(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】2023-04-28
(54)【発明の名称】アデノ随伴ウイルスカプシドポリペプチドおよびベクター
(51)【国際特許分類】
C12N 15/864 20060101AFI20230421BHJP
C12N 7/01 20060101ALI20230421BHJP
C12N 5/071 20100101ALI20230421BHJP
C07K 14/015 20060101ALI20230421BHJP
C12N 5/10 20060101ALI20230421BHJP
C12N 15/85 20060101ALI20230421BHJP
C12N 15/35 20060101ALN20230421BHJP
【FI】
C12N15/864 100Z
C12N7/01
C12N5/071
C07K14/015
C12N5/10
C12N15/85 Z
C12N15/35 ZNA
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022576570
(86)(22)【出願日】2021-02-25
(85)【翻訳文提出日】2022-10-21
(86)【国際出願番号】 AU2021050158
(87)【国際公開番号】W WO2021168509
(87)【国際公開日】2021-09-02
(32)【優先日】2020-02-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】522336937
【氏名又は名称】チルドレンズ・メディカル・リサーチ・インスティテュート
【氏名又は名称原語表記】Children’s Medical Research Institute
(71)【出願人】
【識別番号】522336948
【氏名又は名称】ザ・シドニー・チルドレンズ・ホスピタルズ・ネットワーク・(ランドウィック・アンド・ウエストミード)・(インコーポレイティング・ザ・ロイヤル・アレクサンドラ・ホスピタル・フォー・チルドレン)
【氏名又は名称原語表記】The Sydney Children’s Hospitals Network (Randwick and Westmead) (incorporating The Royal Alexandra Hospital for Children)
(71)【出願人】
【識別番号】521058818
【氏名又は名称】ロジックバイオ セラピューティクス, インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100122301
【氏名又は名称】冨田 憲史
(74)【代理人】
【識別番号】100157956
【氏名又は名称】稲井 史生
(74)【代理人】
【識別番号】100170520
【氏名又は名称】笹倉 真奈美
(74)【代理人】
【識別番号】100221545
【氏名又は名称】白江 雄介
(72)【発明者】
【氏名】リソウスキー,レスゼク
(72)【発明者】
【氏名】カバネス クルース,マルティ
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー,イアン
(72)【発明者】
【氏名】ヘッベン,マチアス シャルル ジェローム
【テーマコード(参考)】
4B065
4H045
【Fターム(参考)】
4B065AA95X
4B065AB01
4B065BA02
4B065CA44
4H045AA10
4H045AA30
4H045BA10
4H045CA01
4H045EA20
4H045FA74
(57)【要約】
本開示は、一般に、アデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドポリペプチドおよびコードする核酸分子に関する。本開示はまた、カプシドポリペプチドを含むAAVベクター、およびコードする核酸分子を含む核酸ベクター(例えば、プラスミド)、ならびにベクターを含む宿主細胞にも関する。本開示はまた、ポリペプチド、コードする核酸分子、ベクターおよび宿主細胞の方法および使用にも関する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(i)配列番号2~20および65~79のいずれか1つに示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約95%の配列同一性を有する配列;
(ii)配列番号2、6、7、9、10、12~14、16~20、69、71~74、76および78のいずれか1つの位置138~735、配列番号5、8および11のいずれか1つの位置138~734、配列番号3、15、65、68、75、77および79のいずれか1つの位置138~736、配列番号4、67および70のいずれか1つの位置138~737、または配列番号66の位置138~738のアミノ酸の配列;またはそれに対して少なくとももしくは約95%の配列同一性を有する配列;ならびに/あるいは
(iii)配列番号5、8および11のいずれか1つの位置203~734、配列番号15の位置203~736、配列番号2、6、7、9、10、12~14、16~20、69、71~74、76および78のいずれか1つの位置204~735、配列番号3、65、68、75、77および79のいずれか1つの位置204~736、配列番号4、67および70のいずれか1つの位置204~737、または配列番号66の位置204~738のアミノ酸の配列;またはそれに対して少なくとももしくは約95%の配列同一性を有する配列
を含む、カプシドポリペプチド。
【請求項2】
(i)配列番号13に示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有する配列;
(ii)配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有する配列;および/あるいは
(iii)配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有する配列
を含む、請求項2に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項3】
(i)配列番号13に示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;
(ii)配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;および/あるいは
(iii)配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列
を含み;
a)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;
b)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;ならびに/または配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597
を含む、カプシドポリペプチド。
【請求項4】
a)配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);ならびに
b)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)、および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)
を含む、請求項3に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項5】
a)配列番号13に対するナンバリングで、位置261~272のアミノ酸の配列ISSQSGASNDNH(配列番号80);
b)配列番号13に対するナンバリングで、位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81)、および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)
を含む、請求項3または4に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項6】
配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538、およびV540を含む、請求項3~5のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項7】
配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61)を含む、請求項6に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項8】
配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82)を含む、請求項6または7に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項9】
配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473を含む、請求項3~8のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項10】
配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62)を含む、請求項9に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項11】
配列番号13に対するナンバリングで、位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83)を含む、請求項9または10に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項12】
配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522を含む、請求項3~8のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項13】
配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)を含む、請求項9に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項14】
配列番号13に対するナンバリングで、位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84)を含む、請求項12に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項15】
(i)配列番号13に示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;
(ii)配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;および/あるいは
(iii)配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列
を含み;
配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472、A473、L493、S494、G505、A506、V518、V522、D532、S538、V540、T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566、P567、S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597を含む、カプシドポリペプチド。
【請求項16】
配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62);位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63);位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61);位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59);位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む、請求項15に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項17】
配列番号13に対するナンバリングで、位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83);位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84);位置532~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82);位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81);および配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む、請求項15または16に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項18】
a)配列番号13に対するナンバリングで、262位の後のNG、ならびに残基T263、S264、G265、T268、およびT272の挿入;またはb)配列番号13に対するナンバリングで、262位の後のNGおよび位置263~272のアミノ酸の配列TSGGATNDNTの挿入をさらに含む、カプシド請求項15~17のいずれか一項に記載のポリペプチド。
【請求項19】
配列番号13に示されるアミノ酸の配列、配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、または配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列に対して少なくとももしくは約86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%または95%の配列同一性を含む、請求項3~18のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項20】
以下のうちの1つ以上:
a)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;
b)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;
c)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597;
d)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538およびV540;
e)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473;
f)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522;
g)配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);
h)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59);
i)配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60);
j)配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61);
k)配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62);ならびに
l)配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)
を含む、請求項1または2に記載のカプシドポリペプチド。
【請求項21】
請求項1~20のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチドを含む、AAVベクター。
【請求項22】
配列番号1に示されるアミノ酸の配列を含むカプシドポリペプチドを含むAAVベクターと比較して、インビボ形質導入効率の増加を示す、請求項21に記載のAAVベクター。
【請求項23】
配列番号1に示されるアミノ酸の配列を含むカプシドポリペプチドを含むAAVベクターと比較して、ヒト肝細胞のインビボ形質導入効率の増加を示す、請求項21または22に記載のAAVベクター。
【請求項24】
形質導入効率が、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、または500%増加する、請求項21~23のいずれか一項に記載のAAVベクター。
【請求項25】
配列番号1に示されるアミノ酸の配列を含むカプシドポリペプチドを含むAAVベクターと比較して、プールされたヒト免疫グロブリンによる中和に対する耐性の増加を示す、請求項21~24のいずれか一項に記載のAAVベクター。
【請求項26】
中和に対する耐性が、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、または500%増加する、請求項25に記載のAAVベクター。
【請求項27】
異種コード配列をさらに含む、請求項21~27のいずれか一項に記載のAAVベクター。
【請求項28】
異種コード配列がペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドをコードする、請求項28に記載のAAVベクター。
【請求項29】
ペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドが治療用ペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドである、請求項29に記載のAAVベクター。
【請求項30】
請求項1~20のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチドをコードする単離された核酸分子。
【請求項31】
請求項30に記載の核酸分子を含むベクター。
【請求項32】
プラスミド、コスミド、ファージ、およびトランスポゾンの中から選択される、請求項31に記載のベクター。
【請求項33】
請求項21~29のいずれか一項に記載のAAVベクター、請求項30に記載の核酸分子、または請求項31もしくは請求項32に記載のベクターを含む、宿主細胞。
【請求項34】
宿主細胞を請求項27~29のいずれか一項に記載のAAVベクターと接触させることを含む、異種コード配列を宿主細胞に導入するための方法。
【請求項35】
宿主細胞が肝細胞である、請求項34に記載の方法。
【請求項36】
宿主細胞をAAVベクターと接触させることが、対象にAAVベクターを投与することを含む、請求項34または35に記載の方法。
【請求項37】
インビトロまたはエクスビボである、請求項34または35に記載の方法。
【請求項38】
AAVベクターを産生するための方法であって、請求項1~20のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチドをコードする核酸分子、AAVrep遺伝子、AAV逆方向末端反復が隣接する異種コード配列、および増殖性AAV感染を生成するためのヘルパー機能を含む宿主細胞を、請求項1~20のいずれか一項に記載のカプシドポリペプチドを含むカプシドを含むAAVベクターのアセンブリを促進するのに適した条件下で培養することを含み、カプシドが異種コード配列をカプシド化する、方法。
【請求項39】
宿主細胞が肝細胞である、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強するための方法であって、
a)ヒト肝細胞をインビボで形質導入するための参照カプシドポリペプチドを同定することと;
b)配列番号13に対するナンバリングで、位置263、264、265、268、272、546、547、549、550、551、552、553、554、555、556、558、559、561、566、567、580、581、585、586、590、592、593、594および597のうちの1つ以上で参照カプシドポリペプチドの配列を改変し、それによって、
i)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;
ii)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;ならびに/または配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597
を含む改変カプシドポリペプチドを産生することと;
c)改変カプシドポリペプチドをベクター化し、それによって改変AAVベクターを産生することと
を含む方法。
【請求項41】
参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置532、538、および540のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、改変されたカプシドポリペプチドが、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538およびV540を含む、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置451、456、457、460、462、466、469、470、472および473のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、改変カプシドポリペプチドが、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473を含む、請求項40または41に記載の方法。
【請求項43】
参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置493、494、505、506、518および522のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、改変カプシドポリペプチドが、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518、およびV522を含む、請求項40~42のいずれか一項に記載の方法。
【請求項44】
AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強するための方法であって、
a)ヒト肝細胞をインビボで形質導入するための参照カプシドポリペプチドを同定することと;
b)参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272、546~567および582~597の1つ以上で改変し、それによって:
i)配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);
ii)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)、および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)
を含む改変カプシドポリペプチドを産生することと;
c)改変カプシドポリペプチドをベクター化し、それによって改変AAVベクターを産生することと
を含む方法。
【請求項45】
参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のうちの1つ以上の位置で改変することをさらに含み、改変されたカプシドポリペプチドが、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61)を含む、請求項40に記載の方法。
【請求項46】
参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473の1つ以上で改変することをさらに含み、改変されたカプシドポリペプチドが、配列番号1に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62)を含む、請求項40または41に記載の方法。
【請求項47】
参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、改変されたカプシドポリペプチドが、配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)を含む、請求項40~42のいずれか一項に記載の方法。
【請求項48】
参照カプシドポリペプチドが、配列番号13に示される配列に対して、少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を含む、請求項40~47のいずれか一項に記載の方法。
【請求項49】
ヒト肝細胞を利用する改変AAVベクターインビボ系の形質導入効率を評価することをさらに含む、請求項40~48のいずれか一項に記載の方法。
【請求項50】
インビボ系が、ヒト肝細胞を含むキメラ肝臓を有する小動物(例えば、マウス)を含む、請求項49に記載の方法。
【請求項51】
インビボ系がhFRGマウスを含む、請求項50に記載の方法。
【請求項52】
改変AAVベクターが、参照カプシドポリペプチドを含む参照AAVベクターと比較して、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%、300%またはそれ以上増強されたインビボ形質導入効率を有する、請求項40~51のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
本出願は、2020年2月25日に出願された「アデノ随伴ウイルスカプシドポリペプチドおよびベクター(Adeno-associated virus capsid polypeptides and vectors)」と題するオーストラリア仮出願第2020900529号に対する優先権を主張し、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、一般に、アデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドポリペプチドおよびコードする核酸分子に関する。本開示はまた、カプシドポリペプチドを含むAAVベクター、およびコードする核酸分子を含む核酸ベクター(例えば、プラスミド)、ならびにベクターを含む宿主細胞にも関する。本開示はまた、ポリペプチド、コードする核酸分子、ベクターおよび宿主細胞の方法および使用にも関する。
【背景技術】
【0003】
