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特表2023-554441細胞リプログラミングのための組成物、構築物及びベクター
(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】2023-12-27
(54)【発明の名称】細胞リプログラミングのための組成物、構築物及びベクター
(51)【国際特許分類】
   C12N 15/12 20060101AFI20231220BHJP
   C12N 15/867 20060101ALI20231220BHJP
   C12N 15/09 20060101ALI20231220BHJP
   C12N 5/0735 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/0789 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/071 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/09 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/10 20060101ALI20231220BHJP
   C12N 5/0783 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 15/86 20060101ALI20231220BHJP
   C12N 15/63 20060101ALI20231220BHJP
   C12N 5/0775 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/077 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/0786 20100101ALI20231220BHJP
   C12N 5/0787 20100101ALI20231220BHJP
   A61K 31/7088 20060101ALI20231220BHJP
   A61K 48/00 20060101ALI20231220BHJP
   A61K 35/768 20150101ALI20231220BHJP
   A61K 35/17 20150101ALI20231220BHJP
   A61P 35/00 20060101ALI20231220BHJP
【FI】
C12N15/12 ZNA
C12N15/867 Z
C12N15/09 110
C12N5/0735
C12N5/0789
C12N5/071
C12N5/09
C12N5/10
C12N5/0783
C12N15/86 Z
C12N15/63 Z
C12N5/0775
C12N5/077
C12N5/0786
C12N5/0787
A61K31/7088
A61K48/00
A61K35/768
A61K35/17
A61P35/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023536992
(86)(22)【出願日】2021-12-17
(85)【翻訳文提出日】2023-07-05
(86)【国際出願番号】 EP2021086519
(87)【国際公開番号】W WO2022129542
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】20215068.6
(32)【優先日】2020-12-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522142442
【氏名又は名称】アスガード セラピューティクス エービー
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】マリア ナシメント カイアド,イネス
(72)【発明者】
【氏名】クロチキン,イリア
(72)【発明者】
【氏名】テリアム ドゥシム,グラディス
(72)【発明者】
【氏名】シトゥニカ クイン,エワ
(72)【発明者】
【氏名】フィリペ リベイロ レモス ペレイラ,カルロス
【テーマコード(参考)】
4B065
4C084
4C086
4C087
【Fターム(参考)】
4B065AA93X
4B065AA93Y
4B065AA94X
4B065AB01
4B065AC14
4B065BA02
4B065BD39
4B065CA44
4C084AA13
4C084NA14
4C084ZB26
4C086AA01
4C086AA02
4C086EA16
4C086MA01
4C086MA04
4C086NA14
4C086ZB26
4C087AA01
4C087AA02
4C087BB65
4C087BC83
4C087CA12
4C087NA14
4C087ZB26
(57)【要約】
本開示は、細胞をナチュラルキラー(NK)細胞または前駆細胞にリプログラムするための組成物、ベクター、構築物、細胞及び方法に関する。特に、本開示は、細胞のリプログラミングのための転写因子の組み合わせに関する。
【選択図】図1

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESからなる群から選択される少なくとも3つの異なる転写因子の組み合わせをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項2】
前記少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、4つの転写因子ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESの組み合わせである、請求項1に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項3】
前記少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、配列番号1から配列番号6からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項4】
前記少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、配列番号22から配列番号27からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列によって、または前記配列番号22から配列番号27のポリヌクレオチド配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列によってコードされる、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項5】
前記転写因子ETS1は、前記配列番号1のアミノ酸配列、または前記配列番号1のアミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項6】
配列番号1をコードする前記ポリヌクレオチドは、配列番号22、または前記配列番号22の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列である、請求項5に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項7】
前記転写因子TBETは、前記配列番号2のアミノ酸配列、または前記配列番号2のアミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項8】
配列番号2をコードする前記ポリヌクレオチドは、配列番号23、または前記配列番号23の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列である、請求項7に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項9】
前記転写因子NFIL3は、配列番号3の前記アミノ酸配列、または配列番号3の前記アミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項10】
配列番号3をコードする前記ポリヌクレオチドは、配列番号24、または前記配列番号24の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列である、請求項7に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項11】
前記転写因子EOMESは、配列番号4の前記アミノ酸配列、または配列番号4の前記アミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項12】
前記生物学的に活性なバリアントが、配列番号5から配列番号6からなる群から選択される配列を含む、請求項11に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項13】
配列番号4から配列番号6をコードする前記ポリヌクレオチドは、配列番号25、配列番号26及び配列番号27、または前記配列番号25、前記配列番号26及び前記配列番号27の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列からなる群から選択される、請求項11から12に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項14】
前記少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、
ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESと、
ETS1、TBET及びNFIL3と、
ETS1、TBET及びEOMESと、
ETS1、NFIL3及びEOMESと、
TBET、NFIL3及びEOMESとからなる群から選択される、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項15】
前記組み合わせは、ID2、GATA3、ZFP105、IKZF3、TOX、RUNX3、KLF12、ZEB2、IRF2、STAT5、IKZF1、ELF4、ZBTB16、GATA2及びELF1からなる群から選択される1つ以上の転写因子をさらに含む、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド。
【請求項16】
請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む構築物またはベクター。
【請求項17】
前記ベクターはウイルスベクターである、請求項16に記載の構築物またはベクター。
【請求項18】
前記ベクターは、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、フラビウイルスベクター、ラブドウイルスベクター、パラミクソウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レオウイルスベクター、パピローマウイルスベクター、ピコルナウイルスベクター、カリシウイルスベクター、ヘパドナウイルスベクター、トガウイルスベクター、コロナウイルスベクター、肝炎ウイルスベクター、オルソミクソウイルスベクター、ブニヤウイルスベクター及びフィロウイルスベクターからなる群から選択される、請求項17に記載の構築物またはベクター。
【請求項19】
前記ウイルスベクターはレンチウイルスファミリーのメンバーである、請求項17に記載の構築物またはベクター。
【請求項20】
前記ベクターは腫瘍溶解性ベクターである、請求項16から19のいずれか1項に記載の構築物またはベクター。
