JP7499267B2 - Oligonucleotides for modulating ATXN2 expression - Google Patents
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Description
本発明は、アタキシン2をコードする核酸(ATXN2)に相補的であり、それを標的とし、ATXN2の発現の低下をもたらすオリゴヌクレオチド(オリゴマー)に関する。ATXN2発現の低下は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー性前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態を含む、神経変性疾患などの広範囲の医学的障害に有益である。 The present invention relates to oligonucleotides (oligomers) that are complementary to and target a nucleic acid encoding ataxin 2 (ATXN2), resulting in reduced expression of ATXN2. Reduced expression of ATXN2 is beneficial in a wide range of medical disorders such as neurodegenerative diseases, including spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions involving TDP-43 proteinopathy.
ATXN2遺伝子内の31個以上のCAG反復により生じる、アタキシン2(ATXN2)の拡張したグルタミン反復は、希少な神経変性障害である脊髄小脳失調症2型(SCA2)を引き起こす。さらに、拡張したCAG反復は、TAR DNA結合タンパク質43(TDP-43)との、RNAに依存した相互作用による、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の遺伝性危険因子である。TDP-43タンパク質症に関係する他の神経変性疾患は、例えば、アルツハイマー性前頭側頭型認知症(FTD)およびパーキンソン症候群である。近年、ALS関係マウスモデルである、TDP-43導入遺伝子マウス(TDP-43T/Tg)は、Atxn2陰性マウスと交配され、寿命が有意に延び、TDP-43T/Tg Atxn2-/マウスの運動機能が改善された(Beckerら 2017 Nature 544:367-371)。同じ記事において、ATXN2を標的にするアンチセンスオリゴヌクレオチドで処置をしたTDP-43T/Tgマウスは、寿命が延び、運動性能が改善したことが示された。
ATXN2を標的にするアンチセンスオリゴヌクレオチドは、米国特許第2017/175113号、国際公開第2015/143246号、および同第2017/117496号でも記載されており、特に国際公開第2017/117496号は、ALSの処置に関する。Scolesら 2017 Nature 544:362は、小脳にてATXN2を低下させるアンチセンスオリゴヌクレオチドの能力について評価しており、SCA2に対する潜在的な治療法を示す、プルキンエ細胞への局在化を示した。
Expanded glutamine repeats in ataxin 2 (ATXN2), resulting from 31 or more CAG repeats in the ATXN2 gene, cause the rare neurodegenerative disorder spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2). In addition, expanded CAG repeats are a genetic risk factor for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) through an RNA-dependent interaction with TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43). Other neurodegenerative diseases associated with TDP-43 proteinopathy are, for example, Alzheimer's frontotemporal dementia (FTD) and Parkinsonism. Recently, TDP-43 transgenic mice (TDP-43 T/Tg ), an ALS-related mouse model, were crossed with Atxn2-negative mice, which significantly extended the lifespan and improved the motor function of TDP-43 T/ Tg Atxn2 −/ mice (Becker et al. 2017 Nature 544:367-371). In the same article, treatment of TDP-43 T/Tg mice with antisense oligonucleotides targeting ATXN2 was shown to extend the lifespan and improve motor performance.
Antisense oligonucleotides targeting ATXN2 have also been described in U.S. Patent No. 2017/175113, WO 2015/143246, and WO 2017/117496, with WO 2017/117496 specifically relating to the treatment of ALS. Scoles et al. 2017 Nature 544:362 evaluated the ability of antisense oligonucleotides to reduce ATXN2 in the cerebellum, showing localization to Purkinje cells, indicating a potential treatment for SCA2.