遺伝子治療は、ウイルスベクターを用いて最も一般的に研究され、達成されてきており、最近の注目すべき進歩は、アデノ随伴ウイルスベクターに基づくものである。アデノ随伴ウイルス(AAV)は複製欠損パルボウイルスであり、その一本鎖DNAゲノムの長さは約4.7kbである。AAVゲノムには、分子の両端に逆方向末端反復配列(ITR)が含まれており、repおよびcapという2種のオープンリーディングフレームに隣接している。cap遺伝子は、VP1、VP2、およびVP3という3つの構造カプシドタンパク質をコードする。3つのカプシドタンパク質は通常、1:1:8~10の比率でアセンブルして、AAVカプシドを形成するが、VP3、またはVP1およびVP3、またはVP2およびVP3のみを含むAAVカプシドが生成されている。cap遺伝子は、別のオープンリーディングフレーム由来のアセンブリ活性化タンパク質(AAP)もコードする。AAPは、カプシドアセンブリを促進し、カプシドタンパク質を核小体に向けてカプシド形成を促進するように作用する。rep遺伝子は、Rep78、Rep68、Rep52、およびRep40という4つの既知の調節タンパク質をコードしている。これらのRepタンパク質は、AAVゲノムの複製、パッケージング、ゲノム統合、およびその他のプロセスに関与している。最近では、AAV2ゲノムの3’末端にX遺伝子が同定された(Cao et al. PLoS One, 2014, 9: e104596)。コードされたXタンパク質は、DNA複製を含むAAVのライフサイクルに関与しているようである。
【0004】
ITRは、いくつかの機能、特にAAV DNAの宿主細胞ゲノムへの組み込み、ならびにゲノムの複製およびパッケージングに関与している。AAVが宿主細胞に感染すると、ウイルスゲノムが宿主の染色体DNAに組み込まれ、細胞の潜伏感染が起こる。したがって、AAVは、異種配列を細胞に導入するために活用され得る。自然界では、ヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルスまたはヘルペスウイルス)は、感染細胞でのAAVウイルスの複製および新しいビリオンのパッケージングを可能にするタンパク質因子を提供する。アデノウイルスの場合、遺伝子E1A、E1B、E2A、E4、およびVAがヘルパー機能を提供する。ヘルパーウイルスに感染すると、AAVプロウイルスがレスキューおよび増幅され、AAVおよびヘルパーウイルスの両方が生成される。
【0005】
天然のAAVゲノムの一部、大部分、または全てを欠き、代わりにITRが隣接する1つ以上の異種配列を含むゲノムを含むAAVベクター(組換えAAV、rAAVとも呼ばれる)は、遺伝子治療設定において首尾よく使用されてきた。これらのAAVベクターは、治療目的で対象の細胞に異種核酸を送達するために広く使用され、多くの場合、治療効果を与えるのは異種核酸の発現である。現在、いくつかのAAVベクターが臨床で使用されているが、治療用途に異種核酸の適切な発現を促進するために必要な初代ヒト細胞/組織のインビボ(in vivo)形質導入効率を示す数は限られている。したがって、インビボでの宿主細胞の効率的な形質導入を促進するカプシドタンパク質を含む代替AAVベクターを開発する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、新規AAVカプシドポリペプチドの生成に一部基づいている。特定の実施形態では、カプシドポリペプチドは、AAVベクターに含まれる場合、ヒト細胞(ヒト肝細胞など)の効率的な形質導入を促進する。典型的には、本開示のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターのインビボ形質導入は、他のAAVカプシドポリペプチド(例えば、配列番号1に示されるプロトタイプのAAV2カプシド)を含むAAVベクターと比較して改善される。したがって、本開示のカプシドポリペプチドは、AAVベクター、特に遺伝子治療用のAAVベクターを調製するのに特に有用である。同様に、本開示のカプシドポリペプチドを含むAAVベクター(すなわち、本開示のカプシドポリペプチドを含むか、またはそれからなるカプシドを有する)は、遺伝子治療用途、例えば、様々な疾患および状態の治療のための異種核酸の送達に特に有用である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一態様では、本開示は、(i)配列番号2~20および65~79のいずれか1つに示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約90%もしくは95%の配列同一性を有する配列;(ii)配列番号2、6、7、9、10、12~14、16~20、69、71~74、76および78のいずれか1つの位置138~735、配列番号5、8または11の位置138~734、配列番号3、15、65、68、75、77および79のいずれか1つの位置138~736、配列番号4、67および70のいずれか1つの位置138~737、または配列番号66の位置138~738のアミノ酸の配列;あるいはそれらに対して少なくともまたは約90%もしくは95%の配列同一性を有する配列;ならびに/あるいは(iii)配列番号5、8および11のいずれか1つの位置203~734、配列番号15の位置203~736、配列番号2、6、7、9、10、12~14、16~20、69、71~74、76および78のいずれか1つの位置204~735、配列番号3、65、68、75、77および79のいずれか1つの位置204~736、配列番号4、67および70のいずれか1つの位置204~737、または配列番号66の位置204~738のアミノ酸の配列;またはそれに対して少なくとももしくは約90%または95%の配列同一性を有する配列
を含む、カプシドポリペプチドを提供する。
【0008】
一実施形態では、このカプシドポリペプチドは、(i)配列番号13に示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約90%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有する配列;(ii)配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約90%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有する配列;および/あるいは(iii)配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列を含む。
【0009】
特定の例では、このカプシドポリペプチドは、以下のうちの1つ以上を含む:a)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;b)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;c)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597;d)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538およびV540;e)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473;f)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522;g)配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);h)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)の配列;i)配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60);j)配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61);k)配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62);ならびに/またはl)配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)。
【0010】
本開示の別の態様は、以下を含むカプシドポリペプチドに関する:(i)配列番号13に示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;(ii)配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;および/あるいは(iii)配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;このカプシドポリペプチドは、以下を含む:a)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268、およびH272;ならびにb)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;ならびに/あるいは配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597。
【0011】
いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、a)配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);ならびにb)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。さらなる実施形態では、カプシドポリペプチドは、a)配列番号13に対するナンバリングで、位置261~272のアミノ酸の配列ISSQSGASNDNH(配列番号80);b)配列番号13に対するナンバリングで、位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81)、ならびに/あるいは配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。
【0012】
このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538およびV540を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61)を含む。さらなる実施形態では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置523~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82)を含む。
【0013】
いくつかの例では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473を含む。一実施形態では、カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62)を含む。さらなる実施形態では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83)を含む。
【0014】
さらなる例では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522を含む。いくつかの実施形態では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)を含む。さらなる実施形態では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84)を含む。
【0015】
別の態様では、本開示は、以下を含むカプシドポリペプチドを提供する:(i)配列番号13に示されるアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;(ii)配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;および/あるいは(iii)配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列、またはそれに対して少なくとももしくは約85%の配列同一性を有する配列;このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472、A473、L493、S494、G505、A506、V518、V522、D532、S538、V540、T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566、P567、S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597を含む。
【0016】
いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62);位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63);位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61);位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59);および位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。さらなる実施形態では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83);位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84);位置523~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82);位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81);ならびに配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。一例では、カプシドポリペプチドは、さらに、a)配列番号13に対するナンバリングで、262位の後のNGの挿入、ならびに残基T263、S264、G265、T268、およびT272;またはb)配列番号13に対するナンバリングで、262位の後のNGの挿入および位置263~272のアミノ酸の配列TSGGATNDNTを含む。
【0017】
一実施形態では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に示されるアミノ酸の配列、配列番号13の位置138~735のアミノ酸の配列、または配列番号13の位置204~735のアミノ酸の配列に対して少なくとももしくは約86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%または97%の配列同一性を含む。
【0018】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターを提供する。
【0019】
いくつかの例では、このベクターは、配列番号1に示されるアミノ酸の配列を含むカプシドポリペプチドを含むAAVベクターと比較して、インビボ形質導入効率の増加を示す。特定の例では、このベクターは、配列番号1に示されるアミノ酸の配列を含むカプシドポリペプチドを含むAAVベクターと比較して、ヒト肝細胞のインビボ形質導入効率の増大を示す。一実施形態では、形質導入効率は、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%または500%増加される。
【0020】
さらなる例では、AAVベクターは、配列番号1に示されるアミノ酸の配列を含むカプシドポリペプチドを含むAAVベクターと比較して、プールされたヒト免疫グロブリンによる中和に対する耐性の増加を示す。一実施形態では、中和に対する耐性は、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%または500%増大される。
【0021】
本開示のAAVベクターは、ペプチド、ポリペプチド、またはポリヌクレオチドをコードする配列のような異種コード配列をさらに含み得る。いくつかの例では、ペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、治療用ペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドである。
【0022】
さらなる態様では、本明細書に記載のカプシドポリペプチドをコードする単離された核酸分子、およびこの核酸分子を含むベクターが提供される。いくつかの例では、ベクターは、プラスミド、コスミド、ファージ、およびトランスポゾンの中から選択される。上記および本明細書に記載のAAVベクター、核酸分子またはベクターを含む宿主細胞も提供される。
【0023】
異種コード配列を含む本開示のAAVベクターと宿主細胞を接触させることを含む、異種コード配列を宿主細胞に導入するための方法もまた提供される。いくつかの例では、宿主細胞は肝細胞である。この方法のいくつかの実施形態では、宿主細胞をAAVベクターと接触させることは、対象にAAVベクターを投与することを含む。他の実施形態では、この方法はインビトロ(in vitro)またはエクスビボ(ex vivo)である。
【0024】
別の態様では、AAVベクターを産生する方法であって、本開示のカプシドポリペプチドをコードする核酸分子、AAV rep遺伝子、AAV逆方向末端反復が隣接する異種コード配列、および増殖性AAV感染を生成するためのヘルパー機能を含む宿主細胞を、カプシドポリペプチドを含むカプシドを含むAAVベクターのアセンブリを促進するのに適した条件下で培養することを含み、カプシドが異種コード配列をカプシド化する、方法が提供される。いくつかの例では、宿主細胞は肝細胞である。
【0025】
さらなる態様では、提供されるのは、AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強するための方法であって、
a)ヒト肝細胞をインビボで形質導入するための参照カプシドポリペプチドを同定すること;
b)配列番号13に対するナンバリングで、位置263、264、265、268、272、546、547、549、550、551、552、553、554、555、556、558、559、561、566、567、580、581、585、586、590、592、593、594および597のうちの1つ以上で参照カプシドポリペプチドの配列を改変し、それによって、i)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;ならびにii)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;ならびに/または配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597を含む改変カプシドポリペプチドを産生することと;
c)この改変カプシドポリペプチドをベクター化し、それによって改変AAVベクターを産生することと
を含む方法である。
【0026】
いくつかの実施形態では、この方法は、参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置532、538、および540のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538およびV540を含む。さらなる実施形態では、この方法は、参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置451、456、457、460、462、466、469、470、472および473のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473を含む。他の実施形態では、この方法は、参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置493、494、505、506、518、および522のうち1つ以上で改変することをさらに含み、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522を含む。
【0027】
別の態様では、提供されるのは、AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強するための方法であって、
a)ヒト肝細胞をインビボで形質導入するための参照カプシドポリペプチドを同定することと;
b)参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272、546~567および582~597のうちの1つ以上で改変し、それによって、以下:配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸SQSGASNDNH(配列番号58)の配列;およびii)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む改変カプシドポリペプチドを産生することと;
c)この改変カプシドポリペプチドをベクター化し、それによって改変AAVベクターを産生することと
を含む方法である。
【0028】
いくつかの実施形態では、この方法は、参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540のうちの1つ以上の位置で改変することをさらに含み、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540でアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61)を含む。さらなる実施形態では、この方法は、参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号1に対するナンバリングで、位置451~473で、アミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62)を含む。他の実施形態では、この方法は、参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522のうちの1つ以上で改変することをさらに含み、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522で、アミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)を含む。
【0029】
AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強するための方法のいくつかの例では、参照カプシドポリペプチドは、配列番号13に示される配列に対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を含む。特定の実施形態では、この方法は、ヒト肝細胞を利用する改変AAVベクターインビボ系(例えば、ヒト肝細胞を含むキメラ肝臓を有する小動物(例えばマウス)を含むインビボ系、例えばhFRGマウスモデル)の形質導入効率を評価することをさらに含む。特定の例では、本方法によって産生された改変AAVベクターは、参照カプシドポリペプチドを含む参照AAVベクターと比較して、少なくともまたは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%、300%、またはそれ以上増強されたインビボ形質導入効率を有する。
【0030】
本開示の実施形態は、以下の図面を参照して、非限定的な例としてのみ、本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図1-1】AAVカプシドポリペプチドのアラインメントである。
【
図1-2】AAVカプシドポリペプチドのアラインメントである。
【
図1-3】AAVカプシドポリペプチドのアラインメントである。
【
図1-4】AAVカプシドポリペプチドのアラインメントである。
【
図1-5】AAVカプシドポリペプチドのアラインメントである。
【
図2】様々なAAVベクターのインビボ性能を表す。肝臓にヒト初代肝細胞およびマウス初代肝細胞を有するヒト化Fah
-/-/Rag2
-/-/Il2rg
-/-(hFRG)マウスに、バーコード付きAAVベクターのそれぞれを1.8×10
11vg注入した。プロトタイプのAAV2およびAAV8ベクター、ならびに生物工学によるLK03およびNP59ベクターも注入した。注入の1週間後、マウスのキメラ肝臓を灌流し、細胞選別を用いてヒトおよびマウスの肝細胞を分離した。肝細胞のヒト集団からDNAおよびRNAを回収し、各AAV ベクターのバーコード付き導入遺伝子のIllumina Next Generation Sequencing(NGS)を実行した。次に、DNAおよびRNA(cDNA)レベルでのバーコード、したがって各ベクターに特異的なNGSリードの数を定量し、総リードの割合として表した。DNAリードも、同じバーコード領域のNGSを使用して定量化された注入前の混合物に対して正規化された。(A)注入前のリードに対して正規化された、ヒト肝細胞由来のDNA。(B)ヒト肝細胞由来のcDNA。(C)注入前のリードに対して正規化された、マウス肝細胞由来のDNA。(D)マウス肝細胞由来のcDNA。
【
図3】選択されたAAVベクターの肝細胞のインビボ形質導入のグラフ表示である。AAVC11.01、AAVC11.04、AAVC11.05、AAVC11.06、AAVC11.07、AAVC11.09、AAVC11.11、AAVC11.12、AAVC11.13、AAVC11.15、AAV2、AAV8、LK03、NP59を、5×バーコード付き導入遺伝子/カプシド(BC A-E)とパッケージングして、等比率(1×10
10vg/カプシド)で混合し、単一のhFRGマウスに注入した。ヒトおよびマウスの肝細胞を単離し、1週間後に選別した。DNAおよびRNAを抽出し、DNAおよびcDNAに対してNGSを実行した。グラフは、DNA リードに対して正規化されたcDNAリードを表す、ヒト発現指数(Human Expression Index)(HEXI)を示している。
【
図4-1】IVIgの存在下でのインビボでのAAVベクターの形質導入効率のグラフ表示を提供する。3匹のhFRGマウスに、1、5mg、または20mgの可溶性IVIgを注入し、続いてバーコード付きAAVC11.01、AAVC11.04、AAVC11.07、AAVC11.09、AAVC11.11-AAVC11.13およびAAVC11.15ベクターの混合物ならびに各種対照を注入して受動免疫した。IVIg注入を受けなかった4番目のhFRGマウス(
