(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-26
(54)【発明の名称】生体内遺伝子治療のためのポリマー封入ウイルスベクター
(51)【国際特許分類】
C12N 15/867 20060101AFI20230119BHJP
A61K 35/76 20150101ALI20230119BHJP
A61K 48/00 20060101ALI20230119BHJP
A61K 9/51 20060101ALI20230119BHJP
A61K 47/42 20170101ALI20230119BHJP
C12N 15/62 20060101ALI20230119BHJP
C12N 15/12 20060101ALI20230119BHJP
C12N 15/13 20060101ALI20230119BHJP
C12M 1/00 20060101ALI20230119BHJP
A01K 67/027 20060101ALI20230119BHJP
C12N 5/10 20060101ALI20230119BHJP
C12N 7/01 20060101ALI20230119BHJP
【FI】
C12N15/867 Z ZNA
A61K35/76
A61K48/00
A61K9/51
A61K47/42
C12N15/62 Z
C12N15/12
C12N15/13
C12M1/00 A
A01K67/027
C12N5/10
C12N7/01
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022527982
(86)(22)【出願日】2020-11-16
(85)【翻訳文提出日】2022-07-07
(86)【国際出願番号】 IB2020000955
(87)【国際公開番号】W WO2021094831
(87)【国際公開日】2021-05-20
(32)【優先日】2019-11-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522035443
【氏名又は名称】イグザカ フランス
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100157923
【氏名又は名称】鶴喰 寿孝
(72)【発明者】
【氏名】モウレーン,フレデリック
(72)【発明者】
【氏名】サリー,エメライン
(72)【発明者】
【氏名】バイヤン,ルノー
(72)【発明者】
【氏名】ボッシュ,セシール
(72)【発明者】
【氏名】ビショップ,フィリップ
(72)【発明者】
【氏名】パシュリー,ラシェル
【テーマコード(参考)】
4B029
4B065
4C076
4C084
4C087
【Fターム(参考)】
4B029AA23
4B029BB13
4B029BB20
4B065AA91X
4B065AA93X
4B065AA97X
4B065AA97Y
4B065AB01
4B065AC14
4B065BA02
4B065CA24
4B065CA44
4C076AA65
4C076AA95
4C076EE41
4C084AA13
4C084NA06
4C084NA13
4C087AA01
4C087AA02
4C087BC83
4C087CA12
4C087NA13
(57)【要約】
ポリマー封入ウイルスベクターナノ粒子とその使用方法は、遺伝子治療やその他の適用に使用するための遺伝物質の送達を強化する。ナノ粒子はオリゴペプチド修飾ポリ(β-アミノエステル)ポリマーを含有する外殻を含み、ベクターを封入し、偽似型付けやVSV-Gなどのいかなるウイルス融合タンパク質の含有も必要なくベクターが細胞を形質転換することを可能にする。ポリマー封入ベクターナノ粒子は、白血球などの末梢血細胞に対する自然な指向性を持ち、標的化部位を必要とせず、偽似型ウイルスベクターと比較して安全性プロファイルが改善されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象の細胞を生体内で形質導入し、導入遺伝子を発現させる方法であって、前記方法は、
(a)レンチウイルスベクターナノ粒子を提供することであり、前記ナノ粒子は、
(i)ウイルス融合タンパク質を欠き、かつ導入遺伝子をコードするレンチウイルスベクター;および
(ii)レンチウイルスベクターを取り囲むシェルを形成する複数のオリゴペプチド修飾ポリ(β-アミノエステル)(OM-PBAE)分子;
を含み、および
(b)レンチウイルスベクターナノ粒子を対象に非経口的に投与し、それによって対象の細胞がレンチウイルスベクターによって形質導入され、導入遺伝子が細胞内で発現されること、
を含む、
ここで、前記方法は、ウイルス融合タンパク質を含むレンチウイルスベクターを投与することを含む方法と比較して、改善された安全性プロファイルを有する、前記方法。
【請求項2】
前記改善された安全性プロファイルが、免疫細胞の活性化の欠如、体重の変化の欠如、血球数の変化の欠如、サイトカインの誘導の欠如、および肝毒性の欠如のうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
安全性プロファイルが、IL-2、IL-4、IL-5、TNF-a、およびIFN-gからなる群から選択される1つ以上のサイトカインの誘導の欠如を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記レンチウイルスベクターナノ粒子が、白血球特異的標的に向けられた標的部位を使用せずに、白血球に対する指向性(トロピズム)を示す、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
レンチウイルスベクターが、脾臓、骨髄、または肝臓に対する指向性を示さない、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
対象のT細胞が形質導入される、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
導入遺伝子の導入および発現が、T細胞の活性化を必要としない、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記導入遺伝子がキメラ抗原受容体(CAR)をコードする、請求項6または請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記CARが、CD19に対する特異性を有する、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記発現されたCARが、前記CARによって標的化された細胞のT細胞による殺傷を指示することができる、請求項8または請求項9に記載の方法。
【請求項11】
レンチウイルスベクターナノ粒子が、ナノ粒子を標的細胞に指示する標的化部分をさらに含む、請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記標的化部位がCD3に対して特異性を有する、請求項10に記載の方法。
【請求項13】
非経口投与が、1回以上の静脈内注射または1回以上の静脈内点滴によるものである、請求項1~請求項12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
OM-PBAEがDMSOを使用しない方法で合成される、請求項1~請求項13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
OM-PBAE分子が、分子の両末端にオリゴペプチドを含み、末端修飾オリゴペプチドが、各PBAE分子の両末端で同じか、または異なっている、請求項1~請求項14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
オリゴペプチドが、RRR、KKK、HHH、DDD、およびEEEからなる群より選択される配列を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記レンチウイルスベクターナノ粒子を投与する前の4時間以内に前記レンチウイルスベクターナノ粒子を調製することをさらに含む、請求項1~請求項16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
OM-PBAE分子を含む溶液とレンチウイルスベクターを含む溶液とを混合し、それによってレンチウイルスベクターがPBAE分子で被覆され、前記レンチウイルスベクターナノ粒子を形成することを含む方法によってレンチウイルスベクターナノ粒子を調製することを更に含む、請求項1~請求項17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記混合が、マイクロ流体デバイスを用いて行われる、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
レンチウイルスベクターナノ粒子を調製するためのキットであって、前記キットは、
(i)第1の容器内の複数のレンチウイルスベクターと、
(ii)第2の容器に入った複数のOM-PBAE分子と、
(iii)請求項19に記載の混合を実行するように構成されたマイクロ流体デバイスと、
(iv)請求項19に記載の方法を実行するための指示書と、
を含む、前記キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリマー封入ウイルスベクターナノ粒子とその使用方法に関する。
関連出願の相互参照
本出願は、2019年11月15日に出願された米国仮出願第62/936,375号の優先権を主張し、その全内容が参照として本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
遺伝子治療は、遺伝子異常を矯正したり、細胞機能を変化させて疾患の処置を提供したりするために、外因性遺伝物質を標的細胞に送達する。この目的のために、ウイルス性および非ウイルス性の遺伝子送達方法の両方が使用されてきたが、両方のアプローチは依然として重大な欠点を生じさせる。
多くのウイルスベクターアプリケーションは、遺伝子治療またはワクチン接種プロトコルのいずれかのために、すでにクリニックに移動されている。それにもかかわらず、現在使用されているウイルスベクターには一定の欠点がある。 例えば、ウイルスベクターを用いて特定の細胞を標的とすることは困難である。 いくつかの遺伝子治療プロトコルでは、細胞標的化は、標的細胞を精製し、それらを エクスビボで形質導入し、形質導入細胞をインビ トロ で拡大してから患者に再移植することによって達成される。 ワクチン接種プロトコルにおいては、ベクターの直接注射が行われ、ベクターによってコードされる遺伝子産物に対する免疫応答を惹起するために非特異的な細胞形質導入がしばしば使用される。治療の有効性および安全性を高めるために、細胞標的化が必要となり得る。偽型ウイルスベクターは免疫原性である可能性があり、最初の注射後に免疫応答が発達すると、反復注射を使用することは安全ではない。このようなウイルスベクターはまた、正確に標的化することが困難であり得、望ましくない器官および組織に蓄積し得る。
遺伝物質の標的送達のための改良されたウイルスベクターベースのシステムのニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
遺伝子治療は、遺伝子異常を矯正したり、細胞機能を変化させて疾患の処置を提供したりするために、外因性遺伝物質を標的細胞に送達する。この目的のために、ウイルス性および非ウイルス性の遺伝子送達方法の両方が使用されてきたが、両方のアプローチは依然として重大な欠点を生じさせる。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本明細書に記載の技術は、ポリマー封入ウイルスベクターナノ粒子およびそれらを使用して、遺伝子治療および他の用途において使用するための遺伝物質の改善された送達を提供する方法を提供する。当該ベクターおよび方法は、1つ以上の導入遺伝子を有する細胞の形質導入が有用である任意の状況において採用することができる。例えば、それらは、癌、感染症、代謝性疾患、神経学的疾患、または炎症状態の処置、または遺伝的欠陥の矯正に使用することができる。
【0005】
本技術のウイルスベクターナノ粒子は、ベクターを封入するポリ(β-アミノエステル)ポリマーを含有する外殻を含む。ポリマー分子は、正に荷電したオリゴペプチドまたは負に荷電したオリゴペプチドで末端修飾される。ベクターナノ粒子のポリマーシェルは、偽型化やVSV-Gなどのウイルス融合タンパク質の包含を必要とせずにナノ粒子を形質導入することを可能にする。ポリマー封入ベクターナノ粒子は、白血球などの末梢血細胞に対して天然の指向性を有し、標的化部分を必要とせずに、他の所望の標的細胞に対して標的化部分を加えることができる。
【0006】
対象の細胞を生体内で形質導入し、導入遺伝子を発現させる方法である。この方法は、ウイルス融合タンパク質を欠損し、かつ導入遺伝子をコードするウイルスベクターを含有するウイルスベクターナノ粒子を提供することを含み、複数のオリゴペプチド修飾ポリ(ベータアミノエステル)(OM-PBAE)分子がレンチウイルスベクターを取り囲むシェルを形成する。スパイクタンパク質が存在しないと、OM-PBAEは完全で中断のないシェルを形成することができ、それによって標的化の制御が簡素化され、免疫原性が低下し、安全性プロファイルを向上させる。ナノ粒子は、対象に非経口的に投与され、それによって、対象の細胞がウイルスベクターによって形質導入され、導入遺伝子が細胞内で発現される。ウイルスベクターは、レンチウイルスベクターまたは別のウイルスベクターであり得る。
【0007】
この方法は、ウイルス融合タンパク質を含有し、および/または非毒性および生分解性ポリマーシェルを有さないウイルスベクターを投与する方法と比較して、改善された安全性プロファイルを有する。ベクター中のウイルス融合または「スパイク」または偽型化タンパク質の回避、ならびに生分解性および非毒性のOM-PBAEポリマーのシェルにおけるベクターの包み込みは、偽型ベクターに対するベクターの安全性プロファイルを有意に改善する。改善された安全性プロファイルはまた、以下の特徴の1つ以上を含み得る:偽型のベクターの使用に対する免疫細胞の活性化の減少、体重の変化の欠如、血球数の変化の欠如、サイトカインの誘導の欠如、および(ALT/AST比の増加または肝毒性のマーカーの他の変化によって示されるような)肝毒性の欠如。サイトカインの誘導の欠如は、サイトカインストームをもたらし得る応答などのベクターに対する免疫応答の発達の欠如を示す。本明細書で使用される「サイトカインの誘導の欠如」は、サイトカインの発現の増加の欠如を指し、例えば、1つ以上のIL-2、IL-4、IL-5、TNF-a、およびIFN-gなど、サイトカインの血漿レベルによって測定され、ベクターの投与前と比較して増加しないか、5%未満、10%未満、20%未満、または50%未満増加する。改善された安全性プロファイルの別の態様は、ベクターナノ粒子が、導入遺伝子発現またはプロウイルス組込みのいずれかによって評価されるように、脾臓、骨髄、または肝臓に対する指向性を示さないことであり得る。本明細書で使用される「トロピズム(指向性)」は、ウイルスベクターが、それが投与される対象の体内におけるその平均分布よりも高いレベルまで器官または組織に蓄積する傾向を指す。改善された安全性プロファイルのさらに別の態様は、ベクターナノ粒子が、非経口投与のために設計された医薬処方にとって望ましくない溶媒であるジメチルスルホキシド(DMSO)の非存在下で合成されたOM-PBAEポリマーを含有することであり得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1-1】
図1A~1Fは、Balb/cマウスモデルにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G欠損型(「Bald(はげた)」)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射後の全血白血球数を要約したものである。 主な白血球亜集団は、2つの異なる用量で投与されたはげまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子による処置の4日前および14日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(マウスあたり用量1=2.8x10
