SCH3、OCN、Cl、Br、CN、F、CF3、OCF3、SOCH3、SO2CH3、ONO2、NO2、N3、NH2、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルカリール、アミノアルキルアミノ、ポリアルキルアミノ、置換シリル、RNA切断基、リポーター基、インターカレーター、薬物動態特性を改善するための基、またはアンチセンス化合物の薬物動態特性を改善するための基、及び類似の特性を有する他の置換基からも選択することができる。ある実施形態において、修飾されたヌクレオシドは、2’-MOE側鎖を含む(Bakerら,J.Biol.Chem.,1997,272,11944~12000)。このような2’-MOE置換は、非修飾のヌクレオシドと及び2’-O-メチル、O-プロピル、及びO-アミノプロピルなどの他の修飾されたヌクレオシドと比較して改善された結合親和性を有するものとして説明されている。2’-MOE置換基を有するオリゴヌクレオチドは、インビボでの使用のための有望な特長を有する遺伝子発現のアンチセンス阻害剤であることも示されている(Martin,Helv.Chim.Acta,1995,78,486~504、Altmannら,Chimia,1996,50,168~176、Altmannら,Biochem.Soc.Trans.,1996,24,630~637、及びAltmannら,Nucleosides Nucleotides,1997,16,917~926)。
【0232】
本明細書で使用する場合、「修飾されたテトラヒドロピランヌクレオシド」または「修
飾されたTHPヌクレオシド」は、正常なヌクレオシド(糖代用物)におけるペントフラノシル残基に対して6員のテトラヒドロピラン「糖」を有するヌクレオシドを意味する。修飾されたTHPヌクレオシドには、当該技術分野でヘキシトール核酸(HNA)、アニトール核酸(ANA)、マンニトール核酸(MNA)(Leumann,Bioorg.Med.Chem.,2002,10,841~854を参照されたい)、フルオロHNA(F-HNA)または式VII
【0233】
【化9】
を有する当該化合物とよばれるものが含まれるが、これらに限定せず、この中で、式VIIの当該少なくとも1つのテトラヒドロピランヌクレオシド類似体の各々について独立して、
Bxは、複素環式塩基部分であり、
T
a及びT
bは各々独立して、当該アンチセンス化合物に対してテトラヒドロピランヌクレオシド類似体を結合させるヌクレオシド間結合基であり、またはT
a及びT
bのうちの1つは、当該アンチセンス化合物に対してテトラヒドロピランヌクレオシド類似体を結合するヌクレオシド間結合基であり、かつT
a及びT
bのうちのもう1つは、H、ヒドロキシル保護基、結合した共役基または5’もしくは3’末端基であり、
q
1、q
2、q
3、q
4、q
5、q
6及びq
7は各々独立して、H、C
1~C
6アルキル、置換C
1~C
6アルキル、C
2~C
6アルケニル、置換C
2~C
6アルケニル、C
2~C
6アルキニルまたは置換C
2~C
6アルキニルであり、かつR
1及びR
2の各々は、水素、ヒドロキシル、ハロゲン、置換または非置換のアルコキシ、NJ
1J
2、SJ
1、N
3、OC(=X)J
1、OC(=X)NJ
1J
2、NJ
3C(=X)NJ
1J
2及びCNであり、式中、XはO、SまたはNJ
1であり、かつ各J
1、J
2及びJ
3は独立して、HまたはC
1~C
6アルキルである。
【0234】
ある実施形態において、q1、q2、q3、q4、q5、q6及びq7が各々Hである式VIIの修飾されたTHPヌクレオシドが提供される。ある実施形態において、q1、q2、q3、q4、q5、q6及びq7の少なくとも1つは、H以外である。ある実施形態において、q1、q2、q3、q4、q5、q6及びq7の少なくとも1つは、メチルである。ある実施形態において、R1及びR2のうちの1つがフルオロである式VIIのTHPヌクレオシドが提供される。ある実施形態において、R1はフルオロでありかつR2はHであり、R1はメトキシでありかつR2はHであり、及びR1はHでありかつR2はメトキシエトキシである。
【0235】
本明細書で使用する場合、「2’-修飾した」または「2’-置換した」は、HまたはOH以外の2’位の置換基を含む糖を含むヌクレオシドを指す。2’-修飾したヌクレオシドには、当該糖環の2つの炭素原子を結合する架橋が、2’炭素及び当該糖環の別の炭素を結合する二環式ヌクレオシド、ならびにアリル、アミノ、アジド、チオ、O-アリル、O-C1~C10アルキル、-OCF3、O-(CH2)2-O-CH3、2’-O(CH2)2SCH3、O-(CH2)2-O-N(Rm)(Rn)、またはO-CH2-C(=O)-N(Rm)(Rn)などの非架橋性2’置換基(式中、各Rm及びRnは独立して、Hまたは置換もしくは非置換のC1~C10アルキルである)を有するヌクレオ
シドが含まれるが、これらに限定しない。2’-修飾されたヌクレオシドは、例えば当該糖の他の位置で及び/または当該核酸塩基で他の修飾を含み得る。
【0236】
本明細書で使用する場合、「2’-F」は、2’位でフルオロ基を含む糖を含むヌクレオシドを指す。
【0237】
本明細書で使用する場合、「2’-OMe」または「2’-OCH3」または「2’-O-メチル」は各々、当該糖環の2’位で-OCH3基を含む糖を含むヌクレオシドを指す。
【0238】
本明細書で使用する場合、「MOE」または「2’-MOE」または「2’-OCH2CH2OCH3」または「2’-O-メトキシエチル」は各々、当該糖環の2’位で-OCH2CH2OCH3基を含む糖を含むヌクレオシドを指す。
【0239】
本明細書で使用する場合、「オリゴヌクレオチド」は、複数の結合したヌクレオシドを含む化合物を指す。ある実施形態において、当該複数のヌクレオシドの1つ以上は修飾される。ある実施形態において、オリゴヌクレオチドは、1つ以上のリボヌクレオシド(RNA)及び/またはデオキシリボヌクレオシド(DNA)を含む。
