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(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】2025-10-09
(54)【発明の名称】多能性細胞に由来する骨髄系統
(51)【国際特許分類】
   C12N 5/077 20100101AFI20251002BHJP
   C12N 5/10 20060101ALI20251002BHJP
   A61P 35/00 20060101ALI20251002BHJP
   A61P 37/04 20060101ALI20251002BHJP
   A61P 37/06 20060101ALI20251002BHJP
   A61P 31/12 20060101ALI20251002BHJP
   A61P 19/00 20060101ALI20251002BHJP
   A61P 25/00 20060101ALI20251002BHJP
   A61K 35/28 20150101ALI20251002BHJP
   C12N 15/12 20060101ALN20251002BHJP
   C12N 15/13 20060101ALN20251002BHJP
   C12N 15/62 20060101ALN20251002BHJP
   A61K 35/545 20150101ALN20251002BHJP
【FI】
C12N5/077
C12N5/10 ZNA
A61P35/00
A61P37/04
A61P37/06
A61P31/12
A61P19/00
A61P25/00
A61K35/28
C12N15/12
C12N15/13
C12N15/62 Z
A61K35/545
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2025520026
(86)(22)【出願日】2023-10-05
(85)【翻訳文提出日】2025-05-12
(86)【国際出願番号】 US2023076109
(87)【国際公開番号】W WO2024077157
(87)【国際公開日】2024-04-11
(31)【優先権主張番号】63/413,420
(32)【優先日】2022-10-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】525128397
【氏名又は名称】ガルーダ 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】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】シャー, ドゥヴァニット
【テーマコード(参考)】
4B065
4C087
【Fターム(参考)】
4B065AA93X
4B065AA93Y
4B065AB01
4B065AC14
4B065AC20
4B065BA02
4B065BA21
4B065BB12
4B065BB19
4B065BB20
4B065BB34
4B065BC03
4B065BC06
4B065CA24
4B065CA25
4B065CA44
4C087AA01
4C087AA02
4C087AA03
4C087BB64
4C087DA32
4C087NA05
4C087ZA01
4C087ZA96
4C087ZB08
4C087ZB09
4C087ZB26
4C087ZB33
(57)【要約】
本開示は、ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)から骨髄細胞系統を生成するための効率的なエクスビボプロセスを提供する。様々な実施形態では、本開示に従って生成された細胞は、機能的であり、かつ/又は末梢血、骨髄、若しくは他の組織から単離された対応する系統に、より酷似している。いくつかの態様では、本発明は、本明細書に開示される方法によって生成された単離された細胞及び細胞組成物、並びに細胞療法のための方法を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自然骨髄系統細胞集団又はその前駆細胞を調製するための方法であって、
分化した多能性幹細胞(PSC)集団からCD34+細胞を濃縮して、CD34+濃縮集団を調製することと、
前記CD34+濃縮細胞集団の内皮・造血転換を少なくとも2日間であるが12日間以下誘導して、造血幹細胞(HSC)及び/又は造血幹前駆細胞(HSPC)を含む集団を調製することと、
前記造血幹細胞(HSC)及び/又は造血幹前駆細胞(HSPC)を含む集団を前駆骨髄細胞集団又は骨髄細胞集団に分化させることと、を含む、方法。
【請求項2】
前記PSC集団が、リンパ球、臍帯血細胞、末梢血単核細胞、CD34+細胞、又はヒト一次組織に由来するヒトiPSC集団である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記iPSC集団が、末梢血から単離されたCD34+濃縮細胞に由来する、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
iPSCが、1つ以上のHLAクラスI及び/又はHLAクラスIIの遺伝子についてホモ接合性である、請求項2又は3に記載の方法。
【請求項5】
前記iPSCが、HLA-DRB1についてホモ接合性である、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記iPSCが、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性である、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記iPSCが、1つ以上のHLAクラスI遺伝子を欠失し、1つ以上のクラスII遺伝子を欠失し、かつ/又はHLA若しくはMHCの発現能力若しくは提示能力を支配する1つ以上の遺伝子を欠失するように遺伝子編集される、請求項2~4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記iPSCが、HLA-Aの欠失を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記iPSCが、HLA-DPB1及び/又はHLA-DQB1の欠失を含む、請求項7又は8に記載の方法。
【請求項10】
前記iPSCが、HLA-Aneg、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性、並びにHLA-DPB1neg及びHLA-DQB1negであり、任意選択的に更にHLA-DRB1についてホモ接合性であるように遺伝子編集される、請求項2~9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記HLA又はMHCの発現能力又は提示能力を支配する1つ以上の遺伝子が、β2-ミクログロブリン及び/又はCIITAである、請求項7に記載の方法。
【請求項12】
iPSCが胚様体(EB)に分化し、前記EBが解離し、CD34+細胞が回収される、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
CD34+濃縮及び内皮・造血転換が、iPSC分化の8日目~15日目に誘導される、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記CD34濃縮集団が、Y-27632、TPO、IL-3、SCF、IL-6、IL-11、IGF-1、VEGF、bFGF、BMP4、及びFLT3のうちの1つ以上を含む培地中で培養される、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記内皮・造血転換が、長期造血幹細胞(LT-HSC)、短期造血幹細胞、及び造血幹前駆細胞のうちの1つ以上を含む、HSC集団を生成する、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
CD34+細胞が、内皮・造血転換を受ける培養物から採取され、CD34+の浮遊細胞及び/又は接着細胞の採取を含む、請求項12~15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記HSC集団が、長期造血幹細胞(LT-HSC)を含む、請求項15又は16に記載の方法。
【請求項18】
前記内皮・造血転換の誘導が、dnmt3bの発現又は活性を増加させることを含む、請求項1~17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記内皮・造血転換の誘導が、前記CD34+濃縮細胞に周期的伸張を適用することを含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記周期的伸張が、2D、3D、又は4D周期的伸張である、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記内皮・造血転換の誘導が、Piezo1活性化を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項22】
前記Piezo1活性化が、前記CD34+濃縮細胞又はその画分を、任意選択的にYoda1、Jedi1、Jedi2、ssRNA40、又はそれらの類似体若しくは誘導体から選択される1つ以上のPiezo1アゴニストと接触させることによるものである、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記内皮・造血転換の誘導が、Trpv4活性化を含む、請求項1~22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記Trpv4活性化が、前記CD34+濃縮細胞を、任意選択的にGSK1016790A、4アルファ-PDD、又はそれらの類似体若しくは誘導体から選択される1つ以上のTrpv4アゴニストと接触させることによるものである、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
前記骨髄系統が、好中球、単球、マクロファージ、樹状細胞、又はそれらの骨髄前駆体のうちの1つ以上から選択される、請求項1~24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記HSC集団が、任意選択的に、幹細胞因子(SCF)及びIL-3を含み、かつ任意選択的に顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)を含む培地中で前記HSC集団を培養することによって、前骨髄球を含む集団に分化する、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記前骨髄球を含む細胞集団が、任意選択的に、G-CSF中で前記前骨髄球を含む細胞集団を培養することによって、好中球を含む細胞集団に分化する、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
前記前骨髄球を含む細胞集団が、任意選択的に、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)及びマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)中で前記前骨髄球を含む細胞集団を培養することによって、単球又はマクロファージを含む細胞集団に分化する、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記前骨髄球を含む細胞集団が、任意選択的に、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)及びTNF-α中で、かつ任意選択的にIL-4中で前記前骨髄球を含む細胞集団を培養することによって、樹状細胞を含む細胞集団に分化する、請求項27に記載の方法。
【請求項30】
成熟樹状細胞が、GM-CSF、IL-1β、TNF-α、INF-γ、及びPGE-2を含む培地中で前記樹状細胞を含む細胞集団を培養することによって調製される、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
前記骨髄系統細胞が、キメラ抗原受容体(CAR)を発現する、請求項25~30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
請求項1~31のいずれか一項に記載の方法によって生成された骨髄系統細胞を含む細胞集団と、薬学的に許容される担体と、を含む、組成物。
【請求項33】
HLA-Aneg、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性、並びにHLA-DPB1neg及びHLA-DQB1negであり、任意選択的に更にHLA-DRB1についてホモ接合性である骨髄系統を含む、組成物。
【請求項34】
前記骨髄系統が、単球、マクロファージ、樹状細胞、好中球、及び骨髄前駆細胞のうちの1つ以上から選択される、請求項33に記載の組成物。
【請求項35】
前記骨髄前駆細胞が、(CMP)、前骨髄球、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、及び形質細胞様DC(pDC)のうちの1つ以上から選択される、請求項34に記載の組成物。
【請求項36】
細胞療法のための方法であって、請求項32~35に記載の組成物を、それを必要とするヒト対象に投与することを含む、方法。
【請求項37】
前記ヒト対象が、リンパ球減少症、がん、免疫不全、自己免疫疾患、ウイルス感染症、骨格形成異常、及び骨髄不全症候群のうちの1つ以上を含む状態を有する、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
前記対象が、任意選択的に血液悪性腫瘍又は固形腫瘍である、がんを有する、請求項36に記載の方法。
【請求項39】
前記組成物が、HLA-B、HLA-C、及びHLA-DRB1から選択される1つ以上の遺伝子座で前記対象に適合する、請求項36~38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】
関連出願の相互参照
本出願は、2022年10月5日に出願された米国仮特許出願第63/413,420号の利益及び優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
配列表
本出願は、EFS-Webを介してXML形式で提出されており、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、配列表を含む。2023年9月26日に作成された当該XMLコピーは、GRU-015PC_Sequence_Listing.xmlという名前であり、30,037バイトのサイズである。
【背景技術】
【0003】
自然骨髄系統細胞は、組織維持に重要な役割を果たし、免疫応答の調整を助ける。しかしながら、それらの臨床使用は、通常の白血球除去生成物から単離することができる少数のそのような細胞によって妨げられる。したがって、大規模な既製の骨髄系統細胞(例えば、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球、並びにそれらの前駆体)の開発は、とりわけ、炎症、自己免疫疾患、がん、抗菌疾患と闘うためのツールとして開発するための魅力的な免疫療法である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
様々な態様及び実施形態では、本開示は、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球、並びにそれらの前駆体などの自然骨髄系統を含む、細胞療法のための造血系統を生成するための方法を提供する。様々な実施形態では、本発明は、遺伝子編集されたiPSCを含む、ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)からそのような造血系統を開発するための効率的なエクスビボプロセスを提供する。様々な実施形態では、本開示に従って生成された細胞は、機能的であり、かつ/又は末梢血若しくは骨髄から単離された対応する系統により酷似している。本発明は、本明細書に開示される方法によって生成された単離された細胞及び細胞組成物、並びに細胞療法のための方法も提供する。
【0005】
一態様では、本開示は、自然免疫系の骨髄細胞を含む細胞集団を調製するための方法を提供する。本方法は、胚様体に分化した人工多能性幹細胞(iPSC)集団などの多能性幹細胞(PSC)集団を調製することと、CD34+細胞を濃縮して、それによって、CD34+濃縮集団を調製することと、を含む。内皮・造血転換(EHT)が、CD34+濃縮集団において誘導され、それによって、造血幹細胞(HSC)集団を調製し、任意選択的にCD34+細胞の更なる濃縮が続く。結果として得られたHSC集団(又はその画分)は、自然免疫系の骨髄系統(例えば、貪食細胞又はそれらの前駆体)に分化することができる。いくつかの実施形態では、本開示は、HSC集団から好中球、単球/マクロファージ、並びに未成熟及び成熟骨髄樹状細胞(DC)(又はそれらの前駆体)をエクスビボで生成するための方法を提供する。
【0006】
様々な実施形態では、iPSCは、体細胞を再プログラミングすることによって調製される。いくつかの実施形態では、iPSCは、(限定されないが)線維芽細胞又はPBMC(若しくはそれから単離された細胞)などの体細胞から生成される。いくつかの実施形態では、iPSCは、末梢血から単離されたCD34+細胞に由来する。
【0007】
様々な実施形態では、iPSCは、1つ以上のHLAクラスI及び/又はHLAクラスIIの対立遺伝子の欠失などのHLA適合を支援するように遺伝子編集される。例えば、iPSCは、HLA-A、HLA-B、及びHLA-Cのうちの1つ以上を欠失し、かつHLA-DP、HLA-DQ、及びHLA-DRのうちの1つ以上を欠失するように遺伝子編集することができる。ある特定の実施形態では、iPSCは、少なくとも1つのHLAクラスI及び少なくとも1つのHLAクラスIIの複合体の発現を保持する。ある特定の実施形態では、iPSCは、少なくとも1つの保持されたクラスI及びクラスIIの遺伝子座についてホモ接合性である。いくつかの実施形態では、iPSCは、HLA-Aneg、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性、並びにHLA-DPB1neg及びHLA-DQB1negであるように遺伝子編集される。いくつかの実施形態では、iPSCは更に、HLA-DRB1についてホモ接合性である。
【0008】
様々な実施形態では、iPSCが調製され、培養系を使用して増殖される。増殖したiPSCは、胚様体(EB)を生成するための培養物から回収することができる。iPSCの分化によって生成されるEBは、iPSCの三次元凝集体であり、分化方法(複数可)に基づいて3つ(又は代替的に2つ若しくは1つ)の胚性生殖細胞層を含む。いくつかの実施形態では、このプロセスは、EBからCD34+濃縮細胞を採取することと、内皮・造血分化を誘導することと、を含む。
【0009】
いくつかの実施形態では、iPSC分化は、細胞が少なくとも約20%のCD34+又は少なくとも約30%のCD34+になるまで進行する。いくつかの実施形態では、CD34濃縮及びEHTは、iPSC分化の7日目~14日目に誘導され得る。iPSCの分化は、公知の技術によるものであり得る。いくつかの実施形態では、iPSC分化は、bFGF、Y27632、BMP4、VEGF、SCF、EPO、TPO、IL-6、IL-11、及び/又はIGF-1の組み合わせなどであるがこれらに限定されない、因子を伴う。
【0010】
EHTの誘導は、任意の公知のプロセスを用いたものであり得る。いくつかの実施形態では、EHTの誘導は、LT-HSCを含む造血幹細胞(HSC)集団を生成する。いくつかの実施形態では、EHTは、機械的、生化学的、薬理学的及び/又は遺伝的手段を使用して(例えば、刺激、阻害、及び/又は遺伝子組換えを介して)、内皮又は造血内皮細胞(HEC)前駆体を通してHSCを生成する。いくつかの実施形態では、EHTは、長期造血幹細胞(LT-HSC)、短期造血幹細胞(ST-HSC)、及び造血幹前駆細胞のうちの1つ以上を含む、幹細胞集団を生成する。
【0011】
いくつかの実施形態では、本方法は、機械的、遺伝的、生化学的、又は薬理学的手段によるものであり得る、PSC、胚様体、CD34+濃縮細胞、EC、HEC、又はHSCにおけるDNA(シトシン-5-)-メチルトランスフェラーゼ3ベータ(Dnmt3b)の発現又は活性を増加させることを含む。例えば、いくつかの実施形態では、細胞は、Dnmt3bの活性又は発現を増加させる機械感受性受容体又は機械感受性チャネルの有効量のアゴニストと接触される。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Piezolである。例示的なPiezolアゴニストは、Yoda1である。様々な実施形態では、薬理学的Piezo1活性化が、EBから採取されたCD34+細胞に適用される。いくつかの実施形態では、このプロセスは、例えばPiezo1アゴニストを使用して、dnmt3bの発現を増加させることを伴わない。