10ベクター粒子(vp)またはマウスあたり用量2=1.4x10
11 vp)。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージおよび活性化リンパ球の画分は、VSV-G欠損(「はげの」)(
図1A)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子(
図1B)の2用量で、処置の4日前処置(-4)および14日後処置(14)で採血したサンプルに対して与えられる。CD4陽性Tリンパ球(
図1D)とCD8陽性Tリンパ球(
図1E)の内容は別々に表現されている。白血球およびTリンパ球は、注射後14日目のカウントを、それぞれ
図1Cおよび1Fにおいて異なる処置について比較する。
【
図1-2】
図1A~1Fは、Balb/cマウスモデルにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G欠損型(「Bald(はげた)」)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射後の全血白血球数を要約したものである。 主な白血球亜集団は、2つの異なる用量で投与されたはげまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子による処置の4日前および14日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(マウスあたり用量1=2.8x10
10ベクター粒子(vp)またはマウスあたり用量2=1.4x10
11 vp)。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージおよび活性化リンパ球の画分は、VSV-G欠損(「はげの」)(
図1A)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子(
図1B)の2用量で、処置の4日前処置(-4)および14日後処置(14)で採血したサンプルに対して与えられる。CD4陽性Tリンパ球(
図1D)とCD8陽性Tリンパ球(
図1E)の内容は別々に表現されている。白血球およびTリンパ球は、注射後14日目のカウントを、それぞれ
図1Cおよび1Fにおいて異なる処置について比較する。
【
図1-3】
図1A~1Fは、Balb/cマウスモデルにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G欠損型(「Bald(はげた)」)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射後の全血白血球数を要約したものである。 主な白血球亜集団は、2つの異なる用量で投与されたはげまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子による処置の4日前および14日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(マウスあたり用量1=2.8x10
10ベクター粒子(vp)またはマウスあたり用量2=1.4x10
11 vp)。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージおよび活性化リンパ球の画分は、VSV-G欠損(「はげの」)(
図1A)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子(
図1B)の2用量で、処置の4日前処置(-4)および14日後処置(14)で採血したサンプルに対して与えられる。CD4陽性Tリンパ球(
図1D)とCD8陽性Tリンパ球(
図1E)の内容は別々に表現されている。白血球およびTリンパ球は、注射後14日目のカウントを、それぞれ
図1Cおよび1Fにおいて異なる処置について比較する。
【
図2-1】
図2A~2Eは、Balb/cマウスモデルにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G-欠損型(「Bald(はげた)」)およびVSV-G+(「偽型の」)のレンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射後の循環サイトカインレベルを示したものである。TNF-a(
図2A)、IFN-g(
図2B)、IL-2(
図2E)、IL4(
図2D)およびIL-5(
図2C)の血漿レベルを、2つの異なる用量で投与されたはげたまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子による処置の4日前および14日後にビーズベースのフローサイトメトリー法により定量した(用量1=2.8x10
10vp/マウスまたは用量2=1.4 x 10
11vp /マウス)。
【
図2-2】
図2A~2Eは、Balb/cマウスモデルにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G-欠損型(「Bald(はげた)」)およびVSV-G+(「偽型の」)のレンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射後の循環サイトカインレベルを示したものである。TNF-a(
図2A)、IFN-g(
図2B)、IL-2(
図2E)、IL4(
図2D)およびIL-5(
図2C)の血漿レベルを、2つの異なる用量で投与されたはげたまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子による処置の4日前および14日後にビーズベースのフローサイトメトリー法により定量した(用量1=2.8x10
10vp/マウスまたは用量2=1.4 x 10
11vp /マウス)。
【
図2-3】
図2A~2Eは、Balb/cマウスモデルにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G-欠損型(「Bald(はげた)」)およびVSV-G+(「偽型の」)のレンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射後の循環サイトカインレベルを示したものである。TNF-a(
図2A)、IFN-g(
図2B)、IL-2(
図2E)、IL4(
図2D)およびIL-5(
図2C)の血漿レベルを、2つの異なる用量で投与されたはげたまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子による処置の4日前および14日後にビーズベースのフローサイトメトリー法により定量した(用量1=2.8x10
10vp/マウスまたは用量2=1.4 x 10
11vp /マウス)。
【
図3】
図3は、Balb/cマウスモデルにおける ルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G-欠損(「はげた」)およびVSV-G+(「偽型」)のレンチウイルスベクター粒子の生体内組織生体分布の結果を示す。全身生物発光イメージングは、2つの異なる用量で投与されたはげたまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射の3,7または14日後に実施された(用量1=2.8x10
10vp/マウス、または用量2=1.4x10
11 vp/マウス)。
【
図4-1】
図4は、Balb/cマウスモデルにおける ルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G-欠損型(「はげた」)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子の生体内組織生体分布の結果 を示す。 組込みプロウイルス配列を検出するためのqPCRは、2つの異なる用量で投与されたはげたまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射の14日後に採取された臓器に対して実施された(用量1=2.8x10
10vp/マウス、または用量2=1.4x10
11 vp/マウス)。
【
図4-2】
図4は、Balb/cマウスモデルにおける ルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするVSV-G-欠損型(「はげた」)およびVSV-G+(「偽型の」)レンチウイルスベクター粒子の生体内組織生体分布の結果 を示す。 組込みプロウイルス配列を検出するためのqPCRは、2つの異なる用量で投与されたはげたまたはVSV-G+レンチウイルスベクター粒子の単回静脈内注射の14日後に採取された臓器に対して実施された(用量1=2.8x10
10vp/マウス、または用量2=1.4x10
11 vp/マウス)。
【
図5-1】
図5A~5Dは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G+(「偽型タイプ」)またはVSV-G-欠損(「はげた」)レンチウイルスベクター粒子の静脈内注射を繰り返した後の全血白血球数を要約する。主な白血球亜集団は、2回、3回、4回または5回の静脈内用量(1日あたり1回)を介して投与した、封入したはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の8日前および7日後に、多色フローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=マウス当たり1.3から最大2.57x10
11ベクター粒子(vp)まで)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内投与(総注射用量=マウス1匹あたり2.57 x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージ、好中球および活性化リンパ球の画分は、OM-PBAE(2IV、3IV、4IVおよび5IV)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+5IV)中で封入したVSV-G-欠損粒子の2、3、4または5用量で、処置の8日前(ー8)および7日後(7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図5A)。CD4陽性Tリンパ球とCD8陽性Tリンパ球のコンテンツは別々に表現されている(
図5C)。白血球およびTリンパ球は、注射後7日目のカウントを、それぞれ
図5Bおよび5Dにおいて異なる処置について比較する。
【
図5-2】
図5A~5Dは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G+(「偽型タイプ」)またはVSV-G-欠損(「はげた」)レンチウイルスベクター粒子の静脈内注射を繰り返した後の全血白血球数を要約する。主な白血球亜集団は、2回、3回、4回または5回の静脈内用量(1日あたり1回)を介して投与した、封入したはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の8日前および7日後に、多色フローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=マウス当たり1.3から最大2.57x10
11ベクター粒子(vp)まで)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内投与(総注射用量=マウス1匹あたり2.57 x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージ、好中球および活性化リンパ球の画分は、OM-PBAE(2IV、3IV、4IVおよび5IV)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+5IV)中で封入したVSV-G-欠損粒子の2、3、4または5用量で、処置の8日前(ー8)および7日後(7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図5A)。CD4陽性Tリンパ球とCD8陽性Tリンパ球のコンテンツは別々に表現されている(
図5C)。白血球およびTリンパ球は、注射後7日目のカウントを、それぞれ
図5Bおよび5Dにおいて異なる処置について比較する。
【
図5-3】
図5A~5Dは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G+(「偽型タイプ」)またはVSV-G-欠損(「はげた」)レンチウイルスベクター粒子の静脈内注射を繰り返した後の全血白血球数を要約する。主な白血球亜集団は、2回、3回、4回または5回の静脈内用量(1日あたり1回)を介して投与した、封入したはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の8日前および7日後に、多色フローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=マウス当たり1.3から最大2.57x10
11ベクター粒子(vp)まで)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内投与(総注射用量=マウス1匹あたり2.57 x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージ、好中球および活性化リンパ球の画分は、OM-PBAE(2IV、3IV、4IVおよび5IV)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+5IV)中で封入したVSV-G-欠損粒子の2、3、4または5用量で、処置の8日前(ー8)および7日後(7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図5A)。CD4陽性Tリンパ球とCD8陽性Tリンパ球のコンテンツは別々に表現されている(
図5C)。白血球およびTリンパ球は、注射後7日目のカウントを、それぞれ
図5Bおよび5Dにおいて異なる処置について比較する。
【
図6-1】
図6Aおよび6Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入された偽型タイプ、またはVSV-G-欠損のレンチウイルスベクター粒子の静脈内注射を繰り返した後の循環サイトカインレベルを示す。TNF-a、IFN-g、IL-2、IL4およびIL-5の血漿レベルを、偽型タイプ(”VSV-G+”)またはOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(「はげた」)のレンチウイルスベクター粒子による2、3、4または5回の静脈内注射による処置の8日前および3日後(
図6A)および7日後(
図6B)のビーズベースのフローサイトメトリー法によって定量した。
【
図6-2】
図6Aおよび6Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入された偽型タイプ、またはVSV-G-欠損のレンチウイルスベクター粒子の静脈内注射を繰り返した後の循環サイトカインレベルを示す。TNF-a、IFN-g、IL-2、IL4およびIL-5の血漿レベルを、偽型タイプ(”VSV-G+”)またはOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(「はげた」)のレンチウイルスベクター粒子による2、3、4または5回の静脈内注射による処置の8日前および3日後(
図6A)および7日後(
図6B)のビーズベースのフローサイトメトリー法によって定量した。
【
図7】
図7は、Balb/cマウスモデルにおいて GFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入された偽型タイプまたはVSV-G-欠損レンチウイルスベクター粒子を繰り返し静脈内注射した後の生体内組織生体分布の結果 を示す。統合されたプロウイルス配列を検出するためのqPCRは、偽型タイプ(「VSV-G+」)による5回の静脈内注射、またはOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(“はげた”)レンチウイルスベクター粒子の2、3、4、または5回の静脈内注射による処置の3日後に回収された臓器で実行された。