【0240】
アンチセンス化合物への組み込みのためにヌクレオシドを修飾するのに使用することのできる多くの他のビシクロ及びトリシクロ糖代用物環系も当該技術分野で公知である(例えば、総説論文:Leumann,Bioorg.Med.Chem.2002,10,841~854を参照されたい)。このような環系は、活性を高めるための種々の追加の置換を受けることができる。
【0241】
修飾された糖の調製方法は、当業者に周知である。
【0242】
修飾された糖部分を有するヌクレオチドにおいて、当該核酸塩基部分(天然、修飾されたまたはこれらの組み合わせ)は、適切な核酸標的とのハイブリッド形成のために維持される。
【0243】
ある実施形態において、アンチセンス化合物は、修飾された糖部分を有する1つ以上のヌクレオシドを含む。ある実施形態において、修飾された糖部分は、2’-MOEである。ある実施形態において、2’-MOE修飾されたヌクレオシドは、ギャップマーモチーフに配置される。ある実施形態において、修飾された糖部分は、(4’-CH(CH3)-O-2’)架橋基を有する二環式ヌクレオシドである。ある実施形態において、(4’-CH(CH3)-O-2’)修飾されたヌクレオシドは、ギャップマーモチーフのウィング中に配置される。
【0244】
(医薬組成物を製剤するための組成物及び方法)
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、医薬組成物または製剤の調製のための医薬として許容され得る活性物質または不活性物質と混合され得る。医薬組成物の製剤のための組成物及び方法は、投与経路、疾患の程度、または投与されるべき用量を含むがこれらに限定しないいくつかの基準による。
【0245】
アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物は、当該アンチセンス化合物を適切な医薬として許容され得る希釈剤または担体と組み合わせることによって医薬組成物中で利用することができる。医薬として許容され得る希釈剤には、リン酸塩類緩衝液(PBS)が含まれる。PBSは、非経口送達されるべき組成物中で使用するのに適した希釈剤である。したがって、一実施形態において、アンチセンス2核酸を標的としたアンチセンス
化合物及び医薬として許容され得る希釈剤を含む医薬組成物が本明細書で説明する方法において採用される。ある実施形態において、当該医薬として許容され得る希釈剤はPBSである。ある実施形態において、当該アンチセンス化合物は、アンチセンスオリゴヌクレオチドである。
【0246】
アンチセンス化合物を含む医薬組成物は、ヒトを含む動物への投与の際に、生物学的に活性のある代謝産物またはその残渣を(直接的にまたは間接的に)提供することのできる医薬として許容され得る塩、エステル、もしくはこのようなエステルの塩、または任意の他のオリゴヌクレオチドを包含する。したがって、例えば、本開示は、アンチセンス化合物の医薬として許容され得る塩、プロドラッグ、このようなプロドラッグの医薬として許容され得る塩、及び他の生物学的同等物にも関する。適切な医薬として許容され得る塩には、ナトリウム塩およびカリウム塩が含まれるが、これらに限定しない。
【0247】
プロドラッグには、活性アンチセンス化合物を形成するための、身体内で内在性ヌクレアーゼによって切断されるアンチセンス化合物の片端または両端における追加のヌクレオシドの組み込みを含むことができる。
【0248】
(複合アンチセンス化合物)
アンチセンス化合物は、結果として生じるアンチセンスオリゴヌクレオチドの活性、細胞内分布または細胞内取り込みを亢進する1つ以上の部分または複合体へ共有結合し得る。典型的な複合体基には、コレステロール部分及び脂質部分が含まれる。追加の複合体基には、炭水化物、リン脂質、ビオチン、フェナジン、葉酸、フェナントリジン、アントラキノン、アクリジン、フルオレセイン、ローダミン、クマリン、及び色素が含まれる。
【0249】
アンチセンス化合物は、例えばヌクレアーゼ安定性などの特性を亢進するためにアンチセンス化合物の片端または両端へ概して結合した1つ以上の安定化基を有するよう修飾することもできる。キャップ構造は安定化基に含まれる。これらの末端修飾は、末端核酸を有するアンチセンス化合物を、エキソヌクレアーゼ分解から保護するので、細胞内での送達及び/または局在性において支援することができる。当該キャップは、5’-末端(5’-キャップ)にもしくは3’-末端(3’-キャップ)に存在することができ、または両末端に存在することができる。キャップ構造は当該技術分野で周知であり、例えば、逆転したデオキシ脱塩基性キャップが含まれる。ヌクレアーゼ安定性を付与するためにアンチセンス化合物の片端または両端をキャッピングするのに使用することのできるさらなる3’及び5’安定化基には、2003年1月16日公開のWO03/004602に開示されたものが含まれる。
【0250】
(細胞培養及びアンチセンス化合物処置)
アタキシン核酸のレベル、活性または発現に及ぼすアンチセンス化合物の効果は、種々の細胞型においてインビトロで検査することができる。このような分析に使用する細胞型は、商業的売主(例えば、米国培養細胞系統保存機関,バージニア州マナサス市、Zen-Bio,Inc.,ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク地区、Clonetics Corporation,メリーランド州ウォーカーズビル町)から入手可能であり、市販の試薬(例えば、Invitrogen Life Technologies,カリフォルニア州カールスバッド市)を用いて売主の説明書により培養される。実例となる細胞型には、HepG2細胞、Hep3B細胞、及び初代肝細胞が含まれるが、これらに限定しない。
【0251】
(アンチセンスオリゴヌクレオチドのインビトロでの検査)