【0012】
様々な実施形態では、CD34+細胞(例えば、浮遊細胞及び/又は接着細胞)が、iPSC分化の12日目~17日目などのiPSC分化の10日目~20日目に内皮・造血転換を受ける培養物から採取される。自然骨髄系統、赤血球系統、及びリンパ系統を生じさせることができる造血幹細胞(HSC)は、CD34の発現マーカー及び系統特異的マーカー(Lin-と呼ばれる)の不在に基づいて同定することができる。
【0013】
様々な実施形態では、HSC集団又はその画分は、単球、マクロファージ、及び樹状細胞が生成され得る、共通骨髄前駆細胞(CMP)、リンパ球プライム多能性前駆細胞(LMPP)、顆粒球マクロファージDC前駆細胞(GMDP)、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、巨核球/赤血球前駆細胞(MEP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、及びプラズマシトイドDC(pDC)、並びにそれらの画分から選択することができる造血系統に分化する。
【0014】
いくつかの実施形態では、細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)を発現するように改変される。加えて、又は任意選択的に、貪食性CARは、サイトカイン(例えば、IL-4、IL-6、IL-15など、又はインターフェロン)を発現して、(例えば)腫瘍を標的とする際にCAR発現細胞をより強力にするように操作され得る。非限定的な例では、細胞は、CARを運ぶレトロウイルス若しくは非組み込みウイルスベクター、又は非ウイルスベクターなどであるが、これらに限定されないベクターによって効率的に形質導入され得る。いくつかの実施形態では、CARは、腫瘍関連抗原又はマーカーを標的とし得る。
【0015】
他の態様では、本発明は、骨髄系統又はその前駆体を含み、かつ本明細書に記載の方法によって生成され得る、細胞集団、又はその薬学的に許容される組成物を提供する。いくつかの実施形態では、細胞集団は、必要としている対象への投与時に、胸腺、脾臓、又は二次リンパ器官に生着することができる前駆骨髄系統細胞集団である。様々な実施形態では、細胞集団及び薬学的に許容されるビヒクルを含む細胞療法用の組成物が調製される。いくつかの実施形態では、細胞集団は、HLA-Aneg、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性、並びにHLA-DPB1neg及びHLA-DQB1negである。いくつかの実施形態では、細胞集団は更に、HLA-DRB1についてホモ接合性である。様々な実施形態では、組成物は、単球、マクロファージ、樹状細胞、好中球、及び骨髄前駆細胞のうちの1つ以上から選択される骨髄系統を含む。
【0016】
他の態様では、本発明は、細胞療法のための方法であって、本明細書に記載の細胞集団又はその薬学的に許容される組成物を、それを必要とするヒト対象に投与することを含む、方法を提供する。様々な実施形態では、本明細書に記載の方法は、血液(悪性及び非悪性)疾患、骨髄疾患、免疫疾患、及び感染症を治療するために使用される。様々な実施形態では、ヒト対象は、リンパ球減少症、がん、免疫不全、自己免疫疾患のうちの1つ以上を含む状態を有する。
【0017】
本開示の他の態様及び実施形態が、以下の詳細な開示及び実施例から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】ETV2過剰発現(OE)が多能性に影響を及ぼさないことを示す。図1は、ETV2及びGFP配列を過剰発現するためのアデノウイルスベクターを用いたiPSCの形質導入効率を表すFACSプロットを示す。ETV2過剰発現は、TRA-1-60幹細胞性マーカーの発現によって示されるように、iPSC幹細胞性に影響を及ぼさない。
図2】ETV2過剰発現(OE)が造血内皮細胞の収率を増加させることを示す。造血内皮細胞(CD235a-CD34+CD31+として記載される)の代表的なフローサイトメトリー分析及び相対定量化は、ETV2-OEが造血内皮細胞の形成を増強することを実証する。
図3】ETV2過剰発現(OE)がiPSC分化中にCD34+細胞形成を増強することを示す。CD34+細胞の代表的なフローサイトメトリー分析及び相対定量化は、ETV2-OEがCD34+細胞形成を増強することを実証する。
図4A】Piezo1活性化により誘導されたiPSC由来のHSCが骨髄(BM)-HSCと同様にプロT細胞分化を受けることを示す。骨髄(BM)HSC及びPiezo1活性化により誘導されたiPSC-HSCのCD34+CD7+プロT細胞に対する分化効率のFACSプロットである。
図4B】Piezo1活性化により誘導されたiPSC由来のHSCが骨髄(BM)-HSCと同様にプロT細胞分化を受けることを示す。(1)BM-HSC及び(2)iPSC-HSC(Piezo1活性化)により誘導されたCD34+CD7+細胞(%)の定量である。3つの実験の平均を示す。
図5A】Piezo1活性化により生成されたiPSC由来のHSCがT細胞分化を受け、BM-HSCと同様にCD3/CD28ビーズで活性化され得ることを示す。BM-HSC及びPiezo1活性化により生成されたiPSC由来のHSCから分化したT細胞の活性化効率(CD3+CD69+発現)のFACSプロットである。
図5B】Piezo1活性化により生成されたiPSC由来のHSCがT細胞分化を受け、BM-HSCと同様にCD3/CD28ビーズで活性化され得ることを示す。(1)BM-HSC及び(2)iPSC-HSC(Piezo1活性化)により誘導されたCD3+CD69+細胞(%)の定量である。3つの実験の平均を示す。
図6】iPSC由来のHSC(この実施例ではPiezo1活性化による)が機能性T細胞に分化することができることを示す。IFNγ発現は、CD3/CD28ビーズによるT細胞受容体(TCR)刺激後のT細胞活性化の結果である。Piezo1活性化時にもたられたiPSC由来のHSCから分化したT細胞におけるIFNγ発現は、機能性細胞(例えば、T細胞、骨髄細胞など)に更に分化するHSCの能力を増強する。3つの実験の平均を示す。
図7A】CD15+及びCD11b、好中球マーカーの存在によって、同定されたように、分化したiPSC(D8+7)に由来するHSCが好中球に分化することができ、好中球への分化の点でD8-iPSC-CD34+細胞よりも優れていることを示す。
図7B】CD15+及びCD11b、好中球からのミエロペルオキシダーゼ(MPO)の放出によって同定されたように、分化したiPSC(D8+7)に由来するHSCが好中球に分化することができ、好中球への分化の点でD8-iPSC-CD34+細胞よりも優れていることを示す。
図8】分化したiPSC(D8+7)に由来するHSCから分化した好中球が貪食活性を有することを示す。
図9A】FACS及び免疫蛍光によって行われたHLA編集(例えば、トリプルノックアウト)細胞の表現型分析を示す。HLA編集細胞が野生型細胞(すなわち、gHSC)と同様の程度に全体的なHLAクラスI発現について陽性である、細胞表面におけるHLAクラスI分子(HLA-A、HLA-B、及びHLA-C)の全体的な発現を示す。
図9B】FACS及び免疫蛍光によって行われたHLA編集(例えば、トリプルノックアウト)細胞の表現型分析を示す。HLA-AがHLA編集クローンにおいて発現されない、免疫蛍光を介したHLA-Aの細胞発現を示す。
図10】外胚葉分化がNESTIN-488及びPAX6-594染色によって示され、中胚葉分化がGATA-488染色によって示され、内胚葉分化がCXCR4-488及びFOX2A-594染色によって示される、免疫蛍光によって例証されるように、HLA編集クローンがその多能性を保存する(3系統分化を維持する)ことを示す。
図11】HLA編集HSCの免疫適合性を示す。HLA編集HSC及び対照HSC(WT、B2M KO、及びHLAクラスIIヌル)を、HLA-B及びHLA-Cに適合するが不適合HLA-Aを有する末梢血単核細胞(PBMC)と共培養し、PBMC媒介性細胞傷害性をアネキシンV染色アッセイによって測定した。
図12】HLA編集HSCのインビボ生着能を示す。等しい割合のmCherry HLA編集HSC及び野生型HSC(gHSC)をマウスへの競合的移植のために混合し、骨髄(BM)及び末梢血試料をFACSによって評価して、試料中に存在する各細胞型の相対量を比較した。
図13A】HLA-Aの欠失がクラスIペプチド提示に影響を及ぼさないことを示す。イムノペプチドーム分析の概略図を示す。
図13B】HLA-Aの欠失がクラスIペプチド提示に影響を及ぼさないことを示す。イムノペプチドーム分析の結果を示し、これは、WT及びHLA編集細胞のクラスI分子によって提示されるペプチド及び代表的なタンパク質の数にほとんど差がないことを明らかにする。
図14A】HLA-DP及びDQの欠失がクラスIIペプチドの提示に影響を及ぼさないことを示す。イムノペプチドーム分析スキームを示す。
図14B】HLA-DP及びDQの欠失がクラスIIペプチドの提示に影響を及ぼさないことを示す。HLA-DP及びHLA-DQの欠失にもかかわらず、細胞がHLAクラスIIを通して広範囲のペプチドを提示する能力を保存することを示す。
図15】抗原媒介免疫応答のインビボ試験である遅延型過敏症アッセイ(DTH)(それぞれ、感作段階及び除去段階)の概略図である。
図16A】免疫不全マウスにおけるDTH反応によって実証されるように、HLA編集HSCが機能的免疫系を再構築することを示す。移植マウスに行った遅延型過敏症アッセイを示し、これは、異なるタイプの免疫細胞のクロストークを伴うアッセイである。マウスをヒツジ赤血球(抗原)の皮下注射によって感作した。機能的免疫系が、マイクロキャリパーで測定される左足の腫脹をもたらす。図16Aで見ることができるように、非移植マウスは、免疫不全であるため、左足の腫脹を示さなかった。逆に、臍帯血CD34+細胞を移植したマウスは、組織の腫脹を示し、左足の直径を倍増した。
図16B】免疫不全マウスにおけるDTH反応によって実証されるように、HLA編集HSCが機能的免疫系を再構築することを示す。図16Aに示した結果のグラフ評価である。
図17A】WT及びHLA編集HSCが単球/マクロファージ系統に分化することができ、これはまた、CD11b+CD14+マーカーによって同定されたように、クラスI分子及びクラスII分子の両方の全体的な発現を保存することを示す。
図17B】CD11b+CD14+にゲート設定した細胞上のHLA-I及びHLA-IIの分析を示す。
図18A】HLA-DQB1及びHLA-DPB1の欠失が他のHLAクラスII分子の発現に影響を及ぼさないことを示す。HLA編集iPSCのマクロファージへの分化を示す概略図である。
図18B】HLA-DQB1及びHLA-DPB1の欠失が他のHLAクラスII分子の発現に影響を及ぼさないことを示す。DPB1分子及びDQB1分子の特異的欠失を確認する免疫蛍光実験である。
図18C】HLA-DQB1及びHLA-DPB1の欠失が他のHLAクラスII分子の発現に影響を及ぼさないことを示す。同じ細胞がクラスII DRB1発現を保存することを示す。
【0019】
「gHSC」という用語は、本開示のiPSC由来の造血幹細胞を指すために本明細書で使用される。
【0020】
「野生型」(WT)、「未編集」、「非HLA編集」という用語は、本開示の非遺伝子編集細胞を指すために本明細書で同義的に使用される。
【0021】
EB34+細胞は、胚体由来のCD34+細胞を指す。これらは、造血内皮細胞を含む。
【発明を実施するための形態】
【0022】
様々な態様及び実施形態では、本開示は、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球、並びにそれらの前駆体などの自然骨髄系統を含む、細胞療法のための造血系統を生成するための方法を提供する。前駆体としては、共通骨髄前駆細胞(CMP)、前骨髄球、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、及び形質細胞様DC(pDC)が挙げられる。様々な実施形態では、本発明は、遺伝子編集されたiPSCを含む、ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)からそのような造血系統を開発するための効率的なエクスビボプロセスを提供する。様々な実施形態では、本開示に従って生成された細胞は、機能的であり、かつ/又は末梢血若しくは骨髄から単離された対応する系統により酷似している。本発明は、本明細書に開示される方法によって生成された単離された細胞及び細胞組成物、並びに細胞療法のための方法も提供する。
【0023】
本開示の態様及び実施形態によれば、本質的に無制限の多能性幹細胞(PSC)を産生するヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)の能力は、免疫細胞の自然骨髄系統又はその遺伝子改変バージョン(例えば、CAR発現細胞)を生じさせる治療用系統を含むが、これらに限定されない、造血細胞の無限の供給をもたらすために活用される。治療における自然免疫系の骨髄系統の使用は、それらの利用可能性の制限、細胞数、拡張可能性の制限、及び組織適合性の問題によって制限されている。更に、一次細胞と比較して、hiPSCは、インビトロでより容易に遺伝子改変を受け、それによって、細胞標的特異性、細胞数を改善する機会を提供するとともに、例えば、HLA適合問題を回避することができる。加えて、完全に操作されたhiPSCクローンは、一次細胞と比較して、安定かつ安全な供給源として機能することができる(Nianias and Themeli,2019)。更に、hiPSCは、ヒト胚性幹細胞(hESC)とは異なり、非胚性起源であるため、倫理的懸念もなく、品質が一貫している。したがって、本開示によるhiPSCの使用は、単球、マクロファージ、樹状細胞(未成熟及び成熟樹状細胞)、好中球、並びにそれらの前駆体などの治療用造血系統を生成するために、一次細胞と比べていくつかの利点をもたらす。
【0024】
一態様では、本開示は、自然免疫系の骨髄細胞を含む細胞集団を調製するための方法を提供する。本方法は、胚様体に分化した人工多能性幹細胞(iPSC)集団などの多能性幹細胞(PSC)集団を調製することと、CD34+細胞を濃縮して、それによって、CD34+濃縮集団を調製することと、を含む。内皮・造血転換(EHT)が、CD34+濃縮集団において誘導され、それによって、造血幹細胞(HSC)集団を調製し、任意選択的にCD34+細胞の更なる濃縮が続く。結果として得られたHSC集団(又はその画分)は、自然免疫系の骨髄系統(例えば、貪食細胞又はそれらの前駆体)に分化することができる。
【0025】
いくつかの態様及び実施形態では、本開示は、HSC集団から好中球、単球/マクロファージ、並びに未成熟及び成熟骨髄DC(又はそれらの前駆体)を生成するための方法を提供する。
【0026】
従来、造血系統は、8日目までiPSCを胚様体に分化させて、CD34+細胞を採取することによって調製される。CD34は、造血内皮細胞、造血幹細胞、及び造血前駆細胞のマーカーとして一般的に使用される。本開示の態様及び実施形態によれば、iPSC胚様体に由来し得るCD34+細胞集団の内皮・造血転換(EHT)を誘導することが、優れた造血系統のエクスビボ生成に使用することができることが発見されている。
【0027】
いくつかの実施形態では、骨髄系統は、好中球などの顆粒球である。すなわち、好中球を含む細胞集団は、HSCから分化する。好中球は、好酸球及び好塩基球に加えて顆粒球のサブセットである。免疫系が攻撃された場合、好中球が最初にその場に現れる。好中球前駆細胞及び成熟好中球は、それぞれ、骨髄芽球、前骨髄球、骨髄球/後骨髄球、並びに好中球帯及び分葉好中球の従来の形態学的分類を少なくとも部分的に反映する、proNeu、preNeu、未成熟Neu、及び成熟Neuと称される。
【0028】
HSC由来の好中球を培養条件下で生成し、細胞表面分子の発現に基づいて同定することができる。例えば、異なる前駆細胞段階は、CD117及びCD49dの発現によって定義することができる。CD117midCD49dhigh細胞は、それぞれ、骨髄芽球(proNeu1)及び前骨髄球(proNeu2/preNeu)を表すSSClowCD34+細胞及びSSChighCD34-細胞に層別化することができる。これらの細胞はCD117-CD49dmidに進展し、骨髄球/後骨髄球(未成熟Neu)を定義するCD11b+CD101+になる。CD117-CD49dlow細胞はCD11b+CD101+であり、追加的に、好中球帯/及び分葉好中球(成熟Neu)に類似したCD16を発現し得る。加えて、これらのHSC由来の細胞は、インビボでヒト骨髄細胞の成熟マーカーでもあるCD35を漸進的に発現する。細胞の亜集団((i)CD117midCD49dhighSSClowCD34+、(ii)CD117midCD49dhighSSChighCD34-、(iii)CD117-CD49dmid、及び(iv)CD117-CD49dlow)は、それぞれ、骨髄芽球、前骨髄球、骨髄球/後骨髄球、及び好中球に形質的に類似している。
【0029】
幹細胞因子(SCF)及びIL-3の存在下でHSCを含む細胞集団を培養することによって、前骨髄球をHSCから分化させることができる。様々な実施形態では、HSC細胞集団は、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)の存在下で更に培養される。G-CSFの存在下で培養することによって、前骨髄球を好中球に分化させることができる。
【0030】
いくつかの態様及び実施形態では、骨髄系統は、単球又はマクロファージである。単球、マクロファージ、及び樹状細胞は、自然免疫の単核貪食細胞系の一部であり、単球がマクロファージ及び樹状細胞の異なる亜集団の前駆体である。これらは、脳、皮膚、肝臓、肺、腎臓、及び心臓を含む多くの臓器内の常在集団として、血液中のみならず、全身にも存在する。これらは、病原体の制御及び免疫応答の開始の両方に不可欠であり、組織機能の支援にも不可欠である。
【0031】
G-CSF及びM-CSFの存在下で由来する前骨髄球を培養することによって、HSC集団をCD14+単球に分化させることができ、これにより、古典的な単球への骨髄前駆細胞の分化が引き起こされる。CD45発現が、そのような分化の尺度である。単球の増殖を促進するためにGM-CSFも添加される。古典的な単球集団はCD14を特徴とし、任意選択的にCD11bによって分類される。SCF、TPO、IL-3、及びFLT-3リガンドなどであるが、これらに限定されない追加のサイトカイン/成長因子が、単球の頑強な生成のためにGM-CSFを補完し得る。
【0032】
単球識別子として使用することができる表現型マーカーとしては、CD9、CD11b、CD11c、CDw12、CD13、CD15、CDw17、CD31、CD32、CD33、CD35、CD36、CD38、CD43、CD49b、CD49e、CD49f、CD63、CD64、CD65s、CD68、CD84、CD85、CD86、CD87、CD89、CD91、CDw92、CD93、CD98、CD101、CD102、CD111、CD112、CD115、CD116、CD119、CDw121b、CDw123、CD127、CDw128、CDw131、CD147、CD155、CD156a、CD157、CD162 CD163、CD164、CD168、CD171、CD172a、CD180、CD206、CD131a1、CD213 2、CDw210、CD226、CD281、CD282、CD284、及びCD286が挙げられるが、これらに限定されない。ある特定の実施形態では、単球は、CD14+CD16-単球、CD14+CD16+単球、又はCD14-CD16+単球を含む。様々な実施形態では、好中球は、侵入病原体に対する防御を提供するために自然免疫系の重要な要素であるミエロペルオキシダーゼ(MPO)を放出する。好中球の炎症性メディエーター(例えば、ケモカイン、サイトカイン、補体タンパク質、又はHOClなどの酸化剤)への曝露も、好中球細胞外トラップ(NET)の放出を引き起こす。したがって、いくつかの実施形態では、MPOは、好中球活性化を測定するためのマーカーとして使用される。
【0033】
いくつかの実施形態では、単球がマクロファージに分化する。マクロファージ分化のために、CD14+細胞がヒトM-CSFの存在下で培養される。単球をマクロファージに分化させるためのプロトコルは、当業者に周知である。
【0034】
いくつかの実施形態では、細胞が樹状細胞(DC)に分化する。DC分化のために、CD14+細胞がGM-CSF及びIL-4で補完される。いくつかの実施形態では、細胞が超低付着培養条件下で播種され、それを樹状細胞に更に分化させる。樹状細胞の成熟は、培地にLPS及び/又はTNFαを補充することによって達成することができる。補充することができる他の因子としては、IL-1β、INF-γ、及びPGE-2が挙げられる。単球をDCに分化させるためのプロトコルは、当業者に周知である。本開示に従って、様々なタイプのマクロファージ集団をエクスビボで生成することができる。