【請求項21】
前記構築物またはベクターは、合成mRNA、裸のアルファウイルスRNAレプリコン、または裸のフラビウイルスRNAレプリコンである、請求項16から20のいずれか1項に記載の構築物またはベクター。
【請求項22】
前記ベクターは翻訳後調節要素(PRE)配列をさらに含む、請求項16から20のいずれか1項に記載の構築物またはベクター。
【請求項23】
前記PRE配列は、ウッドチャックPRE(WPRE)またはB型肝炎ウイルス(HBV)PRE(HPRE)からなる群から選択される、請求項22に記載の構築物またはベクター。
【請求項24】
前記ベクターは、請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの転写を制御するプロモーター配列をさらに含む、請求項16から23のいずれか1項に記載の構築物またはベクター。
【請求項25】
前記プロモーター配列は、脾臓病巣形成ウイルス(SFFV)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーター、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーター、グリア原線維酸性タンパク質(GFAP)プロモーター、骨髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサー(MNDU3)を含む修飾MoMuLV LTR、ユビキチンCプロモーター、EF-1αプロモーター、またはマウス幹細胞ウイルス(MSCV)プロモーターからなる群から選択される、請求項24に記載の構築物またはベクター。
【請求項26】
前記構築物または前記ベクターはプラスミドである、請求項16に記載の構築物またはベクター。
【請求項27】
前記少なくとも1つのポリヌクレオチドの前記少なくとも3つの転写因子が、以下の5’から3’への連続順序で、
ETS1、TBET、NFIL3、EOMESと、
TBET、ETS1、NFIL3、EOMESと、
NFIL3、ETS1、TBET、EOMESと、
ETS1、NFIL3、TBET、EOMESと、
TBET、NFIL3、ETS1、EOMESと、
NFIL3、TBET、ETS1、EOMESと、
NFIL3、TBET、EOMES、ETS1と、
TBET、NFIL3、EOMES、ETS1と、
EOMES、NFIL3、TBET、ETS1と、
NFIL3、EOMES、TBET、ETS1と、
TBET、EOMES、NFIL3、ETS1と、
EOMES、TBET、NFIL3、ETS1と、
EOMES、ETS1、NFIL3、TBETと、
ETS1、EOMES、NFIL3、TBETと、
NFIL3、EOMES、ETS1、TBETと、
EOMES、NFIL3、ETS1、TBETと、
ETS1、NFIL3、EOMES、TBETと、
NFIL3、ETS1、EOMES、TBETと、
TBET、ETS1、EOMES、NFIL3と、
ETS1、TBET、EOMES、NFIL3と、
EOMES、TBET、ETS1、NFIL3と、
TBET、EOMES、ETS1、NFIL3と、
ETS1、EOMES、TBET、NFIL3と、
EOMES、ETS1、TBET、NFIL3と、
ETS1、TBET、NFIL3と、
TBET、ETS1、NFIL3と、
NFIL3、ETS1、TBETと、
ETS1、NFIL3、TBETと、
TBET、NFIL3、ETS1と、
NFIL3、TBET、ETS1と、
ETS1、TBET、EOMESと、
TBET、ETS1、EOMESと、
EOMES、ETS1、TBETと、
ETS1、EOMES、TBETと、
TBET、EOMES、ETS1と、
EOMES、TBET、ETS1と、
ETS1、NFIL3、EOMESと、
NFIL3、ETS1、EOMESと、
EOMES、ETS1、NFIL3と、
ETS1、EOMES、NFIL3と、
NFIL3、EOMES、ETS1と、
EOMES、NFIL3、ETS1と、
TBET、NFIL3、EOMESと、
NFIL3、TBET、EOMESと、
EOMES、TBET、NFIL3と、
TBET、EOMES、NFIL3と、
NFIL3、EOMES、TBETと、
EOMES、NFIL3、TBETとからなる群から選択される、請求項19から26のいずれか1項に記載の構築物またはベクター。
【請求項28】
前記構築物または前記ベクターはCRISPR/CAS活性化システムである、請求項16から27のいずれか1項に記載の構築物またはベクター。
【請求項29】
請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、及び/または請求項16から28のいずれか1項に記載の構築物もしくはベクターを含む細胞。
【請求項30】
前記細胞は哺乳類細胞である、請求項29に記載の細胞。
【請求項31】
前記細胞はヒト細胞である、請求項29から30のいずれか1項に記載の細胞。
【請求項32】
前記細胞は、幹細胞、分化細胞、がん細胞または腫瘍細胞からなる群から選択される、請求項29から31のいずれか1項に記載の細胞。
【請求項33】
前記幹細胞は、間葉系幹細胞などの多能性幹細胞及び複能性幹細胞、ならびに造血幹細胞からなる群から選択される、請求項32に記載の細胞。
【請求項34】
前記分化細胞は任意の体細胞である、請求項32に記載の細胞。
【請求項35】
前記細胞は、線維芽細胞、または単球もしくはマスト細胞などの造血細胞からなる群から選択される、請求項34に記載の細胞。
【請求項36】
前記細胞はNCR1陽性である、請求項29から35のいずれか1項に記載の細胞。
【請求項37】
前記細胞はCD34陽性である、請求項29から36のいずれか1項に記載の細胞。
【請求項38】
前記細胞はCD56陽性である、請求項29から37のいずれか1項に記載の細胞。
【請求項39】
請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、請求項16から28のいずれか1項に記載の構築物もしくはベクター、及び/または請求項29から38のいずれか1項に記載の細胞を含む医薬組成物。
【請求項40】
前記組成物が適切な担体をさらに含む、請求項39に記載の医薬組成物。
【請求項41】
細胞をナチュラルキラー細胞または前駆細胞にリプログラムまたは誘導するための方法であって、前記方法は、以下のステップ、
a. 請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、または請求項16から28のいずれか1項に記載の構築物もしくはベクター、または請求項39から40のいずれか1項に記載の細胞を使用して細胞を形質導入することと、
b. 形質導入された細胞を細胞培地中で培養及び増殖させることと、
c. リプログラムされた細胞を得ることとを含む、前記方法。
【請求項42】
前記方法は、1つ以上のサイトカインを含む培地中で前記形質導入された細胞を培養することをさらに含む、請求項41に記載の方法。
【請求項43】
前記1つ以上のサイトカインは、SCF、FLT3L、IL-3、IL-7及びIL-15からなる群から選択される、請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記細胞は哺乳類細胞である、請求項41から43のいずれか1項に記載の方法。
【請求項45】
前記細胞はヒト細胞である、請求項41から44のいずれか1項に記載の方法。
【請求項46】
前記細胞は、幹細胞、分化細胞またはがん細胞からなる群から選択される、請求項41から45のいずれかに記載の方法。
【請求項47】
前記幹細胞は、間葉系幹細胞、多能性幹細胞及び造血幹細胞からなる群から選択される、請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記分化細胞は、線維芽細胞及び単球からなる群から選択される、請求項46に記載の方法。
【請求項49】
前記形質導入細胞は、少なくとも2日間、例えば少なくとも5日間、例えば少なくとも8日間、例えば少なくとも10日間、例えば少なくとも12日間培養される、請求項41から48のいずれか1項に記載の方法。
【請求項50】
前記リプログラムされた細胞はNCR1陽性である、請求項41から49のいずれか1項に記載の方法。
【請求項51】
前記リプログラムされた細胞はCD34陽性である、請求項41から50のいずれか1項に記載の方法。
【請求項52】
前記リプログラムされた細胞はCD56陽性である、請求項41から51のいずれか1項に記載の方法。
【請求項53】
請求項41から52のいずれか1項に記載の方法により得られる、誘導ナチュラルキラー細胞。
【請求項54】
前記誘導細胞はNCR1陽性である、請求項53に記載の誘導されたナチュラルキラー細胞。
【請求項55】
前記誘導細胞はCD34陽性である、請求項53から54のいずれか1項に記載の誘導ナチュラルキラー細胞。
【請求項56】
前記誘導細胞はCD56陽性である、請求項53から55のいずれか1項に記載の誘導ナチュラルキラー細胞。
【請求項57】
医療で使用するための、請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、請求項16から28のいずれか1項に記載の構築物またはベクター、請求項29から38のいずれか1項に記載の細胞、請求項39から40のいずれか1項に記載の医薬組成物、及び/または請求項53から56のいずれか1項に記載の誘導ナチュラルキラー細胞。
【請求項58】
がん治療で使用するための、請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、請求項16から28のいずれか1項に記載の構築物またはベクター、請求項29から38のいずれか1項に記載の細胞、請求項39から40のいずれか1項に記載の医薬組成物、及び/または請求項53から56のいずれか1項に記載の誘導ナチュラルキラー細胞。
【請求項59】
免疫療法で使用するための、請求項1から15のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、請求項16から28のいずれか1項に記載の構築物またはベクター、請求項29から38のいずれか1項に記載の細胞、請求項39から40のいずれか1項に記載の医薬組成物、及び/または請求項53から56のいずれか1項に記載の誘導ナチュラルキラー細胞。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転写因子の組み合わせを使用する直接リプログラミングによる自己ナチュラルキラー(NK)細胞及び前駆細胞の生成に関する。さらに、本開示は、単離/合成の転写因子を導入して発現させることによって、分化、多分化能または多能性の幹細胞から細胞傷害能力を有する自然リンパ球前駆細胞及び成熟細胞を作製するための方法の開発に関する。特に、本開示は、特定の転写因子の組み合わせを使用する直接細胞リプログラミングによって、自己自然リンパ球、特にNK細胞を得るための方法を提供する。
【0002】
【背景技術】
【0003】
細胞リプログラミングは、ある細胞状態の転写ネットワーク及びエピジェネティックネットワークを別の細胞型のものに変化させるプロセスである。マウス及びヒトの体細胞は、定義された転写因子(TF)の発現によって誘導多能性幹細胞(iPSC)にリプログラムされている(Takahashi et al.、2006)。さらに、体細胞は、代替的な体細胞型になるように直接リプログラムすることができる。標的細胞の同一性を特定する能力を備えたTFを使用することにより、体細胞は、筋細胞、ニューロン及び肝細胞などの他の成熟細胞運命に直接変換されている(Pereira et al.、2012)。造血システムでは、マウス及びヒトの線維芽細胞から造血前駆細胞(Pereira et al.、2013、Gomes et al.、2018)及び樹状細胞(Rosa et al.、2018)を生成するために直接リプログラミングが使用されている。直接リプログラミングは、細胞の同一性と拘束に関する研究を行うための強力なアプローチとして台頭してきている。固有の系統選択は確率論的であり、系統指定TFの活性化に依存し、系統指定TFは代替系統指定因子との交差拮抗的相互作用を通じて細胞の運命を固定する(Graf and Enver、2009)。リンパ球によるがん免疫療法が最近成功しているにもかかわらず、直接細胞リプログラミングによるリンパ球生成の事例は報告されていない。