発明の目的
本発明は、インビボおよびインビトロの両方にてATXN2を調節するアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。本発明は、アンチセンスオリゴヌクレオチドにより標的にされ、効果的なATXN2阻害をもたらし得る、ヒトATXN2 プレmRNAのイントロン9に存在する、特異的な標的配列を識別した。特に、配列番号1の位置83118~83146を標的にするのが、ATXN2の低下という観点から有利である。
OBJECTS OF THEINVENTION The present invention provides antisense oligonucleotides that modulate ATXN2 both in vivo and in vitro. The present invention has identified a specific target sequence present in intron 9 of human ATXN2 pre-mRNA that can be targeted by antisense oligonucleotides to provide effective ATXN2 inhibition. In particular, targeting positions 83118-83146 of SEQ ID NO:1 is advantageous in terms of reducing ATXN2.
本発明はまた、ATXN2を阻害可能な、効果的なアンチセンスオリゴヌクレオチド配列および化合物、ならびに、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー性前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態を含む、神経変性疾患などの疾患または障害の処置における、これらの使用も提供する。 The present invention also provides effective antisense oligonucleotide sequences and compounds capable of inhibiting ATXN2 and their use in treating diseases or disorders such as neurodegenerative diseases, including spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions involving TDP-43 proteinopathies.
本発明は、ヒトアタキシン2(ATXN2)転写物を標的とし、ATXN2の発現を阻害し得るアンチセンスオリゴヌクレオチドに関する。 The present invention relates to antisense oligonucleotides that target human ataxin 2 (ATXN2) transcripts and can inhibit the expression of ATXN2.
本発明は、式
TCAcAttttactttaacCTC(配列番号15_4)
(式中、大文字はベータ-D-オキシLNAヌクレオシドであり、小文字はDNAヌクレオシドであり、全てのLNA Cが5-メチルシトシンであり、全てのヌクレオシド間結合がホスホロチオエートヌクレオシド間結合である)
で表されるアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。
The present invention relates to a compound of the formula TCAcAttttactttaacCTC (SEQ ID NO: 15_4).
where the capital letters are beta-D-oxy LNA nucleosides, the lower case letters are DNA nucleosides, all LNA C's are 5-methylcytosines, and all internucleoside linkages are phosphorothioate internucleoside linkages.
The present invention provides an antisense oligonucleotide represented by the formula:
本発明は、式
のオリゴヌクレオチドまたはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
The present invention relates to a compound of formula
or a pharma- ceutically acceptable salt thereof.
いくつかの実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは薬学的に許容され得る塩の形態である。 In some embodiments, the antisense oligonucleotide is in the form of a pharma- ceutically acceptable salt.
いくつかの実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは薬学的に許容され得るナトリウム塩の形態である。 In some embodiments, the antisense oligonucleotide is in the form of a pharma- ceutically acceptable sodium salt.
いくつかの実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは薬学的に許容され得るカリウム塩の形態である。 In some embodiments, the antisense oligonucleotide is in the form of a pharma- ceutically acceptable potassium salt.
本発明は、本発明に従ったアンチセンスオリゴヌクレオチドと、上記オリゴヌクレオチドに共有結合した少なくとも1つのコンジュゲート部分とを含む、コンジュゲートを提供する。代替的に記述をすると、いくつかの実施形態では、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、コンジュゲート化オリゴヌクレオチドの形態である。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドはコンジュゲート化していない。 The present invention provides a conjugate comprising an antisense oligonucleotide according to the present invention and at least one conjugate moiety covalently attached to the oligonucleotide. Stated alternatively, in some embodiments, the antisense oligonucleotide of the present invention is in the form of a conjugated oligonucleotide. In some embodiments, the oligonucleotide is not conjugated.
本発明は、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはコンジュゲートと、薬学的に許容され得る希釈剤、溶媒、担体、塩、および/またはアジュバントとを含む、医薬組成物を提供する。 The present invention provides a pharmaceutical composition comprising an antisense oligonucleotide or conjugate of the present invention and a pharma- ceutically acceptable diluent, solvent, carrier, salt, and/or adjuvant.