【0035】
マクロファージは、全身の様々な組織及び器官に分布しており、高度の不均一性及び多様性を示す。マクロファージ表面に発現するいくつかの特異的マーカーは、F4/80、CD68、SRA-1、及びCD169(2)などの異なるサブセットを同定するために使用されている。CD169+マクロファージは、人体の複数の組織及び器官にわたって分布している特有のマクロファージのサブセットである。
【0036】
単球前駆体に由来するマクロファージは、局所組織環境に応じて特異的分化を受ける。それらは、損傷された細胞、活性化されたリンパ球、又は微生物産物などの組織内の環境要因に応答して、異なる機能的表現型に分化する。M1マクロファージ表現型は、高レベルの炎症促進性サイトカインの産生、病原体に対する耐性を媒介する能力、強力な殺菌特性、反応性窒素及び酸素中間体の高産生、並びにTh1応答の促進を特徴とする。対照的に、M2マクロファージは、寄生虫制御、組織再構築、免疫調節、腫瘍促進、及び効率的な貪食活性への関与を特徴とする。M2マクロファージは、それらの異なる遺伝子発現プロファイルに基づいて、サブセット、具体的には、M2a、M2b、M2c、及びM2dに更に分けることができる。
【0037】
一般に発現されるM1マクロファージマーカーには、CD64、IDO、SOCS1、CXCL10、CD86、CD80、MHC II、IL-1R、TLR2、TLR4、iNOS、SOCS3、CD83、PD-L1、CD69、MHC I、CD32、CD16、IFITファミリーメンバー、又はISGファミリーメンバーが含まれるが、これらに限定されず、その一方で、一般に発現されるヒトM2マクロファージマーカーには、多機能酵素トランスグルタミナーゼ2(TGM2)MRC1、CD23、CCL22、CD206、CD163、及び/又はCD209が含まれるが、これらに限定されない。
【0038】
マクロファージは、T細胞受容体+マクロファージ及びCD169+マクロファージも含む。これらのマクロファージは、TCR共受容体CD3、並びにTCRαβ及びTCRγδサブタイプを発現する。TNFは、マクロファージにおけるTCRαβ発現の重要な調節因子のうちの1つである。TCRγδマクロファージは、細菌曝露に対する宿主防御に関与している。両方のTCR+マクロファージのサブセットは、ZAP70、LAT、Fyn、及びLckなどのT細胞シグナル伝達に必要であることが示されている分子を発現する。更に、それらは高い貪食能を示し、ケモカインCCL2を分泌する。
【0039】
CD169+マクロファージは、主に二次リンパ器官に位置するが、免疫活性化時に再分布する。CD169+マクロファージは、B細胞に抗原提示し、CD8+T細胞を活性化することができる。CD169+マクロファージは、アポトーシス細胞クリアランスによって誘導される免疫寛容に関与し、抗腫瘍及び抗ウイルスの役割を果たす。
【0040】
いくつかの実施形態では、骨髄系統は、樹状細胞(DC)系統である。DCは、恒常性の不均衡を検出し、T細胞に提示するための抗原を処理し、自然免疫応答と適応性免疫応答との間の関連性を確立する。更に、DCは、進行中の免疫応答を改変し、かつナチュラルキラー細胞及び自然リンパ球細胞(ILC)などの他の免疫細胞との相互作用によって影響を及ぼされるサイトカイン及び成長因子を分泌することができる。
【0041】
DCは、「成熟」及び「未成熟」の2つの異なる機能状態で存在する。これらは多くの特徴によって区別されるが、二次リンパ器官における抗原特異的ナイーブT細胞を活性化する能力が、成熟DCの特徴である。DC成熟は、病原体関連分子パターン(PAMP)又は損傷関連分子パターン(DAMP)の認識によって検出される、組織恒常性障害によって誘発される。
【0042】
DC識別子には、CD45+CD11c+CD1c+、並びにHLA-DR+が含まれるが、これらに限定されない。LPS刺激後、DCは成熟過程を経てCD80及びCD40などの共刺激分子を上方制御する一方で、CD16、HLA-DR、及びPDL1は影響を受けないままである。DC識別子として使用することができる他の表現型マーカーとしては、CD83、CD1a、CD1c、CD141、CD207、CLEC9a、CD123、CD85、CD180、CD187、CD205、CD281、CD282、CD284、CD286、並びに部分的にCD206、CD207、CD208、及びCD209が挙げられるが、これらに限定されない。
【0043】
DCは、形質細胞様DC(pDC)(fcer1/ILT3/ILT7/DR6)、骨髄/従来型DC1(cDC1)(CD141/CLEC9A/XCR1/CADM1/BTLA)、並びに骨髄/従来型DC2(cDC2)(CD1c/CD172a/FcεR1/SIRPA)及びLC(ランゲリン/CD1a)などの様々なサブタイプに更に分類することができる。
【0044】
様々な実施形態では、顆粒球又は貪食細胞又はそれらの前駆細胞は、(例えば、EB解離から回収された)CD34+細胞を、(本明細書に記載されるように)Dnmt3bの活性又は発現を増加させる機械感受性受容体又は機械感受性チャネルの有効量のアゴニストと接触させることによって生成される。様々な実施形態では、CD34+細胞は、TPO、SCF、Flt3L、IL3、IL-6、IL7、IL-11、IGF、bFGF、及びIL15から選択される1つ以上の成長因子及びサイトカインを含み、かつ任意選択的にVEGF、bFGF、BMP活性化剤、Wnt経路活性化剤、又はROCK阻害剤(例えば、チアゾビン又はY27632)のうちの1つ以上を含む培地で更に培養される。それから生成されたHSCは、IL-3、IL-7、IL-15、SCF、及びFLT-3Lなどであるが、これらに限定されない成長因子及びサイトカインの存在下で培養することができる。細胞を(既に記載されているように)M-CSF及び/又はG-CSFの存在下で培養して骨髄系統に分化させることができ、(記載されているように)任意選択的にIL-4及びTNF-αを補充することができる。
【0045】
いくつかの実施形態では、CD34+細胞(すなわち、EB解離から回収される)は、Dnmt3bの活性又は発現を増加させる機械感受性受容体又は機械感受性チャネルの有効量のアゴニストと接触される。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Piezolである。例示的なPiezolアゴニストとしては、Yoda1、一本鎖(ss)RNA(例えば、ssRNA40)、Jedi1、及びJedi2、又はそれらの類似体が挙げられる。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Trpv4である。例示的なTrpv4アゴニストは、GSK1016790Aである。機械感受性受容体アゴニストのアゴニストの有無にかかわらず、EHTを誘導するための方法を使用することができ、この方法は本明細書に記載されている。いくつかの実施形態では、EHTを誘導した後、細胞(HSC又はその子孫)は、免疫細胞の自然骨髄系統、すなわち、貪食細胞系統に分化する。
【0046】
様々な実施形態では、iPSCは、体細胞を再プログラミングすることによって調製される。「人工多能性幹細胞」又は「iPSC」という用語は、胚様多能性状態に戻って再プログラミングされている皮膚又は血液細胞などの体細胞に由来する細胞を指す。いくつかの実施形態では、iPSCは、(限定されないが)線維芽細胞又はPBMC(若しくはそれから単離された細胞)などの体細胞から生成される。いくつかの実施形態では、iPSCは、リンパ球、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、臍帯血細胞、PBMC、CD34+細胞、又は他のヒト一次組織に由来する。いくつかの実施形態では、iPSCは、末梢血から単離されたCD34+細胞に由来する。様々な実施形態では、iPSCは、レシピエント(本明細書に記載される治療を必要とする対象)に対して自家又は同種異系である(例えば、1つ以上の遺伝子座においてHLA適合である)。様々な実施形態では、iPSCは、HLA適合を支援するように遺伝子編集すること(β-2-ミクログロブリン(B2M)、CIITAなどを含むがこれらに限定されない、1つ以上のHLAクラスI及び/若しくはHLAクラスIIの対立遺伝子又はそれらのマスター調節因子の欠失など)、又は他の機能を欠失若しくは発現するように遺伝子編集することができる。例えば、iPSCは、HLA-A、HLA-B、及びHLA-Cのうちの1つ以上を欠失し、かつHLA-DP、HLA-DQ、及びHLA-DRのうちの1つ以上を欠失するように遺伝子編集することができる。ある特定の実施形態では、iPSCは、少なくとも1つのHLAクラスI及び少なくとも1つのHLAクラスIIの複合体の発現を保持する。ある特定の実施形態では、iPSCは、少なくとも1つの保持されたクラスI及びクラスIIの遺伝子座についてホモ接合性である。
【0047】
様々な実施形態では、iPSCは、(i)HLA-A-B+C+DP-DR+DQ+、(ii)HLA-A-B+C+DP+DR+DQ-、(iii)HLA-A-B+C+DP-DR+DQ-、(iv)HLA-A-B-C+DP-DR+DQ+、(v)HLA-A-B-C+DP+DR+DQ-、(vi)HLA-A-B-C+DP-DR+DQ-のうちの1つであるように遺伝子編集される。保持されたHLA(例えば、HLA-B、HLA-C、及びHLA-DR)については、細胞は、ホモ接合性であり得るか、又は遺伝子の単一コピーのみを保持することができる。例えば、修飾細胞は、少なくとも(a)HLA-C+及びHLA-DR+として同定され、任意選択的に、(b)HLA-B-、(c)HLA-DP-、及び(d)HLA-DQ-のうちの1つ以上として同定される。例示的な実施形態では、修飾細胞は、HLA-B+、HLA-DP-、及びHLA-DQ-である。
【0048】
いくつかの実施形態では、iPSCは、HLA-Aneg、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性、並びにHLA-DPB1neg及びHLA-DQB1negであるように遺伝子編集される。いくつかの実施形態では、iPSCは更に、HLA-DRB1についてホモ接合性である。
【0049】
本明細書で使用される場合、特定のHLAクラスI又はHLAクラスIIの分子に関する「neg」、(-)、又は「陰性」という用語は、遺伝子の両方のコピーが細胞株又は集団で破壊されており、したがって、細胞株又は集団が遺伝子の著しい機能的発現を示さないことを示す。そのような細胞は、完全若しくは部分的な遺伝子欠失若しくは破壊によって、又は代替的にsiRNAなどの他の技術によって生成することができる。本明細書で使用される場合、標的遺伝子の遺伝子組換え(すなわち、遺伝子編集)の文脈での「欠失」という用語は、対応する遺伝子産物(すなわち、対応するポリペプチド)の機能的発現の解消を指す。そのような遺伝子編集としては、コード配列の完全若しくは部分的な遺伝子欠失若しくは破壊、又は重要なシス作用性発現制御配列の欠失が挙げられる。
【0050】
体細胞は、Sox2、Oct3/4、c-Myc、Nanog、Lin28、及びklf4から選択される再プログラミング因子の発現によって再プログラミングされ得る。いくつかの実施形態では、再プログラミング因子は、Sox2、Oct3/4、c-Myc、Nanog、Lin28、及びklf4である。いくつかの実施形態では、再プログラミング因子は、Sox2、Oct3/4、c-Myc、及びklf4である。iPSCを調製するための方法は、例えば、参照によりそれらの全体で本明細書に組み込まれる、米国特許第10,676,165号、米国特許第9,580,689号、及び米国特許第9,376,664号に記載されている。様々な実施形態では、再プログラミング因子は、レンチウイルス、センダイ、又は麻疹ウイルス系などの周知のウイルスベクター系を使用して発現される。代替的に、再プログラミング因子は、再プログラミング因子をコードするmRNA(複数可)を体細胞に導入することによって発現させることができる。なおも更に、iPSCは、再プログラミング因子を発現する非統合性エピソームプラスミドを導入することによって、すなわち、無導入遺伝子及び無ウイルスiPSCの生成のために、生成され得る。限られた複製能力を有し、したがって、いくつかの細胞世代にわたって失われる、公知のエピソームプラスミドを採用することができる。
【0051】
いくつかの実施形態では、ヒト多能性幹細胞(例えば、iPSC)は、遺伝子編集される。遺伝子編集としては、例えば、HLA遺伝子の修飾(例えば、1つ以上のHLAクラスI及び/若しくはHLAクラスIIの遺伝子の欠失)、β2ミクログロブリン(β2M)の欠失、CIITAの欠失、顆粒球若しくは貪食細胞受容体遺伝子の欠失若しくは付加、又はキメラ抗原受容体(CAR)遺伝子の付加が挙げられ得るが、これらに限定されない。例示的なCAR細胞(例えば、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球)は、CD19、CD38、CD33、CD47、及びCD20のうちの1つ以上などの腫瘍抗原を標的とすることができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、iPSCは、長さが16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、26個、又はそれ以上のヌクレオチドであるgRNAを使用して遺伝子編集される。いくつかの実施形態では、gRNAは、5’末端若しくはその付近における(例えば、5’末端の1~10個、1~5個、若しくは1~2個のヌクレオチド内の)修飾、及び/又は3’末端若しくはその付近における(例えば、3’末端の1~10個、1~5個、若しくは1~2個のヌクレオチド内の)修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾gRNAは、ヌクレアーゼに対する耐性の増加を示す。いくつかの実施形態では、gRNAは、2つの別個のRNA分子を含む(すなわち、「二重gRNA」)。二重gRNAは、「crispr RNA」(又は「crRNA」)及び「tracr RNA」という2つの別個のRNA分子を含み、当業者に周知である。
【0053】
一般的に、本開示の様々な実施形態に従って適用することができる、様々な遺伝子編集技術が公知である。遺伝子編集技術としては、ジンクフィンガー(ZF)、転写活性化因子様エフェクター(TALE)などが挙げられるが、これらに限定されない。これらのDNA結合ドメインのうちの1つ以上及びFoklエンドヌクレアーゼの切断ドメインを含む融合タンパク質を使用して、細胞内のDNAの所望の領域に二本鎖切断を生成することができる(例えば、全ての内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2012/0064620号、米国特許出願公開第2011/0239315号、米国特許第8,470,973号、米国特許出願公開第2013/0217119号、米国特許第8,420,782号、米国特許出願公開第2011/0301073号、米国特許出願公開第2011/0145940号、米国特許第8,450,471号、米国特許第8,440,431号、米国特許第8,440,432号、及び米国特許出願公開第2013/0122581号を参照されたい)。いくつかの実施形態では、遺伝子編集は、当該技術分野で公知のCRISPR関連Cas系(例えば、CRISPR-Cas9)を使用して行われる。例えば、各々が参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、US8,697,359、US8,906,616、及びUS8,999,641を参照されたい。様々な実施形態では、遺伝子編集は、II型Casエンドヌクレアーゼ(Cas9など)を採用するか、又はV型Casエンドヌクレアーゼ(Cas12aなど)を採用する。II型及びV型Casエンドヌクレアーゼは、ガイドRNA依存性である。(標的外編集を制限又は回避しながら)所望の遺伝子編集を導くためのgRNAの設計が、当該技術分野で公知である。例えば、Mohr SE,et al.,CRISPR guide RNA design for research applications,FEBS J.2016 Sep;283(17):3232-3238を参照されたい。なおも他の実施形態では、S.pyogenes Cas9又はPrevotella及びFrancisella1(Cpf1若しくはCas12a)に対する(低い一次配列相同性であるが)相同性を有する非正準II型又はV型Casエンドヌクレアーゼを採用することができる。多数のそのような非正準Casエンドヌクレアーゼが、当該技術分野で公知である。Nidhi S,et al.Novel CRISPR-Cas Systems:An Updated Review of the Current Achievements,Applications,and Future Research Perspectives,Int J Mol Sci.2021 Apr;22(7):3327。なおも他の実施形態では、遺伝子編集は、二本鎖切断を起こすことなく変異を組み込むために、塩基編集又はプライム編集を採用する。例えば、Antoniou P,et al.,Base and Prime Editing Technologies for Blood Disorders,Front.Genome Ed.,28 January 2021、Matsuokas IG,Prime Editing:Genome Editing for Rare Genetic Diseases Without Double-Strand Breaks or Donor DNA,Front.Genet.,09 June 2020を参照されたい。デッドCas(dCas)をガイドRNA依存性系として使用して、DNA修飾酵素を所望の標的に標的化するためのdCas系(例えば、Cas融合タンパク質)の使用を含む、様々な他の遺伝子編集プロセスが公知である。Brezgin S,Dead Cas Systems:Types,Principles,and Applications,Int J Mol Sci.2019 Dec;20(23):6041。
【0054】
二本鎖DNA切断を生成することなく正確なゲノム改変を導入することができる塩基エディタもまた、細胞(例えば、iPSC)における遺伝子編集(例えば、遺伝子療法ベクターの設計)に使用することができる。塩基エディタは、本質的に、DSBを作製することができず、核酸塩基デアミナーゼ酵素、場合によっては、DNAグリコシラーゼ阻害剤に融合される、Cas9ニッカーゼ(nCas9)などの触媒不活性化ヌクレアーゼを含む。現在、C>T及びA>G転換を触媒する、シチジン塩基エディタ(CBE)及びアデニン塩基エディタ(ABE)という塩基エディタの2つの主要なカテゴリがある。塩基エディタは、例えば、HDAd5/35++ベクターを介して送達され、プロモーター及びエンハンサーを効率的に編集して、遺伝子を活性化又は不活性化することができる。例示的な方法は、米国特許第9,840,699号、同第10,167,457号、同第10,113,163号、同第11,306,324号、同第11,268,082号、同第11,319,532号、及び同第11,155,803号に記載されている。また、WO2020/191153に記載されているように、Casエンドヌクレアーゼにコンジュゲートされた(例えば、それと融合された)逆転写酵素、及びガイドRNAにコンジュゲートされた(例えば、それと融合された)DNA合成テンプレートとして有用なポリヌクレオチドを含む、プライムエディタも企図される。
【0055】
ゲノム編集用途に使用することができる例示的なベクターとしては、プラスミド、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター(例えば、Ad5/35、Ad5、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、パルボウイルス(例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、バキュロウイルスベクター、コロナウイルス、オルトミキソウイルス(例えば、インフルエンザウイルス)、ラブドウイルス(例えば、狂犬病及び水疱性口内炎ウイルス)、パラミキソウイルス(例えば、麻疹及びセンダイ)などの陰性鎖RNAウイルス、ピコルナウイルス及びアルファウイルスなどの陽性鎖RNAウイルス、並びにヘルペスウイルス(例えば、単純ヘルペスウイルス1型及び2型、エプスタインバーウイルス、サイトメガロウイルス)、及びポックスウイルス(例えば、カナリア痘、ワクシニア、又は改変ワクシニアウイルスを含む、二本鎖DNAウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。目的の核酸分子を含むベクターは、形質導入、トランスフェクション、感染、及びエレクトロポレーションを含むがこれらに限定されない、当該技術分野で公知である任意の方法を介して、細胞(例えば、iPS細胞、内皮細胞、造血内皮細胞、HSC(ST-HSC又はLT-HSC)に送達され得る。これらのベクターのうちのいずれかは、転位性要素(ピギーバックトランスポゾン又はスリーピングビューティトランスポゾンなど)を含み得る。トランスポゾンは、DNAの特異的配列を脊椎動物のゲノムに挿入する。目的の遺伝子は、細胞の核ゲノム内に存在する類似の切除部位のトランスポザーゼ触媒切断によって、哺乳動物細胞のゲノムに組み込むことができる。