【
図8】
図8Aおよび8Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPおよびルシフェラーゼレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入された偽型タイプまたはVSV-G-欠損(「はげた」)レンチウイルスベクター粒子の静脈内注射を繰り返した後の白血球におけるGFP発現プロファイルを要約する。GFP発現は、偽型タイプ(”VSV-G+”)による5回の静脈内注射、またはOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”はげた”)レンチウイルスベクター粒子の2、3、4または5回の静脈内注射による処置後3日目(
図8A)または7日目(
図8B)に回収された、血液、骨髄および脾臓細胞におけるフローサイトメトリーによって測定した。
【
図9】
図9は、示されたレンチウイルスベクターおよび用量の各々による処置後3日目のマウス血球の異なる集団における形質導入(GFP発現)の結果を示す。
【
図10-1】
図10Aおよび10Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”はげた”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の全血白血球数を要約する。主な白血球亜集団は、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)投与した、注射または灌流のいずれかを介して投与した封入したはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注射用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージ、好中球および好酸球の画分は、OM-PBAに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)、 はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5回の灌流による処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血したサンプルに対して与えられる(
図10A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて白血球数を評価し、
図10Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の点滴を介して投与した。
【
図10-2】
図10Aおよび10Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”はげた”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の全血白血球数を要約する。主な白血球亜集団は、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)投与した、注射または灌流のいずれかを介して投与した封入したはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注射用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージ、好中球および好酸球の画分は、OM-PBAに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)、 はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5回の灌流による処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血したサンプルに対して与えられる(
図10A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて白血球数を評価し、
図10Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の点滴を介して投与した。
【
図10-3】
図10Aおよび10Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”はげた”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の全血白血球数を要約する。主な白血球亜集団は、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)投与した、注射または灌流のいずれかを介して投与した封入したはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注射用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血中CD3陽性リンパ球、Bリンパ球、NK細胞、単球/マクロファージ、好中球および好酸球の画分は、OM-PBAに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)、 はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5回の灌流による処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血したサンプルに対して与えられる(
図10A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて白血球数を評価し、
図10Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の点滴を介して投与した。
【
図11-1】
図11Aおよび11Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”はげた”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の定住動物及び活性化骨髄の全血球数を要約する。骨髄性亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与され、3、4または5回分の静脈注射用量を介して1日1回投与された、封入はげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後にマルチプレックスフローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)/マウス、および点滴のためのマウス当たり、=2.4x10
11~4x10
11vp)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図11A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて骨髄数を評価し、
図11Bにおいて全血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図11-2】
図11Aおよび11Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”はげた”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の定住動物及び活性化骨髄の全血球数を要約する。骨髄性亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与され、3、4または5回分の静脈注射用量を介して1日1回投与された、封入はげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後にマルチプレックスフローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)/マウス、および点滴のためのマウス当たり、=2.4x10
11~4x10
11vp)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図11A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて骨髄数を評価し、
図11Bにおいて全血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図12-1】
図12Aおよび12Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD3+細胞中におけるCD4+,CD8+およびTCRγ/δ+のカウントを要約する。骨髄性亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与され、3、4または5回分の静脈注射用量を介して1日1回投与された、封入はげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後にマルチプレックスフローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)/マウス、および点滴のためのマウス当たり、=2.4x10
11~4x10
11vp)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。CD3+ CD4+,CD8+およびTCRγ/δ+細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量 1、2および3)で、または3、4または5回の点滴(点滴用量 1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血したサンプルに対して与えられる(
図12A)。CD3+細胞中のCD4+、CD8+およびTCRγ/δ+のカウントを、脾臓および骨髄における殺処分後(7日目)のマウスにおいて評価し、
図12Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図12-2】
図12Aおよび12Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD3+細胞中におけるCD4+,CD8+およびTCRγ/δ+のカウントを要約する。骨髄性亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与され、3、4または5回分の静脈注射用量を介して1日1回投与された、封入はげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後にマルチプレックスフローサイトメトリーによって決定された(総注射用量=1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)/マウス、および点滴のためのマウス当たり、=2.4x10
11~4x10
11vp)。VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。CD3+ CD4+,CD8+およびTCRγ/δ+細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量 1、2および3)で、または3、4または5回の点滴(点滴用量 1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血したサンプルに対して与えられる(
図12A)。CD3+細胞中のCD4+、CD8+およびTCRγ/δ+のカウントを、脾臓および骨髄における殺処分後(7日目)のマウスにおいて評価し、
図12Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図13-1】
図13Aおよび13Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD4+細胞におけるT-Regs、原始的な、中央記憶およびエフェクター記憶数を要約する。CD4+亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)を介して投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図13A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいてCD4+亜集団数を評価し、
図13Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図13-2】
図13Aおよび13Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD4+細胞におけるT-Regs、原始的な、中央記憶およびエフェクター記憶数を要約する。CD4+亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)を介して投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図13A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいてCD4+亜集団数を評価し、
図13Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図14-1】
図14Aおよび14Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD8+細胞内の原始的な、中央記憶およびエフェクター記憶数を要約する。CD8+亜集団は、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)投与した、注射または灌流のいずれかを介して投与した、封入はげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図14A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいてCD8+亜集団数を評価し、
図14Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図14-2】
図14Aおよび14Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD8+細胞内の原始的な、中央記憶およびエフェクター記憶数を要約する。CD8+亜集団は、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)投与した、注射または灌流のいずれかを介して投与した、封入はげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図14A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいてCD8+亜集団数を評価し、
図14Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図15-1】
図15Aおよび15Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD4+細胞の中におけるCD25-CD69-,CD25+CD69-,CD25-CD69+およびCD25+CD69+細胞数を要約する。CD4+亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)を介して投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図15A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて活性化CD4+亜集団数を評価し、
図15Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図15-2】