図3のhFRGマウス)を対照として使用した。DNAおよびRNAを抽出し、DNAおよびcDNAに対してNGSを実行した。(A)対照マウス(すなわち、IVIgなし)のDNAレベル(細胞侵入、物理的形質導入)でヒト肝細胞の各バーコードにマッピングされたNGSリードの割合。(B)対照マウスのcDNAレベル(発現、機能的形質導入)でヒト肝細胞の各バーコードにマッピングされたNGSリードの割合。(C)IVIgの存在下でのAAVカプシドあたりのベクターゲノムの推定減少。値は、IVIg条件(hFRGの2~4番)および無IVIG 対照(hFRGの1番)のベクターゲノム間の商の対数を表す。(D)ヒトクラスターあたりの形質導入されたヒト肝細胞の割合の定量化、n=10クラスター/マウス。(A-B:データは平均値±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、クラスカル-ワリス検定を使用して計算され、ダネットの多重比較検定を使用して、AAVバリアントと対照AAV-NP59とを比較した(
*P≦0.05、
**P≦0.01、
***P≦0.001、
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。(D:データは平均値±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、一元ANOVAを使用して計算され、ダネットの多重比較検定を使用して、AAV-SYDを対照AAV-NP59と比較した(
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。
【
図4-2】IVIgの存在下でのインビボでのAAVベクターの形質導入効率のグラフ表示を提供する。3匹のhFRGマウスに、1、5mg、または20mgの可溶性IVIgを注入し、続いてバーコード付きAAVC11.01、AAVC11.04、AAVC11.07、AAVC11.09、AAVC11.11-AAVC11.13およびAAVC11.15ベクターの混合物ならびに各種対照を注入して受動免疫した。IVIg注入を受けなかった4番目のhFRGマウス(
図3のhFRGマウス)を対照として使用した。DNAおよびRNAを抽出し、DNAおよびcDNAに対してNGSを実行した。(A)対照マウス(すなわち、IVIgなし)のDNAレベル(細胞侵入、物理的形質導入)でヒト肝細胞の各バーコードにマッピングされたNGSリードの割合。(B)対照マウスのcDNAレベル(発現、機能的形質導入)でヒト肝細胞の各バーコードにマッピングされたNGSリードの割合。(C)IVIgの存在下でのAAVカプシドあたりのベクターゲノムの推定減少。値は、IVIg条件(hFRGの2~4番)および無IVIG 対照(hFRGの1番)のベクターゲノム間の商の対数を表す。(D)ヒトクラスターあたりの形質導入されたヒト肝細胞の割合の定量化、n=10クラスター/マウス。(A-B:データは平均値±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、クラスカル-ワリス検定を使用して計算され、ダネットの多重比較検定を使用して、AAVバリアントと対照AAV-NP59とを比較した(
*P≦0.05、
**P≦0.01、
***P≦0.001、
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。(D:データは平均値±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、一元ANOVAを使用して計算され、ダネットの多重比較検定を使用して、AAV-SYDを対照AAV-NP59と比較した(
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。
【
図5-1】インビボでのAAVベクターの形質導入効率をグラフで表したものである。異なるヒトドナー由来の肝細胞を移植したFRGマウスにおけるAAVC11.12および関連するAAVバリアントのNGSベースの比較を実施した。(
図5A~
図5C)N=32 hFRG(ベクターコピー数の場合はN=31)で10の血清型を包含するバーコード付きAAVミックスの複合形質導入。各データポイントは、独立したマウスを表す。(A)FAC選別したヒト肝細胞およびマウス肝細胞上のGFP+細胞の割合。(B)男性および女性のドナーに生着されたFAC選別したヒト肝細胞上のGFP+細胞の割合。(C)FAC選別したヒト肝細胞上の二倍体ヒト肝細胞あたりのベクターコピー数。(A~C)の場合、データは平均±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、それぞれ、対応のあるt検定、対応のないt検定、および対応のないt検定とウェルチ補正を使用して計算された(
*P≦0.05、
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。(D)DNA(細胞侵入、物理的形質導入)レベルでヒト肝細胞の各AAVカプシド(n=5 バーコード/カプシドの合計)にマッピングされたNGSリードの割合を、注入前の混合物に対して正規化して示す。(E)各AAVカプシドにマッピングされたNGSリードの割合(n=5 バーコード/カプシドの合計)を、cDNA(発現、機能的形質導入)レベルでヒト肝細胞において、注入前の混合物に対して正規化して示す。(D~E)の場合、各データポイントは、独立したマウスの割合を表す(DNAについて分析されたhFRGはN=31、およびcDNAについてはN=32)。データは平均±標準偏差である。一元ANOVAを使用して平均値間の統計的有意性を計算し、ダネットの多重比較検定を使用して、AAV-SYD12を他の全てのAAVバリアントと比較した(
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。(F)DNA(N=31 hFRG)およびcDNA(N=32 hFRG)レベルでFAC選別したヒト肝細胞のAAVカプシドあたりのマッピングされたNGSリードの平均割合。発現指数は、平均 cDNAおよびDNA百分率リードの間の商として定義される。
【
図5-2】インビボでのAAVベクターの形質導入効率をグラフで表したものである。異なるヒトドナー由来の肝細胞を移植したFRGマウスにおけるAAVC11.12および関連するAAVバリアントのNGSベースの比較を実施した。(
図5A~
図5C)N=32 hFRG(ベクターコピー数の場合はN=31)で10の血清型を包含するバーコード付きAAVミックスの複合形質導入。各データポイントは、独立したマウスを表す。(A)FAC選別したヒト肝細胞およびマウス肝細胞上のGFP+細胞の割合。(B)男性および女性のドナーに生着されたFAC選別したヒト肝細胞上のGFP+細胞の割合。(C)FAC選別したヒト肝細胞上の二倍体ヒト肝細胞あたりのベクターコピー数。(A~C)の場合、データは平均±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、それぞれ、対応のあるt検定、対応のないt検定、および対応のないt検定とウェルチ補正を使用して計算された(
*P≦0.05、
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。(D)DNA(細胞侵入、物理的形質導入)レベルでヒト肝細胞の各AAVカプシド(n=5 バーコード/カプシドの合計)にマッピングされたNGSリードの割合を、注入前の混合物に対して正規化して示す。(E)各AAVカプシドにマッピングされたNGSリードの割合(n=5 バーコード/カプシドの合計)を、cDNA(発現、機能的形質導入)レベルでヒト肝細胞において、注入前の混合物に対して正規化して示す。(D~E)の場合、各データポイントは、独立したマウスの割合を表す(DNAについて分析されたhFRGはN=31、およびcDNAについてはN=32)。データは平均±標準偏差である。一元ANOVAを使用して平均値間の統計的有意性を計算し、ダネットの多重比較検定を使用して、AAV-SYD12を他の全てのAAVバリアントと比較した(
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。(F)DNA(N=31 hFRG)およびcDNA(N=32 hFRG)レベルでFAC選別したヒト肝細胞のAAVカプシドあたりのマッピングされたNGSリードの平均割合。発現指数は、平均 cDNAおよびDNA百分率リードの間の商として定義される。
【
図6-1】AAVカプシドタンパク質配列への親の寄与の分析の模式図である。ライブラリーの親は、水平の点線として表す(上から下へ:AAV1、AAV2、AAV3b、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、およびAAV12)。大きなドットは、100%の親マッチ(すなわち、問題の位置が1つの親のみに一致)を表し、小さなドットは、各位置で複数の親マッチ(すなわち、位置が複数の親に一致)を表す。各キメラの実線は、クロスオーバー間の配列内で識別されたライブラリーの親を表す。交差間の一連の細い水平平行線は、複数の親が等しい確率で一致することを示す。
【
図6-2】AAVカプシドタンパク質配列への親の寄与の分析の模式図である。ライブラリーの親は、水平の点線として表す(上から下へ:AAV1、AAV2、AAV3b、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、およびAAV12)。大きなドットは、100%の親マッチ(すなわち、問題の位置が1つの親のみに一致)を表し、小さなドットは、各位置で複数の親マッチ(すなわち、位置が複数の親に一致)を表す。各キメラの実線は、クロスオーバー間の配列内で識別されたライブラリーの親を表す。交差間の一連の細い水平平行線は、複数の親が等しい確率で一致することを示す。
【
図6-3】AAVカプシドタンパク質配列への親の寄与の分析の模式図である。ライブラリーの親は、水平の点線として表す(上から下へ:AAV1、AAV2、AAV3b、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、およびAAV12)。大きなドットは、100%の親マッチ(すなわち、問題の位置が1つの親のみに一致)を表し、小さなドットは、各位置で複数の親マッチ(すなわち、位置が複数の親に一致)を表す。各キメラの実線は、クロスオーバー間の配列内で識別されたライブラリーの親を表す。交差間の一連の細い水平平行線は、複数の親が等しい確率で一致することを示す。
【
図6-4】AAVカプシドタンパク質配列への親の寄与の分析の模式図である。ライブラリーの親は、水平の点線として表す(上から下へ:AAV1、AAV2、AAV3b、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、およびAAV12)。大きなドットは、100%の親マッチ(すなわち、問題の位置が1つの親のみに一致)を表し、小さなドットは、各位置で複数の親マッチ(すなわち、位置が複数の親に一致)を表す。各キメラの実線は、クロスオーバー間の配列内で識別されたライブラリーの親を表す。交差間の一連の細い水平平行線は、複数の親が等しい確率で一致することを示す。
【
図6-5】AAVカプシドタンパク質配列への親の寄与の分析の模式図である。ライブラリーの親は、水平の点線として表す(上から下へ:AAV1、AAV2、AAV3b、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、およびAAV12)。大きなドットは、100%の親マッチ(すなわち、問題の位置が1つの親のみに一致)を表し、小さなドットは、各位置で複数の親マッチ(すなわち、位置が複数の親に一致)を表す。各キメラの実線は、クロスオーバー間の配列内で識別されたライブラリーの親を表す。交差間の一連の細い水平平行線は、複数の親が等しい確率で一致することを示す。
【
図7】AAVC11.12カプシドタンパク質配列への親の寄与の分析の模式図である。太い実線は、5’から3’方向への親バリアントへの同一性の最長シーケンスに基づいて、各領域の最も可能性の高い親の起源を表す。親のAAVは水平の点線で示され(AAV1-12、上から下へ)VR-IおよびAAVC11.12由来のVR-IV~VIIIは、親の起源(AAV2、AAV10、またはAAV7)を示すブロックで示される。
【
図8-1】インビボでのAAVベクターの形質導入効率のグラフ表示を提供する。2匹のヒト化FRGマウス(hFRG#31およびhFRG#44)を使用して、AAVC11.12と親AAV2、AAV7、およびAAV10のバーコード付きのNGS比較を実施した。DNA(細胞侵入、物理的形質導入)およびcDNA(発現、機能的形質導入)レベルでのヒトおよびマウス肝細胞の各バーコードにマッピングされたNGSリードの割合を、注入前の混合物に対して正規化して示す。(A)ヒト肝細胞侵入(DNA)。(B)ヒト肝細胞発現(cDNA)。(C)マウス肝細胞侵入(DNA)。(D)マウス肝細胞発現(cDNA)。hFRG#31のデータは、グラフの各マウスの左側にあり、hFRG#44のデータは各侵入の右側にある。データは、平均±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、クラスカル・ウォリス検定を使用して計算し、ダネットの多重比較検定を使用して、AAV-SYD12および親AAVバリアントを対照AAV8と比較した(
*P≦0.05、
**P≦0.01、
***P≦0.001、
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。
【
図8-2】インビボでのAAVベクターの形質導入効率のグラフ表示を提供する。2匹のヒト化FRGマウス(hFRG#31およびhFRG#44)を使用して、AAVC11.12と親AAV2、AAV7、およびAAV10のバーコード付きのNGS比較を実施した。DNA(細胞侵入、物理的形質導入)およびcDNA(発現、機能的形質導入)レベルでのヒトおよびマウス肝細胞の各バーコードにマッピングされたNGSリードの割合を、注入前の混合物に対して正規化して示す。(A)ヒト肝細胞侵入(DNA)。(B)ヒト肝細胞発現(cDNA)。(C)マウス肝細胞侵入(DNA)。(D)マウス肝細胞発現(cDNA)。hFRG#31のデータは、グラフの各マウスの左側にあり、hFRG#44のデータは各侵入の右側にある。データは、平均±標準偏差である。平均値間の統計的有意性は、クラスカル・ウォリス検定を使用して計算し、ダネットの多重比較検定を使用して、AAV-SYD12および親AAVバリアントを対照AAV8と比較した(
*P≦0.05、
**P≦0.01、
***P≦0.001、
****P≦0.0001、n.s.P値>0.05)。
【
図9】AAV8カプシド足場に交換されたAAV可変領域の模式図である。
【
図10】AAV8およびAAVC11.12カプシドポリペプチドの配列のアラインメントである。可変領域(VR)-I、VR-IV、VR-V、VR-VI、VR-VII、およびVR-IIIを示し、これらの領域を構成する残基は、AAV8ポリペプチドの中で太字かつ斜体で示されている。AAV8の対応する残基を置換するために使用されたAAVC11.12の残基には下線を引いており、各可変領域の最初と最後の置換にまたがる領域は灰色で網掛けされている。
【
図11】hFRGマウス(N=2)におけるAAVC11.12、AAV8およびスワップ(Swap)1~7のインビボ性能を表す。ヒト肝細胞およびマウス肝臓の各AAVカプシド(合計がn=5というバーコード/カプシド)にマッピングされたNGSリードの割合を、DNA(細胞侵入、物理的形質導入)およびcDNA(発現、機能的形質導入)レベルで、注入前の混合物に対して正規化して示している。各カプシドの可変領域の起源は、参照用に下のパネルに示しており、AAVC11.12起源の可変領域は濃い灰色で、AAV8起源の可変領域は薄い灰色で示されている。
【
図12】hFRGマウス(N=2)におけるAAVC11.12、AAV8およびスワップ(Swap)1~15のインビボ性能を表す。ヒト肝細胞およびマウス肝臓における各AAVカプシド(合計がn=5というバーコード/カプシド)にマッピングされたNGSリードの割合を、DNA(細胞侵入、物理的形質導入)およびcDNA(発現、機能的形質導入)レベルで、注入前の混合物に対して正規化して、示している。各カプシドの可変領域の起源は、参照用に下のパネルに示されており、AAVC11.12起源の可変領域は濃い灰色で、AAV8起源の可変領域は薄い灰色で示されている。
【
図13】高度に移植されたhFRGマウス(N=2)におけるAAVC11.12、AAV8、およびスワップ1~7のインビボ性能を表す。DNA(細胞侵入、物理的形質導入)およびcDNA(発現、機能的形質導入)レベルでのヒト肝細胞における各AAVカプシド(合計でn=5というバーコード/カプシド)にマッピングされたNGSリードの割合を、注入前の混合物に対して正規化して、示す。各カプシドの可変領域の起源は、参照用に下のパネルに示されており、AAVC11.12起源の可変領域は濃い灰色で、AAV8起源の可変領域は薄い灰色で示されている。
【発明を実施するための形態】
【0032】
別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。特に断りのない限り、開示全体を通じて参照される全ての特許、特許出願、公開された出願および出版物、データベース、ウェブサイト、ならびにその他の公開された資料は、参照によりその全体が組み込まれる。用語の定義が複数ある場合は、このセクションの定義が優先される。URLまたはその他のそのような識別子もしくはアドレスを参照する場合、そのような識別子は変更されてもよく、インターネット上の特定の情報は行き来してもよいが、インターネットを検索することで同等の情報を見つけることができることが理解される。識別子への言及は、そのような情報の入手可能性および一般への普及を証明する。
【0033】
本明細書で使用されるとき、単数形「1つの、ある(不定冠詞:a)」、「1つの、ある(不定冠詞:an)」および「この、その(定冠詞:the)」はまた、文脈が明確に指示しない限り、複数の態様(すなわち、少なくとも1つ以上)を含む。したがって、例えば、「ポリペプチド」への言及は、単一のポリペプチド、ならびに2種以上のポリペプチドを含む。
【0034】
本明細書の文脈において、「約」という用語は、当業者が同じ機能または結果を達成する文脈において列挙された値と等価であると考える数の範囲を指すと理解される。
【0035】
本明細書および以下の特許請求の範囲を通じて、文脈上別段の要求がない限り、「含む」という語、ならびに「含む」および「含んでいる」などの変形は、記載された整数もしくはステップまたは整数もしくはステップのグループを含むが、任意の他の整数もしくはステップ、または整数もしくはステップのグループを除外するものではないことを意味すると理解される。
【0036】
本明細書で使用される場合、「ベクター」とは、ベクター内に含まれる導入遺伝子を宿主細胞に各々が送達し得る、ポリヌクレオチドベクターおよびウイルスベクターの両方への言及を含む。ベクターは、エピソームであり、すなわち、宿主細胞のゲノムに組み込まれないか、または宿主細胞のゲノムに組み込まれてもよい。ベクターはまた、複製可能であってもまたは複製欠損であってもよい。例示的なポリヌクレオチドベクターとしては、限定するものではないが、プラスミド、コスミド、およびトランスポゾンが挙げられる。例示的なウイルスベクターとしては、例えば、AAV、レンチウイルス、レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルスおよび肝炎ウイルスベクターが挙げられる。
【0037】
本明細書で使用される場合、「アデノ随伴ウイルスベクター」または「AAVベクター」とは、カプシドがアデノ随伴ウイルスに由来するベクターを指し、これには限定するものではないが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12またはAAV13、他のクレードもしくは分離株由来のAAVが挙げられ、またはキメラカプシドタンパク質を含む、合成、生物工学的または改変されたAAVカプシドタンパク質に由来する。特定の実施形態では、AAVベクターは、本開示のカプシドポリペプチドを含むカプシドを有する。AAVベクターを参照する場合、ゲノムの供給源とカプシドの供給源の両方を特定し得、ここで、ゲノムのソースは指定された最初の数であり、カプシドの供給源は指定された2番目の数である。したがって、例えば、カプシドとゲノムの両方がAAV2に由来するベクターは、より正確にはAAV2/2と呼ばれる。AAV6由来のカプシドとAAV2由来のゲノムを有するベクターは、最も正確にはAAV2/6と呼ばれる。生物工学によるDJカプシドおよびAAV2由来のゲノムを有するベクターは、最も正確にはAAV2/DJと呼ばれる。簡単にするために、またほとんどのベクターがAAV2由来のゲノムを使用するので、AAV6ベクターへの言及は一般にAAV2/6ベクターを指し、AAV2ベクターへの言及は一般にAAV2/2ベクターを指す、などが理解される。AAVベクターはまた、本明細書において「組換えAAV」、「rAAV」、「組換えAAVビリオン」、「rAAVビリオン」、「AAVバリアント」、「組換えAAVバリアント」、および「rAAVバリアント」という用語で呼ばれることがあり、これらは交換可能に使用され、AAVゲノムをカプシド化するAAVカプシドシェルを含む複製欠損ウイルスを指す。AAVベクターゲノム(ベクターゲノム、組換えAAVゲノムまたはrAAVゲノムとも呼ばれる)は、機能的AAV ITRが両側に隣接する導入遺伝子を含む。典型的には、野生型AAV遺伝子の1つ以上は、ゲノムから全体または一部が、好ましくはrepおよび/またはcap遺伝子が欠失している。ベクターゲノムのレスキュー、複製、およびrAAVビリオンへのパッケージングには、機能的なITR配列が必要である。
【0038】
「ITR」という用語は、AAVゲノムのいずれかの末端における逆方向末端反復を指す。この配列はヘアピン構造を形成し得、原核生物のプラスミド由来のAAV DNAの複製およびレスキューまたは切除に関与している。本開示で使用するためのITRは、野生型ヌクレオチド配列である必要はなく、配列がrAAVの機能的レスキュー、複製およびパッケージングを提供する限り、例えばヌクレオチドの挿入、欠失または置換によって変更されてもよい。
【0039】
本明細書で使用される場合、カプシドポリペプチドに関して「機能的」とは、ポリペプチドが自己アセンブルするか、または異なるカプシドポリペプチドとアセンブルして、AAVビリオンのタンパク質性シェル(カプシド)を生成し得ることを意味する。所与の宿主細胞内の全てのカプシドポリペプチドがAAVカプシドにアセンブルするわけではないことを理解すべきである。好ましくは、全AAVカプシドポリペプチド分子の少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%がAAVカプシドにアセンブルする。この生物学的活性を測定するための適切なアッセイは、例えば、Smith-Arica and Bartlett(2001), Curr Cardiol Rep 3(1): 43-49に記載されている。
【0040】
「AAVヘルパー機能」または「ヘルパー機能」とは、AAVが宿主細胞によって複製およびパッケージ化されることを可能にする機能を指す。AAVヘルパー機能は、限定するものではないが、ヘルパーウイルスとして、またはAAVの複製およびパッケージングを助けるヘルパーウイルス遺伝子として、任意の多数の形態で提供され得る。ヘルパーウイルス遺伝子としては、限定するものではないが、E1A、E1B、E2A、E4、およびVAなどのアデノウイルスヘルパー遺伝子が挙げられる。ヘルパーウイルスとしては、限定するものではないが、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、例えば、ワクシニア、およびバキュロウイルスが挙げられる。アデノウイルスには多くの異なるサブグループが含まれるが、サブグループCのアデノウイルス5型(Ad5)が最も一般的に使用されている。ヒト、ヒト以外の哺乳動物、および鳥類起源の多数のアデノウイルスが公知であり、ATCCなどの寄託機関から入手可能である。ATCCなどの寄託機関からも入手できるヘルペス科のウイルスには、例えば、単純ヘルペスウイルス(HSV)、エプスタイン-バーウイルス(EBV)、サイトメガロウイルス(CMV)および仮性狂犬病ウイルス(PRV)が挙げられる。寄託機関から入手可能なバキュロウイルスとしては、Autographa californica 核多角体病ウイルスが挙げられる。
【0041】
本明細書で使用する「形質導入」という用語は、1つ以上の特定の細胞型へのAAVベクターの侵入、およびAAVベクター内に含まれるDNAの細胞への移動を指す。形質導入は、細胞または細胞集団においてAAV DNAから発現されたAAV DNAもしくはRNAの量を測定することによって、および/またはDNAから発現されたAAV DNAもしくはRNAを含む集団中の細胞の数を評価することによって評価され得る。RNAの存在または量が評価される場合、評価される形質導入のタイプは、本明細書では「機能的形質導入」、すなわちAAVがDNAを細胞に移し、そのDNAを発現させる能力と呼ばれる。「形質導入効率」という用語およびその文法上の変形は、AAVベクターが宿主細胞に形質導入する能力、より具体的にはAAVベクターが宿主細胞に形質導入する効率を指す。特定の実施形態では、形質導入効率は、インビボ形質導入効率であり、対象へのベクターの投与後に、AAVベクターがインビボで宿主細胞に形質導入する能力を指す。形質導入効率は、所定の数のベクター粒子への曝露またはその投与後に形質導入された宿主細胞の数(例えば、顕微鏡またはフローサイトメトリー技術を使用したGFPまたはeGFPなどのベクターゲノムからのレポーター遺伝子の発現によって評価されるように);所定の数のベクター粒子への曝露後の宿主細胞の集団におけるベクターDNAの量(例えば、ベクターゲノムの数);所定の数のベクター粒子への曝露後の宿主細胞集団中のベクターRNAの量;ならびに所定の数のベクター粒子への曝露またはその投与後の宿主細胞集団におけるベクターゲノム中のレポーター遺伝子(例えば、GFPまたはeGFP)由来のタンパク質発現レベルを評価することを含む、当業者に公知である多くの方法で評価され得る。宿主細胞の集団は、特定の数の宿主細胞、組織の体積もしくは重量、または器官全体(例えば、肝臓)を表し得る。インビボ形質導入効率は、AAVベクターが肝臓の肝細胞などの宿主細胞にアクセスする能力;AAVベクターが宿主細胞に侵入する能力;および/または宿主細胞侵入時のベクターゲノムに含まれる異種コード配列の発現を反映し得る。
【0042】
本明細書で使用される場合、「対応するヌクレオチド」、「対応するアミノ酸残基」または「対応する位置」とは、整列された遺伝子座で生じるヌクレオチド、アミノ酸または位置を指す。関連またはバリアントのポリヌクレオチドまたはポリペプチドの配列は、当業者に公知の任意の方法によって整列される。そのような方法は、典型的には一致を最大化し(例えば、位置における同一のヌクレオチドまたはアミノ酸)、手動アラインメントの使用および利用可能な多数のアラインメントプログラム(例えば、BLASTN、BLASTP、ClustlW、ClustlW2、EMBOSS、LALIGN、Kalign、等)および当業者に公知の他のものを用いることによる方法を含む。ポリヌクレオチドの配列を整列させることにより、当業者は、対応するヌクレオチドを同定し得る。例えば、配列番号1に示されるプロトタイプのAAV2カプシドポリペプチドを別のAAVカプシドポリペプチドと整列させることにより(例えば、