【0056】
増加した効率のために、いくつかの実施形態では、Cas及びgRNAを細胞内に送達される前に組み合わせることができる。Cas-gRNA複合体は、リボ核タンパク質(RNP)として知られている。いくつかの方法が、細胞へのRNPの直接送達のために開発されている。例えば、RNPは、リポフェクション又はエレクトロポレーションによって培養中の細胞に送達することができる。ヌクレオフェクションプロトコルを使用するエレクトロポレーションを採用することができ、この手順は、RNPが迅速に細胞の核に進入することを可能にするため、即時にゲノムを切断し始めることができる。例えば、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、Zhang S,Shen J,Li D,Cheng Y.Strategies in the delivery of Cas9 ribonucleoprotein for CRISPR/Cas9 genome editing.Theranostics.2021 Jan 1;11(2):614-648を参照されたい。いくつかの実施形態では、Cas9及びgRNAは、RNPとしてドナーiPSC及び/又はHSCにエレクトロポレーションされる。
【0057】
一般的に、プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)が、Casヌクレアーゼが切断するために必要とされ、一般的に、切断部位の下流に3~4個のヌクレオチドが見出される。PAMは、CRISPR-Cas9などのCRISPR系による切断のために標的化されるDNA領域に続く、短いDNA配列(通常、長さが2~6塩基対)である。いくつかの実施形態では、HLA遺伝子座のハプロタイプ又は多形体を標的化するPAM配列、sgRNA、又は塩基編集ツールは、4つのG、4つのC、GC反復、又はそれらの組み合わせを含まない。
【0058】
いくつかの実施形態では、独自のHLAハプロタイプに特異的なCRISPR/Cas9系は、本明細書に記載されるgRNAを使用して、ドナー特異的HLA-A、HLA-DPB1、及びHLA-DQB1遺伝子(例えば)の各々を標的化する単一gRNAを設計することによって開発することができる。遺伝子ノックアウトを実施するために、gRNAは、Cas9タンパク質を、編集するための適切な部位に標的化する。次に、Cas9タンパク質は、二本鎖切断(DSB)を実施することができ、DNAは、フレームシフト変異をもたらすインデルを生成し、結果として生じるタンパク質の機能を終了させる非相同末端結合(NHEJ)機構を通して修復する。しかしながら、標的外遺伝子組換えが起こり、そうでなければインタクトな遺伝子の機能を改変し得る。例えば、Cas9エンドヌクレアーゼは、ある程度の不適合の存在下でさえも、望ましくない標的外位置にDSBを生成し得る。この標的外活性は、点変異及びゲノム構造変動などのゲノム不安定性事象を生じ得る。様々な実施形態では、HLA-Aを標的化するsgRNAは、29942532-29942626として定義される染色体6の領域を標的化することができる。様々な実施形態では、HLA-DQB1を標的化するsgRNAは、32665067-32664798として定義される染色体6の領域を標的化することができる。様々な実施形態では、HLA-DPB1を標的化するsgRNAは、33080672-33080935として定義される染色体6の領域を標的化することができる。
【0059】
gRNAを使用して、クローンiPSCを開発することができる。そのようなiPSC株は、例えば、本明細書に記載される配列決定を使用して、(i)標的上編集、(ii)標的外編集、及び(iii)転座編集について評価することができる。具体的には、そのようなアッセイは、目的の領域を標的化及び濃縮するように設計されたプライマーを用いたマルチプレックスPCR、続いて、次世代配列決定(例えば、Amplicon配列決定、AMP-seq)によって実施することができる。標的上パネル及び転座パネルは、意図された編集領域を増幅し、意図されていないDSB切断部位融合から生じる染色体転座を含まない、予期される編集を有するiPSCクローンの選択を可能にすることができる。標的外パネルは、配列決定を介して同定される任意の潜在的標的外領域を濃縮することができ、無視できる標的外変異を有するiPSCクローンの選択を可能にする。一緒に、これらのアッセイは、潜在的なCRISPR/Cas9関連ゲノム完全性の問題を除外しながら、所望の編集を有するクローンを選択するためのiPSCクローンのスクリーニングを可能にする。
【0060】
いくつかの実施形態では、再プログラミング及び編集されたiPSCのゲノムの安定性及び完全性を更に確実にするために、遺伝子及びゲノムアッセイを実施して、例えば、転座及び変異事象を受けず、エピソームベクターを組み込まなかったクローンを選択することができる。例えば、全ゲノム配列決定(WGS)が、再プログラミング後にCD34+細胞及びiPSCクローンで実施され、ゲノムが、編集から生じる差異について比較される。これらの分析は、どのiPSCクローンゲノムがCD34+出発物質と異なるかという評価を提供し、再プログラミング中に変異を生じなかったiPSCクローンの情報に基づく選択を可能にする。
【0061】
いくつかの実施形態では、KARYOSTATアッセイなどの系を使用する核型分析が、例えば、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、Ramme AP,et al,“Supporting dataset of two integration-free induced pluripotent stem cell lines from related human donors,”Data Brief.2021 May 15;37:107140に記載されているように、再プログラミング中にインデル及び転座を生じなかったiPSCクローンを選択するために使用される。KARYOSTATアッセイは、Gバンディング核型分析と同様の分解能で染色体異常の可視化を可能にする。検出することができる構造異常のサイズは、染色体獲得については>2Mb、染色体損失については>1Mbである。KARYOSTATアレイは、低解像度DNAコピー数分析による均衡の保たれた全ゲノムカバレッジのために機能化され、アレイは、14,000個のOMIM標的を含む36,000個全てのRefSeq遺伝子をカバーする。アッセイは、異数性、超微視的異常、及びモザイク事象の検出を可能にする。
【0062】
いくつかの実施形態では、アレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション(aCGH)分析が、例えば、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、Wiesner et al.“Molecular Techniques,”Editor(s):Klaus J.Busam,Pedram Gerami,Richard A.Scolyer,“Pathology of Melanocytic Tumors,”Elsevier,2019,pp.364-373,ISBN 9780323374576、及びHussein SM,et al.“Copy number variation and selection during reprogramming to pluripotency,”Nature.2011 Mar 3;471(7336):58-62に記載されているように、再プログラミング中にコピー数異常(CNA)を生じなかったiPSCクローンを選択するために使用される。aCGHは、試料DNAを参照DNAと比較することによってCNAについてゲノム全体を分析する技術である。
【0063】
いくつかの実施形態では、標的ヘム悪性腫瘍NGSパネル分析が、再プログラミング中に血液学的悪性変異を生じなかったiPSCクローンを選択するために使用される。例えば、標的ヘム悪性腫瘍NGSパネルは、骨髄性白血病、リンパ腫、及び/又は他の血液悪性腫瘍関連遺伝子に焦点を当て、より広範な方法よりも小さく管理可能なデータセットを生成することができる。標的ヘム悪性腫瘍NGSパネル分析は、血液悪性腫瘍に関連する領域を増幅するための高度に多重化されたPCRの使用、続いて、次世代配列決定を含む。
【0064】
いくつかの実施形態では、液滴デジタルPCR(ddPCR)が、エピソームベクターを組み込まず、エピソームベクタークリアランスのために十分に継代したiPSCクローンを選択するために使用される。本明細書で考察されるように、CD34+細胞のiPSC再プログラミングは、再プログラミング因子をコードするエピソームベクターを送達することによって達成することができる。しかしながら、エピソームベクターは、稀ではあるが、発達過程、恒常性などを破壊し得る細胞ゲノムに無作為に組み込むことができる。したがって、ddPCR法を使用して、iPSC培養物中の残留エピソームベクターを検出し、エピソームベクターを組み込まなかったiPSCクローンの選択を可能にすることができる。
【0065】
いくつかの実施形態では、選択されたクローンが編集に関連するゲノム異常を含まないことを評価した後、クローンを増殖中に生じ得る自発的変異について追加的に検査することができる。例えば、事前編集された再プログラミングされたクローンについて記載されるように、例えば、血液悪性腫瘍遺伝子、インデル、転座、数の異常に影響を及ぼす変異である。自発的変異の分析としては、全ゲノム配列決定(WGS)、KARYOSTAT分析、アレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション(aCGH)分析、標的ヘム悪性腫瘍NGSパネルAMP-Seq分析、及び/又は液滴デジタルPCR(ddPCR)が挙げられ得る。
【0066】
様々な実施形態では、iPSCが調製され、培養系を使用して増殖される。増殖したiPSCは、胚様体(EB)を生成するための培養物から回収することができる。iPSCの分化によって生成されるEBは、iPSCの三次元凝集体であり、分化方法(複数可)に基づいて3つ(又は代替的に2つ若しくは1つ)の胚性生殖細胞層を含む。EBの調製は、例えば、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、US2019/0177695に記載されている。いくつかの実施形態では、iPSCの分化によって調製されるEBは、例えば、Abecasis B.et al.,Expansion of 3D human induced pluripotent stem cell aggregates in bioreactors:Bioprocess intensification and scaling-up approaches.J.of Biotechnol.246(2017)81-93に記載されているように、バイオリアクター内で増殖される。EBを使用して、任意の所望の細胞型を生成することができる。EBの増殖又は分化のための3D懸濁液培養を含む他の方法が、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、WO2020/086889に記載されている。
【0067】
いくつかの実施形態では、各態様によるプロセスは、多能性幹細胞(例えば、EB)からCD34+濃縮細胞を生成し、内皮・造血転換を誘導することを含むことができる。LT-HSCの比較的高い頻度を含むHSCは、機械的、生化学的、代謝的、及び/又は局所的刺激、並びに細胞外基質、ニッチ因子、細胞外因性因子などの因子、細胞内因性特性の誘導を含み、かつ薬理学的及び/又は遺伝的手段を含む、様々な刺激又は因子を使用して、細胞集団から生成することができる。
【0068】
いくつかの実施形態では、本方法は、EHTの誘導の前に、多能性幹細胞から造血能を有する内皮細胞を調製することを含む。いくつかの実施形態では、GATA2/ETV2、GATA2/TAL1、又はER71/GATA2/SCLの複合過剰発現は、PSC源からの造血能を有する内皮細胞の形成につながり得る。いくつかの実施形態では、本方法は、iPSCにおけるE26形質転換特異的バリアント2(ETV2)転写因子の過剰発現を含む。ETV2は、ETV2の構成的又は誘導性発現のために、及び無導入遺伝子造血性ECの産生のために、コード化非統合性エピソームプラスミドの導入によって発現させることができる。いくつかの実施形態では、ETV2は、iPSCに導入されたmRNAから発現される。mRNAは、エレクトロポレーション又はリポフェクションを含む任意の利用可能な方法を使用して導入することができる。ETV2を発現する細胞の分化は、VEGF-Aの付加を含むことができる。Wang K,et al.,Robust differentiation of human pluripotent stem cells into endothelial cells via temporal modulation of ETV2 with mRNA.Sci.Adv.Vol.6(2020)を参照されたい。このようにして生成された細胞は、本開示の実施形態に従って、CD34+細胞を産生し、EHTを誘導するために使用され得る。
【0069】
CD34+濃縮後、次いで、HSCが、機械的、生化学的、薬理学的、及び/若しくは遺伝的刺激又は修飾を使用して内皮細胞から生成される。
【0070】
いくつかの実施形態では、iPSC分化は、細胞が少なくとも約10%のCD34+、又は少なくとも約20%のCD34+、又は少なくとも約25%のCD34+、又は少なくとも約30%のCD34+になるまで進行する。いくつかの実施形態では、CD34濃縮及びEHTは、例えば、8日目、9日目、10日目、11日目、12日目、13日目、又は14日目などのiPSC分化の7日目~14日目に誘導され得る。iPSCの分化は、公知の技術によるものであり得る。いくつかの実施形態では、iPSC分化は、bFGF、Y27632、BMP4、VEGF、SCF、EPO、TPO、IL-6、IL-11、及び/又はIGF-1の組み合わせなどであるがこれらに限定されない、因子を伴う。いくつかの実施形態では、hPSCは、無フィーダー、無血清、及び/又はGMP適合性材料を使用して分化される。無血清培養物は、一般的に、サイトカイン/成長因子/小分子のカクテルを含む。
【0071】
単球系統分化は、本質的に、Yanagimachi et al.Robust and Highly Efficient Differentiation of Functional Monocytic Cells from Human Pluripotent Stem Cells under Serum-and Feeder Cell-Free Conditions.PLOS ONE.2013 Apr 3;8(4):e59243に開示されるように5つの連続ステップで行うことができるか、又はそれに改善(サイトカイン若しくはステップのうちの1つを置き換える又は省略して機能性単球の分化を加速するなどであるが、これに限定されない)を加えて行うことができる。
【0072】
非限定的な例では、単離された単球は、M-CSFを補充した無血清で培養することができる。次いで、M1マクロファージ分極の場合はLPS+IFN-γ、又はM2aマクロファージ分極の場合はIL-4を添加することによって、細胞を刺激することができる。M1マクロファージは、高レベルのCD80及びCCR7マーカー、並びに低レベルのCD206及びCD209によって同定することができる。対照的に、M2aマクロファージは、任意選択的にCD80及びCCR7について陰性又は低いCD206及びCD209によって同定することができる。マクロファージの機能性は、蛍光標識E.coliを使用した貪食アッセイなどであるが、これに限定される周知の技法を用いて実証することができる。
【0073】
代替的に、いくつかの実施形態では、STOマウス線維芽細胞のフィーダー層などのフィーダー細胞を使用して、骨髄細胞(例えば、貪食細胞又はそれらの前駆体)を増殖させることができる。いくつかの実施形態では、hPSCは、血清含有培地中で、STOマウス線維芽細胞又は血液由来の末梢血単核細胞(PBMC)又は臍帯血由来の間葉系幹細胞又はリンパ球由来のがん細胞株細胞のフィーダー層である、OP9などのマウス骨髄由来のフィーダー細胞と共培養される。培養物は、成長因子及びサイトカインを含有して、胚様体又は単層系の分化を支援することができる。フィーダー細胞共培養系を使用して、単球又はマクロファージ、樹状細胞、好中球、NK細胞、Tリンパ球、Bリンパ球、巨核球、及び赤血球を含む、いくつかの造血系統に更に分化させることができる多能性HSPCを生成することができる。Netsrithong R.et al.,Multilineage differentiation potential of hematoendothelial progenitors derived from human induced pluripotent stem cells,Stem Cell Research & Therapy Vol.11 Art.481(2020)を参照されたい。代替的に、特異的なシグナルとともに定義された条件を使用する段階的プロセスを使用することができる。例えば、ヒトPSCにおけるHOXA9、ERG、RORA、SOX4、及びMYBの発現は、多分化能を有するCD34+/CD45+前駆細胞への直接分化に有利に働く。更に、HOXB4、CDX4、SCL/TAL1、又はRUNX1aなどの因子の発現は、ヒトPSCにおける造血プログラムを支援する。Doulatov S.et al.,Induction of multipotential hematopoietic progenitors from human pluripotent stem cells via re-specification of lineage-restricted precursors,Cell Stem Cell.2013 Oct 3;13(4)を参照されたい。
【0074】
EHTの誘導は、任意の公知のプロセスを用いたものであり得る。いくつかの実施形態では、EHTの誘導は、LT-HSCを含む造血幹細胞(HSC)集団を生成する。いくつかの実施形態では、EHTは、機械的、生化学的、薬理学的及び/又は遺伝的手段を使用して(例えば、刺激、阻害、及び/又は遺伝子組換えを介して)、内皮又は造血内皮細胞(HEC)前駆体を通してHSCを生成する。いくつかの実施形態では、EHTは、長期造血幹細胞(LT-HSC)、短期造血幹細胞(ST-HSC)、及び造血幹前駆細胞のうちの1つ以上を含む、幹細胞集団を生成する。実施形態では、EHTは、TPO、SCF、Flt3L、IL3、IL-6、IL7、IL-11、IGF、bFGF、及びIL15から選択される1つ以上の成長因子及びサイトカインを含む培地を使用して行われる。培地は、任意選択的に、VEGF、bFGF、BMP活性化剤、Wnt経路活性化剤、又はROCK阻害剤(例えば、チアゾビビン若しくはY27632)のうちの1つ以上を含み得る。
【0075】
いくつかの実施形態では、本方法は、機械的、遺伝的、生化学的、又は薬理学的手段によるものであり得る、PSC、胚様体、CD34+濃縮細胞、EC、HEC、又はHSCにおけるdnmt3bの発現又は活性を増加させることを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、細胞におけるDNA(シトシン-5-)-メチルトランスフェラーゼ3β(Dnmt3b)及び/又はGTPase IMAPファミリーメンバー6(Gimap6)の活性又は発現を増加させることを含む。参照によりそれらの全体で本明細書に組み込まれる、WO2019/236943及びWO2021/119061を参照されたい。いくつかの実施形態では、EHTの誘導は、dnmt3bの発現又は活性を増加させることを含む。
【0076】
いくつかの実施形態では、細胞は、Dnmt3bの活性又は発現を増加させる機械感受性受容体又は機械感受性チャネルの有効量のアゴニストと接触される。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Piezolである。例示的なPiezolアゴニストは、Yoda1である。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Trpv4である。例示的なTrpv4アゴニストは、GSK1016790Aである。Yodal(2-[5-[[(2,6-ジクロロフェニル)メチル]チオ]-l,3,4-チアジアゾール-2-イル]-ピラジン)は、機械感受性イオンチャネルPiezolのために開発された小分子アゴニストである。Syeda R,Chemical activation of the mechanotransduction channel Piezol.eLife(2015).