いくつかの実施形態では、組成物は、薬学的に許容され得る希釈剤、例えば滅菌リン酸緩衝生理食塩水を含む。 In some embodiments, the composition includes a pharma- ceutically acceptable diluent, such as sterile phosphate buffered saline.
いくつかの実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、50~300μM溶液の濃度で薬学的に許容され得る希釈剤中で製剤化される。希釈剤はリン酸緩衝生理食塩水であり得る。 In some embodiments, the antisense oligonucleotides are formulated in a pharma- ceutically acceptable diluent at a concentration of 50-300 μM solution. The diluent may be phosphate buffered saline.
いくつかの実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、1~100mg/mL、例えば2~30または2~50mg/mL、または例えば4~30mg/mLの濃度にて、薬学的に許容され得る希釈剤の中で製剤化される。希釈剤はリン酸緩衝生理食塩水であり得る。 In some embodiments, the antisense oligonucleotides are formulated in a pharma- ceutically acceptable diluent at a concentration of 1-100 mg/mL, e.g., 2-30 or 2-50 mg/mL, or e.g., 4-30 mg/mL. The diluent may be phosphate buffered saline.
本発明は、ATXN2を発現する標的細胞内でATXN2発現を調節するための方法であって、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはコンジュゲートまたは医薬組成物を、有効量で上記細胞に投与することを含む、方法を提供する。いくつかの実施形態では、方法はインビトロ法である。いくつかの実施形態では、方法はインビボ法である。いくつかの実施形態では、細胞は神経細胞、例えば小脳細胞、例えばプルキンエ細胞、または皮質細胞である。 The present invention provides a method for modulating ATXN2 expression in a target cell expressing ATXN2, comprising administering to the cell an effective amount of an antisense oligonucleotide or conjugate or pharmaceutical composition of the present invention. In some embodiments, the method is an in vitro method. In some embodiments, the method is an in vivo method. In some embodiments, the cell is a neuronal cell, e.g., a cerebellar cell, e.g., a Purkinje cell, or a cortical cell.
本発明は、医薬品に使用するための、本発明のオリゴヌクレオチド、コンジュゲート、または医薬組成物を提供する。 The present invention provides an oligonucleotide, conjugate, or pharmaceutical composition of the present invention for use in a pharmaceutical product.
本発明は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態からなる群から選択される神経変性疾患からなる群から選択される疾患の処置に使用するための、本発明のオリゴヌクレオチド、コンジュゲート、または医薬組成物を提供する。 The present invention provides an oligonucleotide, conjugate, or pharmaceutical composition of the present invention for use in treating a disease selected from the group consisting of neurodegenerative diseases selected from the group consisting of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease, frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions involving TDP-43 proteinopathy.
本発明は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43を伴う状態からなる群から選択される疾患などの、神経変性疾患の処置または予防のための医薬を調製するための、本発明のオリゴヌクレオチド、コンジュゲート、または医薬組成物の使用を提供する。 The present invention provides use of an oligonucleotide, conjugate, or pharmaceutical composition of the present invention for preparing a medicament for the treatment or prevention of a neurodegenerative disease, such as a disease selected from the group consisting of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease, frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions involving TDP-43.
本発明は、治療的、または予防的有効量の本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド、コンジュゲート、または医薬組成物を、疾患を患う、または疾患に罹患しやすい対象に投与することを含む、疾患を処置または予防するための方法であって、上記疾患が、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態からなる群から選択される神経変性疾患からなる群から選択される、方法を提供する。 The present invention provides a method for treating or preventing a disease comprising administering a therapeutically or prophylactically effective amount of an antisense oligonucleotide, conjugate, or pharmaceutical composition of the present invention to a subject suffering from or susceptible to a disease, wherein the disease is selected from the group consisting of neurodegenerative diseases selected from the group consisting of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease, frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions associated with TDP-43 proteinopathy.
いくつかの実施形態では、疾患は脊髄小脳失調症2型(SCA2)である。 In some embodiments, the disease is spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2).