図15Aおよび15Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD4+細胞の中におけるCD25-CD69-,CD25+CD69-,CD25-CD69+およびCD25+CD69+細胞数を要約する。CD4+亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)を介して投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回の点滴(点滴用量1、2および3)で、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5つの灌流で、処置9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図15A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて活性化CD4+亜集団数を評価し、
図15Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図16-1】
図16Aおよび16Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD8+細胞中のCD25- CD69-、CD25+ CD69-、CD25- CD69+およびCD25+ CD69+細胞数を要約する。CD4+亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)を介して投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5回分の灌流を用いて、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回分の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回分の点滴(点滴用量1、2および3)で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図16A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて活性化CD8+亜集団数を評価し、
図16Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図16-2】
図16Aおよび16Bは、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のCD8+細胞中のCD25- CD69-、CD25+ CD69-、CD25- CD69+およびCD25+ CD69+細胞数を要約する。CD4+亜集団は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)を介して投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって決定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および注入用は、マウス1匹当たり=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。血液常在性および炎症性骨髄系細胞の画分は、はげたレンチベクター(Bald)および偽型のレンチウイルスベクター粒子(VSV-G+)の5回分の灌流を用いて、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損粒子の3、4または5回分の注射(IV用量1、2および3)または3、4または5回分の点滴(点滴用量1、2および3)で、処置の9日前(-9)および3および7日後(+3および+7)に採血されたサンプルに対して与えられる(
図16A)。脾臓および骨髄において、殺処分後(7日目)のマウスにおいて活性化CD8+亜集団数を評価し、
図16Bにおいて全血白血球数と比較した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図17-1】
図17は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の循環サイトカインレベルを要約する。TNF-a,IFN-g,IL-2,IL4およびIL-5の血漿レベルは、注射または灌流のいずれかを介して投与された3,4または5回分の静脈注射の用量を(1日1回)投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって定量化された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用は、マウス1匹当たり総注入用量=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図17-2】
図17は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の循環サイトカインレベルを要約する。TNF-a,IFN-g,IL-2,IL4およびIL-5の血漿レベルは、注射または灌流のいずれかを介して投与された3,4または5回分の静脈注射の用量を(1日1回)投与された、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に多色フローサイトメトリーによって定量化された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用は、マウス1匹当たり総注入用量=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図18】
図18は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)のレンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の血漿アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)およびアラニンアミノ基転移酵素(ALT)を示す。酵素活性は、注射または灌流のいずれかを介して投与された、3,4または5回分の静脈注射の用量を(1日1回)投与した、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置の9日前、3日および7日後に回収された商用血漿の比色キットを用いて測定された(注射用総注入用量=マウス1匹あたり1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用は、マウス1匹当たり総注入用量=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図19-1】
図19は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の生体内組織生体分布の結果を示す。組込みプロウイルス配列を検知するためのqPCRは、注射または灌流のいずれかを介して投与された3,4または5回の静脈内用量(1日1回)を投与した封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子を用いた処置後、7日目に回収された器官上で実施された(注射用のマウス1匹当たり総用量=1.3x10
11~2.57 x 10
11ベクター粒子(vp)および点滴用マウス1匹当たり総用量=2.4x10
11~4x10
11VP)
VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図19-2】
図19は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の生体内組織生体分布の結果を示す。組込みプロウイルス配列を検知するためのqPCRは、注射または灌流のいずれかを介して投与された3,4または5回の静脈内用量(1日1回)を投与した封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子を用いた処置後、7日目に回収された器官上で実施された(注射用のマウス1匹当たり総用量=1.3x10
11~2.57 x 10
11ベクター粒子(vp)および点滴用マウス1匹当たり総用量=2.4x10
11~4x10
11VP)
VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図20】
図20は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後の白血球におけるGFP発現プロファイルを要約したものである。GFP発現は、注射または灌流のいずれかを介して投与した、3,4または5回分の静脈注射の用量を(1日1回)投与した、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置後7日目に回収された血液、骨髄および脾臓における多色フローサイトメトリーによって測定された(注射用マウス1匹当たり総注入用量=1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用マウス1匹当たり総注入用量=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【
図21】
図21は、Balb/cマウスモデルにおけるGFPレポーター遺伝子をコードするOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G欠損(”Bald”)レンチウイルスベクター粒子の静脈内点滴または注射を繰り返した後のTリンパ球亜集団におけるGFP発現プロファイルを要約したものである。GFP発現は、注射または灌流のいずれかを介して3,4または5静脈注射の用量を(1日1回)投与した、封入されたはげたレンチウイルスベクター粒子による処置後7日目に回収された血液、骨髄および脾臓における多色フローサイトメトリーによって測定された(注射用マウス1匹当たり総注入用量=1.3x10
11~2.57x10
11ベクター粒子(vp)、および点滴用マウス1匹当たり総注入用量=2.4x 10
11~4x 10
11vp)VSV-G+レンチウイルスベクター粒子を5回の静脈内点滴投与(総注入用量=マウス1匹あたり4x10
11ベクター粒子(vp)を通じて投与した。ビヒクルコントロールを研究に含め、450 μL処方物バッファーの5回の注入を介して投与した。
【発明を実施するための形態】
【0009】
詳細な説明
本明細書に記載の技術は、合成パッケージ化されたウイルスベクターナノ粒子組成物、および遺伝子治療およびワクチン適用において使用するための遺伝物質の増強された送達を提供するためにそれらを使用するための方法を提供する。当該ベクター組成物および方法は、1つ以上の導入遺伝子を有する細胞の形質導入が有用である任意の状況において採用することができる。 例えば、それらは、癌、感染症、代謝性疾患、神経学的疾患、または炎症状態の処置、または遺伝的欠陥の矯正に使用することができる。
【0010】
本技術のウイルスベクターナノ粒子組成物には、ベクターを封入するポリマーまたはポリマーの混合物を含有する外殻が含まれる。特定の実施態様では、ナノ粒子のポリマーのシェル(殻)は、一般式を有するオリゴペプチド誘導体化ポリ(β-アミノエステル)の1種または複数種を含有する。
【化1】
ここで、Pepはペプチド、例えばオリゴペプチドであり、RはOH、CH
3 、またはコレステロール基であり、ここでmは1~20の範囲、nは1~100の範囲、およびoは1~10の範囲である。好ましい実施態様において、ペプチドは、アルギニン(R)、リジン(K)、ヒスチジン(H)、グルタミン酸(E)、アスパラギン酸(D)、およびシステイン(C)からなる群から選択される少なくとも2つまたは少なくとも3つのアミノ酸を含む。本技術で使用することができるオリゴペプチド誘導体化PBAEのさらなる説明については、WO2014/136100およびWO2016/116887も参照されたい。 システインは、ポリマーに対するペプチドの共有結合点を提供するために含むことができ、pH7ではわずかな負電荷を帯びるが、正に荷電したアミノ酸と一緒に使用すればも電荷を大きく変化させない。例示的なペプチドは、CRRR(配列番号1)、CHHH(配列番号2)、CKKK(配列番号3)、CEEE(配列番号4)、およびCDDD(配列番号5)である。他の実施態様において、任意の天然に存在するアミノ酸を、Pep部分に含めることができる。ペプチドの配列は、ポリマーコーティングベクターの細胞取り込みおよび標的化を促進するように選択される。ウイルスエンベロープタンパク質を利用する、および欠損する実施態様において、オリゴペプチド配列および正味電荷は、意図された標的細胞においてポリマーと共に封入されたウイルスベクターの細胞取り込みおよび/またはエンドソーム取り込みおよび/またはエンドソーム脱出を促進するように選択される。 ポリマーの両末端の各々におけるペプチドは、典型的には、所与のポリマー分子上で同じであるが、異なっていてもよい。 ベクターを被覆するために使用される混合物中のポリマー分子は、同一でも異なっていてもよい;異なる場合、それらはポリマー骨格または末端ペプチドにおいて異なっていてもよい。 好ましい実施態様において、ポリマーの両末端のペプチドは、アミノ酸配列 CRRR(配列番号1)、またはCHHH(配列番号2)、またはCKKK(配列番号3)、またはCEEE(配列番号4)、またはCDDD(配列番号5)を有する。ポリマーまたはポリマーの混合物は、正味の正または負の電荷を有することができ、または非電荷であり得る。R、K、H、D、またはEなどの単一タイプのアミノ酸のみの2残基以上を含有するオリゴペプチドを使用することができる。ポリマーは、ポリマー主鎖に結合した側鎖上にグラフトされた糖または糖アルコールを含み得る。各ベクターナノ粒子を封入する1つ以上のポリマー分子は、任意選択で、Rにおけるようなポリマー分子上の任意の所望の位置でポリマーに連結された標的化部分を含み得る。ポリマー分子は、架橋または非架橋であり得る。ポリマー分子は、ウイルスベクターに非共有結合で、または共有結合によって、ベクターの脂質二重層に分配する脂質分子(例えば、コレステロール、リン脂質、または脂肪酸)に、または脂質二重層に埋め込まれたタンパク質に結合させることができる。いくつかの実施態様においては、ポリマーは、単にベクターを被覆するが、非特異的に結合している、すなわち、特定の共有的または非共有的相互作用によってベクターに結合しているのではなく、正味電荷、疎水性、またはファンデルワールス相互作用などの非特異的相互作用によってのみ結合される。特定の実施態様においては、レトロウイルスベクターに対するポリマーまたはポリマーの混合物の比は、重量比で約1:100~約5:1であり、またはベクター粒子あたりのポリマー分子の数は、約10
6~ 約10
12である。
【0011】
ウイルスベクターナノ粒子は、ウイルスベクターを含む。ウイルスベクターは、所望の特性(例えば、免疫原性、異なるサイズの構築物を収容する能力、統合および複製特性、発現レベル、発現持続時間、組織指向性または標的化特性、分裂および/または静止細胞に感染する能力など)に基づいて選択し得る。ウイルスベクターは、レンチウイルスベクター等のレトロウイルスベクターであり得る。好ましい実施態様において、ウイルスベクターはレトロウイルスベクターである。しかしながら、本発明は、DNAまたはRNAウイルスに由来するものを含む他のタイプのウイルスおよび/またはウイルスベクターを用いて実施することもできる。
【0012】