【0077】
Yodalの誘導体を、様々な実施形態で採用することができる。例えば、2,6-ジクロロフェニルコアを含む誘導体が、いくつかの実施形態で採用される。例示的なアゴニストが、Evans EL,et al.,Yoda1 analogue(Dooku1)which antagonizes Yoda1-evoked activation of Piezo1 and aortic relaxation,British J.of Pharmacology 175(1744-1759):2018に開示されている。なおも他のPiezo1アゴニストとしては、Jedi1、Jedi2、ssRNA40、並びにそれらの誘導体及び類似体が挙げられる。参照によりそれらの全体で本明細書に組み込まれる、Wang Y.,et al.,A lever-like transduction pathway for long-distance chemical-and mechano-gating of the mechanosensitive Piezo1 channel.Nature Communications(2018)9:1300、Sugisawa,et al.,RNA Sensing by Gut Piezo1 Is Essential for Systemic Serotonin Synthesis,Cell,Volume 182,Issue 3,2020,Pages 609-624を参照されたい。これらのPiezo1アゴニストは、市販されている。様々な実施形態では、Piezo1アゴニスト又は誘導体の有効量は、約1μM~約500μM、若しくは約5μM~約200μM、若しくは約5μM~約100μM、又はいくつかの実施形態では、約25μM~約150μM、若しくは約25μM~約100μM、若しくは約25μM~約50μMの範囲である。
【0078】
様々な実施形態では、薬理学的Piezo1活性化が、CD34+細胞(すなわち、CD34濃縮細胞)に適用される。ある特定の実施形態では、薬理学的Piezo1活性化は、更に、iPSC、胚様体、EC、造血内皮細胞(HEC)、HSC、造血前駆細胞、並びに造血系統(複数可)に適用され得る。ある特定の実施形態では、Piezo1活性化は、少なくとも、iPSCから生成されたEB、EBから単離されたCD34+細胞、及び/又はそれらの組み合わせに適用される。
【0079】
代替的に、又は加えて、Dnmt3bの活性又は発現は、細胞において、例えば、CD34濃縮細胞において直接増加させることができる。例えば、Dnmt3bのmRNA発現は、Dnmt3bをコードする転写産物を細胞に送達することによって、又はDnmt3bをコードする導入遺伝子を導入することによって、又は非統合性エピソームを細胞に導入することに限定されない、無導入遺伝子方法によって増加させることができる。いくつかの実施形態では、遺伝子編集は、限定されるものではないが、プロモーター強度、リボソーム結合、RNA安定性を増加させ、かつ/又はRNAスプライシングに影響を及ぼすためなどに、細胞におけるDnmt3b発現要素に遺伝子組換えを導入するために採用される。
【0080】
いくつかの実施形態では、本方法は、単独で、あるいはDnmt3b及び/又は周期的ひずみ若しくはPiezol活性化時に上方若しくは下方制御される他の遺伝子と組み合わせて、細胞におけるGimap6の活性又は発現を増加させることを含む。Gimap6の活性又は発現を増加させるために、Gimap6をコードするmRNA転写物を細胞に導入することができ、エピソームを細胞に導入することを含むがこれに限定されない、無導入遺伝子アプローチを採用することもできるか、又は代替的にGimap6をコードする導入遺伝子を導入することができる。いくつかの実施形態では、遺伝子編集は、細胞におけるGimap6発現要素に遺伝子組換え(プロモーター強度、リボソーム結合、RNA安定性を増加させるため、又はRNAスプライシングに影響を及ぼすための1つ以上の組換えなど)を導入するために採用される。
【0081】
細胞へのmRNA送達を採用する本開示の実施形態では、公知の化学修飾を使用して、細胞における自然免疫応答を回避することができる。例えば、正準ヌクレオチドのみを含む合成RNAは、パターン認識受容体に結合することができ、細胞において強力な免疫応答を誘起することができる。この応答は、翻訳阻止、炎症性サイトカインの分泌、及び細胞死をもたらし得る。ある特定の非正準ヌクレオチドを含むRNAは、自然免疫系による検出を回避することができ、高効率でタンパク質に翻訳することができる。特に自然免疫応答を回避するためのヌクレオチド修飾に関して、参照により本明細書に組み込まれる、US9,181,319を参照されたい。
【0082】
いくつかの実施形態では、Dnmt3b及び/又はGimap6の発現は、導入遺伝子を細胞に導入することによって増加され、これは、所望のレベルの過剰発現を指示することができる(様々なプロモーター強度又は発現制御エレメントの他の選択を伴う)。当該技術分野で公知である様々なウイルスベクター又はトランスフェクション試薬(脂質ナノ粒子を含む)を使用して、導入遺伝子を導入することができる。いくつかの実施形態では、Dnmt3b及び/又はGimap6の発現は、無導入遺伝子方法(例えば、エピソーム送達)によって増加される。いくつかの実施形態では、Dnmt3b及び/若しくはGimap6又は本明細書に開示される他の遺伝子の発現又は活性は、例えば、プロモーターの強度、リボソーム結合、又はRNAの安定性を増加させるための1つ以上の修飾を導入するために、遺伝子編集技術を使用して増加される。
【0083】
いくつかの実施形態では、このプロセスは、例えばPiezo1アゴニストを使用して、dnmt3bの発現を増加させることを伴わない。
【0084】
いくつかの実施形態では、本方法は、周期的2D、3D、又は4D伸張を細胞に適用することを含む。様々な実施形態では、周期的2D、3D、又は4D伸張を受けた細胞は、CD34濃縮細胞、iPSC、EC、及びHECのうちの1つ以上から選択される。例えば、細胞集団が、参照によりその全体で本明細書に組み込まれるWO2017/096215に記載されているように、周期的ひずみ生物力学的伸張を提供するバイオリアクターに導入される。周期的ひずみ生物力学的伸張は、Dnmt3b及び/又はGimap6の活性又は発現を増加させることができる。これらの実施形態では、機械的手段は、細胞に、又はその上で培養された細胞(例えば、EC若しくはHEC)を有する細胞培養表面に伸張力を印加する。例えば、可撓性の生体適合性及び/又は生体模倣表面に取り付けられた伸張力を提供するためのコンピュータ制御真空ポンプシステム又は他の手段(例えば、FlexCell(商標)テンションシステム、サイトストレッチャーシステム)を使用して、定義及び制御された周期的ひずみ条件下で細胞にエクスビボで周期的2D、3D、又は4D伸張を適用することができる。例えば、適用された周期的伸張は、数時間又は数日(例えば、約7日間)で約1%~約20%の周期的ひずみ(例えば、約6%の周期的ひずみ)であり得る。様々な実施形態では、周期的ひずみは、少なくとも約1時間、少なくとも約2時間、少なくとも約6時間、少なくとも約8時間、少なくとも約12時間、少なくとも約24時間、少なくとも約48時間、少なくとも約72時間、少なくとも約96時間、少なくとも約120時間、少なくとも約144時間、又は少なくとも約168時間適用される。様々な実施形態では、周期的伸張は用いられない。
【0085】
代替的に、又は加えて、EHTは、Trpv4活性化によって刺激される。Trpv4活性化は、細胞(例えば、CD34濃縮細胞、EC、又はHEC)を、任意選択的にGSK1016790A、4アルファ-PDD、又はそれらの類似体及び/若しくは誘導体から選択される1つ以上のTrpv4アゴニストと接触させることによるものであり得る。
【0086】
細胞集団が、ある特定の表現型を有するものとして本明細書に記載される場合、表現型は、細胞集団の少なくとも25%、少なくとも40%、又は少なくとも約50%、又は少なくとも約60%、又は少なくとも約75%、又は少なくとも約80%、又は少なくとも約90%などの細胞集団のかなりの部分を表すことが理解される。更に、様々なステップでは、細胞集団が、所望の表現型の少なくとも約75%、又は少なくとも約80%、又は少なくとも約90%を含むように、細胞集団を所望の表現型の細胞について濃縮し、かつ/又は望ましくない表現型の細胞を枯渇させることができる。そのような陽性及び陰性選択方法は、当該技術分野で公知である。例えば、蛍光活性化細胞選別機、又は細胞をある特定の細胞表面抗原と結合する磁気ビーズを使用して、細胞表面抗原(本明細書に記載されるものを含む)に基づいて、細胞を選別することができる。陰性選択カラムを使用して、望ましくない細胞表面マーカーを発現する細胞を除去することができる。いくつかの実施形態では、細胞は、(EHTを受ける前及び/又は後に)CD34+細胞について濃縮される。いくつかの実施形態では、細胞集団は、CD34+細胞の増殖を促進し、それによって、幹細胞の増殖した集団を産生する条件下で培養される。
【0087】
様々な実施形態では、CD34+細胞(例えば、浮遊細胞及び/又は接着細胞)が、iPSC分化の12日目~17日目などのiPSC分化の10日目~20日目に内皮・造血転換を受ける培養物から採取される。
【0088】
様々な実施形態では、HSC又はCD34濃縮細胞は、更に増殖される。例えば、HSC又はCD34濃縮細胞は、参照によりそれらの全体で本明細書に組み込まれる、US8,168,428、US9,028,811、US10,272,110、及びUS10,278,990に開示されている方法に従って増殖させることができる。いくつかの実施形態では、HSC又はCD34濃縮細胞のエクスビボ増殖は、プロスタグランジンE(PGE2)又はPGE誘導体を採用する。本開示のいくつかの実施形態では、HSCは、少なくとも約0.01%のLT-HSC、又は少なくとも約0.05%のLT-HSC、又は少なくとも約0.1%のLT-HSC、又は少なくとも約0.5%のLT-HSC、又は少なくとも約1%のLT-HSCを含む。
【0089】
自然骨髄系統、赤血球系統、及びリンパ系統を生じさせる造血幹細胞(HSC)は、CD34の発現マーカー及び系統特異的マーカー(Lin-と呼ばれる)の不在に基づいて同定することができる。いくつかの実施形態では、HSCを含む幹細胞の集団は、例えば、参照によりその全体で本明細書に組み込まれるUS9,834,754に記載されているように濃縮される。例えば、このプロセスは、CD34、CD90、CD38、及びCD43のうちの1つ以上の発現に基づいて細胞集団を選別することを含むことができる。CD34、CD90、CD38、及びCD43のうちの1つ以上である画分を、更なる分化のために選択することができる。いくつかの実施形態では、造血系統への分化のための幹細胞集団は、少なくとも約80%のCD34、又は少なくとも約90%のCD34、又は少なくとも約95%のCD34である。
【0090】
いくつかの実施形態では、幹細胞集団、又はCD34濃縮細胞若しくはその画分、あるいは誘導体集団は、参照によりその全体で本明細書に組み込まれるUS2020/0308540に記載されているように増殖される。例えば、細胞は、例えば、SR1又はSR1誘導体を含むアリール炭化水素受容体拮抗剤に細胞を曝露することによって増殖される。また、Wagner et al.,Cell Stem Cell 2016;18(1):144-55、及びBoitano A.,et al.,Aryl Hydrocarbon Receptor Antagonists Promote the Expansion of Human Hematopoietic Stem Cells.Science 2010 Sep 10;329(5997):1345-1348を参照されたい。
【0091】
いくつかの実施形態では、CD34細胞の増殖を促進する化合物は、例えば、UM171又はUM729を含むピリミドインドール誘導体を含む(参照により本明細書に組み込まれる、US2020/0308540を参照されたい)。
【0092】
いくつかの実施形態では、幹細胞集団又はCD34+濃縮細胞は、WO2020/205969(参照によりその全体で本明細書に組み込まれる)に記載されているように、ペリオスチン及び/若しくは血小板由来成長因子受容体α(pdgfra)を発現する細胞について更に濃縮されるか、又はペリオスチン及び/若しくはpdgfraを発現するように修飾される。そのような発現は、コード化転写産物を細胞に送達することによる、又はコード化導入遺伝子を導入することによる、又は非統合性エピソームを細胞に導入することに限定されない、無導入遺伝子方法によるものであり得る。いくつかの実施形態では、遺伝子編集は、プロモーター活性若しくは強度、リボソーム結合、RNA安定性を増加させるか、又はRNAスプライシングに影響を及ぼすためなどに、細胞における発現要素に遺伝子組換えを導入するために採用される。
【0093】
なおも他の実施形態では、幹細胞集団又はCD34濃縮細胞は、ヒストンメチルトランスフェラーゼEZH1の阻害剤で培養される。代替的に、EZH1は、幹細胞集団において部分的若しくは完全に欠失若しくは不活性化されるか、又は一過性にサイレンシングされる。EZH1の阻害は、骨髄前駆細胞(例えば、CD34+CD45+)をリンパ系統に指向することができる。参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、WO2018/048828を参照されたい。なおも他の実施形態では、EZH1は、幹細胞集団において過剰発現される。
【0094】
様々な実施形態では、HSC集団又はその画分は、単球、マクロファージ、及び樹状細胞が生成され得る、共通骨髄前駆細胞(CMP)、リンパ球プライム多能性前駆細胞(LMPP)、顆粒球マクロファージDC前駆細胞(GMDP)、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、巨核球/赤血球前駆細胞(MEP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、及びプラズマシトイドDC(pDC)、並びにそれらの画分から選択することができる造血系統に分化する。
【0095】
iPSCの(例えば、EBへの)分化は、CHIR99021などのWNTアゴニストを採用し得る。WNTアゴニストは、WNTシグナル伝達を模倣するか、又は増加させる分子である。WNTアゴニストの非限定的な例としては、小分子CHIR-99021(CAS 252917-06-9)、2-アミノ-4,6-二置換ピリミジン、例えば、BML 284(CAS 853220-52-7)、SKL 2001(CAS 909089-13-0)、WAY 262611(CAS 1123231-07-1)、WAY 316606(CAS 915759-45-4)、SB 216763(CAS 280744-09-4)、IQ 1(CAS 331001-62-8)、QS 11(CAS 944328-88-5)、デオキシコール酸(CAS 83-44-3)、BIO(CAS 667463-62-9)、ケンパウロン(CAS 142273-20-9)、又は(ヘテロ)アリールピリミジンが挙げられる。いくつかの実施形態では、WNTアゴニストは、アゴニスト抗体若しくはその機能的断片、又は抗体様ポリペプチドである。
【0096】
iPSCの(例えば、EBへの)分化は、ROCK阻害剤を採用し得る。iPSCの確立及び分化に使用される例示的なROCK阻害剤としては、チアゾビビン、Y27632、ファスジル、AR122-86、RevitaCell(商標)サプリメント、H-1152、Y-30141、Wf-536、HA-1077、ヒドロキシル-HA-1077、GSK269962A、SB-772077-B、N-(4-ピリジル)-N’-(2,4,6-トリクロロフェニル)ウレア、3-(4-ピリジル)-1H-インドール、及び(R)-(+)-トランス-N-(4-ピリジル)-4-(1-アミノエチル)-シクロヘキサンカルボキサミド、H-100、並びに参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第8,044,201号に開示されているROCK阻害剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【0097】
いくつかの実施形態では、共通骨髄前駆細胞(CMP)、リンパ球プライム多能性前駆細胞(LMPP)、顆粒球マクロファージDC前駆細胞(GMDP)、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、巨核球/赤血球前駆細胞(MEP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、又はプラズマシトイドDC(pDC)が、エクスビボでNotchリガンド(一部若しくは全て)、SHH、細胞外マトリックス成分(複数可)、及び/又はそれらの組み合わせで培養されて、それらの細胞を分化させる。更に、公知のプロセスによれば、異種OP9-DL1、又はSTOマウス線維芽細胞若しくは血液由来の末梢血単核細胞(PBMC)若しくは臍帯血由来の間葉系幹細胞若しくはリンパ球由来のがん細胞株細胞のフィーダー層が、しばしば、造血細胞の自然骨髄細胞、T細胞、又はNK細胞への分化のために採用され、任意選択的に細胞の他の系統への分化に採用され得る。OP9-DL1共培養系は、Notchリガンドデルタ様-1(DLL1)で形質導入された骨髄間質細胞株(OP9)を使用して、幹細胞源からのT細胞発生を支援する。OP9-DL1系は、臨床用途のための細胞の潜在能力を制限する。臨床使用のためにhiPSCから貪食細胞(例えば、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球)を生成することができる無フィーダー細胞系に対する必要性が存在し、いくつかの実施形態では、本発明は、この目的を満たす。非限定的な例では、notchリガンドを利用して成熟貪食細胞を生成するために、iPSC増殖が6日間行われ、約8日間の胚様体形成が続く。細胞が約5日間更に培養されて、HSCが由来するCD34+造血内皮細胞の発生を可能にする。次いで、HCSが、(既に記載されているように)単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球などの骨髄細胞への分化のために、Notchリガンドを含むことができる特定の培地中で培養される。
【0098】
いくつかの実施形態では、胚体造血内皮(definitive hemogenic endothelium)の共通骨髄前駆細胞(CMP)、リンパ球プライム多能性前駆細胞(LMPP)、顆粒球マクロファージDC前駆細胞(GMDP)、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、巨核球/赤血球前駆細胞(MEP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、又はプラズマシトイドDC(pDC)への分化を開始するために、サイトカイン及び/又は成長因子の存在が所望され、これらには、幹細胞因子、Fms様チロシンキナーゼ3リガンド、VEGF、bFGF、SCF、Flt3L、TPO、IL3、IL7、及びIL15、並びに任意選択的にBMP活性化剤が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、貪食細胞前駆細胞又は貪食細胞前駆体の単球、マクロファージ、又は樹状細胞への分化を開始するために、多能性幹細胞由来の貪食細胞前駆細胞又は貪食細胞前駆体が、SCF、Flt3L、IL3、IL7、及びIL15から選択される1つ以上の成長因子及びサイトカインを含む組成物と接触し、培地は、VEGF、bFGF、TPO、BMP活性化剤、及びROCK阻害剤のうちの1つ以上を含まない。
【0099】
本明細書で使用される場合の「Notchリガンド」という用語は、造血幹細胞又は前駆T細胞の膜に存在するNotch受容体ポリペプチドに結合することが可能なリガンドを指す。Notch受容体としては、Notch-1、Notch-2、Notch-3、及びNotch-4が挙げられる。Notchリガンドは、典型的には、アミノ末端に20~22個のアミノ酸を含み、細胞外表面に3~8個のEGF反復を含む、DSLドメイン(D-Delta、S-Serrate、及びL-Lag2)を有する。様々な実施形態では、Notchは、デルタ様-1(DLL1)、デルタ様-4(DLL4)、DeltaMax(参照によりそれらの全体で本明細書に組み込まれる、PCT/US2020/041765及びPCT/US2020/030977に開示される)、又はその機能的部分、Jagged1(JAG1)、Jagged2(JAG2)、デルタ様リガンド3(DLL3)、及びX-デルタ2のうちの少なくとも1つを含む。入ってくるリンパ球前駆細胞にインビボで胸腺間質細胞によって送達される重要なシグナルは、皮質胸腺上皮細胞によって発現されるDL4によって媒介される。