図1に示されるように)、当業者は、配列番号1に示されるAAVポリペプチドの様々な領域または残基に対応する、他のAAVポリペプチド内の領域またはアミノ酸残基を同定し得る。例えば、配列番号2の204位のメチオニンは、配列番号1の203位のメチオニンの対応するアミノ酸であるか、またはそれに対応する。別の例では、
図10のAAV8およびAAVC11.12のカプシドポリペプチドのアラインメントを参照すると、AAVC11.12カプシドポリペプチドの262位のセリンの262位は、AAV8カプシドポリペプチドの264位と整列するか、または対応し、およびAAVC11.12カプシドポリペプチドの262位のセリンは、AAV8カプシドポリペプチドの264位のトレオニンに対応するか、または対応するそのアミノ酸である。したがって、アミノ酸残基または位置が特定のカプシドポリペプチドに関して本明細書で言及される場合、適切な場合、別のカプシドポリペプチドにおける対応するアミノ酸残基または位置にもその言及がなされていることが理解される。例えば、「配列番号13に対するナンバリングを有するS264」を含むカプシドポリペプチドへの言及は、264位にセリンを有する配列番号13に示されるAAVC11.12カプシドポリペプチドだけでなく、配列番号13の264位に対応する位置にセリンを有する他のカプシドポリペプチドも包含する。これには、例えば、AAV8Swap1(配列番号65)カプシドポリペプチドなどのカプシドポリペプチドが含まれ、ここで、配列番号13の264位に対応するAAV8Swap1中の位置は264位であり、セリン;およびAAVC11.12 VP3タンパク質によって占められており、ここで、配列番号13の264位に対応するAAVC11.12 VP3タンパク質中の位置は、60位である(そして当然セリンによって占められている)。別の例では、「配列番号13に対するナンバリングで、S580」を含むカプシドポリペプチドへの言及とは、580位にセリンを有する配列番号13に示されるAAVC11.12カプシドポリペプチド、および配列番号13の580位に対応する位置のセリンを有する他のカプシドポリペプチド、例えば、AAV8Swap3カプシドポリペプチド(配列番号67)であって、この配列番号13の580位に対応する、AAV8Swap3中の位置は、582位であり、セリンで占められているカプシドポリペプチドを指す。
【0043】
本明細書で使用される「異種コード配列」とは、ポリヌクレオチド、ベクター、もしくは宿主細胞に存在する核酸配列であって、そのポリヌクレオチド、ベクターもしくは宿主細胞に天然には見出されないか、またはそのポリヌクレオチド、ベクター、もしくは宿主細胞に存在する位置に天然には見出されない、すなわち非天然である、核酸配列を指す。「異種コード配列」とは、ペプチドもしくはポリペプチド、またはそれ自体が機能もしくは活性を有するポリヌクレオチド、例えば、アンチセンスまたは阻害オリゴヌクレオチド、例としては、アンチセンスDNAおよびRNA(例えば、miRNA、siRNA、およびshRNA)をコードし得る。いくつかの例では、異種コード配列は、動物のゲノムDNA内の核酸のストレッチと本質的に相同な核酸のストレッチであり、その結果、異種コード配列が動物の細胞に導入されると、異種配列とゲノムDNAとの間で相同組換えが起こり得る。一例では、異種コード配列は、欠陥/変異コピーを有する細胞への導入のための遺伝子の機能的コピーである。
【0044】
本明細書において、プロモーターおよびコード配列に関して「作動可能に連結された」という用語は、コード配列の転写がプロモーターの制御下にあるか、またはプロモーターによって駆動されることを意味する。
【0045】
「宿主細胞」という用語は、ベクターまたは他のポリヌクレオチドなどの外因性DNAが導入された哺乳動物細胞などの細胞を指す。この用語は、外因性DNAが導入された元の細胞の子孫を含む。したがって、本明細書で使用される「宿主細胞」とは、一般に、外因性DNAでトランスフェクトまたは形質導入された細胞を指す。
【0046】
本明細書で使用される場合、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに関して「単離された」とは、そのポリヌクレオチドまたはポリペプチドが、ポリヌクレオチドもしくはポリペプチドが由来する細胞由来の細胞物質も他の夾雑タンパク質も実質的に含まないこと、または科学的に合成された場合、化学的前駆体も他の化学物質も実質的に含まないことを意味する。
【0047】
本明細書で使用される「対象」という用語は、本発明から利益を得ることができる動物、特に哺乳動物、より具体的には下等霊長類を含む霊長類、さらにより具体的にはヒトを指す。対象は、ヒトまたはヒト以外の動物または胚に関係なく、個体、対象、動物、患者、宿主、またはレシピエントと呼ばれてもよい。本開示は、ヒトおよび獣医学の両方の用途を有する。便宜上、「動物」には、特に牛、馬、羊、豚、ラクダ、ヤギ、およびロバなどの家畜、ならびに犬および猫などの家庭内動物が含まれる。馬に関しては、これらとしては競馬産業で使用される馬だけでなく、レクリエーションまたは畜産業で使用される馬も含まれる。実験動物の例には、マウス、ラット、ウサギ、モルモットおよびハムスターが挙げられる。ウサギおよびげっ歯類、例えば、ラットおよびマウスは、霊長類および下等霊長類と同様に、便利な試験系または動物モデルを提供する。いくつかの実施形態では、対象はヒトである。
【0048】
本明細書で使用される場合、「保存的配列改変」または「保存的置換」という用語は、アミノ酸配列を含むベクターの特徴に有意な影響を及ぼさず、変化もさせないアミノ酸改変を指す。そのような保存的改変には、アミノ酸の置換、付加および欠失が挙げられる。改変は、部位特異的突然変異誘発およびPCR媒介突然変異誘発などの当該技術分野で公知の標準的な技術によって、様々な実施形態に適合するベクターに導入され得る。保存的アミノ酸置換とは、アミノ酸残基が類似の側鎖を有するアミノ酸残基で置換されている置換である。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該技術分野で定義されている。これらのファミリーとしては、塩基性側鎖(例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、トリプトファン)、非極性側鎖(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン)、ベータ分岐側鎖(例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン)および芳香族側鎖(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)を有するアミノ酸が挙げられる。したがって、カプシド内の1つ以上のアミノ酸残基を、同じ側鎖ファミリー由来の他のアミノ酸残基で置き換えてもよく、変更されたカプシドは、本明細書に記載の機能アッセイを使用して指向性および/またはペイロードを送達する能力について試験され得る。
【0049】
上記の用語および関連する定義は、説明のみを目的として使用され、限定を意図するものではないことを理解されたい。
【0050】
【0051】
カプシドポリペプチド
本開示は、新規AAVカプシドポリペプチドの同定に部分的に基づいている。典型的には、カプシドポリペプチドは、AAVベクターのカプシドに存在する場合、ヒト細胞(ヒト肝細胞など)の効率的な形質導入を促進する。本開示のカプシドポリペプチドを含むカプシドを有するAAVベクターによる細胞のインビボ形質導入は、参照AAVカプシドポリペプチド(例えば、配列番号1に示されるプロトタイプのAAV2カプシド)を含むAAVベクターと比較して、一般に増加または増強される。AAVベクターの形質導入または形質導入効率は、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、700%、800%、900%、1000%またはそれ以上増加し得、例えば、本開示のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターは、参照AAVカプシドポリペプチド(例えば、配列番号1に示されるもの)と比較してインビボでの形質導入細胞で少なくとももしくは約1.2×、1.5×、2×、3×、4×、5×、6×、7×、8×、9×、10×、11×、12×、13×、14×、15×、16×、17×、18×、19×、20×、30×、40×、50×、60×、70×、80×、90×、100×またはそれ以上の効率であり得る。特定の例では、ヒト肝臓組織またはヒト肝細胞において、形質導入または形質導入効率の増加が観察される。
【0052】
本開示のカプシドを含むAAVベクターはまた、プールされたヒト免疫グロブリン(静脈内免疫グロブリンまたはIVIgとも呼ばれる)による中和に対する耐性の増強または増大を示し得る。IVIg中和に対する耐性は、以下の実施例に記載されるものなどの周知のアッセイを使用して、インビボまたはインビトロで観察され得る。IVIg中和に対する耐性は、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、700%、800%、900%、1000%またはそれ以上増加し得、例えば、本開示のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターのIVIg中和に対する耐性は、参照AAVカプシドポリペプチド(例えば、配列番号1に示されるもの)を含むAAVベクターのIVIg中和に対する耐性よりも少なくとももしくは約1.2×、1.5×、2×、3×、4×、5×、6×、7×、8×、9×、10×、11×、12×、13×、14×、15×、16×、17×、18×、19×、20×、30×、40×、50×、60×、70×、80×、90×、100×またはそれ以上であり得る。
【0053】
したがって、本開示のカプシドポリペプチドは、AAVベクター、特に遺伝子治療用のAAVベクターを調製するのに特に有用である。例示的な実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、肝細胞、特にヒト肝細胞を形質導入するAAVベクターを調製するのに特に有用であり、したがって肝臓を標的とする遺伝子治療用途に有用である。
【0054】
本明細書に提供されるのは、配列番号2~20および65~79のいずれか1つに示されるAAVカプシドポリペプチドの全てまたは一部を含む、単離されたポリペプチドを含むポリペプチドであり、これには、VP1タンパク質(配列番号1の1~735位のアミノ酸残基に対応するアミノ酸残基を含む)、VP2タンパク質(配列番号1の位置138~735のアミノ酸残基に対応するアミノ酸残基を含む)および/またはVP3タンパク質(配列番号1の203~735位の残基に対応するアミノ酸残基を含む)、およびそのバリアント(本明細書に記載のVP1、VP2またはVP3タンパク質に対して、少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を含むバリアントを含む)のうちの全てまたは一部を含む。
【0055】
本開示のカプシドポリペプチドには、配列番号2(AAVC11.01とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが挙げられる。したがって、配列番号2のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号2のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチド;ならびに配列番号2のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号2のアミノ酸204~735として示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチドも本開示に含まれる。
【0056】
本開示のカプシドポリペプチドにはまた、配列番号3に示されるVP1タンパク質(AAVC11.02とも呼ばれる)の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが挙げられる。したがって、配列番号3のアミノ酸138~736として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号3のアミノ酸138~736として示されるVP2タンパク質またはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチド;ならびに配列番号3のアミノ酸204~736に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号3のアミノ酸204~736として示されるVP3タンパク質、もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチドも本開示に含まれる。
【0057】
本開示の例示的なカプシドポリペプチドにはまた、配列番号4(AAVC11.03とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが挙げられる。したがって、配列番号4のアミノ酸138~737として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号4のアミノ酸138~737として示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチド;ならびに配列番号4のアミノ酸204~737に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号4のアミノ酸204~737として示されるVP3タンパク質、もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチドも本開示に含まれる。
【0058】
また本明細書では、配列番号5(AAVC11.04とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むカプシドポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有するポリペプチドも本明細書に提供される。したがって、配列番号5のアミノ酸138~734として示されるVP2タンパク質の全てまたは一部を含むか、または配列番号5のアミノ酸138~734として示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して、少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号5のアミノ酸203~734に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号5のアミノ酸203~734として示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチドも本開示に含まれる。
【0059】
本開示のカプシドポリペプチドにはまた、配列番号6に示されるVP1タンパク質(AAVC11.05とも呼ばれる)の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドも本明細書に含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号6のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てまたは一部を含むか、または配列番号6のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号6のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号6のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0060】
本開示のカプシドポリペプチドにはまた、配列番号7(AAVC11.06とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号7のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号7のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号7のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号7のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0061】
本開示の他の例示的なカプシドポリペプチドとしては、配列番号8(AAVC11.07とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号8のアミノ酸138~734として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号8のアミノ酸138~734に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号8のアミノ酸203~734に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号8のアミノ酸203~734に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0062】
本開示のさらなる例示的なカプシドポリペプチドとしては、配列番号9(AAVC11.08とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号9のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号9のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号9のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号9のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0063】
本開示のカプシドポリペプチドには、配列番号10(AAVC11.09とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号10のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号10のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号10のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号10のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0064】
本開示のカプシドポリペプチドには、配列番号11(AAVC11.10とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号11のアミノ酸138~734として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号11のアミノ酸138~734に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号11のアミノ酸203~734に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号11のアミノ酸203~734に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0065】
本開示の例示的なカプシドポリペプチドには、配列番号12(AAVC11.11とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号12のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号12のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号12のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号12のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0066】
本開示のさらなる例示的なカプシドポリペプチドには、配列番号13(AAVC11.12とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号13のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号13のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号13のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号13のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0067】
また、配列番号14(AAVC11.13とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むカプシドポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドも提供される。したがって、本開示にはまた、配列番号14のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号14のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号14のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号14のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0068】
本開示のカプシドポリペプチドにはまた、配列番号15(AAVC11.14とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号15のアミノ酸138~736として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号15のアミノ酸138~736に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号15のアミノ酸203~736に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号15のアミノ酸203~736に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0069】
本開示のカプシドポリペプチドにはまた、配列番号16に示されるVP1タンパク質(AAVC11.15とも呼ばれる)の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号16のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号16のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号16のアミノ酸204~735として示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号16のアミノ酸204~735として示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0070】
本開示の例示的なカプシドポリペプチドにはまた、配列番号17(AAVC11.16とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号17のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号17のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号17のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号17のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0071】
例示的なカプシドポリペプチドにはまた、配列番号18(AAVC11.17とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号18のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号18のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号18のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号18のアミノ酸204~735として示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0072】
本開示のさらなる例示的なカプシドポリペプチドには、配列番号19(AAVC11.18とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号19のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号19のアミノ酸138~735に示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号19のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号19のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0073】
本開示のカプシドポリペプチドには、配列番号20(AAVC11.19とも呼ばれる)に示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号20のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号20のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチド;ならびに配列番号20のアミノ酸204~735として示されるVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むか、または配列番号20のアミノ酸204~735に示されるVP3タンパク質もしくはその機能的フラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0074】