いくつかの実施形態では、疾患は筋萎縮性側索硬化症(ALS)である。 In some embodiments, the disease is amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
さらなる態様では、本発明は、本発明のオリゴヌクレオチドと、薬学的に許容され得る希釈剤、担体、塩、および/またはアジュバントと、を含む、医薬組成物を提供する。 In a further aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising an oligonucleotide of the present invention and a pharma- ceutically acceptable diluent, carrier, salt, and/or adjuvant.
さらなる態様では、本発明は、ATXN2を発現する標的細胞にてATXN2発現を調節するための、本発明のオリゴヌクレオチドまたは組成物を有効量で上記細胞に投与することによる、インビボまたはインビトロ法のための方法を提供する。 In a further aspect, the present invention provides a method for in vivo or in vitro methods of modulating ATXN2 expression in a target cell expressing ATXN2 by administering to said cell an effective amount of an oligonucleotide or composition of the present invention.
さらなる態様では、本発明は、ATXN2のインビボ活性と関連する疾患、障害、または機能障害を処置または予防するための方法であって、治療的または予防的有効量の本発明のオリゴヌクレオチドを、上記疾患、障害、または機能障害を患う、またはこれに罹患しやすい対象に投与することを含む、方法を提供する。 In a further aspect, the present invention provides a method for treating or preventing a disease, disorder, or dysfunction associated with in vivo activity of ATXN2, comprising administering a therapeutically or prophylactically effective amount of an oligonucleotide of the present invention to a subject suffering from or susceptible to said disease, disorder, or dysfunction.
さらなる態様では、本発明のオリゴヌクレオチドまたは組成物は、神経変性疾患、例えば、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー性前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態からなる群から選択される神経変性疾患の処置または予防のために使用される。 In a further aspect, the oligonucleotide or composition of the invention is used for the treatment or prevention of a neurodegenerative disease, e.g., a neurodegenerative disease selected from the group consisting of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions involving TDP-43 proteinopathy.
さらなる態様では、本発明のオリゴヌクレオチドまたは組成物は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)または筋萎縮性側索硬化症(ALS)の処置または予防のために使用される。 In a further aspect, the oligonucleotide or composition of the invention is used for the treatment or prevention of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2) or amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
定義
オリゴヌクレオチド
本明細書で使用される用語「オリゴヌクレオチド」は、当業者に一般的に理解されているように、共有結合した2つ以上のヌクレオシドを含む分子として定義される。このような共有結合したヌクレオシドは、核酸分子またはオリゴマーとも称され得る。オリゴヌクレオチドは、通常、固相化学合成と、その後の精製および単離によって研究室内で作製される。オリゴヌクレオチドの配列に言及する場合、共有結合したヌクレオチドまたはヌクレオシドの、核酸塩基部分の配列もしくは順序、またはその修飾に対して言及される。本発明のオリゴヌクレオチドは、人工であり、化学的に合成され、通常は精製または単離される。本発明のオリゴヌクレオチドは、例えば2’糖修飾ヌクレオシド等の1種以上の修飾ヌクレオシドまたはヌクレオチドを含んでもよい。
Definitions Oligonucleotides The term "oligonucleotide" as used herein is defined as a molecule that contains two or more covalently linked nucleosides, as is commonly understood by those skilled in the art. Such covalently linked nucleosides may also be referred to as nucleic acid molecules or oligomers. Oligonucleotides are usually made in the laboratory by solid-phase chemical synthesis, followed by purification and isolation. When referring to the sequence of an oligonucleotide, it refers to the sequence or order of the nucleobase moieties of the covalently linked nucleotides or nucleosides, or modifications thereof. The oligonucleotides of the present invention are artificial, chemically synthesized, and usually purified or isolated. The oligonucleotides of the present invention may contain one or more modified nucleosides or nucleotides, such as, for example, 2' sugar modified nucleosides.