ナノ粒子は、カプセル化されたベクターナノ粒子の表面で、例えば、標的化部分とポリマーコーティングとの共有結合または非共有結合の会合などによって露出される1つ以上の標的化部分を含むことができる。標的化部分の1つの分子種、または標的化部分の1つ以上の異なる分子種を、各ウイルスベクターナノ粒子上に存在させることができる。標的化部分は、例えば、抗体、抗体断片(Fabを含む)、scFvs、抗体様タンパク質スカフォールド、オリゴペプチド、アプタマー、L-RNAアプタマー、または細胞表面受容体に対するリガンドであり得る。実施態様では、標的化部分は、ナノ粒子をT細胞に向けて標的化するための抗CD3抗体またはアプタマーである。 ひとつの実施態様において、導入遺伝子は、キメラ抗原受容体をコードする。ナノ粒子は、ビヒクルが投与される対象において生体内で細胞を形質導入することによって、またはインビ トロで細胞を形質導入することによって遺伝子送達ビヒクルとして作用することができる。特定の実施態様において、ナノ粒子は、通常、標的化部分の作用を介して、および/またはポリマーまたはポリマー混合物の作用を介して、特定のタイプの細胞または細胞のクラスを形質導入することができる。 いくつかの実施態様において、ポリマー被覆されたベクター粒子のポリマーは、標的細胞表面への付着によってだけでなく、エンドサイトーシス、ミクロピノサイトーシス、貪食、または他の機構などによるエンドソーム取り込み、およびエンドソーム脱出(エンドソーム小胞内のpHの低下後の膜融合を介して)を通じて、細胞形質導入を促進することができる。好ましい実施態様において、ポリマーに関連するオリゴペプチドのアミノ酸配列は、エンドソーム経路を介した細胞形質導入を特異的に促進することができる。
【0013】
本技術のいくつかの実施態様においては、ウイルスベクターは偽型化されるが、他の実施態様ではベクターは特定のウイルスまたは偽型化するエンベロープタンパク質を欠いている。 偽型のベクターにおいて、HIV gp120-gp41複合体や水疱性口内炎ウイルス(VSV-G)糖タンパク質などのエンベロープタンパク質がウイルスエンベロープの外表面にスパイク様構造を形成し、ベクター粒子の宿主細胞への付着および宿主細胞へのウイルスの侵入を促進する。VSV-Gなどの偽型化タンパク質はまた、精製中にベクターを保護または結合するために使用され得る(例えば、超遠心分離中の保護、アフィニティーカラムまたはその他のアフィニティーマトリックスへの結合、またはゲル精製)。しかしながら、ウイルスベクターのポリマーパッケージングの状況において、そのような構造は、ベクター粒子エンベロープとポリマーとの間の緊密な会合を妨害し得る。ウイルスエンベロープタンパク質はまた、pH依存性の電荷を運び、これはポリマー、特に荷電ポリマーの会合を制限または妨害し得る。さらに、偽型タイプ付けタンパク質を保有するパッケージ化されたウイルスベクターは、インビトロおよび生体内 でコーティングの不安定化および 破壊を被ることができ、したがって細胞を非特異的に形質導入することができるウイルスベクターを放出し、潜在的に安全性プロファイルの低下に導く。エンベロープタンパク質を欠くベクターは、ポリマーを用いてウイルスベクターのパッケージングを増強することができる。エンベロープタンパク質を欠く被覆されたベクターは、エンベロープタンパク質を有するベクターと比較して改善された安全性プロファイルを示すが、これは、コーティングの不安定化または破壊後、インビトロで細胞を形質導入することができないからである。ウイルスベクターがウイルスエンベロープタンパク質を欠いている本技術のナノ粒子は、ナノ粒子がベクター当たりのポリマー分子の閾値数を超える哺乳動物細胞のみを形質導入することができるため、遺伝子治療または免疫療法に使用するための組み込みの安全機構を有する。ベクター当たりのポリマー分子のその閾値数を下回ると、ポリマーの量がベクターを完全に被覆するには不十分であり、ナノ粒子が構造的に不安定になったり、ナノ粒子からのポリマー分子の解離を受ける可能性がある。一旦エンベロープタンパク質を欠くこのようなベクターが有効なポリマーコーティングを失うと、ヒト細胞を含む哺乳動物細胞を形質導入することができなくなる。このようなナノ粒子は、閾値特徴を欠くベクターまたはポリマーを封入したベクターと比較して、生体内での使用に対する改善された安全性プロファイルを有する。
【0014】
いくつかの実施態様において、ウイルスエンベロープまたは融合タンパク質ではなく、偽型タイプ付けに使用されないベクター産生細胞からのタンパク質など、膜外面にスパイク様構造を形成しないタンパク質などのいくつかの膜タンパク質がウイルスベクター粒子の脂質膜に存在し得る。本技術の特定の実施態様において、ウイルスエンベロープタンパク質は、エンベロープ脂質二重層の外表面から突出する有意な質量を有するもの、例えば、それらの質量の少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%が外側エンベロープ表面から突出しているものなど、ウイルスベクター粒子から除外される。
【0015】
ナノ粒子組成物は、場合により、追加の成分、例えば脂質分子、界面活性剤、核酸、タンパク質分子、または小分子薬物を含有することができる。本技術はまた、ナノ粒子を1つまたは複数の賦形剤、担体、緩衝液、塩、または液体と一緒に含む医薬処方物または組成物をもくろみ、送達ビヒクルを、静脈内、筋肉内、 皮下、腫瘍周囲または腫瘍内注射などの経口、鼻腔内、または非経口投与を介する投与、または生体外遺伝子導入プロトコルにおける細胞への体外投与に適するようにする。このような組成物および処方物は、保存中にそれらを安定化させるために凍結乾燥することもできる。
【0016】
本技術のウイルスベクターナノ粒子は、遺伝子送達ビヒクルとして仕えることができる。ナノ粒子は、ポリマーまたはポリマーの混合物を含有する層でその外表面にコーティングされたウイルスベクターを含む。いくつかの実施態様において、ウイルスベクターは、偽型化され、融合促進エンベロープタンパク質を有し、導入遺伝子を含む。他の実施態様において、ウイルスベクターは、任意の天然または組換えエンベロープタンパク質を欠いており、導入遺伝子を含む。 特定の実施形態では、レトロウイルスベクターは、類似のレトロウイルスベクターのエンベロープに典型的に含まれ得るウイルスエンベロープタンパク質を特異的に欠損する。 特定の実施形態において、ウイルスベクターは、天然に存在するまたは修飾されたウイルスベクターエンベロープタンパク質、例えば野生型または修飾されたVSV-G、HIVgp120、HIV gp41、MMTV gp52、MMTV gp36、MLV gp71、シンシチン、野生型または修飾されたシンドビスウイルスエンベロープタンパク質、麻疹ウイルスヘマグルチニン(H)および融合体(F)糖タンパク質、ならびにHEMOを特異的に欠損する。他の実施形態において、ベクターは、このようなエンベロープタンパク質の1つ以上を含有する。
【0017】
本技術の別の態様は、上述のナノ粒子/遺伝子送達ビヒクル(ウイルスベクターナノ粒子)を作製する方法である。この方法は、(a)エンベロープタンパク質を保有または欠損し、かつ導入遺伝子を含有するウイルスベクターを提供する工程と、(b)ポリマーまたはポリマーの混合物を提供する工程と、(c)ウイルスベクターとポリマーまたはポリマーの混合物とを接触させ、それによって、ウイルスベクターとポリマー/ポリマーの混合物とが結合してナノ粒子を形成し、ポリマーまたはポリマーの混合物でコーティングされたウイルスベクターを含有する工程、とを含む。
【0018】
この技術のさらなる態様は、 上述のウイルスベクターナノ粒子(遺伝子送達ビヒクル)を用いて疾患を処置する生体内(in vivo)の方法である。この方法は、ナノ粒子を含有する組成物をそれを必要とする対象に非経口的に投与することを必要とし、それによって、対象内の細胞がウイルスベクターによって形質導入され、導入遺伝子が形質導入された細胞において発現される。一つの実施態様において、処置される疾患は癌である。 生体内 投与の場合 、VSV-Gなどのウイルスエンベロープタンパク質が存在しない態様は、宿主内で非標的細胞を形質導入する能力を欠いているため、およびエンベロープタンパク質によってそうでなければ提供される細胞取り込みおよび/またはエンドソーム取り込みおよび/またはエンドソーム脱出を回復させるためのポリマー封入の使用によって提供されるより特異的な標的化のために、強化された安全性プロファイルを提供するので好ましい。
【実施例】
【0019】
実施例1:生体分布研究に使用されるレンチウイルスベクターのバッチの生産。
以前に操作された融合原性および高い免疫原性のVSV-Gタンパク質を欠落する形質導入欠損レンチウイルスベクター(国際公開第2019/145796 A2号参照、それは参照により本明細書に組み込まれる)を、マウスにおける生体分布研究に使用するために調製した。これらのベクターは、反復全身投与を可能にする。
導入遺伝子の組織生体分布を観察するために健康なマウスモデルに注入されたレンチウイルスベクターの異なるバッチを、以下の材料および方法を用いて作製した。
【0020】
原料
転写ベクタープラスミドは、pARA-CMV-GFPまたはpARA-hUBC-ルシフェラーゼまたはpAra-hUBC-ルシフェラーゼ-T2A-GFPであった。カナマイシン耐性プラスミドは、プロウイルス(HIV-1、NL4-3株由来の非病原性、非複製性の組換えプロウイルスDNA)をコードし、その中に発現カセットがクローニングされた。インサートには、導入遺伝子、導入遺伝子発現のためのプロモーター、および導入遺伝子発現を高め、レンチウイルスベクターが、非有糸分裂の細胞を含むすべての細胞種を形質導入できるようにするために追加された配列が含有された。コード配列は、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはホタルルシフェラーゼ(生物発光レポータータンパク質)をコードする遺伝子、または自己切断2Aペプチド配列によって分離されたルシフェラーゼおよびGFP導入遺伝子の両方の同時発現を駆動するバイシストロニックカセットに対応していた。プロモーターは、ヒトユビキチンプロモーター(hUBC)またはCMVプロモーターであった。これらはいかなるエンハンサー配列も欠いており、高いレベルで普遍的に遺伝子発現を促進した。非コード配列および発現シグナルは、5´LTR(U3-R-U5)では全体的なシス活性エレメントを有し、3´LTRではこのエレメントが削除され、それゆえプロモーター域(ΔU3-R-U5)を欠いている長い末端反復配列(LTR)に相当した。転写および組込み実験のために、カプシド形成配列(SDおよび5´Gag)、ベクターの核トランスロケーションのためのセントラルポリプリントラクト/Central Termination Site、およびBGHポリアデニル化部位を加えた。
【0021】
パッケージングプラスミドは、pARA-Packであった。カナマイシン耐性プラスミドは、レンチウイルスプロウイルスのカプシド形成のためのトランスに使用される、構造レンチウイルスのタンパク質(GAG、POL、TATおよびREV)をコードした。コード配列は、構造タンパク質(マトリックスMA、カプシドCAおよびヌクレオカプシドNC)、酵素タンパク質(プロテアーゼPR、インテグラーゼINおよび逆転写酵素RT)、ならびに制御タンパク質(TATおよびRev)をコードする、ポリシストロン性遺伝子であるgag-pol-tat-revに相当していた。非コード配列および発現シグナルは、転写開始のためのCMVからの最小プロモーター、転写終結のためのインシュリン遺伝子からのポリアデニル化シグナル、パッケージングRNAの核外移行に関与するHIV-1 Rev応答配列(RRE)に相当していた。
【0022】
エンベローププラスミドは、用いられるとき、pENV1であった。このカナマイシン耐性プラスミドは、水疱性口内炎ウイルス(VSV-G)インディアナ株由来の糖タンパク質Gをコードし、いくつかのレンチウイルスベクターの偽型化に用いられる。VSV-G遺伝子をヒト細胞での発現用にコドン最適化し、この遺伝子をpVAX1プラスミド(Invitrogen, Inc.社製)にクローニングした。コード配列はコドン最適化されたVSV-G遺伝子に対応し、非コード配列および発現シグナルは、転写開始のためのCMVからの最小プロモーター、およびBGHポリアデニル化部位に対応してRNAを安定化させた。
【0023】
VSV-G-(”はげた(Bald)”)レンチウイルスベクター粒子の産生
2つの3000mLエルレンマイヤーフラスコ(Corning社製)中、1000mLのLVmax Production Medium(Gibco Invitrogen社製)において、LV293細胞を5×105細胞/mLで播種した。2つのエルレンマイヤーフラスコを、37℃、65rpmで、加湿した8%のCO2の下でインキュベートした。播種の翌日、一過性トランスフェクションを行った。PEIProトランスフェクタント試薬(PolyPlus Transfection、Illkirch、フランス)をトランスファーベクタープラスミド(pARA-CMV-GFP、PARA-HUBC-ルシフェラーゼまたはPARA-HUBC-ルシフェラーゼ-T2A-GFP)およびパッケージングプラスミド(pARA-Pack)と混合した。室温でのインキュベーション後、PEIPro/プラスミド混合物を細胞株に滴下し、37℃、65rpmで、加湿した8%のCO2の下でインキュベートした。3日目に、レンチベクターの産生を、5mMの最終濃度の酪酸ナトリウムによって刺激した。バルク混合物を、37℃、65rpmで、加湿した8%のCO2の下で24時間インキュベートした。5μmおよび0.5μmの深層ろ過(Pall Corporation)による清澄化の後、清澄化されたバルク混合物を、デオキシリボヌクレアーゼ処置のために、室温で1時間インキュベートした。
【0024】
Q mustangメンブレン(Pall Corporation)でのクロマトグラフィーによってレンチベクター精製を実施し、NaClグラジエントによって溶出させた。100kDaのHYDROSORTメンブレン(Sartorius)でタンジェンシャルフローろ過を実施し、それによって体積を減少させ、pH7の特定の緩衝液中で処方して、少なくとも2年の安定性を確保することが可能となった。0.22μmでの滅菌ろ過(Millipore)の後、バルク製剤を1ml未満の量で2mLのガラスバイアル中に充填し、続いて標識化し、<-70℃で凍結および保管した。
【0025】
はげた(bald)LV数を、物理的な力価定量化によって評価した。HIV-1 p24コアタンパク質に関連するレンチウイルス(Cell Biolabs Inc.)のみの検出および定量化によってアッセイを実施した。試料の前処理によって、破壊されたレンチベクターと遊離p24との区別が可能となる。物理的力価、粒子分布および粒子寸法を、調節可能抵抗パルスセンサ(TRPS)技術(qNano instrument、Izon Science、オックスフォード、英国)によって測定した。NP150ナノポア、110nmのキャリブレーションビーズおよび44~47mmの膜ストレッチを使用した。IZON Control Suiteソフトウエアを使用して、結果を決定した。
【0026】
VSV-G+(”偽型の”)レンチウイルスベクター粒子の産生
PEIProトランスフェクタント試薬(PolyPlus、115-010)をトランスファーベクタープラスミド(pARA-CMV-GFPまたはpARA-hUBC-ルシフェラーゼまたはpARA-hUBC-ルシフェラーゼ-T2A-GFP)、パッケージングプラスミド(pARA-Pack)およびエンベローププラスミド(pENV1)と 混合した以外は上記と同様の方法を用いた。
【0027】
OM-PBAEポリマーの産生、精製、定量 - 古典的な方法
ポリ(β-アミノエステル)(PBAE)を、Dostaらによって記載されているような2段階製法に、わずかな変更を加えて調製した。第1の工程はPBAE-ジアクリレートポリマーの合成であり、第2の工程にはDMSO中のペプチド修飾PBAE(OM-PBAE)の合成が含まれる。
【0028】
PBAE-ジアクリレートポリマーの合成、精製およびキャラクタリゼーション
ポリ(β-アミノエステル)-ジアクリレートポリマーを、付加型の重合を介して、第1級アミンモノマーおよびジアクリレート官能性モノマーを使用して合成した。5-アミノ-1-ペンタノール(Sigma-Aldrich、95.7%の純度、3.9g、36.2mmol)、1-ヘキシルアミン(Sigma-Aldrich、99.9の純度、3.8g、38mmol)および1,4-ブタンジオールジアクリレート(Sigma-Aldrich、89.1%の純度、18g、81mmol)を、第1級アミン基に対するアクリレートのモル比2.2:1で、丸底フラスコ中で混合した。混合物を90℃で20時間撹拌した。次に、反応混合物を室温まで冷却することによって、粗生成物、すなわち薄黄色の粘性の油状物が得られ、さらに使用するまで-20℃で保管した。
【0029】