他のアンチセンス化合物を用いた処置のために適切に修正することのできる、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた細胞の処置のための方法が、本明細書で説明される。
【0252】
細胞は、培養物中でおよそ60~80%培養密度に到達すると、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて処置され得る。
【0253】
アンチセンスオリゴヌクレオチドを培養細胞へ導入するのに通常使用される1つの試薬には、陽イオン性脂質トランスフェクション試薬LIPOFECTIN(Invitrogen,カリフォルニア州カールスバッド市)が含まれる。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、OPTI-MEM1(Invitrogen,カリフォルニア州カールスバッド市)中でLIPOFECTINと混合されて、所望の終濃度のアンチセンスオリゴヌクレオチド及び100nMアンチセンスオリゴヌクレオチドあたり2~12ug/mLに及び得るLIPOFECTINを達成し得る。
【0254】
培養細胞中にアンチセンスオリゴヌクレオチドを導入するのに使用する別の試薬には、LIPOFECTAMIME(Invitrogen,カリフォルニア州カールスバッド市)が含まれる。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、OPTI-MEM1還元血清培地(Invitrogen,カリフォルニア州カールスバッド市)中でLIPOFECTAMIMEと混合されて、所望の濃度のアンチセンスオリゴヌクレオシド及び100nMアンチセンスオリゴヌクレオチドあたり2~12ug/mLに及び得るLIPOFECTAMIME濃度を達成する。
【0255】
アンチセンスオリゴヌクレオチドを培養細胞へ導入するのに使用する別の技術には、電気穿孔法が含まれる。
【0256】
細胞を所定の方法によってアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて処理する。アンチセンスオリゴヌクレオチド処置の16~24時間後に細胞を収穫し得、このとき、標的核酸のRNAレベルまたはタンパク質レベルを当該技術分野で公知の及び本明細書で説明する方法によって測定する。概して、処置を複数の複製物中で実施する場合、データは複製物の処置の平均値として表す。
【0257】
使用するアンチセンスオリゴヌクレオチドの濃度は、細胞株に応じて変化する。特定の細胞株に最適なアンチセンスオリゴヌクレオチド濃度を判定する方法は、当該技術分野で周知である。アンチセンスオリゴヌクレオチドは典型的には、LIPOFECTAMIMEを用いてトランスフェクトする場合、1nM~300nMに及ぶ濃度で使用する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、電気穿孔法を用いてトランスフェクトする場合、625~20,000nMに及ぶ、より高濃度で使用する。
【0258】
(RNAの単離)
RNA分析は、全細胞RNAまたはポリ(A)+mRNAに関して実施することができる。RNA単離の方法は、当該技術分野で周知である。RNAは、例えば、製造元の推奨するプロトコルによりTRIZOL試薬(Invitrogen,カリフォルニア州カールスバッド市)を用いて、当該技術分野で周知の方法を用いて調製する。
【0259】
(標的レベルまたは標的発現の阻害に関する分析)
アタキシン2核酸のレベルまたは発現の阻害は、当該技術分野で公知の種々の方法においてアッセイすることができる。例えば、標的核酸レベルは、例えば、ノザンブロット分析、競合的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、または定量的リアルタイムPCRによって定量化することができる。RNA分析は、全細胞RNAまたはポリ(A)+mRNAに関して実施することができる。RNA単離方法は当該技術分野で周知である。ノザンブロット分析も当該技術分野で所定である。定量的リアルタイムPCRは、PE-Applied Biosystems(カリフォルニア州フォスター市)から入手可能なかつ製造元
の説明書により使用される市販のABI PRISM 7600、7700、または7900を用いて簡便に達成することができる。
【0260】
(標的RNAレベルの定量的リアルタイムPCR分析)
標的RNAレベルの定量化は、製造元の説明書により、ABI PRISM 7600、7700、または7900配列検出システム(PE-Applied Biosystems、カリフォルニア州フォスター市)を用いた定量的リアルタイムPCRによって達成され得る。定量的リアルタイムPCRの方法は、当該技術分野で周知である。
【0261】
リアルタイムPCRに先立って、単離したRNAを逆転写酵素(RT)反応へ供し、当該反応は、相補的DNA(cDNA)を生成し、これを次に、リアルタイムPCR増幅のための基質として用いる。RTPCR反応及びリアルタイムPCR反応は、同じ試料ウェル中で連続的に実施する。RTPCR試薬及びリアルタイムPCR試薬は、Invitrogen(カリフォルニア州カールスバッド市)から得られ得る。RTリアルタイムPCR反応は、当業者に周知の方法によって実施する。
【0262】
リアルタイムPCRによって得られる遺伝子(またはRNA)標的の量は、シクロフィリンAなど、発現が定常的である遺伝子の発現レベルを用いて、またはRIBOGREEN(Invitrogen,Inc.カリフォルニア州カールスバッド市)を用いて全RNAを定量化することによってのいずれかで標準化される。シクロフィリンA発現は、標的と同時に実行することによって、多重化することによって、または別個に、リアルタイムPCRによって定量化される。全RNAは、RIBOGREEN RNA定量化試薬(Invetrogen,Inc.オレゴン州ユージーン市)を用いて定量化される。RIBOGREENによるRNA定量化の方法は、Jones,L.J.ら(Analytical Biochemistry,1998,265,368~374)において教示される。CYTOFLUOR4000機(PE Applied Biosystems)は、RIBOGREEN蛍光を測定するために使用する。