【0004】
NK細胞は、ウイルス感染及びがんを制御する自然リンパ球(ILC)の特定のグループを表す。いくらかのNK細胞産生が胸腺で検出された場合でも、成人においては骨髄がNK細胞前駆細胞及び成熟NK細胞が産生される主な部位である(Vivier et al.、2011)。NK細胞は、胎児期の造血及びNK細胞産生のための活性部位である肝臓だけでなく、末梢血、脾臓及びリンパ節などの様々な組織に存在する(Renoux et al.、2015)。いくつかの転写因子は、NK細胞の生成及び機能にとって重要である。しかしながら、転写因子の多くは他の血液系統の制御にも関与している。ETS1の発現はリンパ系前駆細胞で開始され、初期のリンパ系拘束とNK最終分化との両方に関与している。ETS1は、NFIL3とともに、NK細胞の転写ネットワークを調節し、ID2及びEOMESの発現を活性化する。TBET及びEOMESはどちらも、IFN-ガンマ産生などのNK細胞の機能特性に不可欠である。TBETは他のILCによって発現されるが、EOMESはNK細胞系統に限定されており、TBET細胞におけるEOMESの異所性発現はNK細胞様の特徴を誘導する。NK生物学におけるこれらの個々のTFの重要性にもかかわらず、他の細胞型においてNKの同一性を指示する主な組み合わせは不明である。計算による予測に基づいて、TFであるRORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2が、そのような役割を持つことが示唆されてきている(WO2019/177936)。全体的にみて、直接細胞リプログラミングによるNK細胞の生成の成功は報告されていない。
【0005】
T細胞とは異なり、NKリンパ球は抗原の指定を必要とすることなしに、標的細胞を直接認識して排除できる。代わりに、NK細胞の死滅は、NK細胞表面の活性化受容体及び抑制性受容体からのシグナルのバランスに依存する(Noriko et al.、2020)。それらは主要組織適合性複合体(MHC)クラスI分子によって阻害されるため、NKリンパ球は健康な組織に反応することなくMHC-Iを表面でダウンレギュレーションする腫瘍細胞を除去するので、その臨床的有用性を裏付けている。前臨床データは、NK細胞の抗腫瘍活性を広範囲に実証しており、T細胞にターゲティングされないMHC-I陰性癌細胞を排除する能力、免疫細胞浸潤を増加させる能力(Bottcher et al.、2018、Barry et al.、2018)、そして、重要な能力として、循環腫瘍細胞を排除することによって転移を防ぐ能力の証拠を提供している(Lopez-Soto et al.、2017)。さらに、NK細胞のサイトカイン分泌プロファイルは、サイトカイン放出症候群の発症に関連する炎症誘発性サイトカインを産生するTリンパ球とは異なる。したがって、NKベースの免疫療法は、養子T細胞戦略よりも安全なプロファイルを有している(Lopez-Soto et al.、2017)。末梢血から単離された、または臍帯造血前駆細胞から分化されたNK細胞の養子移植は、臨床研究によって安全であることが示され、造血癌に対する有効性が実証されている(Bachanova et al.、2014、Passweg et al.、2004)。しかしながら、初代NK細胞を末梢血または臍帯血から大量に入手することは困難である。NK細胞株NK92も臨床試験では最小限の副作用を示しているが、これらの細胞に放射線を照射する必要があるため、注射後のNK92細胞の持続性は制限される(Tam et al.、2003)。固形腫瘍では、免疫抑制微小環境がNK細胞の浸潤及び活性化を阻害する。しかしながら、固形癌におけるNK細胞の浸潤と抗腫瘍活性を最大化するためにNK細胞を利用するためのいくつかの戦略が開発されている。キメラ抗原受容体(CAR)を使用したNK細胞操作を開発されており、NKリンパ球を特定の抗原を持つ腫瘍細胞に向けて導き、NK細胞の抗腫瘍活性を高めている。前臨床研究では、同種異系iPSC由来CAR NK細胞は、卵巣異種移植モデルにおいて腫瘍の進行を防止し、長期持続生存を促進する能力を実証した(Ye Li et al.、2018)。総合すると、これらの研究によって、初代NK細胞及びiPS細胞由来の同種異系NK細胞は安全であり、移植片対宿主病を引き起こす事例が最小限しかないことが実証されている。それにもかかわらず、NK細胞をiPSCから区別するためのプロトコールは複雑で時間がかかり、複数のサイトカインの組み合わせの添加及びフィーダー層との共培養が必要である。これらの制限によって、自己iPSC-NK細胞の迅速な製造及び迅速な送達に課題が生じている。同種異系NK細胞は安全であることが証明されているものの、レシピエントの免疫系によって拒絶される場合があり、持続性が限られている(WO2019/177936)。代替アプローチとしてMHC-I遺伝子編集が提案されている。しかしながら、MHC-I陰性細胞は宿主NK細胞によって拒絶される可能性があり、NK細胞はその機能を維持するために細胞内因性MHC-Iを必要とする(Boudreau et al.、2016)。
【0006】
したがって、同時に遺伝子操作できるNK細胞の直接的な生成を可能にする新しいアプローチが必要とされており、がん免疫療法において説得力のある価値を保持している。
【発明の概要】
【0007】
本発明の発明者らは、迅速かつ再現性のある、NK細胞を生成する新規の方法を開発した。特に、この方法には、in vivoにおいて持続性が高く、免疫療法での使用に適した自己NK細胞の生成が含まれる。本発明はまた、細胞をNK細胞にリプログラムするために使用できる、NK細胞で豊富になることが示されている転写因子の組み合わせに関する。
【0008】
一態様では、本発明は、ETS1、TBET、NFIL3、EOMES、ID2、GATA3、ZFP105、IKZF3、ETS1、TOX、RUNX3、KLF12、ZEB2、IRF2、STAT5、IKZF1、ELF4、ZBTB16、GATA2及びELF1からなる群から選択される少なくとも3つの異なる転写因子の組み合わせをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを提供する。
【0009】
別の態様では、本発明は、ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESからなる群から選択される少なくとも3つの異なる転写因子の組み合わせをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドに関する。
【0010】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む構築物またはベクターに関する。
【0011】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、及び/または構築物もしくはベクターを含む細胞を提供する。
【0012】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、構築物もしくはベクター、及び/または細胞を含む医薬組成物に関する。
【0013】
一態様では、本発明は、任意の細胞をナチュラルキラー細胞または前駆細胞にリプログラムまたは誘導するための方法であって、この方法が、
a. 本明細書に記載の、少なくとも1つのポリヌクレオチド、または構築物もしくはベクターを細胞に形質導入することと、
b. 形質導入された細胞を細胞培地中で培養及び増殖させることと、
c. リプログラムされた細胞を得ることとを含むステップを含む、方法を提供する。
【0014】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の方法によって得られる誘導ナチュラルキラー細胞を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】直接リプログラムされたNK細胞の応用形態の概略図である。患者から単離された線維芽細胞、多能性幹細胞、造血幹細胞、及び他の細胞種を含むヒト体細胞は、個別化免疫療法に適用できる自己NK細胞にリプログラムされる。この直接リプログラミングアプローチにより、NK細胞同一性のTFインストラクターによる形質導入と同時に遺伝子編集を行い、NK細胞の活性またはターゲティングを改善することが可能になる。誘導NK細胞は、in vitroで増殖させ、がん及びウイルス感染に対する細胞傷害性免疫応答を開始することに使用し得る。
図2】NK細胞をプログラムするための19個の候補転写因子の同定を示す。ヒートマップは、複数のマウス組織及び細胞型にわたって選択された19個のTFの遺伝子発現プロファイルを示す(GeneAtlas MOE430)。候補TFは、75個より多くの他の組織または細胞型と比較して、NK細胞で非常に豊富になる。
図3A】19個の転写因子の強制発現を組み合わせることにより、NK特異的レポーターが活性化されることを示す。NK誘導性TFをスクリーニングするための実験戦略を示す。NCR1-tdTomatoダブルトランスジェニックマウス胎児線維芽細胞(MEFS)に、候補TF及びM2rtTAをコードするレンチウイルス粒子を同時形質導入し、Doxの存在下で12日間培養した。tdTomato発現は蛍光顕微鏡によってモニタリングされた。
図3B】19個の転写因子の強制発現を組み合わせることにより、NK特異的レポーターが活性化されることを示す。いくつかのマウス組織及び細胞にわたるNCR1の遺伝子発現プロファイル(GeneAtlas MOE430)を示す。
図3C】19個の転写因子の強制発現を組み合わせることにより、NK特異的レポーターが活性化されることを示す。Dox添加から6日後の、M2rtTAのみを用いて形質導入されたMEFS(左)、またはM2rtTA及び19個の候補TFすべてを用いて同時形質導入されたMEFS(右)の蛍光顕微鏡写真である。6ウェルプレートのウェル全体を自動Zeiss CD7で取得した。すべてのTFの複合発現を用いて生成されたtdTomato陽性コロニーの6日目における状態を、高倍率で強調表示している。スケールバーは200μmである。
図3D】19個の転写因子の強制発現を組み合わせることにより、NK特異的レポーターが活性化されることを示す。3日目から12日目までのコロニーあたりのtdTomato細胞の数を示す。13個のコロニーの平均値+SEMが示されている。
図4A】制限されたプールの転写因子を用いた、tdTomato陽性コロニーの増加数を示す。MEFを、コントロールM2rtTAを用いて形質導入するか、またはTFのプール(TFプールAからD)を用いて同時形質導入した。MEFを、コントロールM2rtTAを用いて形質導入するか、またはTFのプール(TFプールAからD)を用いて同時形質導入した。6日目(左)及び12日目(右)におけるTFの組み合わせごとのtdTomato陽性コロニーの定量化。2つの独立した実験の平均値+SDが示されている。p<0.05。
図4B】制限されたプールの転写因子を用いた、tdTomato陽性コロニーの増加数を示す。DOX添加後6日目(上)及び12日目(下)の、M2rtTAを用いて形質導入されたMEF(左)、またはM2rtTAとETS1、NFIL3、ID2、TBET及びEOMESとを用いて同時形質導入されたMEF(右)の蛍光顕微鏡写真である。