1H-NMR分光法を使用して構造を確認し、GPCを使用して分子量特性を決定して、合成されたPBAE-ジアクリレートポリマーの特徴付けを行った。5mmのBruker製PABBO BBプローブを備えたBruker 400MHz Avance III NMR分光計中にNMRスペクトルを集め、DMSO-d6を重水素化溶媒として使用した。分子量測定を、GPC SHODEX KF-603カラム(6.0×約150mm)、および移動相としてのTHFおよびRI検出器を備えたWaters HPLCシステムで実施した。ポリスチレン標準により得られた従来の較正曲線を用いて、分子量を測定した。粗PBAE-ジアクリレートポリマーの重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を、それぞれ4900g/molおよび2900g/molと決定した。
【0030】
DMSO中におけるOM-PBAEの合成、精製およびキャラクタリゼーション
OM-PBAEポリマーを、DMSOにおける、2.8:1の比率のチオール/ジアクリレート中のチオール-アクリレートマイケル付加反応を介する、PBAE-ジアクリレートポリマーのペプチド末端修飾によって得た。一例として、トリ-アルギニン修飾PBAEポリマー(PBAE-CR3)の合成を挙げる。粗PBAE-ジアクリレートポリマー(199mg、0.08mmol)をDMSO(1.1mL)中に溶解し、NH2-Cys-Arg-Arg-Arg-COOHペプチドの塩酸塩(CR3―95%の純度―Ontores Biotechnologies,浙江省、中国)から購入)(168mg、0.23mmol)をDMSO(1mL)中に溶解した。続いて、ポリマー溶液およびペプチド溶液を混合し、温度制御された恒温水槽において、25℃で20時間撹拌した。ペプチド修飾PBAEを20mLのジエチルエーテル/アセトン(7/3、v/v)中で沈殿させ、続いて生成物を7.5mLのジエチルエーテル/アセトン(7/3、v/v)を用いて2回洗浄し、その後、真空乾燥し、得られた生成物を100mg/mLの濃度でDMSO中に再懸濁させ、さらなる使用のために-20℃で保管した。
【0031】
さらなる実施例において、トリ-ヒスチジン末端修飾PBAEポリマー、すなわちPBAE-CH3において、DMSO(1.1mL)中に溶解したPBAE-ジアクリレート(199mg、0.08mmol)の溶液を、DMSO(1.0mL)中に溶解したNH2-Cys-His-His-His-COOH(CH3)の塩酸塩(154mg、0.23mmol)の溶液と混合した。
【0032】
1H-NMR解析で、予想される構造を確認した。さらに、アクリレートの変換率を、残留アクリレートのピーク(5.75~6.5ppm)に対する、出発物質のスペクトルと同じ値に較正されたポリマー主鎖上のCH3プロトン(0.8ppm)の比率から決定した。したがって、アクリレートピークの積分値が6(アクリレート基上のプロトンの数である)になるように分割すると、残留アクリレート量が得られた。粗PBAE-ジアクリレートからペプチド修飾PBAEへのマイケル付加反応の効率は、PBAE-CR3:84%、PBAE-CH3:93%であると決定された。ただし、両方の場合について、反応の全体的な収率は100%を超えており、これは大過剰の残留DMSOが存在していることを示している。さらに、それぞれのペプチド修飾PBAE中の残留ペプチド含有量を、BEH C18カラム(130A、1.7μm、2.1×50mm、温度35℃)を備え、0.1%TFA入りのアセトニトリル/水をグラジエントとして使用したUPLC ACQUITYシステム(Waters)による分離後、UV検出(波長220nm)によって定量化した。
【0033】
OM-PBAEポリマーの産生、精製、定量 - DMSOのない方法
DMSO非含有条件下での機能的OM-PBAEのグラムスケール合成は、ヒト細胞に毒性のない遺伝子送達のための新しい物質を提供するために以前に確立されていた。この独自の方法で得られたポリマーは、不純物が少なく、生体系と互換性のある条件で安定に貯蔵することができる。
【0034】
PBAE-ジアクリレートポリマーの合成、精製およびキャラクタリゼーション
PBAE-ジアクリレートポリマーの合成を前述のように行った後、反応混合物をヘプタン沈殿によって精製した。粗生成物を酢酸エチルに溶解し、過剰のヘプタン(1/10、v/v)に滴下し、この手順を2回繰り返した。精製PBAE-ジアクリレートは86%の収率で得られ、GPCによって、5200g/molおよび3300g/molのそれぞれMwおよびMnを有すると特徴付けされた。加えて、古典的方法によって得られた粗PBAE-ジアクリレートおよび精製PBAE-ジアクリレートポリマーのGPC曲線によって、粗生成物のGPCト痕跡上の低分子量領域の小さいピークが、精製後に消え、ピーク分子量が高い値にわずかに移動した(粗ポリマーおよび精製ポリマーに対して、それぞれ4900および5000)ことが示された。
【0035】
DMSOフリー中におけるOM-PBAEの合成、精製およびキャラクタリゼーション
OM-PBAEの1gスケールでの合成を、アセトニトリル/クエン酸塩(25mM、pH5.0)(3/2、v/v)において、精製PBAE-ジアクリレート前駆体ポリマーおよび2倍濃縮ペプチド溶液を使用して実施した。反応媒体中のジスルフィド形成を防ぐために、反応中、不活性窒素(N2)雰囲気を適用した。一例として、トリ-アルギニン修飾PBAEポリマー(PBAE-CR3)の合成を挙げた。精製PBAE-ジアクリレートポリマー(1999mg、0.624mmol)をアセトニトリル(20ml)中に溶解し、NH2-Cys-Arg-Arg-Arg-COOHペプチドの塩酸塩(CR3―97%の純度―Ontoresから購入)(1684mg、2.3mmol)を、クエン酸塩緩衝液(25mM、pH5.0)(20ml)中に溶解し、ペプチドを完全に溶解させた後、10mlのアセトニトリルを添加した。続いて、アセトニトリル中のポリマー溶液を、クエン酸塩(25mM、pH5.0)/アセトニトリル(2/1、v/v)中のペプチド溶液に添加し、25℃に温度制御された恒温水槽において、N2雰囲気下にて20時間撹拌した。続いて、すべての溶媒を、減圧下、40℃で蒸発させた。得られたペレットを、100mlのエタノールを用いて2回抽出した。エタノール抽出物を乾燥させた。乾燥した残部を50mLのエタノール中に再溶解させ、200mlのジエチルエーテル/アセトン(7/3、v/v)中で沈殿させた。続いて、生成物を75mlのジエチルエーテル/アセトン(7/3、v/v)を用いて2回洗浄した。残留有機溶媒を真空下で除去し、さらに凍結乾燥によって37%(wt%)の収率で最終生成物を得て、さらなる使用のために-20℃で保管した。
【0036】
トリ-ヒスチジン末端修飾PBAEポリマー(PBAE-CH3)に対しては、精製PBAE-ジアクリレートポリマー(1999mg、0.624mmol)をアセトニトリル(20ml)中に溶解し、NH2-Cys-His-His-His-COOHペプチドの塩酸塩(CH3―98%の純度―Ontoresから購入)(1.538mg、2.3mmol)を、pH5.0の25mMクエン酸塩緩衝液20ml中に溶解した。CH3ペプチドが完全に溶解した後、10mLのアセトニトリルを添加した。続いて、アセトニトリル中のポリマー溶液を、アセトニトリル/クエン酸塩(25mM、pH5.0)(2/1、v/v)中のペプチド溶液に添加し、25℃に温度制御された恒温水槽において、不活性N2雰囲気下にて20時間撹拌した。続いて、すべての溶媒を、減圧下、40℃で蒸発させた。得られたペレットを、100mlのエタノールを用いて2回抽出した。エタノール抽出物を乾燥させた。乾燥した残部を50mLのエタノール中に再溶解させ、200mlのジエチルエーテル/アセトン(7/3、v/v)中で沈殿させた。続いて、生成物を75mlのジエチルエーテル/アセトン(7/3、v/v)を用いて2回洗浄した。残留有機溶媒を真空下で除去し、さらに45.3%(wt%)の収率で最終生成物を得て、さらなる使用のために-20℃で保管した。
【0037】
オリゴペプチド修飾PBAEを用いた、VSV-G(”Bald”)のレンチウイルスベクターのコーティング
静脈内注射の場合、レンチウイルスベクター(4.5~5.1x1010レンチウイルス粒子)のコーティングを、以下のようにレンチウイルスベクター粒子あたり109個のポリマー分子の比率で行った。 はげた(Bald)レンチウイルスベクターを、50 mMスクロース(シグマアルドリッチ社製)を含むダルベッコ・リン酸緩衝生理食塩水(DPBS)(Gibco Invitrogen社製)で希釈し、反復あたり75 μLの最終容量を調製した。RおよびH OM-PBAEポリマー(DMSOの有無にかかわらず)を60/40(v/v)で予め混合し、pH 5.4(反復あたり75 μL)の25 mMクエン酸カルシウム緩衝液で希釈し、均質化のために2秒ボルテックス処理した。希釈したベクターに希釈したポリマーを1:1の比率(v/v)で添加し、混合物を10秒間静かにボルテックスし、室温において10分間インキュベートした。最後に、等量のpH 5.4(150 μL)の25 mMクエン酸カルシウム緩衝液を注入前に被覆粒子に添加した。
【0038】
灌流の場合、同じプロトコルを使用したが、体積は以下のようにより大きな体積に調整された。はげたレンチウイルスベクター(8x1010レンチウイルスウイルス粒子)を、50 mMスクロースを含む(DPBS)で希釈し、反復あたり225 μLの最終容量を調製した。予め混合したRおよびH OM-PBAEポリマー(DMSOの有無にかかわらず)を60/40(v/v)で、pH 5.4(反復あたり75 μL)の25 mMクエン酸カルシウム緩衝液で希釈し、均一化のために2秒ボルテックスした。最後に、pH 5.4(150 μL)の25 mMクエン酸カルシウム緩衝液を注入前に被覆粒子に添加した。
【0039】
マイクロフルイディクスベースのプロセスを用いたオリゴペプチド修飾PBAEによるVSV-G-(”はげた”)レンチウイルスベクターのコーティング
OM-PBAEに封入されたVSV-G-(”はげた(Bald)”)レンチウイルスベクター粒子の均質性、単分散性を厳密に制御し、製造中のバッチ間の一貫性を可能にするために、マイクロフルイディクスベースの封入プロセスが実施された。
禿げた(Bald)レンチウイルスベクターを、50 mMスクロース(Sigma-Aldrich社製)を含むダルベッコ・リン酸緩衝生理食塩水(DPBS)(Gibco Invitrogen社製)で適当な濃度まで希釈した。RおよびH OM-PBAEポリマー(DMSOの有無にかかわらず)を60/40(v/v)で予め混合し、pH 5.4(反復あたり75 μL)の25 mMクエン酸カルシウム緩衝液で希釈し、均質化のために2秒ボルテックス処理した。各溶液を、マイクロフルイディクスチャンバのY字型イノックス入口に接続されたタイゴンチューブ(内径=0.02インチおよび外径=0.06インチ)で注入した。OM-PBAEポリマーによるVSV-G欠損LV(”bald”)の封入は、制御された圧力条件(フルイジェント)(チャンバ入口と出口の圧力差が25mbar)下で、ポリジメチルシロキサン(PDMS)サーペンタインチャンバー(形状長さ=18cmx幅=400μmx高さ=100μm)で両成分を混合することによって、室温で30分間の滅菌環境内で実施した。
この方法は、参照生物物理学的方法(ナノ粒子追跡分析、動的光散乱、ビデオドロップ)によって示されるように、単分散で均質なナノ粒子の迅速かつ堅牢な調製を可能にした。動物への全身投与の前に、ナノ粒子の機能性を、形質導入細胞アッセイにおいてインビトロ で検証した。
【0040】
実施例2:VSV-G-(”Bald”)およびVSV-G+(”偽型”)レンチウイルスベクター粒子の生体内組織生体分布。
動物実験
動物実験は、フランスの動物保護法および各欧州連合のガイドラインの規制に従って、施設および国内動物管理委員会の正式な承認を得た後、実施された。
4~6週齢の雌性Balb/cマウス(ジャンヴィエ研究所、ル・ジュネーブ・サン・アイル、フランス)を動物施設に2週間適応させてから、2%イソフルランで麻酔し、 DPBS-50mMスクロースに処方されたhUBCプロモーターの制御下で、ルシフェラーゼをコードするVSV-G-(”bald”)またはVSV-G+(”偽型”)レンチウイルスベクター粒子を単回静脈(尾静脈)注射で投与した。 250μL中の1.4x1011 レンチウイルスウイルス粒子(最大投与用量つまり”MAD”に相当)または2.8x1010レンチウイルス粒子250μL (MAD/5)の2回の用量を、1条件あたり3匹のマウスで試験した。動物の行動、体重、水分および食物消費を、14日間にわたって週3回記録した。
【0041】
血球数
血球数は、処置(顎下サンプリング)の4日前または、2%イソフルランで麻酔した動物への心臓穿刺によるレンチウイルスベクター粒子の静脈内注射の14日後に、Balb/cマウスから回収した新鮮でヘパリン化された全血サンプルで決定した。血球をマウスFcブロック試薬(BDバイオサイエンス社)とを用いてインキュベートした。循環細胞の表現型をフローサイトメトリー(AttuneNXT;インビトロジェン・インク) にミルテニー・バイオテックから購入した特異的抗体パネル:一般的パネル(CD45-APC、CD3e-PerCP-Vio700、CD45R(B220)-PE-Vio615、CD11b-PE、CD49b-PE-Vio770)、活性化T細胞(CD45-APC、CD4-PercP-Vio700、CD69-PE、CD8a-PE-Vio615およびCD25-PE-Vio770)または骨髄系細胞(CD45-APC、CD11b-PE-Vio615、Ly-6G-PerCP-Vio700、F4/80-PEおよびCD11c-PE-Vio770)を用いて、解析された。4℃で10分間インキュベートした後、赤血球をRBC溶解緩衝液(インビトロジェン社製)で室温にて溶解した。細胞を500gで2分間遠心分離し、CellFix溶液(BD Biosciences社製)で固定した。蛍光陽性細胞をBL3(PerCP-Vio700染料)、YL1(PE染料)、YL2(PE-Vio-615染料)およびYL4(PE-Vio770染料)チャネル上フローサイトメトリー(AttuneNXT; Invitrogen, Inc.社製)により計数した。細胞表現型は、CD45+、生存細胞および単一細胞の間で以下のように定義された:一般パネル上のTリンパ球(CD3ehigh-BB220neg),Bリンパ球(BB220high)およびNK細胞(CD49high-CD11bhigh);活性化T細胞パネル上のCD4+ Tリンパ球(CD4high)およびCD8+Tリンパ球(CD4high); 骨髄系細胞パネル上に配置した好中球(Ly6high)、単球(Ly6low-CD11clow-CD11bhigh)およびマクロファージ(CD11clow -CD11bhigh -F4/80high)。
【0042】
サイトカインプロファイリング
処置前、または室温にて1500 xgで10分間遠心分離した、レンチウイルスベクター粒子の静脈内注射後14日目に回収したマウスの新鮮な末梢血から血漿を回収した。 上澄みを新鮮なチューブに移し、2,000xgで再び15分間遠心分離した。血漿は、メーカーの指示に従ってマウスTh1/Th2サイトメトリービーズアレイ(CBA)(Becton Dickinson Biosciences社製)で分析するまで-80℃で保存した。サンプルをフローサイトメトリー(AttuneNXT;Invitron, Inc.社製)によって、分泌されたインターロイキン2(IL-2)、インターロイキン4(IL-4)、インターロイキン5(IL-5)、腫瘍壊死因子α(TNF-a)およびインターフェロンγ(IFN-g)のYL-1チャネルおよび血漿中レベルを分析し、AttuneNXTソフトウェア(Invitrogen社製)を用いて定量化した。
【0043】
2週間の観察期間中、毒性の明らかな徴候は観察されなかった。処置されたマウスのいずれも、偽型レンチウイルスベクターまたはそのVSV-G欠損操作変異体の単回ボーラス注射後に体重減少、苦痛または行動変化を経験しなかった。
【0044】
図1A-1Fに示すように、未処置動物で決定した血液組成と比較して、処置後14日目に血中白血球組成に変化は認められなかった。はげ(Bald)または偽型レントウイルスベクターは、白血球減少症、単球症またはリンパ球増加症、リンパ枯渇、T細胞活性化を誘発せず、免疫系に急性の影響を及ぼさないことを示唆していた。免疫系の活性化のこの欠如は、