本開示のカプシドポリペプチドにはまた、配列番号65~79のいずれか1つに示されるVP1タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド、またはそれに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドが含まれる。したがって、本開示にはまた、配列番号69、71~74、76および78のいずれか1つのアミノ酸138~735、配列番号65、68、75、77および79のいずれか1つのアミノ酸138~736、配列番号67もしくは70のアミノ酸138~737,または配列番号66のアミノ酸138~738として示されるVP2タンパク質の全てまたは一部を含むか;または上述のVP2タンパク質もしくはその機能的なフラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。また本開示には、配列番号69、71~74、76および78のいずれか1つのアミノ酸204~735、配列番号65、68、75、77および79のいずれか1つのアミノ酸204~736、配列番号67もしくは70のアミノ酸204~737、または配列番号66のアミノ酸204~738として示されるVP3タンパク質の全てまたは一部を含むか;あるいは上述のVP3タンパク質またはその機能的なフラグメントに対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%の配列同一性を有する配列を含む、カプシドポリペプチドも含まれる。
【0075】
いくつかの例では、上記および本明細書に記載のカプシドポリペプチドは、AAVC11.12ポリペプチド(配列番号13)に存在する対応する可変領域の配列と同じ配列を有する1つ以上の可変領域の全てもしくは一部を含む。AAVカプシドポリペプチドの可変領域は、記載されており(例えば、DrouinおよびAgbandje-McKenna、2013、Future Virol.8(12):1183~1199を参照)、そしてAAV2に対するナンバリングで、位置260~267にまたがるVR-1;位置326~330にまたがるVR-II;380~384位にまたがるVR-III;位置449~467にまたがるVR-IV;位置487~504にまたがるVR-V;位置522~538にまたがるVR-VI;位置544~557にまたがるVR-VII;位置580~592にまたがるVR-VIII;および位置703~711にまたがるVR-IXを含む。DNAシャッフルライブラリーから生成されたAAVC11.12ポリペプチドには、AAV2由来のVR-I、AAV10由来のVR-IVおよびVR-V、ならびにAAV7由来のVR-VI、VR-VII、およびVR-VIIIが含まれている(上記ならびにDrouinおよびAgbandje-McKenna,2013で定義されているVR領域を使用する場合、配列番号13に示されるAAVC11.12ポリペプチドのVR-Iは位置261~268にまたがり、VR-IVは位置450~468にまたがり、VR-Vは位置488~505にまたがり;VR-VIは位置523~539にまたがり;VR-VIIは位置545~557にまたがり;そしてVR-VIIIは位置580~592にまたがる)。したがって、いくつかの例では、本開示のカプシドポリペプチドは、AAVC11.12ポリペプチドのVR-I、VR-IV、VR-V、VR-VI、VR-VIIおよびVR-VIIIの1つ以上の全てもしくは一部を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、AAVC11.12ポリペプチドのVR-I、VR-IV、VR-V、VR-VI、VR-VIIおよびVR-VIIIの1つ以上の全てもしくは一部に対して、少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有する。
【0076】
一例では、本開示のカプシドポリペプチド(例えば、配列番号2~20または65~79のいずれか1つのVP1、VP2またはVP3タンパク質に対して少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチド)は、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基、S263、Q264、S265、S268およびH272(すなわち、AAVC11.12のVR-1中またはその近くの残基を含む);アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473(すなわち、AAVC11.12のVR-IV中および/またはその近くの残基を含む);アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522(すなわち、AAVC11.12のVR-V内またはその近くの残基を含む);アミノ酸残基D532、S538およびV540(すなわち、AAVC11.12のVR-VI内またはその近くの残基を含む);アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566、およびP567(すなわち、AAVC11.12のVR-VII内またはその近くの残基を含む);および/またはアミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597(すなわち、AAVC11.12のVR-VIII中またはその近くの残基を含む)を含む。
【0077】
さらなる例では、カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);位置261~272のアミノ酸の配列ISSQSGASNDNH(配列番号80);位置451~473のアミノ酸の配列の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62);位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83);位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63);位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84);位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61);位置523~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82);位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59);位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81);および/または位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。
【0078】
特定の例では、本開示のカプシドポリペプチド(例えば、配列番号2~20または65~79のいずれか1つのVP1、VP2またはVP3タンパク質に対して少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチド)は、AAVC11.12のVR-I、およびAAVC11.12のVR-VIIおよび/またはVR-VIIIの全てもしくは一部を含む。したがって、一例では、このポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、a)アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;ならびにb)アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;ならびに/またはアミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597を含む。さらなる例では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、a)位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);およびb)位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)および/または位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。他の例では、このカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置261~272のアミノ酸の配列ISSQSGASNDNH(配列番号80);およびb)位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81)および/または位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。そのようなカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、AAVC11.12のVR-VIの全てもしくは一部(例えば、アミノ酸残基D532、S538およびV540;位置532~540のアミノ酸DRFFPSSGV(配列番号61)の配列;および/または位置523~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82))、AAVC11.12のVR-IVの全てもしくは一部(例えば、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473;位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62)、および/または位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83))、および/またはAAVC11.12のVR-Vの全てもしくは一部(例えば、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522、位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)および/または位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84))を含む。
【0079】
いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号58と少なくとも約50%、60%、70%、80%、または90%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、位置264~272のいずれかにおける少なくとも1つの置換(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、または5つの置換)を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号58と少なくとも約50%、60%、70%、80%、または90%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、または5つの置換)、かつ位置266、267、269、270、および271のいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号58に対して少なくとも約50%、60%、70%、80%、または90%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、少なくとも1つの欠失または挿入を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、263位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、264位にQ、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、265位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、268位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、272位にH、またはその保存的置換を含み得る。
【0080】
いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号59に対して少なくとも約65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、位置545~567のいずれかに少なくとも1つの置換を含む(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、または7つの置換)。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号59に対して少なくとも約65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、または7つの置換)、位置545、548、557、560、562、563、564または565のいずれかに少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号59に対して少なくとも約65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、かつ少なくとも1つの欠失または挿入を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、546位にT、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、547位にG、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、549位にT、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、550位にN、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、551位にK、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、552位にT、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、553位にT、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、554位にL、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、555位にE、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、556位にN、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、558位にL、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、559位にM、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、561位にN、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、566位にR、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、567位にP、またはその保存的置換を含み得る。
【0081】
いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号60に対して少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、または9つの置換)、かつ位置581~597のうちのいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号60に対して少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、または9つの置換)、かつ位置582、583、584、587、588、589、591、595、または596のうちのいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号60に対して少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、かつ少なくとも1つの欠失または挿入を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、580位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、581位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、585位にA、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、586位にA、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、590位にA、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、592位にT、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、593位にO、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、594位にV、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、597位にN、またはその保存的置換を含み得る。
【0082】
いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号61に対して少なくとも約30%、40%、50%、60%、70%、80%、または90%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、または6つの置換)、かつ位置532~540のうちのいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号61に対して少なくとも約30%、40%、50%、60%、70%、80%、または90%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、または6つの置換)、かつ位置533、534、535、536、537、または539のうちのいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号61に対して少なくとも約30%、40%、50%、60%、70%、80%、または90%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、かつ少なくとも1つの欠失または挿入を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、532位にD、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、538位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、540位にV、またはその保存的置換を含み得る。
【0083】
いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号62に対して少なくとも約40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13の置換)、かつ位置451~473のいずれかに少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号62に対して少なくとも約40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13の置換)、かつ位置452、453、454、455、458、459、461、463、464、465、467、468、または471のいずれかに少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号62に対して少なくとも約40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、かつ少なくとも1つの欠失または挿入を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、451位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、456位にQ、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、457位にG、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、460位にQ、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、462位にL、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、466位にA、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、469位にA、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、470位にN、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、472位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、473位にA、またはその保存的置換を含み得る。
【0084】
いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号63に対して少なくとも約20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、または24の置換)、位置493~522のいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号63に対して少なくとも約20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み(例えば、少なくとも1つの保存的置換、例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、または24の置換)、かつ位置495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、519、520、または521のいずれかで少なくとも1つの置換を含む。いくつかの実施形態では、本開示のカプシドポリペプチドは、配列番号63に対して少なくとも約20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含み、かつ少なくとも1つの欠失または挿入を含む。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、493位にL、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、494位にS、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、505位にG、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、506位にA、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、518位にV、またはその保存的置換を含み得る。いくつかの実施形態では、カプシドポリペプチドは、522位にV、またはその保存的置換を含み得る。
【0085】
特定の例では、本開示のカプシドポリペプチド(例えば、配列番号2~20または65~79のいずれか1つのVP1、VP2またはVP3タンパク質に対して少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、する93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有する配列を含むカプシドポリペプチド)は、AAVC11.12のVR-IV、VR-V、VR-VI、VR-VII、VR-VIIIの全てまたは一部を含む。したがって、一例では、ポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472、A473、L493、S494、G505、A506、V518、V522、D532、S538、V540、T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566、P567、S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、N597を含む。特定の例では、カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473のアミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62);位置493~522のアミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63);位置532~540のアミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61);位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59);位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。さらなる例では、ポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置450~473のアミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83);位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84);位置523~540のアミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82);位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81);ならびに配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)を含む。通常、そのようなポリペプチドは、AAVC11.12由来のVR-1を有さない(すなわち、AAV2 VR-1を有さない)。これらのポリペプチドは、AAV8由来のVR-1を有し得る。例えば、ポリペプチドは、262位の後にNGの挿入を有し、配列番号13に対するナンバリングで、残基T263、S264、G265、T268、およびT272を含み得る。特定の例では、ポリペプチドは、262位の後にNGの挿入を含み、配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列TSGGATNDNTの配列を含む。