アンチセンスオリゴヌクレオチド
本明細書で使用される用語「アンチセンスオリゴヌクレオチド」は、標的核酸、特に標的核酸上の連続する配列にハイブリダイズすることによって、標的遺伝子の発現を調節することができるオリゴヌクレオチドとして定義される。アンチセンスオリゴヌクレオチドは本質的に二本鎖ではなく、したがってsiRNAまたはshRNAではない。
Antisense oligonucleotide The term "antisense oligonucleotide" as used herein is defined as an oligonucleotide that can regulate the expression of a target gene by hybridizing to a target nucleic acid, particularly a continuous sequence on the target nucleic acid.Antisense oligonucleotides are not double-stranded in nature, and therefore are not siRNA or shRNA.
連続するヌクレオチド配列
用語「連続するヌクレオチド配列」は、標的核酸に相補的なオリゴヌクレオチドの領域を指す。この用語は、本明細書中で用語「連続する核酸塩基配列」および用語「オリゴヌクレオチドモチーフ配列」と互換的に使用される。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドの全てのヌクレオチドは、連続するヌクレオチド配列を構成する。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、連続するヌクレオチド配列、例えばF-G-F’ギャップマー領域を含み、任意に、さらなるヌクレオチド(複数可)、例えば、官能基を連続するヌクレオチド配列に結合するのに使用され得るヌクレオチドリンカー領域を含んでもよい。ヌクレオチドリンカー領域は、標的核酸に相補的であっても、相補的でなくてもよい。
Contiguous Nucleotide Sequence The term "contiguous nucleotide sequence" refers to a region of an oligonucleotide that is complementary to a target nucleic acid. This term is used interchangeably herein with the terms "contiguous nucleobase sequence" and "oligonucleotide motif sequence." In some embodiments, all nucleotides of an oligonucleotide constitute a contiguous nucleotide sequence. In some embodiments, an oligonucleotide comprises a contiguous nucleotide sequence, e.g., an F-G-F' gapmer region, and may optionally include a nucleotide linker region that may be used to attach additional nucleotide(s), e.g., a functional group, to the contiguous nucleotide sequence. The nucleotide linker region may or may not be complementary to the target nucleic acid.
ヌクレオチド
ヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチドの構成要素であり、本発明の目的のためには、天然に存在するヌクレオチドおよび非天然のヌクレオチドの両方を含む。天然では、DNAヌクレオチドおよびRNAヌクレオチドなどのヌクレオチドは、リボース糖部分、核酸塩基部分、および1つまたは複数のリン酸基(ヌクレオシドには存在しない)を含む。ヌクレオシドおよびヌクレオチドはまた、「単位」または「モノマー」と互換的に称され得る。
Nucleotides Nucleotides are the building blocks of oligonucleotides and polynucleotides, and for the purposes of the present invention, include both naturally occurring and non-naturally occurring nucleotides. In nature, nucleotides, such as DNA and RNA nucleotides, contain a ribose sugar moiety, a nucleobase moiety, and one or more phosphate groups (not present in nucleosides). Nucleosides and nucleotides may also be referred to interchangeably as "units" or "monomers."
修飾ヌクレオシド
本明細書で使用される用語「修飾ヌクレオシド」または「ヌクレオシド修飾」は、等価のDNAヌクレオシドまたはRNAヌクレオシドと比較して、糖部分または(核酸)塩基部分の1つまたは複数の修飾の導入によって修飾されたヌクレオシドを指す。好ましい実施形態では、修飾ヌクレオシドは、修飾された糖部分を含む。修飾ヌクレオシドという用語はまた、本明細書で用語「ヌクレオシドアナログ」または修飾された「単位」または修飾された「モノマー」と互換的に使用され得る。非修飾DNAまたはRNA糖部分を有するヌクレオシドは、本明細書でDNAヌクレオシドまたはRNAヌクレオシドと称される。DNAヌクレオシドまたはRNAヌクレオシドの塩基領域に修飾を有するヌクレオシドは、Watson Crick塩基対形成が可能であれば、依然として一般にDNAまたはRNAと称される。
Modified Nucleosides The term "modified nucleoside" or "nucleoside modification" as used herein refers to a nucleoside that is modified by the introduction of one or more modifications in the sugar or (nucleic acid) base moiety, compared to the equivalent DNA or RNA nucleoside. In a preferred embodiment, the modified nucleoside comprises a modified sugar moiety. The term modified nucleoside may also be used interchangeably herein with the term "nucleoside analog" or modified "unit" or modified "monomer". Nucleosides with unmodified DNA or RNA sugar moieties are referred to herein as DNA or RNA nucleosides. Nucleosides with modifications in the base region of DNA or RNA nucleosides are still generally referred to as DNA or RNA if Watson Crick base pairing is possible.