図5A】tdTomato陽性コロニーが培養中で拡大することを示す。DOX添加後6日目(上)及び12日目(下)の、ETS1、NFIL3、ID2、TBET及びEOMESを用いた形質導入後のtdTomato陽性コロニーの蛍光顕微鏡写真。
図5B】tdTomato陽性コロニーが培養中で拡大することを示す。3日目から12日目のコロニーあたりのtdTomato細胞の数。10個のコロニーの平均値+SEMが示されている。
図5C】tdTomato陽性コロニーが培養中で拡大することを示す。フローサイトメトリープロット。
図5D】tdTomato陽性コロニーが培養中で拡大することを示す。DOX添加後12日目のtdTomato陽性細胞の定量化。2つの独立した実験の平均値±標準偏差。
図6】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの組み合わせによって向上するリプログラミング効率を示す。MEFを、コントロールM2rtTAを用いて形質導入するか、ETS1、NFIL3、ID2、TBET及びEOMESを用いて同時形質導入するか、またはこの5つのTFプールから1つの転写因子を個別に除去した追加の組み合わせを用いて同時形質導入した。(A)免疫蛍光によって定量化されたtdTomato陽性コロニーの数及び(B)リプログラミング12日目にフローサイトメトリーによって定量化されたtdTomato陽性細胞のパーセンテージ(平均値±標準偏差、n=2)。
図7】NCR1レポーターを効率的に活性化するために、ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESが必要かつ十分であることを示す。MEFを、対照M 2 rtTAを用いて形質導入するか、ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESを用いて同時形質導入するか、または4つのTFプールから1つの転写因子が個別に除去された追加の組み合わせを用いて形質導入した。免疫蛍光法で定量化したtdTomato陽性コロニー数及び(B)リプログラミング(平均値±標準偏差、n=2の場合)12日目にフローサイトメトリーで定量化したtdTomato陽性細胞のパーセンテージ。
図8】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの複合発現がNK細胞で豊富になることを示す。96個のマウス組織及び細胞型におけるETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの組み合わせの遺伝子発現濃縮スコア。遺伝子発現データ(GeneAtlas MOE430)をログ変換し、各遺伝子について0から1の範囲に正規化した後、ETS1+NFIL3+TBET+EOMESの最高平均発現を調べた。
図9A】RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の組み合わせがNCR1-tdTomatoレポーターを活性化しないことを示す。本発明の転写因子の組み合わせ(ETS1、NFIL3、TBET及びEOMES)を、Vivier et al.、2011に開示された組み合わせ(RORα、SMAD7、FOS及びJUN)と比較した。NCR1-tdTomatoレポーターを活性化する組み合わせの能力を分析した。RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の組み合わせ、またはETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの組み合わせによる形質導入後の、リプログラミングの6日目(左)及び12日目(右)におけるtdTomato陽性コロニーの数。M2rtTA形質導入MEFがコントロールとして含められた。
図9B】RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の組み合わせがNCR1-tdTomatoレポーターを活性化しないことを示す。本発明の転写因子の組み合わせ(ETS1、NFIL3、TBET及びEOMES)を、Vivier et al.、2011に開示された組み合わせ(RORα、SMAD7、FOS及びJUN)と比較した。NCR1-tdTomatoレポーターを活性化する組み合わせの能力を分析した。96個のマウス組織及び細胞型におけるRORα、SMAD7、FOS、JUN、及びNFATC2の組み合わせの遺伝子発現濃縮スコア。遺伝子発現データ(GeneAtlas MOE430)をログ変換し、各遺伝子について0から1の範囲に正規化した後、RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の最高平均発現を調べた。
図10】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの複合発現により、全体的な遺伝子発現の変化が誘導されることを示す。NCR1-tdT+MEFSを、リプログラミングの3日目、6日目及び12日目にFACSソートし、10x Genomicsを用いてシングルセルRNAシーケンス(RNA-seq)によってプロファイリングした。形質導入されていないMEFがコントロールとして含められた。3日目、6日目及び12日目のMEFSのt-SNE視覚化、及びリプログラムされた細胞のt-SNE視覚化(左)。マウスNK特異的マーカーItga2の発現(右)。矢印はリプログラミングの軌跡を示す。
図11】線維芽細胞関連遺伝子は、NKリプログラミング中にダウンレギュレートされる。3日目、6日目及び12日目のMEFS及びリプログラムされた細胞における線維芽細胞関連遺伝子Col1a2、Lox及びFbnl2の遺伝子発現ヒートマップを示すt-SNEプロットを示す。
図12】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMES転写因子によって、ナチュラルキラー転写ネットワークが誘導されることを示す。MEFS及びリプログラミングプロセス中の、19個の候補転写因子(TF)の内因性発現(左)と、Ets1、Nfil3、Tbx21(Tbetをコードする)、及びEOMES(右)の内因性発現とのバイオリンプロットでの定量化。
図13A】未熟なNK細胞プログラムは、ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの強制発現によって指定されることを示す。4つの転写因子を用いた形質導入の3日、6日及び12日後における、NCR1-tdT+MEF上の未成熟NK遺伝子シグネチャ(左)及び成熟NK遺伝子シグネチャ(右)(Bezman et al.、2012)を示す単細胞トランスクリプトームのt-SNEプロットを示す図である。
図13B】未熟なNK細胞プログラムは、ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの強制発現によって指定されることを示す。NKリプログラミング中の単細胞における未熟NK遺伝子シグネチャ及び成熟NK遺伝子シグネチャの発現分布を示す箱ひげ図。
図13C】未熟なNK細胞プログラムは、ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの強制発現によって指定されることを示す。リプログラミング中のNK前駆遺伝子Cd38、Cd34及びMme(CD10をコードする)のt-SNE遺伝子発現ヒートマップ。
図14】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESによって、NKケモカイン及びサイトカイン受容体の発現が誘導されることを示す。リプログラミングの3日目、6日目及び12日目のMEFSにおける、ccl5、Ifih1及びIl15raの箱ひげ図における定量化。
図15】ヒト細胞からNK様細胞を誘導するためのプロトコールの概略図である。ヒト胎児線維芽細胞(HEF)を、M2rtTA(UbC-M2rtTA)及びEts1(tetO-Ets1)、Nfil3(tetO-Nfil3)、ならびにTbet(tetO-Tbet)及びEomes(tetO-Eomes)をコードするレンチウイルス粒子を用いて同時形質導入している。あるいは、SFFVプロモーター(SFFV-Ets1、SFFV-Nfil3、SFFV-Tbet及びSFFV-Eomes)を用いた構成的レンチウイルス駆動発現の試験を行った。レンチウイルス粒子と一晩インキュベートした後、培地を新鮮な増殖培地と交換した。FUW-TetO形質導入細胞の場合、増殖培地にはドキシサイクリン(Dox)が補充された。幹細胞因子(SCF)、FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(FLT3L)、インターロイキン3(IL-3)、IL-7及びIL-15を含むサイトカインカクテルを、図示するタイミングで培養物に添加した。形質導入の6日後及び12日後に、NKリプログラミングをフローサイトメトリーによって評価した。
図16A】ヒト線維芽細胞におけるETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの強制発現により、CD34陽性細胞が生成されることを示す。誘導性(FUW-TetO)または構成的(SFFV)レンチウイルスベクターに個別にクローン化された4つの転写因子による形質導入から6日及び12日後のヒト胎児性線維芽細胞(HEF)の代表的なフローサイトメトリープロット。FUW-M2rtTA及び空ベクター(SFFV-MCS)を対照として使用した。
図16B】ヒト線維芽細胞におけるETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの強制発現により、CD34陽性細胞が生成されることを示す。6日目及び12日目における2つのレンチウイルス発現系で4つのTFを用いて誘導されたCD34+細胞の定量化(平均値+標準偏差、n=2)。
図17A】サイトカインシグナル伝達、及び転写因子の強制発現により、リプログラミング効率が向上することを示す。サイトカインSCF、FLT3L、IL-3、IL-7及びIL-15の添加の有無にかかわらず、4つのTFによる形質導入6日後及び12日後のヒト胎児性線維芽細胞(HEF)の代表的なフローサイトメトリープロット。SFFV-MCSを対照として使用した。
図17B】サイトカインシグナル伝達、及び転写因子の強制発現により、リプログラミング効率が向上することを示す。サイトカインカクテルの存在下または非存在下で4つのTFを用いて誘導されたCD34+細胞の定量化(平均値+標準偏差、n=2)。
図18A】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの複合発現により、ヒトCD56陽性細胞が誘導されることを示す。4つのTFを用いた形質導入6日後のヒト胎児線維芽細胞(HEF)の代表的なフローサイトメトリープロット。空のベクター(SFFV-MCS)を対照として使用した。
図18B】ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの複合発現により、ヒトCD56陽性細胞が誘導されることを示す。4つのTFを用いて誘導されたCD56+細胞の定量化(平均値+標準偏差、n=2)。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本開示の発明者らは、ナチュラルキラー(NK)細胞運命を誘導することができる多数の転写因子を同定した。発明者らはまた、少なくとも3つの転写因子を使用して細胞をNK細胞にリプログラムする新しい方法を開発した。NK細胞は、ウイルス感染及びがんを制御する自然リンパ球(ILC)の特定のグループを表す。
【0017】