【0263】
プローブ及びプライマーは、アタキシン2核酸とハイブリッド形成するよう設計する。リアルタイムPCRプローブ及びプライマーの設計方法は、当該技術分野で周知であり、PRIMER EXPRESSソフトウェア(Applied Biosystems、カリフォルニア州フォスター市)などのソフトウェアの使用を含み得る。
【0264】
(タンパク質レベルの分析)
アタキシン2核酸のアンチセンス阻害は、アタキシン2タンパク質レベルを測定することによって評価することができる。アタキシン2のタンパク質レベルは、免疫沈降、ウェスタンブロット分析(イムノブロッティング)、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、定量的タンパク質アッセイ、タンパク質活性アッセイ(例えば、カスパーゼ活性アッセイ)、免疫組織化学、免疫細胞化学または蛍光標識細胞分取法(FACS)など、当該技術分野で周知の種々の方法において評価または定量化することができる。標的へ向かう抗体は、抗体のMSRSカタログ(Aerie Corporation,ミシガン州バーミンガム市)など、種々の源から識別及び入手することができ、または当該技術分野で周知の従来のモノクローナル抗体もしくはポリクローナル抗体作製方法を介して調製することができる。
【0265】
(アンチセンス化合物のインビボでの検査)
アンチセンス化合物、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、運動機能及び認知の改善など、アタキシン2の発現を阻害しかつ表現型の変化を生じる当該化合物の能力を評価するために、動物において検査する。ある実施形態において、当該動物における運動機能は、歩行開始分析、ロータロッド、握力、登り棒、屋外作業成績、平均台、後足足跡
検査によって測定される。
【0266】
検査は、正常動物において、または実験疾患モデルにおいて実施され得る。動物への投与のために、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、リン酸緩衝塩類液など、医薬として許容され得る希釈剤中に製剤される。投与には、腹腔内、静脈内、及び皮下など、非経口投与経路が含まれる。アンチセンスオリゴヌクレオチドの薬用量及び投薬頻度の算出は、当業者の能力内であり、投与経路及び動物の体重などの因子による。アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた一定期間の処置の後、RNAを中枢神経系組織または脳脊髄液から単離し、アタキシン2核酸発現の変化を測定する。
【0267】
(ある適応症)
ある実施形態において、本明細書で説明する1つ以上の医薬組成物を投与することを含む、個体を治療する方法、化合物、及び組成物が本明細書で提供される。ある実施形態において、当該個体は神経変性疾患を有している。ある実施形態において、当該個体は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症を含むがこれらに限定しない神経変性疾患を発達させることについての危険がある。ある実施形態において、当該個体は、アタキシン2関係疾患を有しているものと識別されている。ある実施形態において、個体におけるアタキシン2発現を予防的に低下させるための方法が本明細書で提供される。ある実施形態には、個体へ治療有効量の、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物を投与することによって、治療を必要とする個体を治療することが含まれる。
【0268】
一実施形態において、治療有効量の、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物の投与は、当該アンチセンス化合物の投与に対する個体の応答を判断するために、個体におけるアタキシン2レベルのモニタリングを伴う。当該アンチセンス化合物の投与に対する個体の応答は、治療介入の量および持続期間を判断するために、内科医によって使用され得る。
【0269】
ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物の投与は、少なくとも15、20、25、30、35、40、45、50、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、もしくは100%、またはこれらの値のうちの任意の2つによって定義される範囲だけ、アタキシン2発現の低下を結果的に生じる。ある実施形態において、アタキシン2核酸を標的としたアンチセンス化合物の投与は、動物における改善された運動機能を結果的に生じる。ある実施形態において、アタキシン2アンチセンス化合物の投与は、運動機能を少なくとも15、20、25、30、35、40、45、50、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、もしくは100%、またはこれらの値のうちの任意の2つによって定義される範囲だけ改善する。
【0270】
ある実施形態において、アタキシン2を標的としたアンチセンス化合物を含む医薬組成物は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、及びパーキンソン症を含む神経変性疾患に罹患しているまたは易罹患性の患者を治療するための薬剤の調製に使用される。
【実施例0271】
(非限定的な開示及び参照による組み込み)