図2A-2Fに描かれたサイトカインレベルの血漿レベルによってさらに確認された。両方のタイプのレンチウイルスベクターの最高用量は、Tリンパ球の活性化に関与する炎症誘発性メディエーターまたはサイトカインの有意なアップレギュレーションを誘発しなかった。
これらの結果は、操作されたVSV-G欠損レンチウイルスベクターが、偽型粒子と比較して同様の安全性プロファイルを示し、1回のボーラス静脈内注射後に良好に忍容されているのを示したことを示している。
【0045】
生体内生物発光イメージング
レンチウイルスベクター粒子の組織分布をフォローアップするために、静脈内注射後の3日目、7日目および14日目にIVISの画像化を行った。この目的のために、2%イソフルラン(Forane,Baxter Healthcare社製)で麻酔をかけたBalb/cマウスに、PBS(15mg/mL)中のD-ルシフェリン(Perkin Elmer社製)を150mg/kg体重で腹腔内注射した。
画像化データは、キセノーゲンIVISスペクトルイメージングシステム(Xenogen社)によるD-ルシフェリン注射の10分後に得られた。取得時間は10秒から3分の範囲で、Living Imageソフトウェアバージョン4.3.1(Xenogen社製)を使用してデータの取得と定量化を行った。
【0046】
図3に要約した結果は、最高用量の偽型のレンチウイルス粒子の単回静脈内注射後、ルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現の局在化を反映する生物発光シグナルが肝臓、脾臓および骨髄(脊椎および下肢)において処置後3日目から時間依存的に蓄積することを示す。対照的に、等価用量のVSV-G欠損レンチウイルスベクターを注射したマウスの全身において導入遺伝子発現は観察されなかった。これらの予想外の観察は、VSV-Gタンパク質の除去が、生体内で細胞を形質導入することができなくなる操作されたレンチウイルスベクターの生体分布プロファイルを大きく変更することを示唆する。
【0047】
定量PCRによる組織分布の評価
レンチウイルスベクター粒子の注射後14日目に、ヘパリン処理した全血を、2%イソフルランで麻酔したBalb/cマウスからの心臓穿刺によってサンプリングした。次いで、マウスを頸椎脱臼によって殺処分し、以下の器官を回収した:脾臓、骨髄(DPBSで脛骨からフラッシュした)、肝臓、リンパ節肺、筋肉、腎臓、小腸、生殖腺および脳。ゲノムDNAは、それぞれNucleospin 8 BloodおよびNucleospin Tissueキット(Macherey-Nagel社製)を使用して、メーカーの指示に従って、新鮮な血液および凍結組織から単離した。
【0048】
レンチウイルスベクターの生体分布は、示された組織から単離されたゲノムDNAにおけるpARA骨格の組み込みを追跡することによって分析した。DNA1ngあたりのベクターコピー数(VCN)分析は、PerfeCTa(R) MultiPlex ToughMix(R)試薬(Quantabio,Beverly,マサチューセッツ州,米国)およびCFX96リアルタイムPCRインスツルメントII(Biorad社製)を用いた定量PCR(qPCR)によって行った。データはCFX Manager 3.1ソフトウエアで分析した。組み込みレンチウイルスベクター検出は、ロングターミナルリピート配列(LTR)特異的プローブ(5’-6FAM-AACCATTAGGAGTAGCACCCACCAAGG-BHQ1-3’)(配列番号6)およびプライマー(fwd:5’-TGGAGGAGGAGATATGAGGG-3’(配列番号7)およびrev:5’-CTGCTGCACTATACCAGACA-3’)(配列番号8)(シグマアルドリッチ社製)を用いて行った。内部基準として、マウスGAPDH特異的プローブ(5’-Cy5-CGCCTGGTCACCAGGGCTGC-BHQ2-3’)(配列番号9)およびプライマー(fwd:5’-AACGGATTTGGCCGTATTGG-3’(配列番号10)およびrev:5’-CATTCTCGGCCTTGACTGTG -3’)(配列番号11)を用いた。LTRおよびマウスGAPDHの配列を含むプラスミド標準を定量に使用した。
【0049】
図4に示すように、組込みプロウイルス配列が生体内の生物発光イメージング結果と 完全に相関する偽型レンチウイルスベクターの生体分布のqPCR分析は、最高用量のウイルス粒子を投与されたマウス上で回収した脾臓、肝臓、骨髄において検出された。VSV-G欠損レンチウイルスベクターは、解析されたいずれの臓器においても検出されず、根本的に異なる生体分布プロファイルおよび宿主ゲノム内に組み込むことができないことが確認された。
【0050】
実施例3:OM-PBAEおよびVSV-G+(”偽型”)レンチウイルスベクター粒子に封入されたVSV-G-(”Bald”)の静脈内注射を繰り返した後の安全性および生体分布の生体内評価。
VSV-G欠損レンチウイルスベクターの予期せぬ生体分布が遺伝子導入機械装置の機能喪失によるものではないことを除外するために、それらの形質導入特性を回復するためにこれらの操作が行なわれたが、以前に記載したOM-PBAEポリマーに封入されたベクターを用いて、追跡研究が行われた。加えて、このプロトコルは、これらのナノ粒子の反復静脈内投与の安全性を評価することを目的とした。
【0051】
動物実験
動物実験は、フランスの動物保護法および各欧州連合のガイドラインの規制に従って、施設および国内動物管理委員会の正式な承認を得た後、実施されました。
4~6週齢の雌性Balb/cマウス(ジャンヴィエ研究所、ル・ジュネーブ・サン・アイル、フランス)を動物施設に2週間適応させてから、2%イソフルランで麻酔をかけ、 実施例1記載したようにOM-PBAEに封入されたVSV-G-(”はげた”)またはDPBS-50mMスクロースに処方されたhUBCプロモーターの制御下でルシフェラーゼ-T2-GFPをコードするVSV-G+ (”似型”)レンチウイルスベクター粒子をの用量で静脈注射(尾静脈)した。3匹の動物群は、220μLで5.1x1011レンチウイルス粒子の静脈内注射を2、3、4または5回1日1回の頻度で繰り返し受けた(マウス1 匹あたり1.3~2.57x1011 レンチウイルス粒子の総用量、すなわち最大投与用量つまり”MAD”の2/5、3/5、4/5の合計用量に相当)。動物の行動、体重、水分および食物消費を、7日間にわたって週3回記録した。
【0052】
血球数
血球数は、処置(顎下サンプリング)前8日目に、または2%イソフルランで麻酔した動物への心臓穿刺によるレンチウイルスベクター粒子の最後の静脈内注射の6時間、3日および7日目にBalb/cマウスから回収した新鮮でヘパリン化された全血サンプルについて、実施例2に既に記載されているように決定した。
【0053】
サイカインプロファイリング
循環レベルは、レンチウイルスベクター粒子の最後の静脈内注射の前または6時間後、3もしくは7日後に回収したマウスの新鮮な末梢血から採取した血漿を用いて実施例2に既に記載されるように定量した。
1週間の観察期間中、毒性の明らかな徴候は観察されなかった。処置されたマウスのいずれも、偽型レンチウイルスベクターまたはそのVSV-G欠損操作変異体の反復注射後に体重減少、苦痛または行動変化を経験しなかった。 このプロトコルでは、静脈注射の投与に必要な反復麻酔が最も困難な手順であることが判明し、覚醒期にマウスを注意深く監視する必要があった。
【0054】
図5A~5Dに示すように、未処置動物で決定された血液組成と比較して、単球/マクロファージおよび好中球数の増加およびTリンパ球の減少が、処置後3または7日目ですべての群にわたって観察された。これらの効果は用量依存的ではなく、注射後6時間ですでに実施されており、生成物に関連していないことが示唆された。実際、イソフルラン麻酔の繰り返しは、Tリンパ球集団の減少を含む血球数の改変を誘発することが示されている(Stolling et al., 2016)。それにもかかわらず、OM-PBAEまたは偽型レンチウイルスベクターに封入されたVSV-G欠損操作変異体は、白血球減少またはT細胞活性化を誘発せず、免疫系に急性の影響を及ぼさないことを示唆している。免疫系の活性化のこの欠如は、
図6A-6Bに描かれたサイトカインレベルの血漿レベルによってさらに確認された。両方のタイプのレンチウイルスベクターの最高用量は、Tリンパ球の活性化に関与する炎症誘発性メディエーターまたはサイトカインのいかなるアップレギュレーションをも誘発しなかった。
これらの結果は、操作されたVSV-G欠損レンチウイルスベクターが、偽型粒子と比較して同様の安全性プロファイルを示し、反復静脈内注射後によく耐えることを示している。
【0055】
生体内生物発光イメージング
IVISイメージングによるOM-PBAESに封入された偽型レンチウイルスベクターおよびVSV-G欠損レンチウイルスベクターの組織分布は、画像取得が産物の最後の静脈内注射の3または7日後に行ったことを除いて、実施例2に記載されるように一般的に行った。
先に記載したように、偽型レンチウイルス粒子は、肝臓、脾臓および骨髄(脊椎および下肢)において3日の後処置から時間依存的に局在するルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現時に放出される生物発光シグナルを産生した。対照的に、OM-PBAEポリマーに封入された等価用量のVSV-G欠損レンチウイルスベクターを注射したマウスでは、任意の特定の器官に局在する導入遺伝子発現は観察されなかった。ナノ粒子の異なる適用用量は、全身に分布する拡散シグナルを誘発した。
【0056】
定量PCRによる組織分布の評価
OM-PBAESに封入された偽型のまたはVSV-G欠損レンチウイルスベクター粒子によって送達されるプロウイルス配列のゲノム組み込みの解析は、産物の最後の静脈内注射の6時間後、3日または7日後に採取された血液および組織から抽出されたゲノムDNAに対してqPCRを行ったことを除いて、実施例2に記載されるように概して実施した。
組込みプロウイルス配列が生体内の生物発光イメージング結果と完全に相関する偽型レンチウイルスベクターの生体分布のqPCR分析は、
図7に示すように、最後の静脈内注射後3日目に、マウス上で回収した脾臓、肝臓、骨髄において検出された。OM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターは、分析されたいずれの臓器においても検出されなかったが、最高投与用量の血球において検出された。リンパ節における組込みは、最低用量で処置された1匹のマウスにおいて検出された。OM-PBAEベースのナノ粒子が肝臓の取り込みをバイパスして増加させる能力に沿った組込みは肝臓では検出されなかった(Brugada-Vila et al. 2020)。 OM-PBAEがナノ粒子の血液持続性を改善することが示されている場合、 それらの増殖の事前活性化なしに血液静止細胞の生体内の形質導入は予想されない。
【0057】
フローサイトメトリーによる細胞GFP発現の評価
新鮮でヘパリン処理された全血サンプルを、処置の7日前(顎下サンプリング)または2%イソフルランで麻酔した動物への心臓穿刺によるレンチウイルスベクター粒子の最後の静脈内注射から6時間、3日および7日後にBalb/cマウスから回収した。また、脾臓および骨髄を殺処分時に回収した。単一細胞懸濁液は、100μmの細胞ストレーナーを介して組織をメッシュ分けし、続いてRBC溶解緩衝液(Invitrogen社)を備えたリンパ組織を解離するためのプロトコルに従って赤血球溶解ステップによって得られた。
【0058】
GFPを発現する血液循環細胞の割合を、白血球数について先に記載した抗体パネルを用いたフローサイトメトリーによって決定し、BL1チャネルでGFP蛍光を記録した。さらに、血液、骨髄および脾臓においてGFP導入遺伝子を発現する形質導入細胞の表現型を、メーカーの指示書(BD Biosciences)に従って以下の細胞型に特異的な異なる抗体との共染色によって決定した:Tリンパ球についてはCD3(CD3e-BB700)、CD4(CD4-PE)、CD8(CD8a-PE-Cy5.5)、Bリンパ球についてはCD19(CD19-PE-CF594)。細胞をCellFix溶液(BD Biosciences社製)で固定し、蛍光陽性細胞をフローサイトメトリー(AttuneNXT; Invitrogen, Inc製)によって、BL1(GFP)、YL1(PE色素)、YL2(PE-CF594)またはYL3(PE-Cy5.5)チャネル上でカウントした。
【0059】
図8に示すように、血球を形質導入できなかった偽型のレンチウイルス粒子で処置したマウスの骨髄および脾臓においてGFP陽性白血球が見出され、それによって従前の生物発光およびqPCRの結果が確認された。対照的にOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G欠損レンチウイルスベクターは、処置後3日目から血球において用量依存的にGFP発現を誘発した。形質導入された白血球亜集団のさらなる分析は、
図9に描かれているように、すべての主要な細胞型をナノ粒子で効率的に形質導入できることを明らかにした。
これらの結果は、OM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G欠損レンチウイルスベクターが、偽型対応物とは根本的に異なり、血球に対して予期しない指向性を有することを示唆している。これらは、すべての白血球亜集団を生体内 で形質導入し、標的化剤を必要とせずに、またはレンチウイルス媒介遺伝子導入で通常必要とされる増殖の事前活性化を必要とせずに導入遺伝子を送達することができる。
【0060】
実施例4:反復静脈内注射または点滴後のDMSO非含有OM-PBAEに封入されたVSV-G-(”はげた(Bald)”)レンチウイルスベクター粒子の安全性および生体分布の生体内評価。
非経口投与のための医薬品要件に準拠したVSV-G-欠損レンチウイルスベクターの処方物を試験するために、DMSO非含有OM-PBAEポリマーを用いて動物実験を実施した。
臨床現場では、市販の遺伝子(ZOLGENSMA(R))およびCAR-T細胞(TECARTUS(R),KYMRIAH(R), YESCARTA(R))療法が現在、点滴を介して患者に投与されている。したがって、この研究では、静脈内投与にわたって高用量のレンチウイルスベクターを送達するための反復点滴の安全性および可能性を比較した。
【0061】
動物実験
Balb/cマウスは、実施例3で既に説明したのと同じ手順および処置を受けた。CMVプロモーターの制御下でGFPをコードする実施例1に記載されるようにOM-PBAEに封入されたVSV-G- (”はげた”)レンチウイルスベクター粒子の用量が、2%イソフルランによる全身麻酔下で1分以内に静脈内注射(尾静脈)された。3匹の動物群は、250μLで4.5x1011のレンチウイルス粒子の静脈内注射を3、4または5回1日1回の頻度で繰り返し受けた(マウス1 匹あたり1.3~2.22x1011 レンチウイルス粒子、すなわちMADの0.3、0.4または0.5倍の総用量に相当)。DPBS-50mMスクロースに処方されたCMVプロモーターの制御下で、GFPをコードするOM-PBAEまたはVSV-G+ (”偽型”)レンチウイルスベクター粒子に封入されたVSV-G-(”Bald”)の用量を、22.5μL/分の制御された流れで20 分間点滴(尾静脈)された。3匹の動物群は、450μL中のマウス1匹あたり8.1x1011 個のレンチウイルス粒子3、4または5回の繰り返し点滴を受けた(マウス1匹当たり2.4~4x1011個のレンチウイルス粒子の総用量、すなわち0.6、0.8倍または1倍のMADに相当)。対照群は、ビヒクル(DPBS/クエン酸カルシウム処方物緩衝液)、VSV-G-(”Bald”)(マウス1匹あたり4x1011個のレンチウイルス粒子の総用量に対応する450μL中の8x1010個のレンチウイルスウイルス粒子、すなわちMAD)またはVSV-G+ (”偽型”)レンチウイルスベクター(マウス1匹当たりの総用量1.5x1011個の レンチウイルス粒子、すなわち0.4倍のMADに対応する3.1x1010個の450μL中のレンチウイルスウイルス粒子)の5回反復点滴(1日1回)で処置された動物に含められた。 動物の行動、体重、水分および食物消費を、7日間にわたって週3回記録した。
【0062】
血液、脾臓および骨髄細胞数