一態様では、本発明は、ETS1、TBET、NFIL3、EOMES、ID2、GATA3、ZFP105、IKZF3、ETS1、TOX、RUNX3、KLF12、ZEB2、IRF2、STAT5、IKZF1、ELF4、ZBTB16、GATA2及びELF1からなる群から選択される少なくとも3つの異なる転写因子の組み合わせをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを提供する。
【0018】
本明細書で使用する場合、「ポリヌクレオチド」は核酸分子を指し、ゲノムDNA、cDNA、RNA、mRNA、混合ポリマー、組換え核酸、ならびにそれらの断片及びバリアントなどを含む。
【0019】
本明細書で使用する場合、「転写因子」という用語は、転写の活性化または抑制などによって、DNAからRNAへの転写を調節するDNA結合タンパク質を指す。いくつかの転写因子は単独で転写の制御に影響を与えるが、他の転写因子は他のタンパク質と協調して作用する。いくつかの転写因子は、特定の条件下で転写を活性化することも抑制することもできる。概して、転写因子は、特定の標的配列を結合するか、または標的遺伝子の調節領域内の特定のコンセンサス配列に非常に類似した配列を結合する。転写因子は、標的遺伝子の転写を単独で制御する場合も、他の分子との複合体で制御する場合もある。
【0020】
別の態様では、本発明は、ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESからなる群から選択される少なくとも3つの異なる転写因子の組み合わせをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドに関する。
【0021】
本発明の一実施形態では、少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、4つの転写因子ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESの組み合わせである。
【0022】
本発明の一実施形態では、組み合わせは、ID2、GATA3、ZFP105、IKZF3、TOX、RUNX3、KLF12、ZEB2、IRF2、STAT5、IKZF1、ELF4、ZBTB16、GATA2及びELF1からなる群から選択される1つ以上をさらに含む。
【0023】
一実施形態では、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、配列番号1から配列番号6からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。別の実施形態では、先行請求項のいずれか1項に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、配列番号22から配列番号27からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列によって、または前記配列番号22から配列番号27のポリヌクレオチド配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列によってコードされる。
【0024】
一実施形態では、先行項目のいずれか1つに記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの転写因子ETS1は、配列番号1のアミノ酸配列、または前記配列番号1のアミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む。別の実施形態では、転写因子TBETは、配列番号2のアミノ酸配列、または前記配列番号2のアミノ酸配列の生物学的に活性なバ列番号3のアミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む。一実施形態では、転写因子EOMESは、配列番号4のアミノ酸配列、または前記配列番号4のアミノ酸配列の生物学的に活性なバリアントを含む。一実施形態では、EOMESの生物学的に活性なバリアントは、配列番号5から配列番号6からなる群から選択される配列を含む。
【0025】
本明細書で使用する場合、「生物学的に活性なバリアント」には、結合特性などの分子と実質的に同じ機能的及び/または生物学的特性、及び/またはペプチドバックボーンもしくは基本的なポリマー単位などの同じ構造基盤を有する当該分子の任意の誘導体またはバリアントが含まれる。それはまた、当業者によって実施される本発明で開示する試験などの試験において、本明細書で開示する転写因子としての機能的特徴を示す分子を指す。この試験により、NCR1-tdTomatoレポーターを活性化できる転写因子が同定される場合がある。
【0026】
一実施形態では、配列番号1をコードするポリヌクレオチドは、配列番号22、または配列番号22の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列である。
【0027】
一実施形態では、配列番号2をコードするポリヌクレオチドは、配列番号23、または配列番号23の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列である。
【0028】
一実施形態では、配列番号3をコードするポリヌクレオチドは、配列番号24、または配列番号24の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列である。
【0029】
一実施形態では、配列番号4から配列番号6をコードするポリヌクレオチドは、配列番号25、配列番号26、配列番号27、またはその配列番号の配列の少なくとも80%、例えば少なくとも85%、例えば少なくとも90%、例えば少なくとも95%の配列同一性を有する配列からなる群から選択される。
【0030】
別の実施形態では、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、ETS1、TBET、NFIL3及びEOMESである。
【0031】
別の実施形態では、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、ETS1、TBET及びNFIL3である。
【0032】
別の実施形態では、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、ETS1、TBET及びEOMESである。
【0033】
別の実施形態では、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、ETS1、NFIL3及びEOMESである。
【0034】
別の実施形態では、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子の組み合わせは、TBET、NFIL3及びEOMESである。
【0035】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む構築物またはベクターに関する。
【0036】
本明細書で使用する場合、文脈上明らかに別段に示されている場合を除き、「a」、「an」及び「the」という単数形には、複数の態様が含まれる。したがって、次のものなどがその例である。「ベクター(a vector)」という表現には、単一のベクターだけでなく2つ以上のベクターも含まれる。「ポリヌクレオチド(a polynucleotide)」への言及には、1つのポリヌクレオチドだけでなく2つ以上のポリヌクレオチドも含まれる。
【0037】
本明細書で使用する「ベクター」は、複製起点を含む核酸配列を意味する。ベクターは、ベクター、バクテリオファージ、細菌、人工染色体または酵母人工染色体であり得る。ベクターは、DNAベクターまたはRNAベクターであり得る。ベクターは、自己複製染色体外ベクターであり得、DNAプラスミドであり得る。
【0038】
一実施形態では、発現ベクターはウイルスベクターである。一実施形態では、ウイルスベクターは、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、フラビウイルスベクター、ラブドウイルスベクター、パラミクソウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レオウイルスベクター、パピローマウイルスベクター、ピコルナウイルスベクター、カリシウイルスベクター、ヘパドナウイルスベクター、トガウイルスベクター、コロナウイルスベクター、肝炎ウイルスベクター、オルソミクソウイルスベクター、ブニヤウイルスベクター及びフィロウイルスベクターからなる群から選択される。
【0039】
本明細書に記載される「レンチウイルスベクター」または「レンチウイルスファミリーのメンバー」は、レンチウイルス由来のウイルスゲノムを含み、自己更新能力を欠き、核酸分子を宿主に導入する能力を有するウイルス粒子である。具体的には、これらのベクターはレンチウイルスバックボーンを有する。「レンチウイルスバックボーンを有する」というフレーズは、ベクターを構成するウイルス粒子に含まれる核酸分子がレンチウイルスゲノムに基づくことを意味する。
【0040】
一実施形態では、ベクターは腫瘍溶解性ベクターである。腫瘍溶解性ウイルスは、本明細書においては、概して、正常細胞を殺すよりも腫瘍細胞またはがん細胞を殺す頻度が高いウイルスを指すと定義される。
【0041】
一実施形態では、構築物またはベクターは、合成mRNA、裸のアルファウイルスRNAレプリコン、または裸のフラビウイルスRNAレプリコンである。
【0042】
一実施形態では、構築物またはベクターはプラスミドである。「プラスミド」という用語は、本明細書では「プラスミドDNA」という用語と同義で使用され、様々なプラスミド形態、すなわち、ニック付きプラスミドDNA及びスーパーコイル(ccc)プラスミドDNAとしても知られる開環状(oc)プラスミドDNAを包含する。
【0043】
一実施形態では、ベクターは、翻訳後調節要素(PRE)配列をさらに含む。一実施形態では、PRE配列は、ウッドチャックPRE(WPRE)またはB型肝炎ウイルス(HBV)PRE(HPRE)からなる群から選択される。
【0044】
一実施形態では、ベクターは、構築物または他のベクター遺伝要素の調節、発現、安定化のための他の核酸要素、例えば、当業者に既知の、プロモーター、エンハンサー、TATAボックス、リボソーム結合部位、IRESをさらに含み得る。
【0045】
一実施形態では、ベクターは、内部リボソーム侵入部位(IRES)をさらに含み得る。IRESは、唯一のリボソーム結合部位として機能することも、mRNAの複数のリボソーム結合部位の1つとして機能することもあり得る。2つ以上の機能的リボソーム結合部位を含むmRNAは、リボソーム(「マルチシストロン性mRNA」)によって独立して翻訳される、本明細書に記載のNK誘導因子などのいくつかのペプチドまたはポリペプチドをコードすることができる。核酸にIRESが提供される場合、さらに任意で第2の翻訳可能領域が提供される。本開示に従って使用し得るIRES配列の例としては、ピコルナウイルス(例えばFMDV)、害虫ウイルス(CFFV)、ポリオウイルス(PV)、脳心筋炎ウイルス(ECMV)、口蹄疫ウイルス(FMDV)に由来する配列、C型肝炎ウイルス(HCV)、豚コレラウイルス(CSFV)、マウス白血病ウイルス(MLV)、サル免疫不全ウイルス(SW)、またはコオロギ麻痺ウイルス(CrPV)が挙げられるが、これらに限定されない。
【0046】