【0086】
本明細書に記載のカプシドポリペプチドをコードする、単離された核酸分子を含む核酸分子も提供される。したがって、例えば、本明細書に記載の核酸分子の中には、本明細書に記載のカプシドポリペプチドのいずれか1つのVP1、VP2および/またはVP3をコードする核酸分子がある。したがって、核酸分子の非限定的な例としては、配列番号21~39および85~99に示される核酸分子、それに対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有する核酸分子、ならびに配列番号21~39および85~99のいずれか1つに示される配列を含む核酸分子に対して中度または高度のストリンジェンシーでハイブリダイズする核酸分子が挙げられる。
【0087】
ベクター
本開示はまた、本明細書に記載のカプシドポリペプチドをコードする核酸分子を含むベクター、および本明細書に記載のカプシドポリペプチドを含むベクターを提供する。ベクターとしては、本明細書に記載のカプシドポリペプチドをコードする核酸分子を含む核酸ベクター、および本明細書に記載のカプシドポリペプチドを含むカプシドを有するAAVベクターが挙げられる。
【0088】
核酸ベクター
本開示のベクターとしては、本明細書に記載のカプシドポリペプチドの全てもしくは一部をコードする、例えば、上記にように、配列番号2~20のいずれか1つに示されるアミノ酸の配列、または配列番号2~20のいずれか1つに示される配列、またはそのフラグメント(例えば、VP2またはVP3タンパク質の全てもしくは一部)に対して少なくとももしくは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含むポリペプチドをコードする、ポリヌクレオチドを含む核酸ベクターが挙げられる。このベクターは、エピソームベクター(すなわち、宿主細胞のゲノムに組み込まれない)であってもよいし、または宿主細胞のゲノムに組み込まれるベクターであってもよい。カプシドポリペプチドをコードする核酸分子を含む例示的なベクターとしては、限定するものではないが、プラスミド、コスミド、トランスポゾン、および人工染色体が挙げられる。特定の例では、ベクターはプラスミドである。
【0089】
細菌、昆虫、および哺乳動物細胞での使用に適したプラスミドなどのベクターは、広く記載されており、当該技術分野で周知である。当業者は、本開示のベクターが、原核細胞および/または真核細胞におけるベクターの複製、ベクターの選択、ならびに様々な宿主細胞における異種配列の発現に有用な追加の配列およびエレメントも含み得ることを理解するであろう。例えば、本開示のベクターは、原核レプリコン(すなわち、細菌宿主細胞などの原核宿主細胞において染色体外でベクターの自律複製および維持を指向する能力を有する配列)を含んでもよい。このようなレプリコンは当該分野で周知である。いくつかの実施形態では、ベクターは、ベクターを原核生物および真核生物の両方における複製および組み込みに適したものにするシャトルエレメントを含み得る。さらに、ベクターは、その発現が検出可能なマーカー、例えば、宿主細胞の選択および維持を可能にする薬剤耐性遺伝子を付与する遺伝子も含んでもよい。ベクターはまた、蛍光または他の検出可能なタンパク質をコードする遺伝子などの報告可能なマーカーを有してもよい。核酸ベクターは、以下に記載されるベクターのうちのいずれか1つ以上を含む、他のエレメントも含む可能性が高い。最も典型的には、ベクターは、カプシドタンパク質をコードする核酸に作動可能に連結されたプロモーターを含む。
【0090】
本開示の核酸ベクターは、制限エンドヌクレアーゼ消化、ライゲーション、形質転換、プラスミド精製、DNAのインビトロまたは化学合成、およびDNA配列決定の標準的な技術を含むがこれらに限定されない公知の技術を使用して構築され得る。本開示のベクターは、当該技術分野で公知の任意の方法を使用して宿主細胞に導入され得る。したがって、本開示は、本明細書に記載のベクターまたは核酸を含む宿主細胞にも関する。
【0091】
AAVベクター
本明細書で提供されるのは、AAVカプシドタンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチド(例えば、配列番号2~20のいずれか1つに示されるアミノ酸の配列、または配列番号2~20のいずれか1つに示される配列もしくはそのフラグメント(例えば、VP2またはVP3タンパク質の全てもしくは一部)に対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有するアミノ酸の配列を含むポリペプチド)などの、本明細書に記載のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターである。
【0092】
カプシドタンパク質をベクター化する方法は当該技術分野で周知であり、本開示の目的のために任意の適切な方法を使用してもよい。例えば、cap遺伝子を回収し(例えば、PCRまたはcapの上流および下流を切断する酵素で消化することによって)、repを含むパッケージングコンストラクトにクローニングしてもよい。例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12またはAAV13およびそれらの任意のバリアントに由来するrep遺伝子を含む、任意のAAVrep遺伝子を使用してもよい。通常、cap遺伝子は、repの下流にクローニングされるため、rep p40プロモーターがcap発現を駆動し得る。このコンストラクトにはITRを含まない。次いで、このコンストラクトは、典型的には異種コード配列に隣接するITRを含む第2のコンストラクトと共にパッケージング細胞系に導入される。ヘルパー機能またはヘルパーウイルスも導入され、cap遺伝子から発現されたカプシドタンパク質から生成されたカプシドを含み、かつITRが隣接する導入遺伝子を含むゲノムをカプシド化する組換えAAVが、パッケージング細胞株の上清から回収される。パッケージング細胞株として、様々なタイプの細胞を使用してもよい。例えば、使用され得るパッケージング細胞株としては、限定するものではないが、例えば米国特許出願公開第号20110201088号に開示されているように、HEK293細胞、HeLa細胞、およびVero細胞が挙げられる。ヘルパー機能は、アデノウイルスヘルパー遺伝子を含む1つ以上のヘルパープラスミドまたはヘルパーウイルスによって提供され得る。アデノウイルスヘルパー遺伝子の非限定的な例としては、AAVパッケージングにヘルパー機能を提供し得るE1A、E1B、E2A、E4、およびVAが挙げられる。AAVのヘルパーウイルスは、当該技術分野で公知であり、例えば、アデノウイルス科およびヘルペスウイルス科に由来するウイルスが挙げられる。AAVのヘルパーウイルスの例としては、限定するものではないが、米国特許出願公開第20110201088号に記載のSAdV-13ヘルパーウイルスおよびSAdV-13様ヘルパーウイルス、ヘルパーベクターpHELP(Applied Viromics)が挙げられる。当業者は、AAVに適切なヘルパー機能を提供し得るAAVの任意のヘルパーウイルスまたはヘルパープラスミドが本明細書で使用され得ることを理解するであろう。
【0093】
場合によっては、rAAVビリオンは、AAVビリオン産生に必要な成分のいくつかを安定して発現する細胞株を使用して産生される。例えば、本明細書に記載のように同定されたcap遺伝子およびrep遺伝子を含む核酸、ならびにネオマイシン耐性遺伝子などの選択マーカーを含むプラスミド(または複数のプラスミド)を、細胞のゲノムに組み込んでもよい(パッケージング細胞)。次いで、このパッケージング細胞株は、AAVベクターおよびヘルパープラスミドでトランスフェクトするか、またはAAVベクターでトランスフェクトし、ヘルパーウイルス(例えば、ヘルパー機能を提供するアデノウイルス)で同時感染してもよい。この方法の利点は、細胞が選択可能であり、組換えAAVの大規模生産に適していることである。別の非限定的な例として、プラスミドではなくアデノウイルスまたはバキュロウイルスを使用して、カプシドポリペプチドをコードする核酸、およびrep遺伝子をパッケージング細胞に導入してもよい。さらに別の非限定的な例として、AAVベクターはプロデューサー細胞のDNAにも安定に組み込まれ、ヘルパー機能が、野生型アデノウイルスによって提供されて組換えAAVを生成し得る。
【0094】
さらなる例では、AAVベクターは、AAVカプシドタンパク質を合成し、インビトロでカプシドをアセンブルしてパッケージングすることによって、合成的に生成される。
【0095】
通常、本開示のAAVベクターは、異種コード配列も含む。異種コード配列は、配列の発現を促進するためにプロモーターに作動可能に連結され得る。異種コード配列は、治療用ペプチドまたはポリペプチドなどのペプチドもしくはポリペプチドをコードしてもよいし、またはアンチセンスDNAおよびRNA(例えば、miRNA、siRNA、およびshRNA)を含む、アンチセンスまたは阻害性のオリゴヌクレオチドなどの機能または活性を有するポリヌクレオチドまたはその転写物自体をコードしてもよい。いくつかの例では、異種コード配列は、動物のゲノムDNA内の核酸のストレッチと本質的に相同な核酸のストレッチであり、その結果、この異種コード配列が動物の細胞に導入されると、異種コード配列とゲノムDNAとの間の相同組換えが起こり得る。理解されるように、異種コード配列の性質は、本開示にとって必須ではない。特定の実施形態では、異種コード配列を含むベクターは、遺伝子治療に使用される。
【0096】
特定の例では、異種コード配列は、例えば、疾患または障害の治療のためなど、その発現が治療用途であるペプチドまたはポリペプチドまたはポリヌクレオチドをコードする。例えば、治療用ペプチドまたはポリペプチドの発現は、欠陥のあるペプチドまたはポリペプチドの内因性形態の機能を回復または置換するのに役立ち得る(すなわち、遺伝子置換療法)。他の例では、異種配列由来の治療用ペプチドもしくはポリペプチド、またはポリヌクレオチドの発現は、宿主細胞における1つ以上の他のペプチド、ポリペプチド、またはポリヌクレオチドのレベルおよび/または活性を変化させるのに役立つ。したがって、特定の実施形態によれば、本明細書に記載のベクターによって宿主細胞に導入された異種コード配列の発現を使用して、疾患または障害の症状を改善する治療量のペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドを提供することができる。他の例では、異種コード配列は、動物のゲノムDNA内の核酸のストレッチと本質的に相同な核酸のストレッチであり、その結果、この異種配列が動物の細胞に導入されると、異種コード配列とゲノムDNAとの間の相同組換えが発生する場合がある。したがって、本明細書に記載のAAVベクターによる異種配列の宿主細胞への導入は、ゲノムDNAの突然変異を修正するために使用され得、これは次に疾患または障害の症状を改善し得る。
【0097】
非限定的な例において、異種コード配列は、対象、特に対象の肝臓に送達されると、肝臓関連の疾患または状態を処置する発現産物をコードする。例示的な実施形態では、肝臓関連の疾患または状態は、尿素サイクル障害(UCD;N-アセチルグルタミン酸シンターゼ欠損症(NAGSD)、カルバミルリン酸シンテターゼ1欠損症(CPS1D)、オルニチントランスカルバミラーゼ欠損症(OTCD)、アルギニノコハク酸シンテターゼ欠損症(ASSD)、アルギニノコハク酸リアーゼ(ASLD)、アルギナーゼ1欠損症(ARG1D)、シトリンまたはアスパラギン酸/グルタミン酸キャリア欠損症、および高オルニチン血症-高アンモニア血症-ホモシトルリン尿症症候群(HHH症候群)を引き起こすミトコンドリアオルニチントランスポーター1欠損症)、有機酸症(または有機アカデミア、例としては、メチルマロン酸血症、プロピオン酸血症、イソ吉草酸血症、およびメープルシロップ尿症)、アミノアシドパシー、グリコーゲン症(I、III、およびIV型)、ウィルソン病、進行性家族性肝内胆汁うっ滞、原発性高シュウ酸尿症、補体障害(complementopathy)、凝固障害(例えば、血友病A、血友病B、フォン・ヴィレブランド病(VWD))、クリグラー・ナジャー症候群、家族性高コレステロール血症、α-1アンチトリプシン欠乏症、ミトコンドリア呼吸鎖肝障害、およびシトリン欠乏症の中から選択される。当業者は、そのような疾患を治療するのに有用な適切な異種コード配列を容易に選択することができるであろう。いくつかの例では、異種コード配列は、表2に示す遺伝子の全てもしくは一部など、疾患に関連する遺伝子の全てもしくは一部を含む。肝臓へのそのような配列の導入は、例えば、CRISPR-Cas9を使用する、遺伝子置換または遺伝子編集/修正に使用され得る。特定の例では、異種コード配列は、表2に示される遺伝子などの疾患に関連する遺伝子によってコードされるタンパク質をコードする。
【0098】
【0099】
AAVベクターの異種コード配列は、3’および5’AAV ITRが隣接している。本開示のベクターで使用されるAAV ITRは、野生型ヌクレオチド配列を有する必要はなく、例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失または置換によって改変され得る。さらに、AAV ITRは、限定されないが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12またはAAV13を含むいくつかのAAV血清型のいずれかに由来し得る。そのようなITRは、当該技術分野で周知である。
【0100】
当業者には理解されるように、AAVを精製するのに適した任意の方法を、本明細書に記載の実施形態で使用してAAVベクターを精製してもよく、そのような方法は当該技術分野で周知である。例えば、AAVベクターは、パッケージング細胞および/またはパッケージング細胞の上清から単離および精製してもよい。いくつかの実施形態では、AAVは、CsClまたはイオジキサノール勾配遠心分離を使用する分離方法によって精製される。他の実施形態では、AAV付着を媒介する人工受容体または受容体様分子が固定化されたマトリックスを含む固体支持体を使用して、米国特許出願公開第20020136710号に記載のようにAAVを精製する。
【0101】
ベクトルの追加のエレメント
本開示のベクターはプロモーターを含んでもよい。ベクターがカプシドポリペプチドをコードする核酸を含む核酸ベクターである場合、プロモーターは、カプシドポリペプチドをコードする核酸の発現を促進し得る。ベクターがAAVベクターである場合、プロモーターは、上記のように、異種コード配列の発現を促進し得る。
【0102】
いくつかの例では、プロモーターは、p5、p19またはp40プロモーターなどのAAVプロモーターである。他の例では、プロモーターは他の供給源に由来する。構成的プロモーターの例としては、限定されないが、レトロウイルスラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター(適宜RSVエンハンサーを伴う)、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター(適宜CMVエンハンサーを伴う)、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモーター、β-アクチンプロモーター、ホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーター、およびEF1αプロモーターが挙げられる。誘導性プロモーターは、遺伝子発現の調節を可能にし、外因的に供給された化合物、温度などの環境要因、または特定の生理学的状態、例えば、急性期、細胞の特定の分化状態の存在、または細胞の複製のみによって調節され得る。外因的に供給されるプロモーターによって調節される誘導性プロモーターの非限定的な例としては、亜鉛誘導性ヒツジメタロチオニン(MT)プロモーター、デキサメタゾン(Dex)誘導性マウス乳癌ウイルス(MMTV)プロモーター、T7ポリメラーゼプロモーター系;エクジソン昆虫プロモーター、テトラサイクリン抑制系、テトラサイクリン誘導系、RU486誘導系、およびラパマイシン誘導系が挙げられる。この文脈において有用であり得るさらに他のタイプの誘導性プロモーターは、特定の生理学的状態、例えば、温度、急性期、細胞の特定の分化状態、または細胞の複製のみによって調節されるものである。いくつかの実施形態では、組織特異的プロモーターが使用される。そのようなプロモーターの非限定的な例としては、肝臓特異的チロキシン結合グロブリン(TBG)プロモーター、インスリンプロモーター、グルカゴンプロモーター、ソマトスタチンプロモーター、膵臓ポリペプチド(PPY)プロモーター、シナプシン-1(Syn)プロモーター、クレアチンキナーゼ(MCK)プロモーター、哺乳動物デスミン(DES)プロモーター、α-ミオシン重鎖(a-MHC)プロモーター、心筋トロポニンT(cTnT)プロモーター、ベータ-アクチンプロモーター、およびB型肝炎ウイルスコアプロモーターが挙げられる。適切なプロモーターの選択は、十分に当業者の能力の範囲内である。
【0103】
ベクターはまた、転写エンハンサー、翻訳シグナル、ならびに転写および翻訳終結シグナルを含んでもよい。転写終結シグナルの例としては、限定するものではないが、ポリアデニル化シグナル配列、例えば、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリ(A)、SV40後期ポリ(A)、ウサギベータグロビン(RBG)ポリ(A)、チミジンキナーゼ(TK)ポリ(A)配列、およびその任意のバリアントが挙げられる。いくつかの実施形態では、転写終結領域は、転写後調節エレメントの下流に位置する。いくつかの実施形態では、転写終結領域は、ポリアデニル化シグナル配列である。
【0104】
ベクターは、様々な転写後調節エレメントを含んでもよい。いくつかの実施形態では、転写後調節エレメントは、ウイルスの転写後調節エレメントであってもよい。ウイルス転写後調節エレメントの非限定的な例としては、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)、B型肝炎ウイルス転写後調節エレメント(HBVPRE)、RNA輸送エレメント、およびそれらの任意のバリアントが挙げられる。RTEは、rev応答エレメント(RRE)、例えばレンチウイルスRREであり得る。非限定的な例は、ウシ免疫不全ウイルスrev応答エレメント(RRE)である。いくつかの実施形態では、RTEは、構成的輸送エレメント(CTE)である。CTEの例としては、限定するものではないが、メイソン・ファイザー・モンキー・ウイルスCTEおよびトリ白血病ウイルスCTEが挙げられる。
【0105】
哺乳動物細胞由来のポリペプチドの分泌を提供するために、シグナルペプチド配列をベクターに含めてもよい。シグナルペプチドの例としては、限定するものではないが、HGHの内因性シグナルペプチドおよびそのバリアント;I型、II型、およびIII型インターフェロンのシグナルペプチドならびにそのバリアントを含む、インターフェロンおよびそのバリアントのための内因性シグナルペプチド;ならびに公知のサイトカインおよびそのバリアントの内因性シグナルペプチド、例えば、エリスロポエチン(EPO)、インスリン、TGF-β1、TNF、IL1-α、およびIL1-βのシグナルペプチド、ならびにそれらのバリアントが挙げられる。典型的には、シグナルペプチドのヌクレオチド配列は、ベクター中の異種配列のすぐ上流に位置する(例えば、目的のタンパク質のコード領域の5’で融合)。
【0106】
さらなる例では、ベクターは、例えば、単一のmRNA由来の複数のタンパク質の翻訳を可能にする調節配列を含み得る。そのような調節配列の非限定的な例としては、内部リボソーム侵入部位(IRES)および口蹄疫ウイルス由来の2Aペプチド部位(F2A配列)などの2A自己プロセシング配列が挙げられる。
【0107】
宿主細胞
また、本開示の核酸分子またはベクターを含む宿主細胞も本明細書に提供される。場合によっては、宿主細胞を使用して、ポリヌクレオチドまたはベクターを増幅、複製、パッケージング、および/または精製してもよい。他の例では、宿主細胞は、AAVベクター内にパッケージされた配列のような異種配列を発現するために使用される。例示的な宿主細胞としては、原核細胞および真核細胞が挙げられる。場合によっては、宿主細胞は哺乳動物宿主細胞である。本開示のポリヌクレオチド、ベクターまたはrAAVビリオンの発現、増幅、複製、パッケージングおよび/または精製のために適切な宿主細胞を選択することは、十分に当業者の技術の範囲内である。例示的な哺乳動物宿主細胞としては、限定するものではないが、HEK293細胞、HeLa細胞、Vero細胞、HuH-7細胞、およびHepG2細胞が挙げられる。特定の例では、宿主細胞は、肝細胞または肝細胞由来の細胞株である。
【0108】
組成物
本開示の核酸分子、ポリペプチドおよび/またはベクターを含む組成物もまた提供される。特定の例では、本明細書に開示されるAAVベクターおよび薬学的に許容される担体を含む医薬組成物が提供される。この組成物は、希釈剤、安定剤、賦形剤、およびアジュバントなどの追加の成分も含んでもよい。
【0109】
担体、希釈剤およびアジュバントとしては、リン酸塩、クエン酸塩、または他の有機酸などの緩衝剤;アスコルビン酸などの抗酸化物質;低分子量ポリペプチド(例えば、約10残基未満);血清aAAVC.umin、ゼラチン、または免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン、またはリジンなどのアミノ酸;単糖類、二糖類、およびグルコース、マンノース、またはデキストリンを含む他の炭水化物;EDTAなどのキレート剤;マンニトールまたはソルビトールなどの糖アルコール;ナトリウムなどの塩形成対イオン;ならびに/あるいはTween(商標)、Pluronics(商標)またはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。いくつかの実施形態では、生理学的に許容される担体は、pH緩衝水溶液である。
【0110】
方法
本開示のAAVベクター、およびAAVベクターを含有する組成物は、宿主細胞への異種コード配列の導入のための方法において使用され得る。そのような方法は、宿主細胞をAAVベクターと接触させることを含む。これは、インビトロ、エクスビボ、またはインビボで行ってもよい。特定の実施形態では、宿主細胞は、肝細胞(例えば、ヒト肝細胞)である。
【0111】
この方法がエクスビボまたはインビボで実施される場合、典型的には宿主細胞への異種配列の導入は治療目的のためであり、この異種配列の発現は疾患または状態の治療をもたらす。したがって、本明細書に開示されるAAVベクターは、本明細書に記載される異種配列によってコードされるタンパク質、ペプチド、またはポリヌクレオチドによる治療に修正可能な疾患または状態を有する対象など、それを必要とする対象(例えば、ヒト)に投与され得る。
【0112】
インビボで使用される場合、対象に投与されるAAVベクターの力価は、例えば、特定の組換えウイルス、治療される疾患または障害、投与様式、治療目標、処置される個体、および目標とされている細胞型に応じて変化し、当業者に周知の方法によって決定され得る。正確な投与量は個々に決定されるが、ほとんどの場合、典型的には、本開示の組換えウイルスは、組換えウイルスが、対象の1kgあたり1×1010から1kgあたり1×1014の間のゲノムコピーという用量で対象に投与され得る。他の例では、1×1010未満のゲノムコピーが治療効果に十分であり得る。他の例では、治療効果のために1×1014を超えるゲノムコピーが必要になる場合がある。
【0113】
投与経路は特に限定されない。例えば、治療有効量のAAVベクターは、例えば、筋肉内、膣内、静脈内、腹腔内、皮下、表皮、皮内、直腸、眼内、肺、頭蓋内、骨内、経口、口腔内、または経鼻のルートで対象に投与してもよい。AAVベクターは、単回投与または複数回投与として、様々な間隔で投与され得る。
【0114】
また、上記および本明細書に記載のAAVベクター、すなわち、本開示のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターを産生する方法も提供される。そのような方法は、本開示のカプシドポリペプチドをコードする核酸分子、AAVrep遺伝子、AAV逆方向末端反復が隣接する異種コード配列、および増殖性AAV感染を生成するためのヘルパー機能を含む宿主細胞を、本開示のカプシドポリペプチドを含むAAVベクターのアセンブリを容易にするのに適した条件下で培養することを含み、このカプシドが異種コード配列をカプシド化する。
【0115】
さらなる態様では、提供されるのは、AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強するための方法である。本明細書に示されるように、いくつかの可変領域、およびカプシド可変領域の組み合わせは、AAVベクターによるヒト肝細胞の効率的な形質導入に重要である。特に、カプシドポリペプチド中のAAV7由来のVR-VIIおよび/またはVR-VIIIの全てもしくは一部の存在は、インビボでのヒト肝細胞のAAVベクターによる形質導入の増強をもたらす。AAV2由来のVR-1はまた、インビボでヒト肝細胞のAAVベクターによる形質導入を増強し得る。
【0116】