【0100】
本明細書で使用される場合の「Notchリガンド」はまた、インタクトな(完全長)、部分的な(切断型)、又は修飾された(保存的変異などの1つ以上の変異を含む)notchリガンド、並びに完全長Notchリガンドの少なくとも1つの活性又は機能を保持する任意の種に由来するNotchリガンド又はその断片を含む。また、notchリガンドを模倣するペプチドも含まれる。Notchリガンドは、「正準notchリガンド」又は「非正準notchリガンド」であり得る。正準notchリガンドは、典型的には、N末端(NT)ドメイン、続いて、Delta/Serrate/LAG-2(DSL)ドメイン、及び複数のタンデム配列された上皮成長因子(EGF)様反復を含む、細胞外ドメインによって特徴付けられる。DSLドメインは、隣接するNTドメイン、並びにデルタ及びOSM-11様タンパク質(DOS)モチーフを含む最初の2つのEGF反復とともに、典型的には、正準リガンドがNotchに結合するために必要とされる。いくつかの正準リガンドの細胞内ドメインは、Notchシグナル伝達とは無関係な役割を果たす、カルボキシ末端PSD-95/Dlg/ZO-1-リガンド(PDZL)モチーフを含む。
【0101】
いくつかの実施形態では、Notchリガンドは、結合し、Notchシグナル伝達に関与することができる抗Notch(アゴニスト)抗体である。いくつかの実施形態では、抗体は、モノクローナル抗体(ヒト又はヒト化抗体を含む)、一本鎖抗体(scFv)、ナノボディ、又はNotchシグナル伝達経路を活性化することが可能な他の抗体断片若しくは抗原結合分子である。
【0102】
いくつかの実施形態では、Notchリガンドは、デルタファミリーNotchリガンドである。いくつかの実施形態におけるデルタファミリーリガンドは、デルタ-1(Genbank受託番号AF003522、Homo sapiens)、デルタ様1(DLL1、Genbank受託番号NM_005618及びNP_005609、Homo sapiens、Genbank受託番号X80903、148324、M.musculus)、デルタ-4(Genbank受託番号AF273454、BAB18580、Mus musculus、Genbank受託番号AF279305、AAF81912、Homo sapiens)、及び/又はデルタ様4(DLL4、Genbank受託番号Q9NR61、AAF76427、AF253468、NM_019074、Homo sapiens、Genbank受託番号NM 019454、Mus musculus)である。Notchリガンドは、市販されているか、又は例えば、組換えDNA技術によって産生することができる。
【0103】
いくつかの実施形態では、Notchリガンドは、ヒトDLL1又はDLL4 Notchリガンドと少なくとも約70%、又は少なくとも約80%、又は少なくとも約90%、又は少なくとも約95%、又は少なくとも約97%同一(例えば、約100%同一)であるアミノ酸配列を含む。Notchリガンドの機能的誘導体(その断片又は部分を含む)は、Notch受容体に結合し、それを活性化することが可能であろう。Notch受容体への結合は、インビトロ結合アッセイ及び受容体活性化/細胞シグナル伝達アッセイを含む、当該技術分野で公知である様々な方法によって決定され得る。
【0104】
様々な実施形態では、Notchリガンドは、可溶性であり、磁気濃縮又は集中プロセスを可能にするために任意選択的に常磁性である微粒子又はナノ粒子上に任意選択的に固定化される。なおも他の実施形態では、Notchリガンドは、任意選択的にVCAM-1などの他の接着分子を用いて、2D又は3D培養表面上に固定化される。参照によりその全体で本明細書に組み込まれる、US2020/0399599を参照されたい。他の実施形態では、ビーズ又は粒子は、ポリマー(例えば、ポリスチレン若しくはPLGA)、金、デキストラン鉄であるか、又は脂質及び/若しくはタンパク質から形成される粒子などの生物学的物質で構築される。様々な実施形態では、粒子は、約0.01μm(10nm)~約500μm(例えば、約1μm~約7μm)の直径又は最大寸法を有する。なおも他の実施形態では、参照によりその全体で本明細書に組み込まれるWO2020/131582に記載されているように、共役リガンドを有するポリマー足場を採用することができる。例えば、足場は、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、PLGA、アルギン酸塩又はアルギン酸塩誘導体、ゼラチン、コラーゲン、アガロース、ヒアルロン酸、ポリ(リジン)、ポリヒドロキシ酪酸塩、ポリ-イプシロン-カプロラクトン、ポリホスファジン、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アルキレンオキシド)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(アリルアミン)、ポリ(アクリレート)、ポリ(4-アミノメチルスチレン)、プルロニック(登録商標)ポリオール、ポリオキサマー、ポリ(ウロン酸)、ポリ(無水物)、ポリ(ビニルピロリドン)、及びそれらの任意の組み合わせから構築することができる。いくつかの実施形態では、足場は、約1pm~100pmの直径を有する細孔を含む。
【0105】
いくつかの実施形態では、NotchリガンドのC末端は、選択された支持体にコンジュゲートされる。いくつかの実施形態では、これは、例えば、ビオチン分子を通して支持体に酵素的にコンジュゲートすることができるNotchリガンドのC末端に配列を付加することを含むことができる。別の実施形態では、支持体にコンジュゲートされているプロテインA又はプロテインGに結合することによって、Fcセグメントを固定化することができるように、Notchリガンド-Fc融合物が調製される。当然ながら、公知のタンパク質コンジュゲーション方法のうちのいずれかを採用することができる。
【0106】
いくつかの実施形態では、Notchリガンドは、以下のうちの1つ以上(又は全て)などの1つ以上の親和性増強変異を有するDLL4である:hDLL4に関して、G28S、F107L、I143F、H194Y、L206P、N257P、T271L、F280Y、S301R、及びQ305P。Gonzalez-Perez,et al.,Affinity-matured DLL4 ligands as broad-spectrum modulators of Notch signaling,Nature Chemical Biology(2022)を参照されたい。
【0107】
したがって、様々な実施形態では、Notchリガンドは、2D又は3D培養系において固定化し、官能化し、かつ/又は埋め込むことができる。Notchリガンドは、フィブロネクチン、レトロネクチン、及びラミニンから選択される1つ以上などの細胞外基質の成分とともに組み込まれ得る。いくつかの実施形態では、Notchリガンド及び/又は細胞外基質の成分は、3D培養条件を提供する不活性材料に埋め込まれる。例示的な材料としては、セルロース、アルギン酸塩、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。いくつかの実施形態では、Notchリガンド、細胞外基質の成分、又はそれらの組み合わせは、分化及び/又は増殖を助長する局所的パターン及び/又はテクスチャ(例えば、粗度)を細胞に提供する培養条件と接触している。
【0108】
様々な実施形態では、HSC/HSPC集団は、人工胸腺オルガノイド(ATO)中で培養される。Hagen,M.et al.(2019)を参照されたい。ATOには、無血清条件下でNotchリガンド発現間質細胞株でのHSC(又はHSCの凝集体)の培養が含まれる。人工胸腺オルガノイドは、3D系であり、造血前駆体のナイーブCD3CD8及びCD3CD4T細胞又は骨髄系統細胞への分化を誘導する。いくつかの実施形態では、人工胸腺オルガノイドは、DLL4及びBMP2、又はその機能的断片を含む。
【0109】
いくつかの態様及び実施形態では、本発明は、共通骨髄前駆細胞(CMP)、リンパ球プライム多能性前駆細胞(LMPP)、顆粒球マクロファージDC前駆細胞(GMDP)、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、巨核球/赤血球前駆細胞(MEP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、又はプラズマシトイドDC(pDC)を得るための培養プラットフォームを提供する。培養プラットフォームは、細胞(例えば、EB由来のCD34+細胞)を、Dnmt3bの活性又は発現を増加させる機械感受性受容体又は機械感受性チャネルの有効量のアゴニストと接触させることを含む。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Piezolである。例示的なPiezolアゴニストとしては、Yoda1、ssRNA40、Jedi1、及びJedi2が挙げられる。いくつかの実施形態では、機械感受性受容体は、Trpv4である。例示的なTrpv4アゴニストは、GSK1016790Aである。培地は、TPO、SCF、Flt3L、IL3、IL-6、IL7、IL-11、IGF、bFGF、及びIL15から選択される1つ以上の成長因子及びサイトカインを含み得る。培地は、任意選択的に、VEGF、bFGF、BMP活性化剤、Wnt経路活性化剤、又はROCK阻害剤(例えば、チアゾビビン若しくはY27632)のうちの1つ以上を含み得る。その後、細胞が、所望の骨髄細胞又はその前駆体(例えば、既に記載されている、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球、又はそれらの前駆体)への分化に好適な1つ以上の成長因子/サイトカイン/アゴニスト又は阻害剤の存在下で培養される。いくつかの実施形態では、培地は、HSCの、貪食細胞前駆細胞(例えば、共通骨髄前駆細胞(CMP)、リンパ球プライム多能性前駆細胞(LMPP)、顆粒球マクロファージDC前駆細胞(GMDP)、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、巨核球/赤血球前駆細胞(MEP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、顆粒球及びマクロファージ前駆細胞(GMP)、顆粒球-マクロファージ前駆細胞(GMP)、及びプラズマシトイドDC(pDC)への分化に好適である。例えば、分化培養の開始時に、IL-3、IL-7、IL-15、SCF、及びFLT-3Lが添加され、次の段階で、培地に、IL-3を除く前述のサイトカインが補充される。代替的に、細胞が、最初にSCF、FLt-3L、TPO、GM-CSF、IL-3、及びIL-6で培養され、次いで、IGF-1、SIS3、IL-7、及びIL-21、又は顆粒球-マクロファージ-コロニー刺激因子(GM-CSF)、顆粒球-コロニー刺激因子(G-CSF)、インターロイキン-6(IL-6)、インターロイキン-4(IL-4)、白血病抑制因子(LIF)、及びマクロファージ炎症性タンパク質-1アルファ(MIP-Iアルファ)のうちの1つ以上で培養される。
【0110】
いくつかの実施形態では、HSC集団又はその画分は、Yoda1などの機械感受性受容体又は機械感受性チャネルのアゴニストの使用とは無関係に、骨髄系統細胞又はその前駆細胞又は誘導体に分化する。いくつかの実施形態では、Yoda1などの機械感受性受容体又は機械感受性チャネルのアゴニストの使用は、任意選択的である。したがって、いくつかの実施形態では、CD34+細胞が、CD34+濃縮集団を調製するために、分化した多能性幹細胞集団から濃縮される。Yoda1、jedi1、jedi2、ssRNA40などの機械感受性受容体又は機械感受性チャネルのアゴニストの使用が任意選択的である、CD34+濃縮細胞集団の内皮・造血転換が、少なくとも2日であるが12日以下にわたって誘導される。HSC及び/又はHSPCが、前駆骨髄系統細胞集団又は骨髄系統細胞集団に分化する。
【0111】
いくつかの実施形態では、CD34+濃縮細胞集団の内皮・造血転換は、少なくとも2日間、更に合計少なくとも約4時間、又は約8時間、又は約12時間、又は約16時間、又は約20時間、又は約24時間、又は約2日間、又は約3日間、又は約4日間、又は約5日間、又は約6日間、又は約7日間、又は約8日間、又は約9日間、又は約10日間であるが、12日間以下誘導される。例示的な実施形態では、EHTは、4 約4日間~約10日間、又は約5~約8日間(例えば、5~7日間の範囲)誘導される。
【0112】
いくつかの実施形態では、細胞は、iPSC、胚様体、hCD34+細胞、又は骨髄前駆体の遺伝子編集に基づいて、又は標的細胞集団におけるmRNA発現を介して、CARを発現する。加えて、又は任意選択的に、細胞は、サイトカイン(例えば、IL-4、IL-6、IL-15など、又はインターフェロン)を発現して、腫瘍を標的とする際にCARをより強力にするように操作され得る。
【0113】
非限定的な例では、細胞(例えば、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球、又はそれらの前駆体)は、第一、第二、第三、第四、又は第五世代CARを運ぶ、レトロウイルス若しくは非組み込みウイルスベクター(例えば、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、組み込み欠損レトロレンチウイルス、ポックスウイルス)又は非ウイルスベクター(例えば、プラスミドベクター、人工染色体)又はエピソーム若しくはエピソームハイブリッドベクター)などであるが、これらに限定されないベクターによって効率的に形質導入され得る(例えば、Sadelain et al.,Cancer Discov.3(4):388-398(2013)、Jensen et al.,Immunol.Rev.257:127-133(2014)、Sharpe et al.,Dis.Model Meeh.8(4):337-350(2015)、Brentjens et al.,Clin.Cancer Res.13:5426-5435(2007)、Gade et al.,Cancer Res.65:9080-9088(2005)、Maher et al.,Nat.Biotechnol.20:70-75(2002)、Kershaw et al.,J.Immunol.173:2143-2150(2004)、Sadelain et al.,Curr.Opin.Immunol.(2009)、Hollyman et al.,J.Immunother.32:169-180(2009))を参照されたい。これらの前述の参考文献は各々、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。CARは、腫瘍関連抗原又はマーカー(例えば、CD19、CD38、CD33、CD47、CD20など)を標的とし得る。CAR発現は、通例のプロトコルに従って、異なる貪食細胞(例えば、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球)又はそのサブセットにわたって実証することができる。CAR細胞(例えば、CAR.CD19-マクロファージ細胞、CAR.CD38-マクロファージ細胞、CAR.CD33-マクロファージ細胞、CAR.CD47-マクロファージ細胞、CAR.CD20-マクロファージ細胞など)は、改変されていないマクロファージ細胞と比較して、CD19、CD38、CD33、CD47、CD20細胞株及び患者(例えば、B細胞前駆体ALLを有する)から得られた一次芽球に対してより高い腫瘍活性(例えば、抗白血病活性)を提示し得る。
【0114】
CARは、腫瘍細胞を認識し、それに結合し、かつそれを殺傷する細胞の能力を増強するように設計されている。いくつかの実施形態では、CARは、腫瘍細胞を認識する貪食細胞(例えば、単球、マクロファージ、樹状細胞、及び好中球)の能力を増強する。いくつかの実施形態では、CARは、貪食細胞の抗腫瘍活性を増強する。いくつかの実施形態では、限定されないが、CARは、以下の腫瘍又は腫瘍抗原を標的とするGタンパク質結合型受容体87(GPR87)CAR及び溶質担体ファミリー7メンバー11(SLC7A11(xCT))CAR、TNF受容体スーパーファミリーメンバー17(BCMA)CAR、CD30 CAR、CD19 CAR、CD22-CAR、CD33 CAR、CD133-CAR、NKG2D CAR(又はNKG2D外部ドメインを含むCAR若しくは受容体)、メソテリン-CAR、CD70 CAR、NKp30 CAR、CD73 CAR、又はCAR-貪食細胞(例えば、CAR-単球、CAR-マクロファージ、CAR-樹状細胞、又はCAR-好中球)である:
(i)ヒト上皮成長因子受容体2(HER2)-卵巣がん、乳がん、膠芽腫、結腸がん、骨肉腫、及び髄芽腫;
(ii)上皮成長因子受容体(EGFR)-非小細胞肺がん、上皮がん、及び神経膠腫;
(iii)メソテリン-中皮腫、卵巣がん、及び膵臓腺がん;
(iv)前立腺特異的膜抗原(PSMA)-前立腺がん;
(v)がん胎児性抗原(CEA)-膵臓腺がん、乳がん、及び結腸直腸がん;
(vi)グリピカン-3-肝細胞がん;
(vii)表皮成長因子受容体変異体III(EGFRvIII)-膠芽腫;
(viii)ジシアロガングリオシド2(GD2)-神経芽腫及び黒色腫;
(ix)炭酸脱水酵素IX(CAIX)-腎細胞がん;
(x)インターロイキン-13Ra2-神経膠腫;
(xi)線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)-悪性胸膜中皮腫;
(xii)L1細胞接着分子(L1-CAM)-神経芽腫、黒色腫、及び卵巣;
(xiii)がん抗原125(CA125)-卵巣上皮がん;
(xiv)表面抗原分類133(CD133)-膠芽腫及び胆管がん、腺がん;
(xv)がん/精巣抗原1B(CTAG1B)-黒色腫及び卵巣がん;
(xvi)ムチン1-精嚢がん;
(xvii)葉酸受容体-a(FR-a)-卵巣がん;
(xviii)ErbB1、ErbB2、ErbB3、若しくはErbB4、IGF1R、IGF2R、TβR I-II、VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、PDGFR(α/β)、又はFGFR1~4のうちの1つ以上から選択される成長因子受容体。例えば、各々が参照により本明細書に組み込まれる、Zhou Z et al.,Chimeric antigen receptor T cells applied to solid tumors.Front Immunol.2022 Oct 31、又はPooria et al,Novel antigens of CAR T cell therapy:New roads;old destination,Translational Oncology,Volume 14,Issue 7,2021、Zhang C,et al.,Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy.In:StatPearls[Internet].Treasure Island(FL):StatPearls Publishingを参照されたい。
【0115】
したがって、本発明のいくつかの態様及び実施形態では、遺伝子改変貪食細胞集団又はその前駆体若しくは子孫は、細胞表面にキメラ抗原受容体(CAR)、特に成長因子受容体に特異的に結合するCARを発現させるように操作される。最も典型的には、CARは、Fcイプシロン受容体ガンマ(FcイプシロンRIガンマ)からの細胞内ドメインを含む。しかしながら、更なる企図される実施形態では、CARは、T細胞受容体(TCR)CD3ゼータ(CD3ゼータ)細胞内ドメインを、単独で、又は第二若しくは第三世代CAR構築物(例えば、CD28、CD134、CD137、及び/若しくはICOS)からの追加の成分と組み合わせて含む場合もある。
【0116】
いくつかの実施形態では、CARは、貪食細胞(例えば、単球、マクロファージ、又は樹状細胞)における抗貪食シグナル伝達を阻害する少なくとも1つのドメイン(例えば、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、及び/又は細胞内ドメイン)を含む。いくつかの実施形態では、CARは、CARを含まない同じタイプの細胞と比較して、例えばCD47及び/又はSIRPアルファ活性を阻害することによって、貪食細胞(例えば、単球、マクロファージ、又は樹状細胞)のエフェクター活性を改善する。いくつかの実施形態では、CARは、CD47に結合してSIRPアルファ活性(例えば、CD47シンク)を阻害することによって、優性陰性受容体として機能する。