一実施形態では、ベクターは、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチドの転写を制御するプロモーター配列をさらに含む。一実施形態では、プロモーター配列は、脾臓病巣形成ウイルス(SFFV)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーター、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーター、グリア原線維酸性タンパク質(GFAP)プロモーター、骨髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサー(MNDU3)を含む修飾MoMuLV LTR、ユビキチンCプロモーター、EF-1αプロモーター、またはマウス幹細胞ウイルス(MSCV)プロモーターからなる群から選択される。
【0047】
一実施形態では、ウイルスベクターは、TFコード領域(pFUWーTetO)の発現を制御する、テトラサイクリン応答要素(TRE)及び最小CMVプロモーターを含む。このベクターは、構成的に活性なヒトユビキチンCプロモーター(FUW-M2rtTA)の制御下にある逆テトラサイクリントランスアクチベーター(rtTA)を含むベクターと組み合わせて使用してもよい。
【0048】
一実施形態では、ベクターは、構成的に活性なPGKプロモーターの制御下でrtTAトランスアクチベーターと同じ構築物中のTFコード領域の発現を制御するテトラサイクリン応答要素(TRE)を含む。
【0049】
一実施形態では、構築物またはベクターは、CRISPR/CAS活性化システムである。当業者であれば、このシステムが内因性転写因子を活性化することができ、転写因子を含まないプラスミドの使用を可能にすることを理解するであろう。
【0050】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、TBET、NFIL3、EOMES。
【0051】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、ETS1、NFIL3、EOMES。
【0052】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、ETS1、TBET、EOMES。
【0053】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、NFIL3、TBET、EOMES。
【0054】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、NFIL3、ETS1、EOMES。
【0055】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、TBET、ETS1、EOMES。
【0056】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、TBET、EOMES、ETS1。
【0057】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、NFIL3、EOMES、ETS1。
【0058】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、NFIL3、TBET、ETS1。
【0059】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、EOMES、TBET、ETS1。
【0060】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、EOMES、NFIL3、ETS1。
【0061】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、TBET、NFIL3、ETS1。
【0062】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、ETS1、NFIL3、TBET。
【0063】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、EOMES、NFIL3、TBET。
【0064】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、EOMES、ETS1、TBET。
【0065】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、NFIL3、ETS1、TBET。
【0066】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、NFIL3、EOMES、TBET。
【0067】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、ETS1、EOMES、TBET。
【0068】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、ETS1、EOMES、NFIL3。
【0069】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、TBET、EOMES、NFIL3。
【0070】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、TBET、ETS1、NFIL3。
【0071】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、EOMES、ETS1、NFIL3。
【0072】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、EOMES、TBET、NFIL3。
【0073】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、ETS1、TBET、NFIL3。
【0074】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、TBET、NFIL3。
【0075】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、ETS1、NFIL3。
【0076】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、ETS1、TBET。
【0077】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、NFIL3、TBET。
【0078】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、NFIL3、ETS1。
【0079】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、TBET、ETS1。
【0080】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、TBET、EOMES。
【0081】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、ETS1、EOMES。
【0082】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、ETS1、TBET。
【0083】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、EOMES、TBET。
【0084】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、EOMES、ETS1。
【0085】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、TBET、ETS1。
【0086】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、NFIL3、EOMES。
【0087】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、ETS1、EOMES。
【0088】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、ETS1、NFIL3。
【0089】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
ETS1、EOMES、NFIL3。
【0090】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、EOMES、ETS1。
【0091】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、NFIL3、ETS1。
【0092】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、NFIL3、EOMES。
【0093】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、TBET、EOMES。
【0094】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、TBET、NFIL3。
【0095】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
TBET、EOMES、NFIL3。
【0096】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
NFIL3、EOMES、TBET。
【0097】
一実施形態では、少なくとも1つのポリヌクレオチドの少なくとも3つの転写因子は、5’から3’への次の順序である:
EOMES、NFIL3、TBET。
【0098】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、及び/また構築物もしくはベクターを含む細胞を提供する。
【0099】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、構築物もしくはベクター、及び/または細胞を含む医薬組成物に関する。一実施形態では、医薬組成物は、適切な担体をさらに含む。これらの組成物は、安全かつ効果的であると考えられる材料から構成される薬学的に許容される担体を使用して調製してもよく、望ましくない生物学的副作用または望ましくない相互作用を引き起こすことなく個体に投与することができる。担体は、活性成分(複数可)以外の医薬製剤中に存在するすべての成分である。本明細書で概して使用する「担体」には、可塑剤、結晶化阻害剤、湿潤剤、バルク充填剤、可溶化剤、バイオアベイラビリティー増強剤、溶媒、pH調整剤、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0100】
一態様では、本発明は、任意の細胞をナチュラルキラー細胞または前駆細胞にリプログラムまたは誘導するための方法を提供し、この方法は、
a.本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、または構築物もしくはベクターを細胞に形質導入することと、
b.形質導入された細胞を細胞培地中で培養及び増殖させることと、
c.リプログラムされた細胞を得ることとのステップを含む。
【0101】
一実施形態では、誘導前駆細胞またはリプログラムされた前駆細胞は、CD34陽性、CD38陽性、及び/またはCD10陽性である。当業者であれば、これらが未熟細胞マーカーであることを理解するであろう。本発明のリプログラムされた細胞は、培養中で前駆細胞から成熟細胞に移行してもよい。当業者であれば、これにより培養中での拡大が容易になることが理解されるであろう。成熟細胞状態は、CD34及びCD10の発現の欠如、ならびにCD8、CD38及びDX5(ITGA2遺伝子によってコードされる)の発現によって特徴付けられてもよい。
【0102】
本明細書で使用する場合、「+」、「」及び「陽性」は同義で使用する。
【0103】