有利には、オリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列の全ヌクレオシド間結合がホスホロチオエートであるか、またはオリゴヌクレオチドの全ヌクレオシド間結合がホスホロチオエート結合である。 Advantageously, all internucleoside bonds of the contiguous nucleotide sequence of the oligonucleotide are phosphorothioate or all internucleoside bonds of the oligonucleotide are phosphorothioate bonds.
ホスホロチオエート結合は、例えば以下に示すように、種々の互変異性形態で存在し得る。
核酸塩基
核酸塩基という用語は、ヌクレオシドおよびヌクレオチドに存在するプリン(例えばアデニンおよびグアニン)およびピリミジン(例えばウラシル、チミンおよびシトシン)部分を含み、これらは核酸ハイブリダイゼーションにおいて水素結合を形成する。本発明の文脈において、核酸塩基という用語は、天然に存在する核酸塩基とは異なり得るが、核酸ハイブリダイゼーションの際に機能的である修飾核酸塩基も包含する。この文脈において、「核酸塩基」は、天然に存在する核酸塩基、例えばアデニン、グアニン、シトシン、チミジン、ウラシル、キサンチンおよびヒポキサンチンと、非天然のバリアントとの両方を指す。このようなバリアントは、例えばHiraoら(2012)Accounts of Chemical Research、第45巻、第2055頁およびBergstrom(2009)Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry 付録37 1.4.1に記載されている。
The term nucleic acid base includes the purine (e.g., adenine and guanine) and pyrimidine (e.g., uracil, thymine and cytosine) moieties present in nucleosides and nucleotides, which form hydrogen bonds during nucleic acid hybridization.In the context of the present invention, the term nucleic acid base also includes modified nucleic acid bases that may differ from naturally occurring nucleic acid bases, but are functional during nucleic acid hybridization.In this context, "nucleobase" refers to both naturally occurring nucleic acid bases, such as adenine, guanine, cytosine, thymidine, uracil, xanthine and hypoxanthine, and non-natural variants. Such variants are described, for example, in Hirao et al. (2012) Accounts of Chemical Research, Vol. 45, p. 2055 and Bergstrom (2009) Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Appendix 37 1.4.1.
いくつかの実施形態では、核酸塩基部分は、プリンまたはピリミジンを修飾されたプリンまたはピリミジン、例えば、置換されたプリンまたは置換されたピリミジン、例えば、イソシトシン、シュードイソシトシン、5-メチルシトシン、5-チアゾロ-シトシン、5-プロピニル-シトシン、5-プロピニル-ウラシル、5-ブロモウラシル5-チアゾロ-ウラシル、2-チオ-ウラシル、2’チオ-チミン、イノシン、ジアミノプリン、6-アミノプリン、2-アミノプリン、2,6-ジアミノプリンおよび2-クロロ-6-アミノプリンから選択される核酸塩基(nucleobased)に変えることにより修飾される。 In some embodiments, the nucleobase moiety is modified by changing the purine or pyrimidine to a modified purine or pyrimidine, e.g., a substituted purine or substituted pyrimidine, e.g., a nucleobase selected from isocytosine, pseudoisocytosine, 5-methylcytosine, 5-thiazolo-cytosine, 5-propynyl-cytosine, 5-propynyl-uracil, 5-bromouracil 5-thiazolo-uracil, 2-thio-uracil, 2'thio-thymine, inosine, diaminopurine, 6-aminopurine, 2-aminopurine, 2,6-diaminopurine, and 2-chloro-6-aminopurine.