【0117】
いくつかの実施形態では、CAR改変マクロファージ、単球、樹状細胞、又は好中球は、改変されていないマクロファージ、単球、又は樹状細胞と比較して1つ以上の炎症性サイトカインの産生の増加を呈する。1つ以上の炎症性サイトカインは、TNFアルファ、IL-6、IL-1a、IL-1b、IL-12、IL-18、IL-8、IL-2、IL-23、IFNアルファ、IFNベータ、IFNガンマ、IL-2、IL-8、IL33、CCL3、CXCL12、CCL22、CCL4、CXCL10、又はCCL2のうちの1つ以上から選択することができる。
【0118】
他の態様では、本発明は、骨髄系統又はその前駆体を含み、かつ本明細書に記載の方法によって生成され得る、細胞集団、又はその薬学的に許容される組成物を提供する。いくつかの実施形態では、細胞集団は、必要としている対象への投与時に、胸腺、脾臓、又は二次リンパ器官に生着することができる前駆骨髄系統細胞集団である。様々な実施形態では、細胞集団及び薬学的に許容されるビヒクルを含む細胞療法用の組成物が調製される。薬学的組成物は、少なくとも約10個の細胞、又は少なくとも約10個、又は少なくとも約10個、又は少なくとも約10個、又は少なくとも約10個、又は少なくとも約10個、又は少なくとも約10個の細胞、又は少なくとも約10個の細胞、又は少なくとも約1010個の細胞、又は少なくとも約1011個の細胞、又は少なくとも約1012個の細胞、又は少なくとも約1013個の細胞、又は少なくとも約1014個の細胞を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、薬学的組成物は対象に投与され、組成物は、対象の体重1キログラム当たり約100,000~約400,000細胞(例えば、約200,000細胞/kg)の細胞を含み得る。他の実施形態では、細胞は、レシピエントの体重1キログラム当たり約10~約5×10細胞(例えば、約2.5×10細胞/kg)、又は1キログラム当たり約10~約5×10細胞(例えば、約2.55×10細胞/kg)、又は1キログラム当たり約5×10~約10細胞(例えば、約5×10細胞/kg)、又は1キログラム当たり約10~約10細胞(例えば、約5×10細胞/kg)、又は1キログラム当たり約10~約10細胞(例えば、約5×10細胞/kg)、又は1キログラム当たり約10~約1010細胞、又は1キログラム当たり約1010~約1011細胞、又は1キログラム当たり約1011~約1012細胞、又は1キログラム当たり約1012~約1013細胞、又は1キログラム当たり約1013~約1014細胞で投与される。
【0119】
いくつかの実施形態では、細胞集団は、HLA-Aneg、HLA-B及びHLA-Cの両方についてホモ接合性、並びにHLA-DPB1neg及びHLA-DQB1negである。いくつかの実施形態では、細胞集団は更に、HLA-DRB1についてホモ接合性である。様々な実施形態では、組成物は、単球、マクロファージ、樹状細胞、好中球、骨髄前駆細胞(CMP)、前骨髄球、顆粒球/マクロファージ系統制限前駆細胞(GMP)、マクロファージ/樹状細胞(DC)前駆細胞(MDP)、共通DC前駆細胞(CDP)、従来型(又は古典型)骨髄樹状細胞(cDC)、共通単球前駆細胞(cMoP)、及び形質細胞様DC(pDC)のうちの1つ以上から選択される骨髄系統を含む。
【0120】
開示された方法で使用するための薬学的組成物はまた、特定の標的障害の治療のための追加の治療剤を含有し得る。例えば、薬学的組成物はまた、サイトカイン及び成長因子(インターロイキン、インターフェロン、FGF、VEGF、PDGF、PIGF、STATなど)を含み得る。そのような追加の因子及び/又は薬剤は、本明細書に開示される治療アプローチの利点を生じる、すなわち、低減した全身毒性を有する改善された治療効果を提供するために、薬学的組成物に含まれ得る。
【0121】
貪食細胞又はCAR-貪食細胞(例えば、CAR-単球、CAR-マクロファージ、CAR-樹状細胞、又はCAR-好中球)は、良好な医療行為と一致する様式で製剤化、投薬、及び投与することができる。この関連での考慮すべき因子には、治療される特定の疾患又は障害、治療される特定の哺乳動物(例えば、ヒト)、個々の患者の臨床状態、疾患又は障害の原因、薬剤送達部位、投与方法、投与のスケジュール、及び医師に既知の他の因子が含まれる。投与される細胞の治療有効量は、そのような考慮によって支配される。
【0122】
他の態様では、本発明は、細胞療法のための方法であって、本明細書に記載の細胞集団又はその薬学的に許容される組成物を、それを必要とするヒト対象に投与することを含む、方法を提供する。様々な実施形態では、本明細書に記載の方法は、血液(悪性及び非悪性)疾患、骨髄疾患、免疫疾患、及び感染症を治療するために使用される。様々な実施形態では、ヒト対象は、リンパ球減少症、がん、免疫不全、自己免疫疾患のうちの1つ以上を含む状態を有する。疾患の例としては、円形脱毛症、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性肝炎、皮膚筋炎、糖尿病(1型)、いくつかの形態の若年性特発性関節炎、糸球体腎炎、グレーブス病、ギランバレー症候群、特発性血小板減少性紫斑病、重症筋無力症、いくつかの形態の心筋炎、多発性硬化症、天疱瘡/類天疱瘡、悪性貧血、結節性多発動脈炎、多発性筋炎、原発性胆汁性肝硬変、乾癬、関節リウマチ、強皮症/全身性硬化症、シェーグレン症候群、全身性ループス、エリテマトーデス、いくつかの形態の甲状腺炎、いくつかの形態のブドウ膜炎、白斑、多発血管炎性肉芽腫症(ウェゲナー肉芽腫症)を含むが、これらに限定されない様々な自己免疫疾患が挙げられる。治療することができる血液悪性腫瘍としては、急性及び慢性白血病、リンパ腫、多発性骨髄腫、並びに骨髄異形成症候群が挙げられるが、これらに限定されない。治療することができる感染症としては、HIV(ヒト免疫不全ウイルス)、RSV(呼吸器合胞体ウイルス)、EBV(エプスタインバーウイルス)、CMV(サイトメガロウイルス)、アデノウイルス、及びBKポリオーマウイルス関連障害が挙げられるが、これらに限定されない。他の状態としては、骨格形成異常、ヘモグロビン異常症、貧血(鉄欠乏性貧血、悪性貧血、再生不良性貧血、鎌状赤血球貧血、ビタミン欠乏性貧血、及び溶血性貧血を含むが、これらに限定されない)、骨髄不全症候群、並びにある特定の遺伝性障害(例えば、免疫系に影響を及ぼす遺伝性障害)が挙げられる。いくつかの実施形態では、対象は、血液悪性腫瘍(白血病、リンパ腫、及び多発性骨髄腫を含むが、これらに限定されない)、又は固形腫瘍(脳、前立腺、乳房、肺、結腸、子宮、皮膚、肝臓、骨、膵臓、卵巣、精巣、膀胱、腎臓、頭部、頸部、胃、子宮頸部、直腸、喉頭、若しくは食道の腫瘍を含むが、これらに限定されない)などのがんを有する。
【0123】
いくつかの実施形態では、対象は、急性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ球性白血病、骨髄増殖性障害、骨髄異形成症候群、多発性骨髄腫、非ホジキンリンパ腫、ホジキン病、再生不良性貧血、純赤血球無形成症、発作性夜間ヘモグロビン尿症、ファンコニ貧血、重症型サラセミア、鎌状赤血球貧血、重症複合免疫不全症(SCID)、ウィスコット・アルドリッチ症候群、血球貪食性リンパ組織球症、先天性代謝異常、重症先天性好中球減少症、シュワックマン・ダイアモンド症候群、ダイアモンド・ブラックファン貧血、及び白血球接着不全症から選択される状態を有する。
【0124】
本明細書に記載のHLA編集細胞を採用する実施形態では、組成物は、1つ以上の保持されたHLA遺伝子座で対象に適合し得る。例えば、いくつかの実施形態では、細胞は、HLA-B、HLA-C、及びHLA-DRB1ハプロタイプに適合する。
【0125】
本開示の細胞組成物(例えば、本開示に従って調製される)は、薬学的に許容される賦形剤又は担体を更に含み得る。そのような賦形剤又は担体溶液はまた、緩衝液、希釈剤、及び他の好適な添加剤を含有することができる。緩衝液は、その化学組成がpHの著しい変化を伴わずに酸又は塩基を中和する溶液又は液体を指す。本発明によって想定される緩衝液の例としては、生理/生理的食塩水(0.9%NaCl)、水中の5%デキストロース(D5W)、ダルベッコリン酸緩衝食塩水(PBS)、リンゲル溶液が挙げられるが、これらに限定されない。本組成物は、静脈内注入又は他の投与経路に好適なビヒクルを含み得、本組成物は、好適な抗凍結剤を含み得る。例示的な担体は、DMSO(例えば、約10%DMSO)である。他の担体は、ジメトキシエタン(DME)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、又はジメチルアセトアミドを含み得、それらの混合物又は組み合わせを含む。細胞組成物は、埋込型デバイス(例えば、足場)内、又はバッグ内、又はバイアル、チューブ、若しくは容器内に適切な体積で提供され、使用まで凍結保存され得る。
【0126】
細胞とともに、細胞毒性薬、免疫抑制剤、及び/又はサイトカイン若しくは成長因子(例えば、幹細胞因子、トロンボポエチン、形質転換成長因子(TGF)-α若しくはβ、線維芽細胞成長因子(FGF)、成長因子のアンジオポエチン(Ang)ファミリー、インスリン様成長因子、顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子、TNF-α若しくはβ、VEGF、インターロイキン(例えば、IL-2、6、7、8、10、12、15など)、及びインターフェロン(例えば、INF-アルファ又はガンマ))などの他の化合物を投与してもよい。併用投与には、別個の製剤又は単一の薬学的製剤を使用した同時投与、及びいずれかの順序での連続投与が含まれ、好ましくは、両方の(かつ全ての)活性薬剤がそれらの生物学的活性を同時に発揮する期間がある。
【0127】
本発明の貪食細胞と同時投与され得るホルモン、成長因子、及びサイトカイン抗体などの薬剤としては、分子、例えば、レニン;成長ホルモン(ヒト成長ホルモン及びウシ成長ホルモンを含む);成長ホルモン放出因子;副甲状腺ホルモン;甲状腺刺激ホルモン;リポタンパク質;アルファ-1-アンチトリプシン;インスリンA鎖;インスリンB鎖;プロインスリン;卵胞刺激ホルモン;カルシトニン;黄体形成ホルモン;グルカゴン;凝固因子、例えば、vmc因子、第IX因子、組織因子(TF)、及びヴォン・ヴィレブランド因子;抗凝固因子、例えば、プロテインC;心房性ナトリウム利尿因子;肺サーファクタント;プラスミノーゲン活性化因子、例えば、ウロキナーゼ又はヒト尿若しくは組織型プラスミノーゲン活性化因子(t-PA);ボンベシン;トロンビン;造血成長因子;腫瘍壊死因子-アルファ及び-ベータ;エンケファリナーゼ;RANTES(活性化時に調節される正常なT細胞の発現及び分泌);ヒトマクロファージ炎症性タンパク質(MIP-1-アルファ);血清アルブミン、例えば、ヒト血清アルブミン;ミューラー管抑制物質;リラキシンA鎖;リラキシンB鎖;プロリラキシン;マウスゴナドトロピン関連ペプチド;微生物タンパク質、例えば、ベータ-ラクタマーゼ;DNase;IgE;細胞傷害性Tリンパ球関連抗原(CTLA)、例えば、CTLA-4;インヒビン;アクチビン;血管内皮成長因子(VEGF);ホルモン若しくは成長因子受容体;プロテインA若しくはD;リウマトイド因子;神経栄養因子、例えば、骨由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン-3、-4、-5、若しくは-6(NT-3、NT4、NT-5、若しくはNT-6)、又は神経成長因子、例えば、NGF-ベータ;血小板由来成長因子(PDGF);線維芽細胞成長因子、例えば、aFGF及びbFGF;線維芽細胞成長因子受容体2(FGFR2)、上皮成長因子(EGF);形質転換成長因子(TGF)、例えば、TGF-アルファ及びTGF-ベータ(TGF-ベータ1、TGF-ベータ2、TGF-ベータ3、TGF-ベータ4、若しくはTGF-ベータ5を含む);骨形成タンパク質(BMP)(BMP1、BMP6、BMP7、及びBMP-受容体2を含む);インスリン様成長因子-I及び-II(IGF-I及びIGF-II);des(1-3)-IGF-I(脳IGF-I)、インスリン様成長因子結合タンパク質、肝細胞成長因子(HGF)、EpCAM、GD3、FLT3、PSMA、PSCA、MUC1、MUC16、STEAP、CEA、TENB2、EphA受容体、EphB受容体、葉酸受容体、FOLR1、メソテリン、クリプト、アルファvベータ6、インテグリン、VEGF、VEGFR、EGFR、トランスフェリン受容体、IRTA1、IRTA2、IRTA3、IRTA4、IRTA5;CDタンパク質、例えば、CD2、CD3、CD4、CD5、CD6、CD8、CD11、CD14、CD19、CD20、CD21、CD22、CD25、CD26、CD28、CD30、CD33、CD36、CD37、CD38、CD40、CD44、CD52、CD55、CD56、CD59、CD70、CD79、CD80、CD81、CD103、CD105、CD134、CD137、CD138、CD152、TNFアルファ、IFNアルファ、GM-CSF、IL-3、又は1つ以上の腫瘍関連抗原若しくは細胞表面受容体に結合する抗体;エリスロポエチン;骨誘導因子;免疫毒素;骨形成タンパク質(BMP);インターフェロン、例えば、インターフェロン-アルファ、-ベータ、及び-ガンマ;コロニー刺激因子(CSF)、例えば、M-CSF、GM-CSF、及びG-CSF;インターロイキン(IL)、例えば、IL-2、IL-6、IL-12、IL-23、IL-12/23 p40、IL-17、IL-15、IL-21、IL-1a、IL-1b、IL-18、IL-8、IL-4、IL-3、及びIL-5;スーパーオキシドジスムターゼ;T細胞受容体;表面膜タンパク質;崩壊促進因子;ウイルス抗原、例えば、HIVエンベロープタンパク質など;輸送タンパク質;ホーミング受容体;アドレシン;調節タンパク質;インテグリン、例えば、CD11a、CD11b、CD11c、CD18、ICAM、VLA-4、及びVCAM;腫瘍関連抗原、例えば、HER2、HER3、若しくはHER4受容体;エンドグリン、c-Met、c-kit、1GF1R、PSGR、NGEP、PSMA、PSCA、LGR5、B7H4、TAG72(腫瘍関連糖タンパク質72)、並びに上記のポリペプチドのうちのいずれかの断片が挙げられる。
【0128】
投与され得る抗体又はその断片の例としては、抗PD-L1抗体、アブシキシマブ(Reopro)、アダリムマブ(Humira、Amjevita)、アレファセプト(Amevive)、アレムツズマブ(Campath)、バジリキシマブ(Simulect)、ベリムマブ(Benlysta)、ベズロトキシマブ(Zinplava)、カナキヌマブ(Ilaris)、セルトリズマブペゴル(Cimzia)、セツキシマブ(Erbitux)、ダクリズマブ(Zenapax、Zinbryta)、デノスマブ(Prolia、Xgeva)、エファリズマブ(Raptiva)、ゴリムマブ(Simponi、Simponi Aria)、インフレクトラ(Remicade)、イピリムムマブ(Yervoy)、イキセキズマブ(Taltz)、ナタリズマブ(Tysabri)、ニボルマブ(Opdivo)、オララツマブ(Lartruvo)、オマリズマブ(Xolair)、パリビズマブ(Synagis)、パニツムマブ(Vectibix)、ペムブロリズマブ(Keytruda)、リツキシマブ(Rituxan)、トシリズマブ(Actemra)、トラスツズマブ(Herceptin)、セクキヌマブ(Cosentyx)、ラニビズマブ、アブシキシマブ、ラキシバクマブ、カプラシズマブ、インフリキシマブ、ベバシズマブ、ダビガトラン、イダルシズマブ、若しくはウステキヌマブ(Stelara)、又は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。更に、抗体は、抗エストロゲン受容体抗体、抗プロゲステロン受容体抗体、抗p53抗体、抗EGFR抗体、抗カテプシンD抗体、抗Bcl-2抗体、抗E-カドヘリン抗体、抗CA125抗体、抗CA15-3抗体、抗CA19-9抗体、抗c-erbB-2抗体、抗P-糖タンパク質抗体、抗CEA抗体、抗網膜芽細胞腫タンパク質抗体、抗ras腫瘍性タンパク質抗体、抗ルイスX抗体、抗Ki-67抗体、抗PCNA抗体、抗CD3抗体、抗CD4抗体、抗CD5抗体、抗CD7抗体、抗CD8抗体、抗CD9/p24抗体、抗CD1抗体、抗CD11c抗体、抗CD13抗体、抗CD14抗体、抗CD15抗体、抗CD19抗体、抗CD20抗体、抗CD22抗体、抗CD23抗体、抗CD30抗体、抗CD31抗体、抗CD33抗体、抗CD34抗体、抗CD35抗体、抗CD38抗体、抗CD39抗体、抗CD41抗体、抗LCA/CD45抗体、抗CD45RO抗体、抗CD45RA抗体、抗CD71抗体、抗CD95/Fas抗体、抗CD99抗体、抗CD100抗体、抗S-100抗体、抗CD106抗体、抗ユビキチン抗体、抗c-myc抗体、抗サイトケラチン抗体、抗ラムダ軽鎖抗体、抗メラノソーム抗体、抗前立腺特異抗原抗体、抗タウ抗原抗体、抗フィブリン抗体、抗ケラチン抗体、及び抗Tn抗原抗体から選択され得る。
【0129】
同時投与は、治療剤の投与のタイミングが、追加の治療剤と薬学的組成物中の活性成分(複数可)の薬理学的活性が時間的に重複し、それによって、併用治療効果を発揮するようなものである場合、治療剤が同時に投与されることを必要としない。概して、各薬剤は、その薬剤について決定された用量及び時間スケジュールで投与される。
【0130】
ある特定の実施形態では、CAR療法の前に、患者は、フルダラビン又はシクロホスファミドなどの化学療法剤を用いたリンパ枯渇化学療法(又は他の既知のプロセス)を受ける。
【0131】
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、関連する数値の±10%を意味する。
【0132】
本開示のある特定の態様及び実施形態が、以下の実施例を参照して更に説明される。
【実施例
【0133】
実施例1-ETV2過剰発現は、iPSC分化中に造血内皮細胞の収率を増加させ、CD34+細胞形成を増強するが、多能性には影響を及ぼさない。
方法
当該技術分野で公知であり、本質的に、Yu,et al.Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells,Science 318,1917-1920,(2007)、及びJ.Yu,et al.Human induced pluripotent stem cells free of vector and transgene sequences.Science 324,797-801,(2009)に記載されているエピソーム再プログラミングによって、iPSCをhCD34+細胞から開発した。胚様体及び造血内皮分化を、本質的に、R.Sugimura,et al.,Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells.Nature 545,432-438,(2017)、C.M.Sturgeon,et al,Wnt signaling controls the specification of definitive and primitive hematopoiesis from human pluripotent stem cells.Nat Biotechnol 32,554-561,(2014)、J.Yu,et al.Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells.Science 318,1917-1920,(2007)、及びJ.Yu,et al.Human induced pluripotent stem cells free of vector and transgene sequences.Science 324,797-801,(2009)に記載されているように実施した。
【0134】