一実施形態では、この方法は、1つ以上のサイトカインを含む培地中で形質導入された細胞を培養することをさらに含む。別の実施形態では、1つ以上のサイトカインは、SCF、FLT3L、IL-3、IL-7及びIL-15からなる群から選択される。
【0104】
本発明の一実施形態では、細胞は哺乳類細胞である。一実施形態では、細胞はヒト細胞である。一実施形態では、細胞は、幹細胞、分化細胞、がん細胞または腫瘍細胞からなる群から選択される。
【0105】
一実施形態では、幹細胞は、間葉系幹細胞、多能性幹細胞及び造血幹細胞からなる群から選択される。
【0106】
本発明のいくつかの実施形態では、体細胞は線維芽細胞である。
【0107】
本質的に任意の初代体細胞型は、本明細書に記載の組成物、構築物、ベクター、細胞及び方法に従って、誘導NK細胞を産生するか、または体細胞を誘導NK細胞にリプログラムするために使用し得る。本明細書に記載される方法の様々な態様及び実施形態において有用な初代体細胞のいくつかの非限定的な例には、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、神経細胞、脂肪細胞、心細胞、骨格筋細胞、造血細胞または免疫細胞、肝細胞、脾臓細胞、肺細胞、循環血球、胃腸細胞、腎細胞、骨髄細胞、膵臓細胞、ならびにそれらの細胞が由来する幹細胞が挙げられるが、これらに限定されない。細胞は、脾臓、骨髄、血液、脳、肝臓、肺、腸、胃、小腸、脂肪、筋肉、子宮、皮膚、脾臓、内分泌器官及び骨を含むがこれらに限定されない任意の体細胞組織から単離された初代細胞であり得る。「体細胞」という用語は、いくつかの実施形態では、体細胞が不死化されていないという条件で、培養中で増殖した初代細胞をさらに包含する。細胞がin vitro条件下で維持される場合、従来の組織培養条件及び方法を使用することができ、これらの条件及び方法は当業者に知られている。様々な初代体細胞の単離方法及び培養方法は、十分に当業者の能力の範囲内である。
【0108】
いくつかの実施形態では、体細胞は造血系統細胞であり得る。
【0109】
本発明のいくつかの実施形態では、リプログラムされるか、または誘導NK細胞にされる体細胞は、造血起源の細胞である。本明細書で使用する場合、「造血由来細胞」、「造血由来分化細胞」、「造血系統細胞」及び「造血起源の細胞」という用語は、多分化能性造血幹細胞(HSC)に由来する細胞、または多分化能性造血幹細胞(HSC)から分化した細胞を指す。したがって、本明細書に記載の組成物、構築物、ベクター、細胞及び方法とともに使用するための造血系統細胞は、多能性造血前駆細胞、少能性造血前駆細胞、系統制限された造血前駆細胞、顆粒球(例えば、前骨髄球、好中球、好酸球、好塩基球)、赤血球(例えば、網赤血球、赤血球)、血小板(例えば、巨核芽球、血小板産生巨核球、血小板)、単球(例えば、単球、マクロファージ)、樹状細胞及びリンパ球(例えば、T細胞受容体(TCR)を運ぶTリンパ球、免疫グロブリンを発現して抗体、NK細胞、NKT細胞を産生するBリンパ球またはB細胞、及び自然リンパ球)を含む。本明細書で使用する場合、「造血前駆細胞」という用語は、顆粒球、単球、赤血球、巨核球、リンパ球B細胞及びT細胞を含むがこれらに限定されない、造血システムの2つ以上の細胞型に分化可能な多能性造血細胞、少能性造血細胞、及び系統制限された造血細胞を指す。造血前駆細胞は、多能性前駆細胞(MPP)、骨髄性共通前駆細胞(CMP)、リンパ系共通前駆細胞(CLP)、顆粒球-単球前駆細胞(GMP)、及び前巨核球-赤血球前駆細胞を包含する。系統限定造血前駆細胞は、巨核球赤血球前駆細胞(MEP)、ProB細胞、PreB細胞、PreProB細胞、ProT細胞、ダブルネガティブT細胞、プロNK細胞、前顆粒球/マクロファージ細胞、顆粒球/マクロファージ前駆(GMP)細胞、及びプロマスト細胞(ProMC)を含む。
【0110】
本明細書に記載の組成物、構築物、ベクター、細胞及び方法で使用するための造血起源の細胞は、胎児組織、臍帯血、骨髄、末梢血、動員末梢血、脾臓、肝臓、胸腺、リンパなど、これらの細胞を含むことが知られている任意の供給源から得てもよい。これらの供給源から得られた細胞は、組成物、構築物、ベクター、細胞及び誘導NKを作製するための方法とともに使用する前に、当業者に許容される任意の方法を使用してex vivoで増殖させ得る。例えば、細胞は、当業者に許容される任意の手順を使用して、選別、分画、特定の細胞型を除去する処理、またはその他の方法で操作して、本明細書に記載の方法で使用するための細胞の集団を得ることができる。
【0111】
本発明の一実施形態では、形質導入細胞は、少なくとも2日間、例えば少なくとも5日間、例えば少なくとも8日間、例えば少なくとも10日間、例えば少なくとも12日間培養される。
【0112】
本発明の一実施形態では、リプログラムされた細胞はNCR1陽性である。
【0113】
本発明の一実施形態では、リプログラムされた細胞はCD34陽性である。
【0114】
本発明の一実施形態では、リプログラムされた細胞はCD56陽性である。
【0115】
一態様では、本発明は、本明細書に記載の方法によって得られる誘導ナチュラルキラー細胞または前駆細胞を提供する。
【0116】
本発明の一実施形態では、細胞、リプログラムされた細胞及び/または誘導細胞は、NCR1陽性である。本発明の別の実施形態では、細胞、リプログラムされた細胞及び/または誘導細胞は、CD34陽性である。本発明の別の実施形態では、細胞、リプログラムされた細胞及び/または誘導細胞は、CD56陽性である。
【0117】
一実施形態では、本発明は、医療で使用するための、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、構築物もしくはベクター、細胞、及び/または誘導ナチュラルキラー細胞に関する。
【0118】
一実施形態では、本発明は、がん治療で使用するための、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、構築物もしくはベクター、細胞、及び/または誘導ナチュラルキラー細胞に関する。
【0119】
一実施形態では、本発明は、免疫療法で使用するための、本明細書に記載の少なくとも1つのポリヌクレオチド、構築物もしくはベクター、細胞、及び/または誘導ナチュラルキラー細胞に関する。
【0120】
【実施例
【0121】
例1.NK細胞リプログラミングのための候補転写因子の同定
方法
NK細胞の同一性を同定、及び細胞傷害性自然リンパ球としての機能を誘導する候補転写因子(TF)を同定するために、我々は次の3つの相補的なアプローチを使用した:(i)開発された予測計算ツールGPSMatch、(ii)文献マイニング、(iii)利用可能な遺伝子発現データセットの分析(GeneAtlas MOE430)。
【0122】
結果
我々は、Tリンパ球及びBリンパ球などの他の組織や細胞型と比較して、NK細胞で豊富になる19個のNK誘導候補TFを同定した(図2)。
【0123】
結論
他の細胞型におけるNK細胞の同一性を指示する19個の候補TFが同定された。
【0124】
例2.NK誘導転写因子のスクリーニング
方法
NK誘導因子をスクリーニングするために、NK特異的レポーターシステム(Ncr1-CreX R26-stop-tdTマウス、以下NCR1-tdTomatoと呼ぶ)を保有するマウス胎児線維芽細胞(MEF)の初代培養で19個の候補TFを発現させた(図3A)。NCR1は、NK細胞系統で特異的に発現する(図3B)。
【0125】
MEFの単離
Ncr1Cre/Cre(Eckelhart et al.、2011)動物をRosa26-stopflox-tdTomatoレポーターマウスと交配して、二重ホモ接合性Ncr1Cre/CreRosatdTomato/tdTomato(NCR1-tdTomato)マウスを生成した。すべての動物は、制御された温度(23±2°C)下で飼育され、12時間の明暗サイクルが固定され、餌と水は自由に摂取できるようにされた。
【0126】
MEFの初代培養は、Ncr1-creマウスのE13.5胚から単離された。頭部、胎児肝臓、及びすべての内臓が除去され、残りの組織が機械的に解離された。解剖した組織を、0.12%トリプシン/0.1mMエチレンジアミン四酢酸(EDTA)の溶液(胚あたり3mL)を使用して酵素消化し、37℃で15分間インキュベートした。同じ溶液を胚あたり3mLさらに添加し、その後さらに15分間インキュベートした。シングルセル懸濁液を得て、増殖培地中の0.1%ゼラチンでコーティングされた10cm組織培養皿に播種した。細胞をコンフルエントになるまで2日から3日間増殖させ、Tryple Expressで解離させ、ウシ胎児血清(FBS)、10%ジメチルスルホキシド(DMSO)中で凍結させた。レンチウイルス形質導入のためにプレーティングする前に、MEFを選別して、造血能を有する細胞を表す可能性のある残留CD45及びtdTomato細胞を除去した。スクリーニング及び次の実験に使用したMEFは、純度が99%より高いtdTomato CD45で、最大4継代まで増殖させた。
【0127】
形質導入
レンチウイルス形質導入のためにプレーティングする前に、MEFを選別して、造血能を有する細胞を表す可能性のある残留CD45及びtdTomato陽性細胞を除去した。NCR1-tdTomato MEFを増殖培地[10%(v/v)FBS、2mML-グルタミン及び抗生物質(10μg/mlペニシリン及びストレプトマイシン)を補充したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)]で維持した。すべての細胞を37℃、5%(v/v)CO2で維持した。NCR1-tdTomato MEFを、0.1%ゼラチンでコーティングした6ウェルプレートに、ウェルあたり40,000個の細胞の密度で播種した。細胞を、8μg/mLのポリブレンを補充した増殖培地中で、1:1の比率のFUW-TetO-TF及びFUW-M2rtTAレンチウイルス粒子を一晩インキュベートした。細胞を連続した日において2回形質導入し、一晩インキュベートした後、培地を新鮮な増殖培地と交換した。2回目の形質導入後、増殖培地にドキシサイクリン(1μg/mL)を補充し、これを0日目とした。培養期間中、培地は2日から3日ごとに交換した。出現したtdTomato陽性細胞を、形質導入後の3日目から12日目の間、顕微鏡で分析した。6ウェルプレートのウェル全体を自動Zeiss CD7で取得した。フローサイトメトリー分析では、形質導入されたNCR1-tdTomato MEFをTrypLE Expressで解離し、PBS5%のFBSに再懸濁し、BD LSRFortessa(BD Biosciences)での分析前に4℃に維持した。
【0128】
結果
19個の候補TFがすべて発現すると、3日目から6日目の間に非同期的に出現し、培養中で増殖するtdTomato陽性(tdT+)コロニーが誘導される(図3C及び図3D)。tdT+コロニーの数は、特にETS1、NFIL3、ID2、EOMES及びTBETで構成される5つの候補TFの組み合わせで、より小さい転写因子プールの過剰発現後に増加した(図4)。この5つのTFのプールによって誘導されたtdT+コロニーは、リプログラミングの3日目から12日目の間培養中で増殖を続ける(図5)。さらに、このTFプールは6%のtdT+細胞を誘導し、NCR1-tdT活性化を誘導するために必要な最小限の組み合わせがこのプール内に含まれていることを示唆している(図5C及び図5D)。最小の組み合わせを定義するために、我々は、この5つのTFのプールから1つのTFを個別に除去し、ID2がリプログラミングプロセスに不要であることを示した。発見された4つのTFの組み合わせは、tdT+コロニーの数を増加させ(図6A)、リプログラミングの12日目に約20%のtdT+細胞を誘導する(図6B)。別のラウンドのTF排除を実施したところ、3つのTFの組み合わせが、対照と比較してtdT+コロニーの数及びtdT+細胞の割合を増加させるのに十分であることが示された。