血球数は、処置前9日目、または2%イソフルランで麻酔した動物への心臓穿刺によるレンチウイルスベクター粒子の最後の静脈内注射または点滴の後、3日目(顎下サンプリング)および7日目にBalb/cマウスから回収した新鮮でヘパリン化された全血サンプルについて、実施例2に既に記載されているように決定された。脾臓および骨髄を殺処分時に採取した。単一細胞懸濁液は、100μmの細胞ストレーナーを介して組織をメッシュ分けし、続いてRBC溶解緩衝液(Invitrogen社)を備えたリンパ組織を解離するためのプロトコルに従って赤血球溶解ステップによって得られた。
【0063】
骨髄系細胞、CD4+およびCD8+ Tリンパ球組成物に対する処置の効果に関するより多くの洞察を得るために、異なる抗体パネルが設計された。バイオレジェンドから購入した特異的抗体パネルを用いて、細胞表現型をフローサイトメトリーにより解析した(AttuneNXT; Invitrogen, Inc.社製):一般パネル(CD45-AF700,CD170(Siglec-F)-PE,Ly-6G-PerCP-Cy5.5,CD335-PE-Dazzle594, CD45R(B220)-PE-Cy7, CD3e-APC,F4/80-BV421, CD11b-BV510, CD11b-BV510, CD11b-BV510, Ly6C-BV605および CD11c-BV711) およびT細胞パネル(CD45-AF700, CD8-PerCP-Cy5.5, CD25-PE, CD69-PE-Dazzle594, CD62L-PE-Cy7, CD3e-APC, CD127-BV421, CD4-BV510, TCRgd-BV605, CD44-BV711)。
【0064】
血液、脾臓および骨髄細胞を、マウスFcブロック試薬(BD Biosciences社)と共に5分間インキュベートした。抗体と一緒に4℃で20分間インキュベートした後、赤血球をRBC溶解緩衝液(Invitrogen Inc.社製)で室温にて溶解した。細胞を500gで2分間遠心分離し、CellFix溶液(BD Biosciences社製)で固定した。
【0065】
蛍光陽性細胞をフローサイトメトリー(AttuneNXT; Invitrogen, Inc.社製)によりカウントした BL3(PerCP-Cy5色素)、YL1(PE色素)、YL2(PE--Dazzle色素)、YL4(PE-Cy7色素)、RL1(APC色素)、RL2(AF700色素)、RL3(APC-Cy7色素)、VL1(BV421色素)、VL2(BV510色素)、VL3(BV605色素)およびVL4(BV711色素)チャネル。
【0066】
細胞表現型は、CD45+、生存細胞および単一細胞の間で以下のように定義された:Tリンパ球(CD3epos-BB220neg)、Bリンパ球(CD3eneg-BB220high )およびNK細胞(CD3eneg-BB220neg-CD11cneg-CD11blow-CD335pos)、好中球(SCChigh-CD170pos-Ly6high)、好酸球(CD170high)-Ly6high)、単球/マクロファージ(CD11chigh-CD11bhigh-F4/80low/high)、常在単球/マクロファージ(CD11chigh-CD11bhigh-Ly6Cneg)および炎症性単球/マクロファージ(CD11chigh-CD11bhigh-Ly6Cpos)を一般パネルに配置;Tリンパ球(CD3epos)、CD4+ Tリンパ球(CD4pos)、CD8+ Tリンパ球(CD8pos)、ガンマ/デルタTリンパ球(CD3pos-TCRgdpos )、TregCD4+リンパ球(CD4pos-CD25high-CD127low)、原始的なCD4+リンパ球(CD4pos-CD44low-CD62Lhigh)、中枢記憶CD4+リンパ球(CD4pos-CD44high-CD62Lhigh)、エフェクターメモリCD4+リンパ球(CD4pos-CD44high-CD62Lneg)、原始的なCD8+リンパ球(CD8highCD44lowCD62Lhigh)、セントラルメモリーCD8+リンパ球(CD8pos-CD44high-CD62Lhigh)、活性化CD4リンパ球(CD4highCD25neg/高CD69neg/high)および活性化されたCD8リンパ球(CD8highCD25neg/highCD69neg/high)をTリンパ球パネル上に配置した。
【0067】
サイトカインプロファイリング
循環レベルは、処置の前9日、またはレンチウイルスベクター粒子の最後の静脈内注射または点滴後3日目もしくは7日目に採取したマウスの新鮮な末梢血から採取した血漿を用いて実施例2、3に既に記載されるように定量した。
【0068】
血漿AST/ALT活性測定
処置前または室温にて1500 xgで10分間遠心分離した、レンチウイルスベクター粒子の静脈内注射後7日目に採取したマウスの新鮮な末梢血から血漿を採取した。 上澄みを新鮮なチューブに移し、2,000xgで再び15分間遠心分離した。血漿は、メーカーの指示に従って、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)およびアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)活性比色アッセイ(Merck-Millipore社製)による希釈されていないサンプル上のASTおよびALT酵素活性の測定まで、-80℃で保存した。
【0069】
1週間の観察期間中、毒性の明らかな徴候は観察されなかった。処置されたマウスのいずれも、はげた偽型レンチウイルスベクターまたはOM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損操作変異体の反復注射または点滴後に体重減少、苦痛または行動変化を経験しなかった。実施例3で既に観察されているように、投薬に必要な反復麻酔は最も困難な手順であることが判明し、覚醒期にマウスを注意深く監視する必要があった。
【0070】
図10Aおよび10Bに示すように、異なる処置は、7日間の観察期間中に血液、脾臓または骨髄中の一般的な白血球組成物の有意な変化を引き起こさなかった。すべての処置動物は、血液単球/マクロファージおよびマクロファージの時間依存的な減少を示したが、偽型レンチウイルスベクターを注射したマウスの骨髄では好中球の増加が観察された。骨髄系集団に焦点を当てたところ、おそらく麻酔の繰り返しの結果として、すべての動物が常在細胞および炎症細胞の数の顕著な減少を経験したことが明らかになった。興味深いことに、
図11Aに描かれているように、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損操作変異体を注射した動物では、7日目の回復後に血球数の差は見られなかったが、骨髄においては炎症性骨髄系細胞の用量依存的な減少が観察された。しかしながら、偽型レンチウイルスベクター(
図11B)は、脾臓および骨髄における炎症性骨髄系細胞の増加により、より顕著な効果を引き起こした。封入されたレンチウイルスベクターの静脈内注射または点滴を繰り返しても、7日間血液、脾臓および骨髄中で一定に保たれたCD4+、CD8+、またはγ/δTリンパ球には影響を及ぼさなかった(
図12Aおよび12B)。偽型ベクターは、CD8陽性の増加およびCD4陽性リンパ球の減少を誘発した。CD4陽性およびCD8陽性亜集団内では、すべての処置が原始的な細胞の時間依存的減少を誘発した(
図13Aおよび14A)。7日目の回復後、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損操作変異体で処置したマウスからの血液、脾臓および骨髄においてCD4およびCD8陽性組成に差は見られなかった(
図13Bおよび14B)。偽型レンチウイルスベクターは、血液、脾臓および骨髄中のCD4陽性およびCD8陽性エフェクター/記憶細胞の増加に関連する原始的なCD4+およびCD8+細胞の両方の減少を誘発した。最後に、CD4陽性Tリンパ球におけるCD25およびCD69活性化マーカーの発現は、OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損操作変異体で処置された群においてアップレギュレートされなかった(
図15Aおよび15B)。しかし、CD8
+CD25
-CD69
+細胞の増加は、CD69が早期活性化マーカーとして記載されている、一時的な活性化状態を反映して7日目に視認された。偽型のレンチウイルスベクターは、脾臓および骨髄中の血液CD25
-CD69
+中のCD4
+CD25
+CD69
-細胞を増加させ(
図15B)、脾臓および骨髄におけるCD8
+CD25
-CD69
+細胞のより高い出現、および骨髄中でのみCD8
+CD25
+CD69
+の減少を伴った(
図16B)。血液、脾臓および骨髄白血球の表現型のこの詳細な分析は、偽型レンチウイルスベクターの反復点滴が、処置後7日以内に免疫原性の高いVSV-Gタンパク質に対する先天性免疫応答および適応免疫応答の初期事象を引き起こすことを示唆している。これらの分子および細胞事象のいずれも、DMSO非含有OM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルス粒子の静脈注射および点滴を繰り返し受けた動物では観察されなかった。荷電テトラペプチドを含有するOM-PBAEポリマーが表面に存在しているにもかかわらず、これらのナノ粒子は好ましい安全性プロファイルを有するようであり、反復処置サイクルと適合性がある。
【0071】
免疫系の活性化のこの欠如は、
図17に描かれた血漿のサイトカインレベルによってさらに確認された。1週間の観察期間中、サイトカインアップレギュレーションの明らかな徴候は、すべての処置マウスにおいて観察されなかった。偽型レンチウイルスベクターに対する先天性免疫応答および適応免疫応答の初期徴候にもかかわらず、試験されたサイトカインのレベルは、ビヒクルを注射した対照動物において測定されたバックグラウンドレベルよりも高くなかった。DMSO非含有のOM-PBAEEに封入されたVSV-G-欠損操作変異体の最高用量は、Tリンパ球の活性化に関与する炎症誘発性メディエーターまたはサイトカインのいかなるアップレギュレーションを誘発しなかった。IFN-g、IL-4およびIL-5の一時的に上昇した分泌物は3日後に観察されたが、血漿レベルはバックグラウンドレベルに戻った。
【0072】
これらの結果は、DMSO非含有OM-PBAEポリマーに封入された、操作されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターが、良好な安全性プロファイルを示し、反復静脈内注射または点滴後によく耐えることを示した。
【0073】
最後に、この器官が薬物解毒および代謝の主要な部位であるため、肝機能に対する異なる処置の影響が調査された。アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)およびアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)は、肝障害または肝不全時に血流中に放出される代謝反応に関与する肝酵素である。ASTおよびALT酵素活性は、商用の試薬で血漿中で測定し得る。
図20は、1週間の観察期間中、すべての処置マウスにおいて肝毒性の明らかな徴候が観察されなかったことを示す。ASTおよびALT活性は、処置前に得られた値と異ならず、すべて通常の健常マウスについて記載された正常範囲内に収まった(ALT:25-60 mU/mL; AST:50-100 mU/mL)。これらの結果は、偽型のはげたレンチウイルスベクターおよびOM-PBAEに封入されたVSV-G-欠損操作変異体の反復投与が急性肝障害を引き起こさないことを確認する。
【0074】
定量PCRによる組織分布の評価
OM-PBAESに封入された偽型のまたはVSV-G-欠損レンチウイルスベクター粒子によって送達されるプロウイルス配列のゲノム組み込みの解析は、産物の最後の静脈内注射の6時間後、7日後に採取された血液および組織から抽出されたゲノムDNAに対してqPCRを行ったことを除いて、実施例2および3に記載されるように概して実施した。
【0075】
先に記載したように、偽型レンチウイルスベクターの生体分布のqPCR分析は、
図19に描かれているように、最後の静脈内点滴の7日後にマウス上で回収した脾臓、肝臓、骨髄におけるプロウイルス配列の組込みを明らかにした。VSV-G-欠損レンチウイルスベクターは、回収された器官のいずれにも組み込まなかった。DMSO非含有のOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターは、DMSOに処方されたポリマーで得られた結果と比較して、予期しない微妙な変化を伴う異なる生体分布プロファイルを示した。ここで組込みプロファイルは、注射された用量によって変化した。血液細胞への組込みは、骨髄細胞を形質導入するのに十分であった1回の点滴(0.6MAD)に際して3回の静脈内注射(0.5MAD)で起こった。レンチウイルスベクターの用量依存的な組み込みがリンパ節で観察された。さらに驚くべきことに、1回の点滴(0.6MAD)時に2回の静脈内注射(0.4MAD)で肺に組込みが検出されました。肺が高度に血管新生された器官であることを考えると、シグナルはこれらの組織に存在する形質導入された血球から来るだけかもしれない。したがって、血球の形質導入を実施例3(2X10
11個のレンチウイルス粒子)と同等の用量で繰り返すことができれば、OM-PBAEの処方物および投与経路は、体内のナノ粒子の運命に大きな影響を与えると思われる。
【0076】
フローサイトメトリーによる細胞GFP発現の評価
新鮮でヘパリン処理された全血サンプルを、処置の9日前(顎下サンプリング)または2%イソフルランで麻酔した動物への心臓穿刺によるレンチウイルスベクター粒子の最後の静脈内注射または点滴から3日および7日後にBalb/cマウスから回収した。また、脾臓および骨髄を殺処分時に回収した。単一細胞懸濁液は、100μmの細胞ストレーナーを介して組織をメッシュ分けし、続いてRBC溶解緩衝液(Invitrogen社)を備えたリンパ組織を解離するためのプロトコルに従って赤血球溶解ステップによって得られた。
GFPを発現する血液循環細胞の割合を、白血球数について先に記載した抗体パネルを用いたフローサイトメトリーによって決定し、BL1チャネルでGFP蛍光を記録した。
【0077】
図20に示すように、GFP陽性の好酸球および単球/マクロファージは、貪食によるバックグラウンド取り込みを反映して、すべての処置にわたって血液および骨髄中に見出された。しかしながら、DMSO非含有OM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターは、はげた偽型のレンチウイルスベクターがこれらの細胞型に対して活性でなかったときに静脈内注射を介して投与された場合、Bリンパ球、Tリンパ球およびNK細胞においてGFPレポーターの用量依存的発現を誘発した。低GFP陽性細胞は、はげたおよび偽型レンチウイルスベクターで処置したマウスから回収した脾臓において検出された。DMSO非含有OM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターによるすべての処置後に、脾臓およびNK細胞、骨髄中のBリンパ球およびTリンパ球におけるGFP陽性Tリンパ球、NK細胞および好酸球の増加率が生じた。
【0078】
Tリンパ球集団の詳細な分析は、DMSO非含有OM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターが、両方の投与経路で血液中のCD4+およびCD8+サブ集団の用量依存的形質導入を誘発したことを確認する。CD4+およびCD8+細胞の形質導入は脾臓でも起こったが、2回および3回の静脈内注射が最も効率的な処置であった。両方の器官について、GFP発現レベルは、はげたおよび偽型レンチウイルスベクターを注射したマウスで検出されたものよりも優れていた。骨髄レベルで有意差は視認されなかった。
【0079】
これらの結果に基づいて、DMSフリーのOM-PBAEポリマーに封入されたVSV-G-欠損レンチウイルスベクターは、反復的に全身的に安全に注入することができ、生体内 で導入遺伝子を血液中に存在する白血球だけでなく、標的化剤を必要とせずに、またはレンチウイルス媒介遺伝子導入で通常必要とされる増殖の事前活性化を必要とせずに、一次(骨髄)および二次(脾臓)リンパ器官にも効率的に送達することができる。
【配列表】
【国際調査報告】