本明細書で説明するある化合物、組成物、及び方法は、ある実施形態に従って具体的に説明されてきたが、以下の実施例は、本明細書で説明する化合物を説明するためにのみ供されており、当該化合物を制限するよう意図するものではない。本出願において列挙される参考文献の各々は、その内容が全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【0272】
(実施例1:MOEギャップマーによるHepG2細胞におけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害)
アタキシン2核酸を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを設計し、インビトロでのアタキシン2mRNAに及ぼす当該アンチセンスオリゴヌクレオチドの効果について検査した。当該アンチセンスオリゴヌクレオチドは、類似の培養条件を有する一連の実験において検査した。各実験についての結果は、下記に示す個別の表において呈される。ウェルあたり20,000個の密度の培養HepG2細胞に4,500nMアンチセンスオリゴヌクレオチドを、電気穿孔法を用いてトランスフェクトした。およそ24時間の処置期間ののち、RNAを細胞から単離し、アタキシン2mRNAレベルを定量的リアルタイムPCRによって測定した。ヒトプライマープローブセットRTS3642(配列番号5として本明細書で指定の順方向配列ACCAAAGAGTAGTTAATGGAGGTGTTC、配列番号6として本明細書で指定の逆方向配列AGAAGGTGGGCGAGAGGAA、配列番号7として本明細書で指定のプローブ配列CTGGCCATCGCCTTGCCCA)を用いてmRNAレベルを測定した。アタキシン2mRNAレベルは、RIBOGREEN(登録商標)によって測定するように、全RNA含有量により調整した。結果は、未処置の対照細胞に対するアタキシン2の%阻害として呈する。
【0273】
以下の表におけるキメラアンチセンスオリゴヌクレオチドは、5-10-5MOEギャップマーとして設計した。当該ギャップマーは長さ20ヌクレオシドであり、この中で、中央ギャップセグメントは10個の2’-デオキシヌクレオシドから構成され、各5個のヌクレオシドを含む5’方向及び3’方向のウィングセグメントによって隣接されている。5’ウィングセグメントにおける各ヌクレオシド及び3’ウィングセグメントにおける各ヌクレオシドは、2’-MOE修飾を有している。各ギャップマーを通じてのヌクレオシド間結合は、ホスホロチオアート結合である。各ギャップマー中のシトシン残基はすべて、5-メチルシトシンである。「開始部位」は、ギャップマーがヒト遺伝子配列において標的とされている5’末端ヌクレオシドを示す。「終止部位」は、ギャップマーがヒト遺伝子配列を標的とした3’末端ヌクレオシドを示す。表に列挙した各ギャップマーは、配列番号1(GENBANK受託番号NM_002973.3)として本明細書で指定のヒトアタキシン2mRNAまたは配列番号2(ヌクレオチド2465000~2616000を切り詰められたGENBANK受託番号NT_009775.17の相補体)として本明細書で指定のヒトアタキシン2ゲノム配列のいずれかを標的としている。いくつかのオリゴヌクレオチドは、配列番号1及び配列番号2のいずれも標的としていないが、代わりに、バリアント遺伝子配列である配列番号3(GENBANK受託番号BX410018.2)を標的とする。「n/a」は、当該アンチセンスオリゴヌクレオチドがその特定の遺伝子配列を100%相補性で標的としないことを示している。
【0274】
【0275】
【0276】
【0277】
【0278】
【0279】
【0280】
【0281】
(実施例2:MOEギャップマーによるHepG2細胞におけるヒトアタキシン2の用量依存的アンチセンス阻害)
アタキシン2mRNAの有意なインビトロでの阻害を呈する実施例1由来のギャップマーを選択し、HepG2細胞において種々の用量で検査した。細胞をウェルあたり20,000個の密度で播種し、下記の表に指定の通り、0.625μM、1.250μM、2.500μM、5.000μM及び10.000μMの濃度のアンチセンスオリゴヌクレオチドを、電気穿孔法を用いてトランスフェクトした。およそ16時間の処置期間後、RNAを細胞から単離し、アタキシン2mRNAレベルを定量的リアルタイムPCRによって測定した。ヒトプライマープローブセットRTS3642を用いてmRNAレベルを測定した。アタキシン2mRNAレベルをRIBOGREEN(登録商標)によって測定するように、全RNAにより調整した。結果は、未処置の対照細胞に対するアタキシン2の%阻害として呈する。
【0282】
各オリゴヌクレオチドの最大半量の阻害濃度(IC50)も呈する。アタキシン2mRNAレベルは、アンチセンスオリゴヌクレオチドで処置した細胞において用量依存的な様式で有意に低下した。
【0283】
【0284】
(実施例3:SCA2 BACマウスモデルにおけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害)
アタキシン2mRNAの有意なインビトロでの阻害を呈する実施例1由来のギャップマーを選択し、SCA2[Q22]-BACマウスモデルにおいてインビボで検査した。このマウスモデルは、脊髄小脳失調症2型(SCA2)の研究用に、FVB/B6複合背景のマウスを用いてPulst研究室(ユタ大学、ソルトレイクシティ)において作出した。これらのマウスは、16kbの上流配列及び2.5kbの下流配列を含む全176kbのヒトATXN2遺伝子領域を有している。
【0285】
(処置)