【0129】
結論
NCR1-tdTomatoレポーターを使用したスクリーニングにより、NK-TFインストラクターの同定が可能になる。これらの結果は、NCR1レポーターを活性化し、増殖可能なNCR1陽性コロニーを誘導するには、ETS1、NFIL3、EOMES及びTBETから選択される3つのTFの組み合わせが必要かつ十分であることを示した。4つのTF(ETS1、NFIL3、TBET及びEOMES)の組み合わせにより、NCR1レポーターの最大の増加が得られた。NKリプログラミングは速く(3日目から始まり)、効率的である(12日目までに約20%)。
【0130】
例3.ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESはNK細胞で豊富になる
方法
遺伝子発現データ(GeneAtlas MOE430)をログ変換し、各遺伝子について0から1の範囲に正規化した後、ETS1+NFIL3+TBET+EOMESの最高平均発現を調べた。
【0131】
結果
ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの複合発現は、NK細胞と関連性が非常に高かった(図8)。
【0132】
結論
これらの結果によって、NK細胞の同一性を誘導する組み合わせとしてETS1、NFIL3、TBET及びEOMESが同定されたことが検証された。
【0133】
例4.RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の組み合わせは、NCR1-tdTomatoレポーターを活性化しない。
方法
NCR1-tdTomatoレポーターを用いたスクリーニングは例2で説明したように実施し、遺伝子発現データは例3で説明したように分析した。
【0134】
結果
RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の発現は、リプログラミングの6日目または12日目ではNCR1レポーターを活性化しない(図9A)。さらに、遺伝子発現分析によって、RORα+SMAD7+FOS+JUN+NFATC2の複合発現が、他の組織及び細胞型の中でもNK細胞で豊富にならないことが示された(図9B)。
【0135】
結論
これらの結果は、RORα、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2がNK細胞で豊富にはならず、NCR1レポーターを活性化しないことを示している。
【0136】
例5.ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESはNK細胞系統に対する全体的な転写変化を誘導する
方法
未形質導入のMEF、ならびにETS1、NFIL3、TBET及びEOMESを用いて形質導入されたMEFをTrypLE Expressを使用して解離し、5%PBSに再懸濁し、3日目(tdT+)、6日目(tdT+)、及び12日目(tdT+)にFACSでソートした。精製MEF(細胞5000個)、tdT+d3(細胞5000個)、tdT+d6(細胞5000個)、tdT+d12(細胞5000個)を、製造業者のプロトコールに従って10×Chromium(10xGenomics)にロードした。シングルセルRNA-Seqライブラリーは、製造業者のプロトコールに従ってChromiumシングルセル3′v3.1試薬キット(10xGenomics)を使用して調製した。単細胞を、10倍の固有の分子識別子(UMI)及びポリ(dT)配列を有する固有のプライマーでコーティングされたゲルビーズとともに液滴に単離した。逆転写反応を実行して、バーコード化された完全長cDNAを生成した。Chromiumシングルセル3′v3.1試薬キット(10xGenomics)の試薬を使用して、インデックス付きシーケンシングライブラリーを構築した。ライブラリーの定量化及び品質評価は、Qubit及びAgilant TapeStationを使用して決定された。インデックス付きライブラリーは、Illumina NovaSeq 6000 S2 100 FlowCell v1で配列決定された。tdT+の3日目、6日目及び12日目のサンプルでは1単細胞あたり約100,000リードのカバレッジが得られ、MEFSサンプルでは1単細胞あたり25,000リードのカバレッジが得られた。
【0137】
結果
4つのTFがMEFSでNK細胞の同一性を誘導しているかどうかを判断するために、リプログラミングの3日目、6日目及び12日目のtdT+細胞を10x Genomicsプラットフォームを使用したシングルセルRNAシーケンス(scRNA-seq)によってプロファイリングした。TdT+細胞は、全体的な転写変化を示すことが、早ければ3日目に始まり、線維芽細胞特異的遺伝子がサイレンシングされる6日目及び12日目に徐々に増加した(図10A及び図11)。12日目には、Itga2などの成熟NK遺伝子も検出された(図10B)。4つのTFの複合発現は、NK様転写ネットワークを課し、3日目にNKに特異的な19個の候補TFの発現を誘導し、リプログラミングの12日目まで徐々に増加した(図12)。Ets1、Nfil3、Tbx21(Tbetをコードする)及びEOMESの内因性発現もリプログラミング中に活性化された。さらに、scRNAーseq分析により、4つのTFがNK細胞前駆細胞の同一性に向けた全体的なトランスクリプトームリプログラミングを誘発し、CD38、CD34及びMME(CD10をコードする)などのNK前駆細胞遺伝子のアップレギュレーションを誘導することが明らかになった(図13C)。4つのTFで生成された誘導NK細胞は、リプログラミングの初期段階から未熟なNK細胞の特徴で非常に豊富になった(Bezman et al.、2012)。したがって、成熟NK遺伝子発現サインは、後のリプログラミング段階で徐々に増加する(図13A及び図13B)。重要なこととしては、我々は、ccl5、Ifih1及びIl15raなどのNK機能に関連する遺伝子の発現増加を検出した(図14)。
【0138】
結論
これらのデータは、ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESがNK細胞系統への線維芽細胞のリプログラミングを指示し、前駆細胞NKの同一性を課すことを実証した。
【0139】
例6.ETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの強制発現により、ヒトCD34及びCD56陽性細胞が生成される
方法
ヒト胎児線維芽細胞(HEF)を、0.1%ゼラチンでコーティングした6ウェルプレートに1ウェルあたり30,000細胞の密度で播種した。細胞を、1:1の比率のFUW-TetO-TF及びFUW-M2rtTAレンチウイルス粒子で一晩インキュベートした。あるいは、細胞を、同じ感染多重度(MOI)でSFFV-MCSまたはSFFV-TFのレンチウイルス粒子とともにインキュベートした。レンチウイルス粒子を、8μg/mLのポリブレンを補充した増殖培地に添加した。一晩インキュベートした後、培地を新鮮な増殖培地と交換した。FUW-TetO形質導入細胞には、増殖培地にドキシサイクリン (1μg/mL) を添加した。培養期間中、培地を2日から3日ごとに交換した。幹細胞因子(SCF)(10μg/mL)、FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(FLT3L)(10μg/mL)、インターロイキン-3(IL-3)(5μg/mL)、IL-7(5μg/mL)及びIL-15-(10μg/mL)を含むサイトカインカクテルを、指示に応じて培養に添加した。NKリプログラミングを、形質導入の6日後及び12日後にフローサイトメトリーによって評価した (図15) 。フローサイトメトリーでは、形質導入されたHEFをTrypLE Expressで解離し、PBS5%のFBSに再懸濁し、マウス抗ヒトCD34抗体または抗ヒトCD56で染色した。非特異的な抗体結合を防ぐために、1%のマウス血清を使用した。細胞は、BD LSRFortessa(BD Biosciences)での分析前に4℃に保たれた。
【0140】
結果
pSFFVに個別にクローニングされたETS1、NFIL3、TBET及びEOMESの複合発現は、リプログラミングの6日目及び12日目にヒトCD34陽性(CD34+)細胞の稀な集団を誘導した(図16)。CD34+細胞は、空ベクター(MCS)コントロールでは観察されなかった。NK分化及び活性化サイトカインカクテルの存在下での培養は、リプログラミング効率を6日目で1.5倍、12日目で約2倍増加させた(図17)。さらに、4つのTFの複合発現は、形質導入の6日後にヒトCD56陽性(CD56+)細胞を誘導した(図18)。
【0141】
結論
これらの結果は、4つのTF(ETS1、NFIL3、TBET及びEOMES)が、ヒトCD34+NK前駆細胞の同一性及びCD56+成熟NK細胞の組み合わせを誘導するのに十分であることを示唆している。さらに、これらのデータは、構成的レンチウイルスベクターSFFVが、誘導性FUW-TetOシステムよりも高い効率でヒト細胞からのリプログラミングを可能にすることを示している。SCF、FLT3L、IL-3、IL-7及びIL-15の追加により、NKリプログラミングプロセスが改善される。
【0142】
例7.NKベースの免疫療法は、液体癌及び固形癌をターゲティングすることができる
本明細書に記載の方法によって産生される細胞は、白血病、NCT01807611のようなリンパ腫、慢性骨髄性白血病、多発性骨髄腫(NCT00720785、NCT02955550)、非ホジキンリンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫、Bリンパ性悪性腫瘍、急性リンパ性白血病(NCT03019640、NCT03579927、NCT03056339)、急性骨髄性白血病(NCT02782546、NCT03081780、NCT01787474)、小児急性骨髄性白血病(NCT03068819)、形質細胞白血病(NCT01729091)、急性赤血球性白血病、急性巨核芽球性白血病、慢性骨髄単球性白血病、骨髄異形成症候群(NCT01823198)などの血液癌を含むいくつかのがん及び腫瘍を治療または緩和するために使用することができる。本明細書に記載の方法によって産生される細胞は、神経芽腫、ユーイング肉腫、横紋筋肉腫(NCT01857934、NCT02100891)、膵臓癌、結腸/直腸癌、非小細胞肺癌、胃癌、頭頸部癌、扁平上皮癌、乳癌、肝細胞癌、腎細胞癌、黒色腫、尿路上皮癌、子宮頸癌、メルケル細胞癌(NCT00720785、NCT03319459、NCT03841110)、卵巣癌、卵管癌、原発性腹膜癌(NCT03539406)、髄芽腫、上衣腫(NCT02271711)、悪性骨新生物、口唇癌及び口腔癌、内分泌腫瘍、男性生殖器腫瘍、中皮腫、口腔腫瘍、咽頭腫瘍、骨腫瘍、甲状腺腫瘍(NCT03420963)などの固形癌を治療または緩和するために使用することができる。
【0143】
シーケンスの概要
【表1】
参照文献
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図1
図2
図3A
図3B
図3C
図3D
図4A
図4B
図5A
図5B
図5C
図5D
図6
図7
図8
図9A
図9B
図10
図11
図12
図13A
図13B
図13C
図14
図15
図16A
図16B
図17A
図17B
図18A
図18B
【手続補正書】
【提出日】2023-08-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】配列表
【補正方法】追加
【補正の内容】
【配列表】
2023554441000001.app
【国際調査報告】