したがって、AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強する(またはインビボヒト肝細胞形質導入効率が増強されたAAVベクターを産生する)ための方法が本明細書に提供され、この方法は参照カプシドポリペプチドの配列を、配列番号13に対するナンバリングで、位置263、264、265、268、272、546、547、549、550、551、552、553、554、555、556、558、559、561、566、567、580、581、585、586、590、592、593、594および597のうちの1つ以上で改変し、それによって、i)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S263、Q264、S265、S268およびH272;ならびに、ii)配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基T546、G547、T549、N550、K551、T552、T553、L554、E555、N556、L558、M559、N561、R566およびP567;ならびに/あるいは配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S580、S581、A585、A586、A590、T592、Q593、V594、およびN597を含む改変カプシドポリペプチドを産生するステップを含む。追加の改変は、VR-IV、VR-VおよびVR-VIなどの1つ以上の他の可変領域で、またはそれに隣接して行ってもよい。例えば、改変は、配列番号13に対するナンバリングで、位置532、538および540の1つ以上で行ってもよく、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基D532、S538およびV540を含む。別の例では、改変は、配列番号13に対するナンバリングで、位置451、456、457、460、462、466、469、470、472および473のうちの1つ以上であってもよく、ここで、改変カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基S451、Q456、G457、Q460、L462、A466、A469、N470、S472およびA473を含む。さらなる例では、改変は、配列番号13に対するナンバリングで、位置493、494、505、506、518および522のうちの1つ以上で行ってもよく、この改変されたカプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、アミノ酸残基L493、S494、G505、A506、V518およびV522を含む。
【0117】
AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強する(または増強されたインビボヒト肝細胞形質導入効率を有するAAVベクターを産生する)ための方法にはまた、配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272、546~567、および582~597のうち1つ以上で参照カプシドポリペプチドの配列を改変し、それによって、以下を含む改変カプシドポリペプチドを産生するステップを含む方法も含む:i)配列番号13に対するナンバリングで、位置263~272のアミノ酸の配列SQSGASNDNH(配列番号58);ならびにii)配列番号13に対するナンバリングで、位置546~567のアミノ酸の配列TGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号59)および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)の配列。
【0118】
AAVベクターのインビボヒト肝細胞形質導入効率を増強する(またはインビボヒト肝細胞形質導入効率が増強されたAAVベクターを産生する)ための方法にはまた、配列番号13に対するナンバリングで、位置261~272、545~567、および582~597のうちの1つ以上の位置で参照カプシドポリペプチドの配列を改変し、それによって、以下を含む改変カプシドポリペプチドを産生するステップを含む方法が含まれる:i)配列番号13に対するナンバリングで、位置261~272のアミノ酸の配列ISSQSGASNDNH(配列番号80);ならびにii)配列番号13に対するナンバリングで、位置545~567のアミノ酸の配列KTGATNKTTLENVLMTNEEEIRP(配列番号81)および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置582~597のアミノ酸の配列SSNLQAANTAAQTQVVNN(配列番号60)の配列。
【0119】
追加の改変は、VR-IV、VR-VおよびVR-VIなどの1つ以上の他の可変領域で、またはそれに隣接して行ってもよい。例えば、改変は、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540の1つ以上で行ってもよく、ここで、改変されたカプシドポリペプチドは、アミノ酸の配列DRFFPSSGV(配列番号61)を、配列番号13に対するナンバリングで、位置532~540に;配列番号13に対するナンバリングで、位置523~540の1つ以上で含み、この改変カプシドポリペプチドは、アミノ酸の配列AMATHKDDEDRFFPSSGV(配列番号82)を、配列番号13に対するナンバリングで、位置523~540で;配列番号13に対するナンバリングで、位置451~473の1つ以上で含み、ここで改変カプシドポリペプチドは、アミノ酸の配列STGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号62)を、配列番号1に対するナンバリングで、位置451~473に、配列番号13に対するナンバリングで、位置450~473の1つ以上で含み、この改変カプシドポリペプチドは、アミノ酸の配列QSTGGTQGTQQLLFSQAGPANMSA(配列番号83)を、配列番号1に対するナンバリングで、位置450~473に;配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522の1つ以上で含み、この改変カプシドポリペプチドは、アミノ酸の配列LSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号63)を、配列番号13に対するナンバリングで、位置493~522に;および/または配列番号13に対するナンバリングで、位置488~522のうちの1つ以上で含み、この改変カプシドポリペプチドは、配列番号13に対するナンバリングで、位置488~522のアミノ酸の配列RVSTTLSQNNNSNFAWTGATKYHLNGRNSLVNPGV(配列番号84)を含む。
【0120】
任意の改変または改変の組み合わせ、例えば、アミノ酸の置き換えまたは置換、アミノ酸欠失および/またはアミノ酸挿入は、参照カプシドポリペプチドと比較して改変カプシドポリペプチドのアミノ酸の配列の変化をもたらすことが理解される。したがって、例えば、改変への言及には、その範囲内に、1つのアミノ酸残基が同じアミノ酸残基で置換されるアミノ酸置換も、アミノ酸欠失がその欠失アミノ酸の挿入も伴う場合は、改変も含まず、その結果、参照カプシドポリペプチド配列と比較して改変カプシドポリペプチドのアミノ酸配列に違いはなく、すなわち、改変カプシドポリペプチドのアミノ酸配列は、参照カプシドポリペプチド配列のアミノ酸配列と同じであってはならない(または異なっていなければならない)。
【0121】
典型的には、この本方法は、インビボでヒト肝細胞を形質導入するための参照カプシドポリペプチドを最初に同定する最初のステップを含む。参照カプシドポリペプチドは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV3B、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12もしくはAAV13カプシドポリペプチド、または合成もしくはキメラカプシドポリペプチドなどの任意のAAVポリペプチドであってもよい。例示的な実施形態では、参照ポリペプチドは、配列番号13に示される配列に対して、少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を含む。参照カプシドポリペプチドには、VP1タンパク質、VP2タンパク質またはVP3タンパク質の全てもしくは一部を含むポリペプチドが含まれる。したがって、いくつかの実施形態では、参照カプシドポリペプチドは、配列番号13に示される配列(AAVC11.12とも呼ばれる)に対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有するVP1タンパク質の全てもしくは一部;配列番号13のアミノ酸138~735として示されるVP2タンパク質に対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有するVP2タンパク質の全てもしくは一部;ならびに配列番号13のアミノ酸204~735として示されるVP3タンパク質に対して少なくともまたは約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有するVP3タンパク質の全てもしくは一部を含む。
【0122】
参照カプシドポリペプチドまたはポリヌクレオチドの配列を改変して、改変カプシドポリペプチドまたはポリヌクレオチドを生成するための方法は当該技術分野で周知であり、本開示の方法を実施するために任意のそのような方法を利用してもよい。例えば、改変カプシドポリヌクレオチドを生成するための参照カプシドポリヌクレオチドの配列の改変は、インシリコ(in silico)および/またはインビトロで(部分的または全体的に)実施される組換えおよび合成法を含む、当該技術分野で公知の任意の方法を使用して実施してもよい。特定の例で、配列の改変はインシリコで行われ、続いて、改変された配列を有する改変カプシドポリヌクレオチドのデノボ合成が行われる(例えば、重複オリゴヌクレオチドの化学合成、その後の遺伝子アセンブリを含むものなどの遺伝子合成法による)。
【0123】
改変カプシドポリヌクレオチドは、その後の発現、複製、増幅および/または操作のために、プラスミドなどの核酸ベクターに含まれ得る。細菌、昆虫、および哺乳動物細胞での使用に適したベクターは、広く記載されており、当該技術分野で周知である。当業者は、このベクターが、原核細胞および/または真核細胞におけるベクターの複製、ベクターの選択、および様々な宿主細胞における異種配列の発現に有用な追加の配列およびエレメントも含み得ることを理解するであろう。例えば、ベクターは、細菌宿主細胞などの原核宿主細胞において染色体外で自律複製およびベクターの維持を指示する能力を有する配列である原核レプリコンを含み得る。そのようなレプリコンは、当該技術分野で周知である。いくつかの実施形態では、ベクターは、ベクターを原核生物および真核生物の両方における複製および組み込みに適したものにするシャトルエレメントを含んでもよい。さらに、ベクターはまた、その発現が、宿主細胞の選択および維持を可能にする薬剤耐性遺伝子などの検出可能なマーカーを付与する遺伝子を含み得る。ベクターはまた、蛍光または他の検出可能なタンパク質をコードする遺伝子などの報告可能なマーカーを有し得る。核酸ベクターは、以下に記載するエレメントのいずれか1つ以上を含む、他のエレメントも含む可能性が高い。最も典型的には、ベクターは、カプシドタンパク質をコードする核酸に作動可能に連結されたプロモーターを含む。
【0124】
核酸ベクターは、制限エンドヌクレアーゼ消化、ライゲーション、形質転換、プラスミド精製、DNAのインビトロまたは化学合成、およびDNA配列決定の標準技術を含むがこれらに限定されない公知の技術を使用して構築してもよい。改変カプシドポリヌクレオチドを含むベクターは、当該技術分野で公知の任意の方法を使用して宿主細胞に導入してもよい。
【0125】
改変後、改変カプシドは次にベクター化される。カプシドポリペプチドをベクター化する方法は当該技術分野で周知であり、非限定的な例は上記に記載されている。
【0126】
これらの方法によって産生されるAAVベクターは、典型的には、参照カプシドポリペプチドを含むカプシドを有する参照AAVベクターと比較して増強されたインビボ形質導入効率を有する。この形質導入効率は、少なくとももしくは約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、700%、800%、900%、1000%またはそれ以上向上し得、例えば、AAVベクターの形質導入効率は、インビボでの細胞の形質導入において少なくとももしくは約2×、3×、4×、5×、6×、7×、8×、9×、10×、12×、13×、14×、15×、16×、17×、18×、19×、20×、30×、40×、50×、60×、70×、80×、90×、100×またはそれ以上効率的であり得る。
【0127】
したがって、本開示の方法によって産生されるAAVベクターも提供される。
【0128】
本発明が容易に理解され、実際に効果を発揮できるようにするために、特定の好ましい実施形態を、以下の非限定的な実施例によって説明する。
【0129】
本明細書における先行刊行物(またはそれから派生した情報)、または知られている任意の事項への言及は、その先行刊行物(またはそこから派生した情報)または既知の事項は、本明細書が関係する努力傾注分野における共通の一般知識の一部を形成するという示唆の確認としても承認としてもなんらの形態としても解釈されるべきではない。
【0130】
実施例
実施例1
材料と方法
シャッフルされたAAVカプシドプラスミドライブラリー生成
親AAVcap遺伝子(AAV1から12、AAV-mAAV1(WO2019227168)およびAAV-EVE1(WO2017192699))を、最適なギブソンアセンブリ(GA)のために、トリメトプリム耐性およびカプシドに隣接するランダム化された末端を保有するように改変されている、pGEM-T Easy Vector Syetem(カタログ[Cat]番号A1360;Promega)に基づくコンストラクトであるプラスミドp-RescueVector(pRV1-12)にクローニングした。個々のクローンはサンガー配列決定された(Garvan Molecular Genetics)。カプシド遺伝子(血清型1~12)を、SwaIおよびNsiI(NEB)を使用して切り出し、1:1のモル比で混合し、1:10に前希釈したDNaseI(カタログ番号M030S;NEB)で2~5分間消化した。フラグメントのプールを、1%(w/v)アガロースゲルで分離し、および200~1,000bpの範囲のフラグメントは、Zymoclean Gel DNA Recovery Kit(カタログ番号D4001T;Zymogen)を使用して回収した。各プライマーレスPCR再アセンブル反応では、500ngのゲル抽出フラグメントを使用して、完全に再アセンブルされたカプシドは、キャップ遺伝子に結合し、pRVプラスミドにオーバーラップする末端を持っているプライマー(シャッフリング_レスキュー-F/R、表3)を使用した2番目のPCRで増幅された。GA反応は、等量の2GA Master Mix(カタログ番号E2611L;NEB)を1pmoLのPCR増幅およびDpnI処理pRV(BB_GAR-F/R、表3)および1pmolの回収したシャッフルカプシドと混合することによって、50℃で30分間行った。DNAをエタノール沈殿させ、SS320 エレクトロコンピテントE.coli(カタログ番号60512-2;Lucigen)にエレクトロポレーションした。形質転換体の総数は、エレクトロポレーションされた細菌の5つの10倍連続希釈液を調製してプレーティングすることによって計算した。形質転換体のプールを、トリメトプリム(10mg/mL)を補充した250mLのLuria-Bertani培地で一晩増殖させた。全pRVライブラリープラスミドをEndoFree Maxiprep Kit(カタログ番号12362;QIAGEN)で精製した。次に、pRVベースのライブラリーをSwaIおよびNsiIで一晩消化し、1.4μgのインサートをT4 DNAリガーゼ(カタログ番号M0202;NEB)を使用して16℃で16時間、ITR-2およびrep2を含む1μgの複製可能なAAV2-ベースのプラスミドプラットフォーム(p-Replication-Competent[p-RC])、ならびに1kbのランダム化スタッファー(stuffer)[ITR2-rep2-(SwaI)-スタッファー-(NsiI)ITR2]に隣接する独自のSwaIおよびNsiI部位にライゲーションした。ライゲーション反応物は、エタノール沈殿を使用して濃縮し、SS320 エレクトロコンピテント細菌にエレクトロポレーションし、上記のように増殖させた。全pRCライブラリープラスミドを、EndoFreeMaxiprep Kit(カタログ番号12362;QIAGEN)で精製した。
【0131】
AAVライブラリーのインビボ選択
ヒト化FRG(hFRG)マウスに、1×1011vgの複製コンピテントRC-AAVC11をi.v.尾静脈投与によって注入した。5×109PFUの野生型ヒトアデノウイルス-5(ATCC、VR-5、ロット番号70010153)を、24時間後に腹腔内(i.p.)に投与した。hAd5投与の72時間後に異種移植片肝臓を採取し、ホモジナイズし、液体窒素で瞬間凍結した。AAV粒子を抽出するために、約0.3gの肝臓の断片を、2×w/vのPBSの存在下で3回の凍結融解サイクルおよび機械的ホモジナイゼーションに供した。その後、サンプルを卓上遠心機で最高速度、4℃で30分間遠心分離し、ウイルスを含む上清を細胞破片から分離した。wtAd5を不活性化するために、ウイルスを含む上清を65℃で30分間インキュベートした。qPCRによる力価測定の後、ウイルスを含む上清200μLを、選択の後続のラウンドのためにhFRGマウスにi.p.(腹腔内)投与した。この選択には、全部で5回の選択を行った。
【0132】
AAVキャップ候補のベクター化
第5ラウンドの選択の後、AAVカプシド配列を、カプシド領域に隣接するプライマー(Capレスキュー-F/R、表3)を使用するPCRによって上清から回収した。PCR増幅されたcap遺伝子は、次のプライマー(pヘルパー-F/R)および処理したDpnIを使用したPCR増幅によって、開かれたレシピエントpヘルパーパッケージングプラスミドのrep2遺伝子のインフレーム下流にGAによってクローニングした。次に、全長キャップ候補を含む個々のクローンをサンガー配列決定した。
【0133】
AAVベクターのパッケージングおよびウイルス産生
AAVコンストラクトは、以前に記載されたようにHEK293細胞およびヘルパーウイルスを含まない系を使用してAAVカプシドにパッケージングした(Xiao et al, 1998 J Virol, 1998. 72(3): 2224-32)。ゲノムは、パッケージングプラスミドコンストラクトpAAV2、pAAV8、pLK03およびpAAVNP59をそれぞれ使用して、カプシド血清型AAV2、AAV8、LK03およびNP59にパッケージングした。複製コンピテントな(RC)ライブラリーAAVC11は、全長AAVゲノム(ITR2-rep2-cap-ITR2)およびpAd5を含む対応するプラスミドをHEK-293T細胞に同時トランスフェクションすることによってパッケージングした。
【0134】
全てのベクター/ウイルスは、以前に記載されているように、イオジキサノール勾配超遠心分離を使用して精製した[Khan et al. 2011. Nat Protoc, 2011. 6(4): p.482-501]。AAVの調製は、リアルタイム定量的PCR(qPCR)を使用してeGFP特異的qPCRプライマーGFP-qPCR-For/RevまたはAAV2-rep-特異的qPCRプライマーRep-qPCR-For/Revを用いて滴定した(表3)。カプシド候補のインビボ試験(実施例2)では、n=4の独立したバーコード付き導入遺伝子を、2種の異なる濃度を使用してカプシドごとにパッケージングした(高用量でn=2バーコード付き導入遺伝子:1調製物あたり10μg/導入遺伝子、および低用量ではn=2バーコード付き導入遺伝子:1調製物あたり1μg/導入遺伝子)。2種の異なる集団の存在は、注入前の混合物の次世代シーケンスによって確認した。さらに比較するために、n=5のバーコード付き導入遺伝子を、バーコードあたり1調製あたり2、4、8、12、および16μgで同時トランスフェクトすることにより、漸増濃度でパッケージングした。ベクターミックスのNGS分析により、カプシドあたり5つのバーコード化された集団の存在を確認した。
【0135】
マウス研究
全ての動物管理および実験手順は、合同小児医学研究所(CMRI)および小児病院のウエストミード動物管理および倫理委員会によって承認された。CMRIの確立されたFah-/-/Rag2-/-/Il2rg-/-(FRG)マウスコロニーを使用して、レシピエント動物を繁殖させた。FRGマウスは、2-(2-ニトロ-4-トリフルオロ-メチルAAVC.エンゾイル)-1,3-シクロヘキサンジオン(NTBC)を飲料水に補った、個別に換気されたケージに収容した。以前に記載されたとおり[Azuma et al., 2007, Nat Biotechnol. 25(8): 903-10]、6~8週齢のFRGマウスにヒト肝細胞を移植した(Lonza Group Ltd.、バーゼル、スイス)。ベクターによる形質導入の1週間前に、ヒト化FRG(hFRG)マウスを10%NTBC上に置き、採取まで10%NTBC上で維持した。
【0136】
注入用のベクターは、生理食塩水を使用して最終容量150μLに調製した。マウスを無作為に選択し、NGS比較用には1×1010vg/ベクターの用量で、および免疫組織化学用には2×1011vg/ベクターの用量で、示されたベクターを静脈内注入(外側尾静脈)により形質導入した。インビボIVIgスクリーニングでは、ベクター注入の24時間前に、5mgまたは20mgのIVIg(Intragam 10、CSL Behring)を、hFRGに注入(i.v.)した。マウスは、免疫組織化学のための形質導入の2週間後、およびバーコード次世代シーケンシング(NGS)分析のための形質導入の1週間後に、CO2吸入によって安楽死させた。フローサイトメトリー分析用の肝細胞は、肝臓のコラゲナーゼ灌流によって得た(下記参照)。
【0137】
コラゲナーゼ灌流によるヒト肝細胞の分離
マウス肝臓を灌流し、単細胞懸濁液を得るために、下大静脈(IVC)にカニューレを挿入し、浸透圧ミニポンプ(Gilson Minipuls 3)を用いて溶液を次の順序でポンピングした:25mLのハンクス平衡塩類溶液(HBSS)(-/-)(カタログ番号H9394;Sigma)、0.5mM EDTAを補充した25mLのHBSS(-/-)、25mLのHBSS(-/-)、および25mLのHBSS(-/-)で補充が5mMのCaCl2、0.05(wt/vol)%のコラゲナーゼIV(Sigma)および0.01(wt/vol)%のDNase I(Sigma)。
【0138】
灌流後、肝臓を注意深く取り出し、10%ウシ胎児血清(FBS)を補充した25mlのDuAAVC.ecco改変イーグル培地(DMEM)を含むペトリ皿に入れた。メスの刃の鈍端を使用して肝被膜を破壊し、細胞を培地に放出した。回収後、細胞を50×gで3分間、4℃でスピンダウンした。そのペレットを、21mLのDMEMに再懸濁し、100μmのナイロンセルストレーナーに通した。Isotonic Percoll(9mL)(Percoll 9部を含む1部の10×PBS(-/-);GE Healthcare)を細胞懸濁液に加えて、生細胞と死細胞を分離した。生細胞を、650×g、4℃で10分間ペレット化し、そのペレットをFACS緩衝液(5%FBSおよび5mM EDTAを含むPBS(-/-))に再懸濁した。マウス肝細胞とヒト肝細胞との間を区別するために、細胞をフィコエリトリン(PE)結合抗ヒトHLA-ABC(クローンW6/32;Invitrogen 12-9983-42;1:20)、ビオチン結合抗マウス-H2Kb(クローンAF6-88.5、BDPharmigen 553568;1:100)およびアロフィコシアニン(APC)結合ストレプトアビジン(eBioscience 17-4317-82;1:500)で標識した。BD Influx セルソーターを使用して、GFP陽性標識サンプルを最低95%の純度で選別した。pLSP1-GFP-WPRE-BGHpA AAVコンストラクトの肝細胞限定発現を考慮して、GFP陽性集団の選別を含めて、非実質細胞中のマウス肝細胞を濃縮した。フローサイトメトリーは、オーストラリアのニューサウスウェールズ州、ウェストミードにあるウエストミード医学研究所のフローサイトメトリー施設で実施した。FlowJo 7.6.1(FlowJo,LLC)を使用してデータを分析した。
【0139】
ヒトAAAVC.umin ELISA
キメラマウスにおけるヒト細胞生着のレベルは、以前に報告されたように[Azuma et al., 2007, Nat Biotechnol. 25(8): 903-10]ヒトAAAVC.umin ELISA Quantitation(Bethyl,カタログ番号E80-129)を用いて、末梢血上でヒトaAAVC.uminの存在を測定することによって評価した。
【0140】
アデノ随伴ウイルス導入遺伝子コンストラクト
AAV導入遺伝子コンストラクトは、標準的な分子生物学的技術を使用してクローニングした。この研究で使用された全てのベクターには、AAV2 ITR配列が含まれている。SERPINA1(hAAT)プロモーターの1つのコピーおよびAPOEエンハンサーエレメントの2種のコピーを含む異種プロモーターの転写制御下でeGFPをコードするAAVコンストラクトpLSP1-eGFP-WPRE-BGHpAは、以前に報告されている[Dane et al., 2009, Mol Ther, 2009. 17(9): 1548-54]。pLSP1-eGFP-BC-WPRE-BGHpAコンストラクトの84(n=84)バージョンは、eGFPの下流にn=84の固有の6ヌクレオチド長のバーコード(BC)をクローニングすることによって生成した。
【0141】
DNAおよびRNAの分離
選別された細胞からDNAを抽出するために、細胞を200μLの溶解緩衝液(100mM Tris-HCl pH8.5(Astral Scientific,BioSD8141-450ML)、5mM EDTA(ThermoFisher)、0.2%(w/v)ドデシル硫酸ナトリウム(Sigma-Aldrich)、50μg/mLのプロテイナーゼ K(Bioline)を含む200mMのNaCl(Sigma-Aldrich))に再懸濁した。サンプルを56℃で一晩インキュベートした。標準フェノール:クロロホルムプロトコールを使用して、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)(Sigma-Aldrich)を使用し、続いてDNAエタノール沈殿を用いてDNAを抽出した。
【0142】
選別された細胞由来のRNAは、Direct-Zolキット(Zymogenカタログ番号R2062)を使用して抽出し、TURBO DNase(ThermoFisher、カタログ番号AM2238)で処理した。製造元の説明書(ThermoFisher、カタログ番号18091050)に従って、SuperScript IV First-Strand Synthesis Systemを使用してcDNAを合成した。
【0143】
細胞培養、ベクター形質導入およびヘパリン競合アッセイ
HEK293細胞は、ATCCによって検証して、提供した。HuH-7細胞は、Jerome Laurence博士(シドニー大学)から提供された。全ての細胞は、10% FBS(SigmaAldrich、F9423-500mL、ロット番号16K598)、100単位/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシン(SigmaAldrich、P4458)を補充したDuAAVC.eccoのModified Eagle Medium(DMEM)(Gibco、11965-092)で培養し、TrypLE Express Enzyme(Gibco、12604-21)を使用して継代した。HuH-7培養では、培地に非必須アミノ酸も補充した(Gibco、11140-050)。全ての細胞を、マイコプラズマについて試験し、マイコプラズマフリーであった。形質導入研究のために、細胞を、完全DMEM中の24ウェルプレートに1ウェルあたり2×105細胞で播種し、組織培養インキュベーターで37℃/5%CO2で一晩インキュベートした。16時間後、ベクターストックを、1mlの完全DMEMで希釈し、細胞に添加した(細胞あたりの示されたベクターゲノムコピー(vgc/細胞)で)。指示された場合、静脈内免疫グロブリン(IVIg)(Intragam 10、CSL Behring)の2倍希釈を、細胞形質導入の前に37℃で1時間、ベクターと混合した。