各3匹のマウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはアンチセンスオリゴヌクレオチドを、脳室内注射を介して投与した。5~7週齢のマウスに酸素及び3%イソフルランからなる混合物を3~4分間個々に注入して鎮静を生じた。次に、頭皮上の毛髪を剪断器具で除去した。当該マウスを定位固定機(マウス用Stoelting Just)に配置した。頭皮をまずヨウ素スクラブで、次に70%エタノールで清浄化した。切開部を両眼の間の箇所の直後の領域から1.5cm後ろの領域まで10番メスで作製した。滅菌綿棒を用いて骨膜を除去した。26ゲージ針のハミルトン注射器を定位固定機の針ホルダーに配置し、正常塩類溶液(0.9%)または塩類溶液(0.9%)中のアンチセンスオリゴヌクレオチド(250μg)のいずれかで10μLの指標まで満たした。針を頭蓋上の十字縫合上に位置取った後、右へ1mmかつ0.46mm後部に位置取った。次に、針の先端を頭蓋のみを通過させて挿入した後、右側脳室へと2.5mm下に位置取った。次に、注射器のプランジャーを押下して、5~7μLの所望の容積を送達した。室内圧を等化させておくために4分間待機した後、針を除去し、頭皮を縫合した。次に、切開部をポビドン溶液で処置し、マウスをケージへ回復のため仰向けで戻した。マウスは毎日モニターした。
【0286】
(RNA分析)
7日後、マウスをもはや呼吸しなくなるまでイソフルラン中に置いた。次に、脳を摘出した。RNA分析用の3mm切片1つを含む脳の3つの部分を冠状切片で収集した。RNAをRNeasyキット(Qiagen)を用いて30mg組織から単離した。QuantiTect逆転写キット(Qiagen)を用いてcDNAを生成した。リアルタイムPCR(qPCR)を4つ組で96ウェルプレート中でiCycler(Bio-Rad)において標準曲線を用いてSYBR Green法によって実施した。反応物は20μLであり、15ngのcDNA、2μLの各プライマー(終濃度0.3μM)、及び10μLのSYBR Greem Master Mix(Bio-Rad)からなった。周期パラメータには、10秒間の950変性工程、20秒間のアニーリング温度でのインキュベーション及び720で40秒間の第二のインキュベーションが含まれていた。各プレートは、複数のpGL2-5A3トランスジェニックマウスから調製した小脳RNAを用いた標準曲線を含んでいた。単一のアンプリコンは、変性分析及びゲル電気泳動法によって確認した。
【0287】
マウスおよびヒトアタキシン2についてのRNA分析からの結果を以下の表に呈する。示すように、ISISオリゴヌクレオチドのうちのいくつかは、マウスの脳におけるヒトアタキシン2mRNAを減少させた。
【0288】
【0289】
(実施例4:ATXN2-Q127マウスモデルにおけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害)
アタキシン2mRNAの有意なインビトロでの阻害を呈する実施例1由来のギャップマーを選択し、ATXN2-Q127マウスモデルにおいてインビボで検査した。このマウスモデル(Hansen,S.T.ら,Human.Molecular Genetics 2012,1~13)は、プルキンエ細胞タンパク質2型(Pcp2)プロモーターの調節下で全長の突然変異体ATXN2Q127相補的DNAを発現する。このモデルは、小脳プルキンエ細胞における散在性細胞質凝集体の形成を付随する早期発症型進行性運動障害表現型を示す。
【0290】
(処置)
各3匹のマウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはアンチセンスオリゴヌクレオチドを、脳室内注射を介して投与した。5~7週齢のマウスに酸素及び3%イソフルランからなる混合物を3~4分間個々に注入して鎮静を生じた。次に、頭皮上の毛髪を剪断器具で除去した。当該マウスを定位固定機(マウス用Stoelting Just)に配置した。頭皮をまずヨウ素スクラブで、次に70%エタノールで清浄化した。
切開部を両眼の間の箇所の直後の領域から1.5cm後ろの領域まで10番メスで作製した。滅菌綿棒を用いて骨膜を除去した。26ゲージ針のハミルトン注射器を定位固定機の針ホルダーに配置し、正常塩類溶液(0.9%)または塩類溶液(0.9%)中のアンチセンスオリゴヌクレオチド(250μg)のいずれかで10μLの指標まで満たした。針を頭蓋上の十字縫合上に位置取った後、右へ1mmかつ0.46mm後部に位置取った。次に、針の先端を頭蓋のみを通過させて挿入した後、右側脳室へと2.5mm下に位置取った。次に、注射器のプランジャーを押下して、5~7μLの所望の量を送達した。室内圧を等化させておくために4分間待機した後、針を除去し、頭皮を縫合した。次に、切開部をポビドン溶液で処置し、マウスをケージへ回復のため仰向けで戻した。マウスは毎日モニターした。
【0291】
(RNA分析)
7日後、マウスをもはや呼吸しなくなるまでイソフルラン中に置いた。次に、脳を摘出した。RNA分析用の3mm切片1つを含む脳の3つの部分を冠状切片で収集した。RNAをRNeasyキット(Qiagen)を用いて30mg組織から単離した。QuantiTect逆転写キット(Qiagen)を用いてcDNAを生成した。リアルタイムPCR(qPCR)を4つ組で96ウェルプレート中でiCycler(Bio-Rad)において標準曲線を用いてSYBR Green法によって実施した。反応物は20μLであり、15ngのcDNA、2μLの各プライマー(終濃度0.3μM)、及び10μLのSYBR Greem Master Mix(Bio-Rad)からなった。周期パラメータには、10秒間の950変性工程、20秒間のアニーリング温度でのインキュベーション及び720で40秒間の第二のインキュベーションが含まれていた。各プレートは、複数のpGL2-5A3トランスジェニックマウスから調製した小脳RNAを用いた標準曲線を含んでいた。単一のアンプリコンは、変性分析及びゲル電気泳動法によって確認した。mRNAレベルはすべて、ハウスキーピング遺伝子であるアクチンに対して標準化した。
【0292】