簡潔に述べると、hiPSCを解離し、L-グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシン、アスコルビン酸、ヒトホロ-トランスフェリン、モノチオグリセロール、BMP4、及びY-27632を補充した培地中に再懸濁させた。次に、細胞をEB形成のために10cm皿(EZSPHERE又は低付着プレート)に播種した。1日目に、bFGF及びBMP4を培地に添加した。2日目に、培地を、SB431542、CHIR99021、bFGF、及びBMP4を含有する培地に置き換えた。4日目に、細胞培地を、VEGF及びbFGFを補充した培地に置き換えた。6日目に、細胞培地を、bFGF、VEGF、インターロイキン(IL)-6、IGF-1、IL-11、SCF、及びEPOを補充した培地に置き換えた。細胞を、5%CO、5%O、及び95%湿度のインキュベーター内で維持した。CD34+細胞を採取するために、EBを8日目に解離し、70μmストレーナーを通して細胞を濾過し、CD34+細胞をCD34磁性ビーズ染色によって単離した。
【0135】
結果
EF1Aプロモーターの制御下でETV2及びGFP配列の両方を含むアデノウイルスベクターを使用して、人工多能性幹細胞(iPSC)を形質導入した。形質導入後、iPSC培養物の約45%がGFP陽性であることを観察し、ETV2過剰発現(ETV2-OE)を確認した。幹細胞性マーカー発現TRA-1-60によって示されるように、iPSC細胞におけるETV2-OEがiPSCの多能特性を保持することが更に観察された(図1)。図1は、ETV2及びGFP配列を過剰発現するためのアデノウイルスベクターを用いたiPSCの形質導入効率を表すFACSプロットを示す。
【0136】
次に、ETV2-OE-iPSCを(ETV2がないGFP配列を持つベクターで形質導入された対照iPSCとともに)、胚様体に分化させ、その後、造血内皮細胞に分化させた(Strugeon et al.,2014)。結果は、ETV2の過剰発現が、CD235a集団内のCD34及びCD31マーカーの発現によって実証される、造血内皮細胞の形成を増進することを示唆する(図2)。具体的には、図2は、造血内皮細胞(ここではCD235a-CD34+CD31+として定義される)の代表的なフローサイトメトリー分析及び相対定量化が、ETV2-OEが対照と比較して造血内皮細胞の形成を増強することを実証することを示す。
【0137】
更に、結果は、ETV2-OEがCD34細胞の形成を増強することを示唆する(図3)。図3は、CD34+細胞の代表的なフローサイトメトリー分析及び相対定量化が、ETV2-OEがCD34+細胞形成を増強することを実証することを示す。
【0138】
全体的に、これらのデータは、iPSCにおけるETV2過剰発現が、それらの多能特性に影響を及ぼさず、造血内皮及び造血分化を受けるそれらの能力を促進することを示す。
【0139】
実施例2-Piezo1活性化により生成されたiPSC由来のHSCが、骨髄由来のHSCと同様に系統分化を受ける。
方法
EHTを分析するために、EB由来のCD34+細胞を、Y-27632、TPO、IL-3、SCF、IL-6、IL-11、IGF-1、VEGF、bFGF、BMP4、及びFLT3を含有する培地中に懸濁させた。(目視検査によって)細胞がウェルの底部に約4~18時間接着した後、Yoda1を培養物に添加した。4~7日後、分析のために細胞を収集した。
【0140】
iPSCを、8日間胚様体に分化させた。8日目に、iPSC由来の胚様体からのCD34+細胞を採取し、更に5~7日間培養して、内皮・造血(EHT)転換を誘導した。次いで、更なる造血系統分化のために、CD34+細胞を5日目~7日目にEHT培養物から採取した。
【0141】
結果
図4A及び図4Bは、Piezo1活性化により誘導されたiPSC由来のHSCが骨髄(BM)-HSCと同様にプロT細胞分化を受けることを示す。更に、図5A及び図5Bは、Piezo1活性化により生成されたiPSC由来のHSCがT細胞分化を受け、BM-HSCと同様にCD3/CD28ビーズで活性化され得ることを示す。図6は、CD3/CD28ビーズによる刺激時のINFγ発現によって実証されるように、Piezo1活性化によって生成されたiPSC由来のHSCが機能性T細胞に分化することができることを示す。まとめると、これらの結果は、HSC形成中のPiezo1活性化がエクスビボで造血系統に更に分化するHSCの能力を増強することを示す。
【0142】
図7A及び図7Bは、CD15+及びCD11b、好中球マーカーの存在(図7A)によって、又は好中球からのミエロペルオキシダーゼ(MPO)の放出(図7B)によって同定されたように、分化したiPSC(D8+7 iPSC-CD34+細胞、+若しくは-Yoda1又は「Y」)に由来するHSCが好中球に分化することができることを示す。好中球への分化の点で、D8+7 iPSC CD34+細胞はD8-iPSC-CD34+細胞よりも優れている。
【0143】
図8A及び図8Bは、分化したiPSC(D8+7 iPSC-CD34、+又は-Yoda1)に由来するHSCから分化した好中球が、骨髄由来のCD34+細胞から分化した好中球と同様の貪食活性を有することを示す。
【0144】
実施例3-HLAノックアウトHSCにおける標的外編集の評価
不要な編集をチェックし、かつ主要な編集事象、例えば、欠失(複数可)が染色体6の他の領域内で生じないことを確実にするために、トリプルノックアウト(HLA編集)HSCクローンのHLAタイピングを実施した。gRNA標的外活性の程度を評価し、かつ非標的HLA遺伝子に影響を及ぼす低いリスクを表すgRNAを選択するために、配列決定方法及び分析を実施した。
【0145】
完全長P5配列決定アダプターを末端調製DSBにライゲーションすることによって、固定及び透過性細胞でインサイチュ切断標識を使用することによって、配列決定を実施した。ゲノムDNAを抽出し、断片化し、末端調製し、化学的に修飾された半機能的P7アダプターを使用してライゲーションした。結果として得られるDNAライブラリは、機能的DSB標識断片(P5:P7)及び非機能的ゲノムDNA断片(P7:P7)の混合物を含有した。DNAライブラリの後続のDNA配列決定は、全ての無関係な非機能的DNAを排除して、DNA標識断片を濃縮した。ライブラリ調製物がPCRフリーであるため、得られた各配列決定リードは、細胞からの単一の標識DSB末端と同等であった。これは、DNA切断の読み出しを生成し、エラー訂正を必要とすることなく配列決定することによってゲノムDSBの直接検出と定量化を可能にし、標的外変異の明確なリストのマッピングを可能にした。
【0146】
以下の表1は、野生型細胞に対する2つの代表的なクローンにおける編集方略の結果を要約する。
【表1】
【0147】
表2は、示されたHLA遺伝子の発現をノックアウトするために使用することができる実験で使用されるgRNAの非限定的な例を提供する。
【表2】
【0148】
結果は、編集方略が、他のHLA遺伝子に影響を及ぼすことなく、又は他の場所で主要な欠失を導入することなく、HLA-A、DPB1、及びDQB1遺伝子を選択的に標的化することに成功したことを示す。
【0149】
これらの結果は、FACS及び免疫蛍光によるHLA編集クローンの表現型分析によって確認された。図9A及び図9Bに示されるように、HLA編集細胞は、野生型細胞のHLAクラスI分子の全体的な発現と同等である、HLAクラスI分子の全体的な発現について検査で陽性であった。免疫蛍光を介したHLA-Aの特異的発現は、HLA-AがHLA編集細胞において発現されなかったことを確認し、遺伝子編集方略がHLA-A遺伝子のみを欠失することに成功したという所見を裏付けた。具体的には、図9Aは、HLA編集細胞が全て、野生型(WT)(すなわち、非HLA編集)細胞と同程度にHLAのようなクラスIについて陽性であったことを示す。この結果は、HLA-Aの欠失にもかかわらず、HLA-B及びHLA-Cのような他のクラスI分子が発現され、遺伝子編集方略の影響を受けなかったことを示す。
【0150】
HLA-A遺伝子が欠失したことを確認するために、HLA-Aの特異的発現を免疫蛍光で分析した。図9Bで見ることができるように、HLA-Aは、HLA編集クローンにおいて発現されず、遺伝子編集方略がHLA-A遺伝子のみを特異的に欠失することに効率的であったことを示す。HLA-Aの欠失を伴う全体的なクラスI発現のそのような保存は、NK細胞媒介性拒絶反応を回避しながら、患者適合を促進するであろう。
【0151】
実施例4-HLA編集HSCの多能性及び免疫適合性の評価
多能性を保存するHLA編集細胞の能力を評価した。図10に示されるように、HLA編集iPSCクローンの免疫蛍光評価は、それらが3系統分化を維持したことを示し、外胚葉分化がNESTIN-488及びPAX6-594染色によって示され、中胚葉分化がGATA-488染色によって示され、内胚葉分化がCXCR4-488及びFOX2A-594染色によって示される。
【0152】
HLAクラスI分子は、全ての有核細胞の表面上で発現され、HLAクラスI分子がドナーとレシピエントとの間で不適合である場合、細胞が認識され、CD8+T細胞によって殺傷され得る。加えて、HLA不適合は、サイトカイン放出症候群(CRS)及び移植片対宿主病(GVHD)につながり得る。逆に、B2M KOを介したHLA-I分子の完全な欠失は、細胞をNK細胞媒介性細胞傷害性の標的にするであろう。HLA-Aの欠失を伴う全体的なクラスI発現の保存は、NK細胞媒介性拒絶反応を回避しながら、患者適合を促進することができる。したがって、HLA編集HSCの免疫適合性を、末梢血単核細胞(PBMC)との共培養によって試験して、免疫細胞がHLA編集及び野生型HSC(gHSC)の移植片を拒絶するかどうかを評価した。
【0153】
野生型(gHSC)及びHLA編集HSCを、HLA-B及びHLA-Cマーカーに適合するが不適合HLA-Aを有するPBMCと共培養した。HLAクラスI分子の発現を欠くB2M KO HSC及びクラスII分子の発現を欠くCIITA KO HSCを、それぞれ、HLAヌル及び不適合HLAについてPBMC媒介性細胞傷害性の程度を比較するために対照として使用した。図11は、アネキシンV染色によって測定される共培養におけるPBMC媒介性細胞毒性アッセイの結果を示す。結果は、HLA編集HSCにおけるHLA-Aの欠失が、PBMC媒介性細胞傷害性から細胞を保護する一方で、WT、B2M KO、及びCIITA KOが、PBMC媒介性細胞傷害性の影響を受けやすかったことを示す。同じPBMCドナーからの選別されたCD8+T細胞と共培養したHSCは、CD8+T細胞傷害性からHLA編集及びB2M KO HSCを保護した。逆に、選別されたNK細胞と共培養したHSCは、NK細胞媒介性細胞傷害性からWT及びHLA編集細胞のみを保護した。
【0154】
要約すると、免疫適合性結果は、PBMC試料中に存在するCD8+T細胞が不適合HLA分子(WT及びCIITA KO)を有する細胞を殺傷することに関与した一方で、PBMC中に存在するNK細胞がHLAヌル細胞(B2M KO)を殺傷することに関与したことを示す。しかしながら、HLA編集HSCは、CD8+T細胞媒介性細胞傷害性から保護され(不適合HLA-Aがノックアウトされていたため)、NK細胞媒介性細胞傷害性から保護される(HLAクラスI分子発現が大部分は保存されたため)。
【0155】
実施例5-HLA編集HSCのインビボ生着能の評価
HLA編集HSCの生着能を評価するために、インビボで生着する細胞の能力を、WT HSCに対する競合的移植によって評価した。等しい割合のmCherry HLA編集HSC及び野生型HSC(gHSC)を混合し、マウスに移植し、骨髄(BM)及び末梢血試料を回収し、FACSによって評価して、試料中に存在する各細胞型の相対量を比較した。図12に示されるように、HLA編集HSC及びWT HSCの両方が、BM及び末梢血試料におけるほぼ等しい生着に寄与した。これらの結果は、HLA編集HSC(本開示に従って調製される)が、それらの生着及び再構築能においてWT HSCと同等であることを確認する。したがって、WT(未編集、親)HSCの特性は、T細胞系統を生成するために本開示のHLA編集HSCの特性と一致することが予期される。
【0156】
実施例6-HLA編集HSCのCD4+/CD8+T細胞への分化
抗原提示細胞(APC)は、HLA-II分子を介して抗原をヘルパーCD4+T細胞に提示する。ヘルパーCD4+T細胞の活性化は、更に抗原特異的CTLに発展する抗原特異的CD8+T細胞の生成を促進する。同様に、HLAクラスI分子は、全ての有核細胞の表面に発現し、細胞内のタンパク質のペプチド断片をCD8+CTLに提示する。CTLは、細胞表面に発現するHLA-I-ペプチド複合体の認識時に、標的(感染)細胞の細胞傷害性殺傷を誘導する。したがって、HLA-Aの欠失が編集HSCのクラスIペプチドの提示に影響を及ぼすかを決定するための研究を行った。図13A及び図13Bに示されるように、イムノペプチドーム分析は、HLA-Aの欠失が全体的なクラスIペプチドの提示に影響を及ぼさないことを示す。HLA-A編集細胞は、野生型(HLAが編集されていない)HSCと比較して同等のペプチド及びタンパク質提示を示した。更に、図14A及び図14Bに示されるように、HLA-DQB1及びHLA-DPB1の欠失は、HSCから分化したマクロファージによる全体的なクラスIIペプチド提示に影響を及ぼさない。まとめると、これらのデータは、HLA-A、HLA-DQ、及びHLA-DP分子の欠失にもかかわらず、細胞(及びそれらの誘導系統)が広範囲のクラスI及びクラスIIのペプチドを提示する能力を保存することを示唆する。
【0157】
実施例7-抗原媒介性免疫応答のインビボ試験。
図15は、抗原提示の感作段階及び誘発段階を示す、遅延型過敏症反応の概略図である。簡潔に述べると、抗原注入時に、抗原を抗原提示細胞(APC)によって処理し、MHCクラスII分子によってAPC表面に提示する。CD4+T細胞は、抗原提示細胞(APC)上のペプチド-MHCを認識する。抗原曝露時に、CD4+ヘルパーT細胞が活性化され、サイトカインが組織腫脹を誘導するマクロファージ及び他の免疫細胞を動員する。
【0158】
遅延型過敏症アッセイを移植マウスに行った。具体的には、マウスを抗原としてヒツジ赤血球の皮下注射によって感作した。マウスが機能的免疫系を有する場合、APCが抗原を処理し、ペプチド抗原をCD4+T細胞に提示する。次に、マウスの左足に同じ抗原を皮下注射によって投与した。この時点で、T細胞が活性化され、組織腫脹を引き起こす抗原注射部位でマクロファージ及び他の免疫細胞を動員するサイトカインを分泌する。このアッセイでは、機能的免疫系が、マイクロキャリパーで測定された左足の腫脹をもたらした。
【0159】
図16A及び図16Bで見ることができるように、対照(移植されていない)マウスは、免疫不全であるため、左足の腫脹を示さなかった。逆に、臍帯血CD34+細胞を移植したマウスは、組織の腫脹を示し、左足の直径を倍増した。同様の免疫系応答が、WT(非編集HSC)を移植したマウス及びHLA編集HSCを移植したマウスの両方で見られた。
【0160】
実施例8:HLA編集HSCの造血系統、前単球/マクロファージ細胞への分化
HLA欠失が異なるタイプの免疫細胞に分化するHSCの能力に影響を及ぼすかを決定するための実験を行った。本質的に実施例2に記載されるプロセスを使用して、HLA編集HSCを前単球/マクロファージ細胞に分化させた。HLA編集HSCが、それらのCD11b+-CD14+発現によって測定されたように、WT(非HLA編集)HSCと同等の単球/マクロファージ系統に分化することができたと決定された(図17A)。更に、CD11b+-CD14+にゲート設定した集団は同等のHLA-I及びHLA-II発現を示し(図17B)、HLA編集HSCがクラスI分子及びクラスII分子の両方の全体的な発現を保存することも示した。
【0161】
編集HSCによって支援されるHLA-DQB1及びHLA-DPB1における他のクラスII分子の全体的な発現を、HSCから分化したマクロファージにおける発現を評価することによって評価した。本研究の設計を図18Aに概略的に示す。HLA-DQB1及びHLA-DPB1の欠失が他のHLAクラスII分子の発現に影響を及ぼさなかったことが見出された(図18B)。例えば、HLA-DRは、WT及びHLA編集細胞の両方で同等に発現する(図18C)。図18B及び図18Cでは、CIITA-KOは陽性対照である。
【0162】
参考文献
1.Nianias,A.& Themeli,M.Induced Pluripotent Stem Cell(iPSC)--Derived Lymphocytes for Adoptive Cell Immunotherapy:Recent Advances and Challenges.Curr Hematol Malig Rep 14,261-268(2019).
2.Brauer,P.M.,Singh,J.,Xhiku,S.& Zuniga-Pflucker,J.C.T Cell Genesis:In Vitro Veritas Est?Trends Immunol 37,889-901(2016).
3.Kennedy,M.et al.T Lymphocyte Potential Marks the Emergence of Definitive Hematopoietic Progenitors in Human Pluripotent Stem Cell Differentiation Cultures.Cell Reports 2,1722-1735(2012).
4.Sturgeon,C.M.,Ditadi,A.,Awong,G.,Kennedy,M.& Keller,G.Wnt Signaling Controls the Specification of Definitive and Primitive Hematopoiesis From Human Pluripotent Stem Cells.Nat Biotechnol 32,554-561(2014).
5.Chang,C.-W.,Lai,Y.-S.,Lamb,L.S.& Townes,T.M.Broad T-Cell Receptor Repertoire in T-Lymphocytes Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells.PLoS One 9,(2014).
6.Nishimura,T.et al.Generation of Rejuvenated Antigen-Specific T Cells by Reprogramming to Pluripotency and Redifferentiation.Cell Stem Cell 12,114-126(2013).
7.Themeli,M.et al.Generation of tumor-targeted human T lymphocytes from induced pluripotent stem cells for cancer therapy.Nat Biotechnol 31,928-933(2013).
8.Vizcardo,R.et al.Regeneration of Human Tumor Antigen-Specific T Cells from iPSCs Derived from Mature CD8+T Cells.Cell Stem Cell 12,31-36(2013).
9.Montel-Hagen,A.et al.Organoid-induced differentiation of conventional T cells from human pluripotent stem cells.Cell Stem Cell 24,376-389.e8(2019).
10.Guo,R.et al.Guiding T lymphopoiesis from pluripotent stem cells by defined transcription factors.Cell Research 30,21-33(2020).
11.Nagano,S.et al.High Frequency Production of T Cell-Derived iPSC Clones Capable of Generating Potent Cytotoxic T Cells.Molecular Therapy-Methods & Clinical Development 16,126-135(2020).
12.Iriguchi,S.et al.A clinically applicable and scalable method to regenerate T-cells from iPSCs for off-the-shelf T-cell immunotherapy.Nature Communications 12,430(2021).
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図6
図7A
図7B
図8
図9A
図9B
図10
図11
図12
図13A
図13B
図14A
図14B
図15
図16A
図16B
図17A
図17B
図18A
図18B
図18C
【配列表】
2025533907000001.xml
【国際調査報告】