核酸塩基部分は、各々の対応する核酸塩基の文字コード、例えばA、T、G、CまたはUにより示し得、各文字は、等価の機能の修飾核酸塩基を任意に含み得る。例えば、例示的なオリゴヌクレオチドにおいて、核酸塩基部分は、A、T、G、C、および5-メチルシトシンから選択される。場合により、LNAギャップマーについて、5-メチルシトシンLNAヌクレオシドが使用され得る。 The nucleobase moieties may be designated by the letter code of each corresponding nucleobase, e.g., A, T, G, C, or U, and each letter may optionally include modified nucleobases of equivalent functionality. For example, in exemplary oligonucleotides, the nucleobase moieties are selected from A, T, G, C, and 5-methylcytosine. Optionally, for LNA gapmers, a 5-methylcytosine LNA nucleoside may be used.
修飾オリゴヌクレオチド
修飾オリゴヌクレオチドという用語は、1つ以上の糖修飾ヌクレオシドおよび/または修飾ヌクレオシド間結合を含むオリゴヌクレオチドを表す。用語「キメラ」オリゴヌクレオチドは、修飾ヌクレオシドを有するオリゴヌクレオチドを表すために文献で使用されている用語である。
Modified Oligonucleotides The term modified oligonucleotide refers to an oligonucleotide containing one or more sugar-modified nucleosides and/or modified internucleoside linkages. The term "chimeric" oligonucleotide is a term used in the literature to refer to oligonucleotides having modified nucleosides.
相補性
用語「相補性」は、ヌクレオシド/ヌクレオチドのWatson-Crick塩基対形成の能力を表す。Watson-Crick塩基対は、グアニン(G)-シトシン(C)およびアデニン(A)-チミン(T)/ウラシル(U)である。オリゴヌクレオチドは修飾核酸塩基を有するヌクレオシドを含んでもよく、例えば、5-メチルシトシンは多くの場合シトシンの代わりに使用され、したがって相補性という用語は、非修飾核酸塩基と修飾核酸塩基との間のWatson Crick塩基対形成を包含することが理解されよう(例えば、Hiraoら(2012)Accounts of Chemical Research、第45巻、第2055頁およびBergstrom(2009)Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry 付録37 1.4.1を参照されたい)。
Complementarity The term "complementarity" refers to the capacity of nucleosides/nucleotides to form Watson-Crick base pairs. Watson-Crick base pairs are guanine (G)-cytosine (C) and adenine (A)-thymine (T)/uracil (U). It will be understood that oligonucleotides may include nucleosides having modified nucleobases, for example, 5-methylcytosine is often used in place of cytosine, and thus the term complementarity encompasses Watson Crick base pairing between unmodified and modified nucleobases (see, for example, Hirao et al. (2012) Accounts of Chemical Research, Vol. 45, p. 2055 and Bergstrom (2009) Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Appendix 37 1.4.1).