マウスおよびヒトアタキシン2についてのRNA分析からの結果を以下の表に呈する。示すように、ISISオリゴヌクレオチドのうちのいくつかは、マウスの脳におけるヒトアタキシン2mRNAを減少させた。
【0293】
炎症を測定するための、小神経膠細胞症についてのマーカーであるAIF/Iba1のqPCR分析も実施した。結果は以下の表に呈する。
【0294】
【0295】
【0296】
(実施例4:ATXN2-Q127マウスモデルにおけるヒトアタキシン2の用量依存的アンチセンス阻害)
ISIS564133をATXN2-Q127マウスモデルにおいて異なる用量で検査した。
【0297】
(処置)
各3匹のマウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS564133を、50μg、100μg、200μg、250μg、または300μgで投薬する脳室内注射を介して投与した。マウスは、先の試験において説明したのと同じ様式で管理し、毎日モニターした。
【0298】
(RNA分析)
7日後、マウスをもはや呼吸しなくなるまでイソフルラン中に置いた。次に、脳を摘出した。先に説明した通り、RNA分析用の3mm切片1つを含む脳の3つの部分を冠状切片で収集した。mRNAレベルはすべて、ハウスキーピング遺伝子であるアクチンに対して標準化した。
【0299】
マウスおよびヒトアタキシン2についてのRNA分析からの結果を以下の表に呈する。
【0300】
【0301】
(実施例5:ATXN2-Q127マウスモデルにおけるヒトアタキシン2の時間依存的アンチセンス阻害)
ISIS564133を投与し、mRNAレベルの低下をATXN2-Q127マウスモデルにおける異なる時点で検査した。
【0302】
(処置)
各3匹のマウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS5641
33を、200μgで投薬する脳室内注射を介して投与した。マウスは、先の試験において説明したのと同じ様式で管理し、毎日モニターした。
【0303】
(RNA分析)
9日後、18日後、27日後、及び84日後のマウスをもはや呼吸しなくなるまでイソフルラン中に置いた。次に、脳を摘出した。先に説明した通り、RNA分析用の3mm切片1つを含む脳の3つの部分を冠状切片で収集した。mRNAレベルはすべて、ハウスキーピング遺伝子であるアクチンに対して標準化した。
【0304】
ヒトアタキシン2についてのRNA分析からの結果を以下の表に呈する。対応するタンパク質試料のウェスタン分析を実施し、qPCR結果を確認した。
【0305】
【0306】
7日後の小脳プルキンエ細胞の免疫組織化学的染色を、実験室内で作製したウサギ抗オリゴヌクレオチド抗体を用いて実施した。本結果は、ISISオリゴヌクレオチドがATXN-Q127マウスにおける小脳プルキンエ細胞中に局在することを実証した。
【0307】
(実施例6:ATXN2-Q127マウスモデルにおけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害の効果)
ISISオリゴヌクレオチドをATXN2-Q127マウスモデル及び野生型マウスに投与した。3日後に、運動成績はロータロッド検査を用いて評価した。
【0308】
ATXN2-Q127マウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS564133を50μg、100μg、または200μgで脳室内注射を介して、先の試験において説明したのと同じ様式で投与した。野生型マウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)または200μgのISISオリゴヌクレオチドを200μgで、先の試験において説明したのと同じ様式で投薬する脳室内注射を介して投与した。ATXN2-Q127マウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS546127またはISIS564216を200μgで、先の試験において説明したのと同じ様式で投薬する脳室内注射を介して投与した。6週後、マウスをロータロッド検査へ供した。
【0309】
(ロータロッドアッセイ)
加速性ロータロッドアッセイをRotamexロータロッドにおいて実施した。ロータロッド検査は、5日間にわたって実施した。初日に、マウスを技師に対してマウスを取り扱うことによって順化させる。2日目に、マウスを10RPMの定常速度で2分間、次いで10~30RPMに及ぶ速度で2分間を含む4分間のパラダイムでロータロッドへ導入する。3~5日目の検査は同一であり、マウスを0RPMの速度のロータロッドに配置し
、次にロータロッドを40RPMまで6分間かけて加速させた。これを1日2回実施し、1日当たりの「落下するまでの潜時」の平均値を秒単位で記録した。落下までの潜時は、ロータロッドから動物が落下する前の時間の量として定義する。マウスがもはやロータロッドの上で向けられる赤外ビームを遮断しない時点を自動的に記録する。第一の受動回転(マウスが歩行を停止して、ロッドにつかまって回転するとき)までの時間も自動的に記録し、概して落下までの潜時時間を反映している。本試験は、試行間に20分間の安静期間を有する各5分間の3回の連続した試行からなった。3~5日目、マウスを、当該日の各々において実施する2回の反復検査間で1.5~2時間安静にさせておいた。
【0310】
ロータロッド検査からの結果は、以下の表に呈する。以下の表に示すように、ASOを用いた処置は、最大約20%ほどロータロッド成績を改善する。
【0311】
【0312】
(実施例7:ATXN2-Q127マウスモデルにおけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害の効果)
ISISオリゴヌクレオチドをATXN2-Q127マウスモデル及び野生型マウスに投与した。アタキシン2の小脳発現及びいくつかのプルキンエ細胞(PC)遺伝子を評価した。