【0144】
72時間のインキュベーション後、細胞をTrypLE Express(Gibco)を使用して採取し、BD LSRFortessa細胞分析器を使用してGFPについて分析した。FlowJo 7.6.1を使用してデータを分析した。
【0145】
バーコード増幅、次世代シーケンシングおよび分布分析
BC_FおよびBC_Rプライマー(表3)を使用して、Q5 High-Fidelity DNA ポリメラーゼ(NEB、カタログ番号M0491L)を用いて、6量体バーコードを取り囲む150塩基対領域を増幅した。次世代シーケンスライブラリーの準備および2×150ペアエンド(PE)構成を使用した配列決定は、Illumina MiSeq装置を使用してGenewiz(蘇州、中国)によって実行した。Snakemake(5.6)(Koster et al. 2012 Bioinformatics 28:2520-2522)で、リードを処理してバーコードをカウントするワークフローを作成した。ペアになったリードは、BBMergeを使用してマージして、BBTools 38.68由来の2 回目のBBDukのパスで予想される長さのリードに対してフィルタリングされた。マージされ、フィルタリングされたfastq ファイルを、AAVバリアントに対応するバーコードを識別するPerl(5.26)スクリプトに渡した。
【0146】
マウス肝臓の免疫組織化学分析
マウス肝臓を、4%(w/v)パラホルムアルデヒドで固定し、O.C.T(Tissue-Tek;Sakura Finetek USA、カリフォルニア州トーランス)で凍結する前に10~30%(w/v)スクロースで凍結保護した。凍結肝臓切片(5μm)を、-20℃のメタノール、次に室温の0.1%のTriton X-100で透過処理し、次いで、抗ヒトGAPDH抗体(Abcam、カタログ番号ab215227、クローンAF674)、およびDAPI(Invitrogen、D1306)と0.08ng/mLで反応させた。免疫標識後、ZEN 2ソフトウェアを使用してZeiss Axio Imager.M1で画像をキャプチャして分析した。1視野あたりの形質導入されたヒト肝細胞の割合は、全ヒト GAPDH陽性細胞およびeGFP/ヒト GAPDH二重陽性細胞をカウントすることによって決定した。
【0147】
サンガーシーケンシング
特定された場合、クローンは、Garvan Institute of Medical Research(Darlinghurst、NSW、オーストラリア)のGarvan Molecular Genetics施設で、外部_Seq_F/Rプライマーを用いてサンガー配列決定した(表3)。
【0148】
1細胞あたりのベクターDNAコピー数
ベクターのコピー数は、QX200 ddPCR EvaGreen Supermix(Bio-Rad、カタログ番号1864034)を用いたDroplet Digital(dd)PCR(Bio-Rad、Berkeley、US)を用いて、プライマーGFP-qPCR-For/Revを用いて、製造業者の指示に従って測定した。ベクターゲノムは、プライマーヒト_AAAVC._F/R_ddPCRを使用して、ヒトaAAVC.uminコピー数に対して正規化した。
【0149】
【0150】
実施例2
新規カプシドの生成および評価
実施例1に記載のように、シャッフルされたDNAライブラリーを生成した。ライブラリーを用いて産生された複製コンピテントなウイルスを産生し、hFRGマウスに注入し、上記のように5ラウンドの選択を行って、16個のAAVカプシドポリペプチド:AAVC11.01(配列番号2)、AAVC11.02(配列番号3)、AAVC11.03(配列番号4)、AAVC11.04(配列番号5)、AAVC11.05(配列番号:6)、AAVC11.06(配列番号7)、AAVC11.07(配列番号8)、AAVC11.8(配列番号9)、AAVC11.09(配列番号10)、AAVC11.10(配列番号11)、AAVC11.11(配列番号12)、AAVC11.12(配列番号13)、AAVC11.13(配列番号14)、AAVC11.14(配列番号15)、AAVC11.15(配列番号16)、およびAAVC11.16(配列番号17)を同定した(表4)。
【0151】
4つのバーコード付きAAV導入遺伝子(肝臓特異的プロモーター(LSP)-GFP-バーコード-WPRE-BGHpA)を各カプシド(AAVC11.01~AAVC11.16カプシド、AAV2、AAV8、LK03およびNP59)にパッケージングして、ベクターを産生した。AAVC11.03、AAVC11.10、およびAAVC11.16ベクター由来の収量は、AAV2よりも低かったので、これらはさらなる試験から除外した。残りのベクターは、機能の比較のためにhFRGマウスに同時注入した(1×1010vg/カプシド;合計1.8×1011vg/カプシド)。注入の1週間後、マウス由来のキメラ肝臓を灌流し、ヒトおよびマウスの肝細胞を単一細胞選別した。マウスおよびヒトの肝細胞集団からDNAおよびRNAを回収し、バーコード付き導入遺伝子のNGSを、DNAおよびRNA(cDNA)に対して実行した。
【0152】
図2に示すように、AAVC11.01、AAVC11.04、AAVC11.05、AAVC11.06、AAVC11.07、AAVC11.09、AAVC11.11、AAVC11.12、AAVC11.13およびAAVC11.15を含む新規ベクターの大部分は、いずれもヒト肝細胞への侵入および導入遺伝子の発現に効果的であり、これらのベクターをさらなる分析のために選択した。
【0153】
AAVC11.01、AAVC11.04、AAVC11.05、AAVC11.06、AAVC11.07、AAVC11.09、AAVC11.11、AAVC11.12、AAVC11.13およびAAVC11.15、ならびにAAV2、AAV8、LK03およびNP59は、DNAからRNAへの変換の比率を調べる目的で、バーコード濃度を上げて5×バーコード化トランスジーン/カプシドで再パッケージングした。AAV-DJベクターも力価対照として含まれていた。各カプシドについて、5×15cm HEK293Tプレート(約20M 細胞-15mL培地)を個別にトランスフェクトし、処理し、滴定した。
【0154】
次いで、ベクター(AAV-DJを除く)を、等比(1×1010vg/カプシド)で混合し、単一のhFRGマウスに注入した。ヒトおよびマウスの肝細胞を単離し、1週間後に選別した。DNAおよびRNAを抽出し、DNAおよびcDNAに対してNGSを実行した。注入前の混合物のNGSも検証のために実行し、肝細胞由来のDNAおよびRNA(cDNA)のリードは、注入前のリードに対して正規化した。この正規化は、「ヒト侵入指数(Human Entry Index)」(HEI)として表され、これは、決定された実験での各カプシドの定数であり、実験に含まれる他のカプシドとの関連で、特定のカプシドがヒト肝細胞を物理的に形質導入する際にどれだけ効率的であるかを表す。初期のバーコード濃度に関係なく、各カプシドのHEIは一定のままであることが観察された(データは示さず)。
【0155】
次いで、cDNAリードをDNAリードに対して正規化した。この正規化は、「ヒト発現指数」(HEXI)として表され、これは、決定された実験での各カプシドの定数であり、特定のカプシドがヒト肝細胞を機能的に変換する、すなわちDNAリードをRNAリードに変換する際にどれほど効率的であるかを示す。一部のAAVカプシド(例えば、AAV2)は、肝細胞への侵入は比較的効率的であるが、機能的伝達(すなわち、導入遺伝子の発現)は比較的不十分であるため、これは重要な特性である。
図3は、各ベクターのHEXIを示している。
【0156】
HEIおよびHEXIを正規化割合リードに変換して、試験したカプシドの全体的な機能的形質導入力を分析した。このデータを
図4Aおよび
図4Bに示す。
【0157】
DNAからRNAへの変換の速度は、各特定のHEXI(RNA/DNA)に対応する勾配を有する線形傾向に従うことが観察された。正規化されていないRNAリードに対して、正規化されていないDNAリードをプロットし、このx軸の拡張は、カプシドがヒトの侵入でどれほど効率的であるかの推定値を示し、この勾配は、DNAからRNAへの変換のおおよその比率を示す。このような分析を行うと、AAV2はヒトの侵入ではAAV8よりも相対的に優れていることが明らかになるが、AAV8は発現(機能的形質導入)ではAAV2よりも相対的に優れている(データ示さず)。この分析は、NP59およびAAVC11.04、AAVC11.06、AAVC11.11、AAVC11.12およびAAVC11.13を用いて行われ、AAVC11.04、AAVC11.06、AAVC11.11、AAVC11.12およびAAVC11.13のそれぞれが、以前に説明された非常に効率的なカプシドであるNP59に匹敵することを実証した(Paulk et al., 2018, Mol Ther 26:289-303)。
【0158】
実施例3
IVIg中和耐性
最も機能的なAAVC11バリアントを特定したので、プールされたヒト免疫グロブリンの存在下でのヒト肝細胞におけるそれらの相対的なインビボ性能を調査した。そうするために、最近報告された方法(Cabanes-Creus et al. 2020, Mol Ther Methods Clin Dev, 17:1139-1154)に従って、5つのバーコード化されたAAV-LSP1-eGFPカセットを、選択されたAAVバリアントカプシドに漸増濃度でパッケージングした。AAV2、AAV8、AAV-LK03、およびAAV-NP59を、対照として含んだ。3匹のhFRG動物を、AAV投与(1×10
10vgs/カプシド)の24時間前に、プールされたヒトIgGの漸増用量の静脈内投与により受動免疫した。IVIgを投与されていない対照hFRG動物も含まれていた(
図3に示す研究に使用したのと同じ動物)。1週間後、ヒト肝細胞を選別し、二倍体ゲノムあたりのベクターコピー数を決定した。1細胞あたりのベクターゲノムのIVIg用量依存的な減少が観察され、無IVIg対照(hFRG#1=321.25 vc/dc)と、20mgのヒト免疫グロブリン(hFRG#4=0.63vc/dc)とを事前に注入したhFRGマウスの間に>500倍の差が生じた。1mg(hFRG#2)または5mg(hFRG#3)のヒト免疫グロブリンを事前に注入したhFRGマウスも、ベクターゲノムの減少を示した(hFRG#2=81.16vc/dc;hFRG#3=10.62vc/dc)。
【0159】
次いで、hFRG#1(無IVIg対照)から採取したヒト肝細胞における個々のAAVバリアントの相対的性能を分析した。
図4に示すように、AAVC11.09を除く全てのAAVバリアントは、DNA(細胞侵入)およびRNA/cDNA(導入遺伝子発現)レベルで測定されたベンチマークAAV-NP59と比較して、高い効率で肝細胞を形質導入した。DNAリードの割合は最終的に、各AAVバリアントの1細胞あたりの最終的なベクターコピー数への寄与を示すので、各カプシドのIVIg中和効果を経験的に推定することが可能である(
図4C)。1カプシドあたりのベクターゲノムコピーの減少を計算し、IVIgと無IVIg対照との間の商の対数として表した(すなわち、-1の値は、ベクターゲノム/カプシドの10倍の減少を示す、
図4C)。AAV8は、ヒトIVIgによる中和に対して最も耐性があることがわかった。興味深いことに、以前の報告[Lisowski et al. 2014, Nature, 506(7488):382-6; Cabanes-Creus et al. 2020, Mol Ther Methods Clin Dev, 17:1139-1154]とは対照的に、生物工学によるAAV-LK03およびAAV-NP59(それぞれAAV3bおよびAAV2様)も、このインビボモデルで試験したIVIg濃度で強力に中和された。全てのAAVC11バリアントは、試験した全てのIVIg用量で、AAV8とAAV-NP59との間の中間の耐性を示した。
【0160】
最終検証として、AAV-NP59を対照(2×10
11vgs/hFRG)として使用して、上位3つの実行者(AAVC11.06、AAVC11.11、およびAAVC11.12)を個々のヒト化FRGマウスに注入した。
図4Dに示すように、AAVC11.12は、AAV-NP59対照よりも大幅に機能的であることがわかった。これらの結果に基づいて、AAVC11.12をさらに評価した。前臨床モデルでベクター機能を研究する能力は、その臨床開発に大きな影響を与える可能性があるので、hFRG研究と同じ用量(2×10
11ベクターゲノム/マウス)を使用して、非生着FRGでのAAVC11.12の性能を評価した。AAVC11.12がマウス肝細胞を機能的に形質導入できることが観察されたが、効率はヒト肝細胞よりも実質的に低く(データは示さず)、これは
図2に示され、実施例4に記載された観察と一致する。
【0161】
実施例4
免疫組織化学分析
AAVC11.12およびAAVC11.13を、2×1011vg/マウスで個々のhFRGマウスに注入した。注入の2週間後に肝臓を採取し、免疫組織化学のために処理した。DAPI(青)を使用して、全ての細胞(マウス/ヒト)を染色し、ヒトGAPDHに対する抗体(hGAPDH、赤)を使用して、ヒト細胞のみを染色した。AAVから発現したeGFP(緑色)によって、rAAVで機能的に形質導入された細胞が示された。AAVC11.12およびAAVC11.13が優先的にヒト肝細胞を形質導入したことが観察された(データ示さず)。
【0162】
実施例5
AAVC11.12のさらなる評価
次に、本発明者らは、AAVバリアント間の相対的な形質導入効率が、生着されたヒト肝細胞の起源に依存するか否かを調査した。これを行うために、AAVC11.12に加えて、プロトタイプのバリアント(AAV2、AAV3b、AAV5、AAV8)、生物工学によるバリアント(AAV-LK03、AAV-NP59、AAV2-N496D(Cabanes-Creus et al. 2020, Mol Ther Methods Clin Dev, 17:1139-1154)、AAV2-RC01、ならびに天然に存在するヒトバリアントAAV-hu.Lvr02[オーストラリア仮特許第2020904687号およびCabanes-Creus et al. 2020, Sci Transl Med, 12(560): eaba3312]を含んだバーコード付きAAVの等モル混合物が生成された。FRGマウスに、年齢、性別、および民族性が異なる17人の異なるヒトドナー由来の肝細胞を生着させた(1ドナーあたりn=2hFRG、ドナー13および16についてn=1)。肝臓の再増殖のレベルは、中間レベルの生着でバーコード化されたNGSベースの比較を実行する目的で、血中のヒトアルブミンの濃度を測定することによって評価された(血液1mLあたり平均3.6mgのヒトアルブミン、これは、ヒト生着の20~60%のレベルに相当する)。ドナーの間で生着率には明らかなばらつきがあったが、採取された肝臓におけるヒトアルブミンの濃度とヒト肝細胞の割合との間に正の相関が観察された(データ示さず)。各動物に、1カプシドバリアントあたり1×10
10vgの用量に相当する1×10
11vgを注入した。注入の1週間後、キメラ肝臓を灌流し、ヒトGFP陽性肝細胞を選別し、1細胞あたりのベクターコピー数と各サンプルのバーコード組成を分析した。AAVベクターミックスが、生細胞のそれぞれのGFP陽性集団によって推定されるとおり、マウス細胞よりも効率的にヒト肝細胞を形質導入することが観察された(
図5A)。GFP+細胞の割合に基づいて評価した場合、男性と女性のヒトドナー間のAAV伝達に有意差は見られなかった(
図5B)が、二倍体細胞あたりのベクターコピー数は、女性の肝細胞でわずかに高いことがわかった(
図5C、最近発表されたZou et al. 2020, Mol Ther Methods Clin Dev 18:189-198のデータと一致している)。AAVカプシドあたりのNGSリードの全体的なシェアに対応する正規化された割合を
図5D~Fに示す。分析されたAAVベクターの相対的な性能は、このモデルの初代ヒト肝細胞の供給源に影響されないように見えた。より具体的には、生物工学によるバリアントAAV-NP59、AAV2-N496D、AAV2-RC01、およびAAVC11.12、ならびに天然に存在するAAV-hu.Lvr02は、DNAレベルで測定すると、プロトタイプのカプシド(AAV2/3b/5/8)および生物工学によるAAV-LK03(
図5D)に基づくベクターよりも効率的にヒト肝細胞に侵入した。AAV-hu.Lvr02およびAAVC11.12の平均物理的伝達は高く、これらの相違は他のバリアントと比較して有意であった(
図5D)。機能的パフォーマンスを推定するcDNAレベルでのバーコード付き導入遺伝子の分析により、試験したコホートの中で最も機能的なバリアントとして出現するAAVC11.12を含む個々のバリアント間の実質的な違いが明らかになった(
図5E)。相対的なベクトルの適合性をよりよく理解するために、細胞の侵入(DNA、
図5D)と発現(RNA/cDNA、
図5E)との間の相対的な違いを分析し、発現指数(
図5F)を示した。興味深いことに、分析により、AAVC11.12は、発現指数が1を超えていたため、DNAリードよりもRNA/cDNAリードの割合が大きいことを証明した一方で、他のベクター、特にAAV2、AAV3b、およびAAV-hu.Lvr02は、RNA/cDNAレベルでのリードの相対的なシェア(
図5F)を失ったことが明らかになり、物理的な形質導入とベクター機能(導入遺伝子発現)との間の違いを強調している。以前のレポートと一致して、AAV-NP59は機能的に高効率でヒト肝細胞を形質導入した。興味深いことに、AAV8の発現指数も1を超えており、ヒト肝細胞におけるこのバリアントの比較的劣った性能によって、最適未満の細胞侵入によって引き起こされる可能性があることが示唆されている(
図5F)。
【0163】
実施例6
追加のカプシドの同定
RNAリードに基づく上位3つのカプシド(AAVC11.06、AAVC11.12、AAVC11.13)は、系統発生クラスターの一部であることが観察された。AAVC11.06、AAVC11.12およびAAVC11.13でクラスター化された同じ選択由来の4つの追加のクローンを配列決定し、AAVC11.17(配列番号18)、AAVC11.18(配列番号19)およびAAVC11.19(配列番号20)と名付けた(表5)。
【0164】
実施例7
カプシドの系統分析
系統発生分析および親の寄与の分析を行った。
図6に示すように、複数の親カプシドが新しいカプシドのそれぞれの配列に寄与した(系統分析については、オーストラリア仮出願番号2020900529の
図6Aを参照のこと)。
【0165】
実施例8
AAVC11.12と親バリアントのインビボ機能比較
他の肝指向性ベクターと比較した場合のAAVC11.12の実質的に優れた性能を考慮して、どのカプシド領域がhFRGモデルにおけるヒト肝細胞指向性の主な決定要因であるかを調査する研究を行った。AAVC11.12はDNA ファミリーシャッフルライブラリーから選択されたという事実に起因して、
図7に詳細に示すように、複数の親バリアント(AAV1/AAV6、AAV2、AAV3b、AAV7、AAV10、およびAAV12)の領域を含んでいる。興味深いことに、本明細書に記載される機能的AAVC11バリアントの全ては、親AAV7由来の領域がVR-Vに拡張したAAVC11.13を除いて、可変領域(VR)I(AAV2)、VR IVおよびV(AAV10)、ならびにVR VI~VIII(AAV7)について高い配列同一性および共通の親カプシド領域を共有する(
図1および5B)。2種のヒト化FRGマウスを使用して、AAVC11.12と親のAAV2、AAV7、およびAAV10とのバーコード付きNGS比較を実行した。AAV8を、マウス細胞の形質導入の陽性対照として含んだ。
図8に示すように、AAVC11.12は、ヒト肝細胞の物理的(DNA)および機能的(RNA/cDNA)形質導入において、全ての親バリアントよりも大幅に優れていることが判明した。興味深いことに、AAVC11.12は、AAV7、AAV8、およびAAV10と同様の効率でマウス肝臓を物理的に形質導入することが観察された。しかし、前に観察されたように、この物理的形質導入は、親バリアントと比較した場合、マウス細胞の比較的弱い機能的形質導入と関連していた。これらのデータによって、ヒト肝細胞におけるAAVC11.12の優れた機能が、単独では親AAVのいずれにも利益をもたらすのに十分ではない、親の特徴の独自の組み合わせに起因することが示唆される。
【0166】
実施例9
ヒト肝細胞指向性に重要な可変領域の同定。
ヒトおよびマウス細胞におけるAAVC11.12(配列番号13)およびAAV8(配列番号64)の異なる性能を考慮して、どの機能カプシドドメインがAAVC11.12の優れた機能の原因であるかを理解し、2種のAAVの間の一連のドメインスワップを生成した。
図9に模式的に示すように、AAVC11.12由来の可変領域I(AAV2起源)、IV-V(AAV10起源)、およびVI-VIII(AAV7起源)の組み合わせを、AAV8カプシド足場に体系的にクローニングした。AAV8とスワップされたバリアントとの間の特定のアミノ酸変化を表4に示す。
図10は、AAVC11.12(配列番号13)とAAV8(配列番号64)との間のアラインメントを提供し、AAV8に代わりに入れられたAAVC11.12由来の残基も示す。得られたカプシドポリペプチド(すなわち、Swap1~Swap15)のアミノ酸配列および核酸配列を、以下の表5に提供する。
【0167】
【0168】
次いで、これらのバリアントのうち2種の独立したバーコード付きAAV NGS比較を実行した。最初の実験(N=2 hFRG、hFRG#1および#2)では、対照としてAAVC11.12およびAAV8、ならびにAAV8-Swaps1-7が含まれていた。
図11に示すように、AAV2のVR-IおよびAAV7のVR-VIのVR-VIIIへの導入は、ヒト肝細胞におけるAAV8の性能を有意に向上させるのに十分であった(AAV8-Swap-5、
図11)。対照的に、AAV10由来のVR IV-Vは、ヒト細胞の形質導入に実質的な影響を与えないように見えた(Swap-5およびSwap-7を比較、
図10)。AAV8のVR-I起源を維持したAAV8-Swap6は、AAV8 よりも低いヒト侵入性能を示したが、cDNA集団でのリードシェアの大幅な増加は、DNAからRNAへの変換で優れた性能を示唆している(
図11)。AAV8-Swap6の表現型は、マウス肝細胞でさらに顕著であった(
図11)。これらの細胞において、AAV7由来のVRのVI~VIIIの包含は、AAV8の侵入および発現を増強した(AAV8-Swap3、
図11)。
【0169】
第2の比較(N=2のhFRG、hFRG#3および#4、
図12)において、本発明者らはバーコード付きAAVを拡張して、15個のAAV8スワップ(swap)を含めた。Swap5、Swap6、およびSwap7については、研究#1と同じ相対的な傾向が確認された。さらに、AAV8(Swap8~Swap15)への可変領域の体系的な復帰の結果の分析は、VR-VI(AAV7の起源)がヒトの能力を向上させるために必須ではないことを示唆した(Swap7およびSwap10を比較する)。対照的に、VR-VIIおよびVR-VIIIの復帰は、ヒト細胞への侵入と発現の両方に影響を与えた。マウスサンプルに関しては、AAV8-Swap6の非常に効率的なDNAからRNAへの転写が、このより大きな比較プールで確認された。
【0170】
これらの結果を検証するために、AAV8+Swap5およびAAV8+Swap6の多重免疫蛍光比較を、2つの独立したhFRGで実施した。簡単に説明すると、同じ動物の2種のAAVの形質導入パターンを可視化するために、肝臓特異的プロモーターの制御下でセルリアンまたはビーナス蛍光レポーターを発現する2種のAAVカセットをクローニングした。1×1011vgのAAV8-CeruleanとSwap5-Venusとを、AAV8-CeruleanとSwap6-Venusで混合し、2匹の独立したhFRGマウスに注入した。免疫蛍光実験により、NGSの結果を確認し、Swap5は、AAV8よりも実質的に優れてヒト肝細胞を形質導入し、Swap6はヒトおよびマウス肝細胞の両方で細胞侵入が少なく、強い発現を示した(データ示さず)。
【0171】
結果のさらなる検証において、最初の実験由来の同じバーコード混合物(すなわち、AAVC11.12およびAAV8、ならびにAAV8-Swaps1-7)を、2匹の高度に生着されたマウスに注入した。高度に生着されたマウスは、血液1mLあたり平均で11mgのヒトアルブミンを有していたが、それと比較して以前の実験の「低生着」マウスは、血液1mLあたり平均1.8mgのヒトアルブミンを有していた。各カプシドにマッピングされた相対的なNGSリードは、DNAおよびcDNA集団について以前と同様に分析された。
図13に示すように、全体的な傾向は、低生着マウスで観察されたものと同様であったが、割合は横ばいになった。これは、それぞれAAV8由来のVR-Iを含む、AAV8、Swap3、およびSwap6のベクターの利用可能性の増加を反映し得る。AAV8由来のVR-1は、マウス肝細胞が存在する場合、ベクターの一部がヒト肝細胞ではなくマウス肝細胞に侵入するように、マウス肝細胞に対する優先性を与えるようである。高生着マウスなど、存在するマウス肝細胞が少ない場合、これらのベクターのヒト肝細胞への侵入がより多く観察される。
【0172】
要約すると、AAV7由来のVR-VII(特に)およびVR-VIIIは、単独または組み合わせて、ヒト肝細胞の効率的な形質導入に重要であると思われる(Swap7と比較して、Swap11およびSwap12の形質導入の減少によって証明されるとおり)。逆に、VR-VI(これもAAV7由来)は、ヒトにおけるAAV8の性能を改善するために不可欠であるように思われる(Swap10と比較したSwap5を参照)。AAV2由来のVR-Iは、ヒト肝細胞の侵入に重要である可能性があり、その結果、AAVC11.12 VR-IおよびVR-VIIおよび/またはVR-VIIIの組み合わせは、ヒト肝細胞の良好な侵入、およびまた良い発現を付与するようである。対照的に、Swap6に存在する組み合わせ、すなわちAAV8由来のVR-I、AAV10由来のVR-IVおよびV、ならびにAAV7由来のVR-VI、VR-VIIおよびVR-VIIIは、ヒト肝細胞への侵入がはるかに少ないように見えるが、それにもかかわらず強力な発現であり、表現型は遺伝子治療の文脈でいくつかの利点を持っている場合がある(例えば、物理的な形質導入が少ない同等の発現、潜在的にDNA統合に関する懸念を軽減する)。
【0173】
【配列表】
【国際調査報告】