【0313】
ATXN2-Q127マウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS564133を200μgで、先の試験において説明したのと同じ様式で投薬する脳室内注射を介して投与した。野生型マウスからなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS564133を200μgで、先の試験において説明したのと同じ様式で投薬する脳室内注射を介して投与した。5週後、マウスを安楽死させ、種々の遺伝子mRNAレベルの小脳内発現を評価した。
【0314】
(RNA分析)
複数の群のマウスをもはや呼吸しなくなるまでイソフルラン中に置いた。次に、脳を摘出した。先に説明した通り、RNA分析用の3mm切片1つを含む脳の3つの部分を冠状切片で収集した。mRNAレベルはすべて、ハウスキーピング遺伝子であるアクチンに対して標準化した。ヒトアタキシン2、ネズミアタキシン2、Pcp2、Calb1、Rgs8、及びFam107bのRNAレベルを測定した。これらのPC特異的遺伝子のうちのいくつかの転写変化は、SCA2のモデルにおいて漸減することが実証されている(Hansen,S.T.ら,Hum.Mol.Genet.2013.22:271~283)。
【0315】
RNA分析からの結果は以下の表に呈し、アタキシン2を標的とするISISオリゴヌクレオチドを用いた処置が、トランスジェニック対照群と比較してPC特異的遺伝子全部の発現レベルを亢進したことを実証する。
【0316】
【0317】
(実施例8:ATXN2-Q127マウスモデルにおけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害の効果)
ISISオリゴヌクレオチドをATXN2-Q127マウスモデル及び野生型のマウスに投与した。運動成績はロータロッド検査を用いて評価した。
【0318】
ATXN2-Q127マウス(7.5週齢)からなる複数の群に正常塩類溶液(0.9%)またはISIS546127またはISIS564216を200μgで、先の試験において説明したのと同じ様式で投薬した脳室内注射を介して投与した。5週後及び9週後、マウスをロータロッド検査へ供した。
【0319】
(ロータロッドアッセイ)
加速性ロータロッドアッセイをRotamexロータロッドにおいて実施した。ロータロッド検査は、5日間にわたって実施した。初日に、マウスを技師に対してマウスを取り扱うことによって順化させる。2日目に、マウスを10RPMの定常速度で2分間、次いで10~30RPMに及ぶ速度で2分間を含む4分間のパラダイムでロータロッドへ導入する。3~5日目の検査は同一であり、マウスを0RPMの速度のロータロッドに配置し、次にロータロッドを40RPMまで6分間かけて加速させた。これを1日2回実施し、1日当たりの「落下するまでの潜時」の平均値を秒単位で記録した。落下までの潜時は、ロータロッドから動物が落下する前の時間の量として定義する。マウスがもはやロータロッドの上で向けられる赤外ビームを遮断しない時点を自動的に記録する。第一の受動回転(マウスが歩行を停止して、ロッドにつかまって回転するとき)までの時間も自動的に記録し、概して落下までの潜時時間を反映している。本試験は、試行間に20分間の安静期間を有する各5分間の3回の連続した試行からなった。3~5日目、マウスを、当該日の各々において実施する2回の複製検査間で1.5~2時間安静にさせておいた。
【0320】
ロータロッド検査由来の結果を以下の表に呈する。以下の表に示すように、ASOを用いた処置は、5週後に最大約20%及び9週後に約27%ほどロータロッド成績を改善する。
【0321】
【0322】
(実施例9:ATXN2-Q127マウスにおけるヒトアタキシン2のアンチセンス阻害の効果)
ISISオリゴヌクレオチドをATXN2-Q127マウスモデルに投与した。運動成績はロータロッド検査を用いて評価した。
【0323】
7週齢のATXN2-Q127マウスをロータロッド検査へ供した後、平均ロータロッド成績、平均体重、及び雌雄の構成が両群間で等しくなるよう、各群30匹のマウスからなる2つの群へと分けた。8週齢時に、1群のマウスは脳室内(ICV)注射を介して正常塩類溶液を受け、1群はICVを介してISIS564216を210μgで受け、先の試験において説明したのと同じ様式で投薬した。5週後(13週齢時)、マウスは再度ロータロッド検査へ供した。注射6週後(14週齢時)、マウスは、8週齢時に受けた注射と同一の第二のICV注射を受けた。5週後(19週齢時、第一のICV注射の11週後)、マウスは、第三のロータロッド検査へ供した。
【0324】
(ロータロッド検査)
【0325】
加速性ロータロッドアッセイをRotamexロータロッドにおいて実施した。ロータロッド検査は、5日間にわたって実施した。初日に、マウスを技師に対してマウスを取り扱うことによって順化させる。2日目に、マウスを3回ロータロッドに導入したが、各回10分間で速度は0~10RPMの範囲であった。3~5日目はいずれも、マウスを0RPMの速度でロータロッドに配置し、次にロータロッドを40RPMまで6分間かけて加速させた。これを1日3回各マウスに実施した。1日当たり3回の試行の総計は1日当たりの「落下するまでの潜時」の平均値を秒単位で計算するのに使用した。落下までの潜時は、ロータロッドから動物が落下する前の時間の量として定義する。マウスがもはやロータロッドの上で向けられる赤外ビームを遮断しない時点を自動的に記録する。第一の受動回転(マウスが歩行を停止して、ロッドにつかまって回転するとき)までの時間も自動的に記録し、概して落下までの潜時時間を反映している。
【0326】
ロータロッド検査由来の結果は、以下の表における各処置群についての平均値として呈する。以下の表に示すように、ASOを用いた処置は、ロータロッド成績を改善した。
【0327】