用語「%相補的」とは、本明細書で使用される場合、連続ヌクレオチド配列にわたって参照配列(例えば、標的配列または配列モチーフ)に相補的である、核酸分子(例えば、オリゴヌクレオチド)の連続ヌクレオチド配列のヌクレオチドの割合(パーセント)を指す。したがって、相補性のパーセンテージは、2つの配列間(標的配列5’-3’と3’-5’からのオリゴヌクレオチド配列とを整列させた場合)で相補的である(ワトソン・クリック塩基対から)整列した核酸塩基の数を数え、その数をオリゴヌクレオチド中のヌクレオチドの総数で割り、100を掛けることによって計算される。このような比較において、整列(塩基対を形成)しない核酸塩基/ヌクレオチドは、ミスマッチと称される。挿入および欠失は、連続ヌクレオチド配列の%相補性の計算において許容されない。相補性の決定において、核酸塩基の化学的修飾は、核酸塩基がワトソン・クリック塩基対合を形成する機能的能力が保持される限り、無視されることが理解されるであろう(例えば、5-メチルシトシンは、%同一性の計算の目的のために、シトシンと同一であると見なされる)。 The term "% complementary" as used herein refers to the percentage of nucleotides of a contiguous nucleotide sequence of a nucleic acid molecule (e.g., an oligonucleotide) that are complementary to a reference sequence (e.g., a target sequence or sequence motif) over the contiguous nucleotide sequence. Thus, the percentage of complementarity is calculated by counting the number of aligned (Watson-Crick base pairs) nucleobases that are complementary between two sequences (when aligned between the target sequence 5'-3' and the oligonucleotide sequence from 3'-5'), dividing that number by the total number of nucleotides in the oligonucleotide, and multiplying by 100. In such a comparison, nucleobases/nucleotides that do not align (form base pairs) are referred to as mismatches. Insertions and deletions are not allowed in the calculation of the % complementarity of a contiguous nucleotide sequence. It will be understood that in determining complementarity, chemical modifications of nucleobases are disregarded so long as the functional ability of the nucleobase to form Watson-Crick base pairs is retained (e.g., 5-methylcytosine is considered identical to cytosine for purposes of calculating % identity).
「完全に相補的な」という用語は、100%の相補性を指す。 The term "fully complementary" refers to 100% complementarity.
以下は、標的配列に完全に相補性であるオリゴヌクレオチドの例である。 The following are examples of oligonucleotides that are perfectly complementary to the target sequence:
以下は、標的配列(配列番号6)に完全に相補性であるオリゴヌクレオチド(配列番号15)の例である。
5’ ttaaggaggttaaagtaaaatgtgaattt 3’(配列番号:6)
3’ ctccaatttcattttacact 5’(配列番号15)
Below is an example of an oligonucleotide (SEQ ID NO:15) that is perfectly complementary to a target sequence (SEQ ID NO:6).
5' ttaaggaggttaaagtaaaatgtgaattt 3' (SEQ ID NO:6)
3' ctccaatttcattttacact 5' (SEQ ID NO: 15)
同一性
本明細書で使用される用語「同一性」は、連続ヌクレオチド配列にわたって参照配列(例えば、配列モチーフ)と同一である、核酸分子(例えば、オリゴヌクレオチド)内の連続ヌクレオチド配列のヌクレオチドの割合(パーセントで表される)を指す。したがって、同一性のパーセンテージは、2つの配列(本発明の化合物の連続ヌクレオチド配列および参照配列における)の間で同一の(一致する)整列された核酸塩基の数を数え、その数をオリゴヌクレオチドのヌクレオチドの総数で割り、100を掛けることにより計算される。したがって、同一性の百分率=(一致数×100)/整列領域(例えば、連続ヌクレオチド配列)の長さ。挿入および欠失は、連続ヌクレオチド配列の同一性の百分率の計算において許容されない。同一性の決定において、核酸塩基の化学的修飾は、核酸塩基がWatson Crick塩基対を形成する機能的能力が保持される限り、無視されることが理解されよう(例えば、5-メチルシトシンは、同一性%の計算の目的のために、シトシンと同一であると見なされる)。
Identity The term "identity" as used herein refers to the proportion (expressed as a percentage) of nucleotides of a contiguous nucleotide sequence in a nucleic acid molecule (e.g., an oligonucleotide) that are identical to a reference sequence (e.g., a sequence motif) over the contiguous nucleotide sequence. Thus, the percentage of identity is calculated by counting the number of aligned nucleobases that are identical (matching) between two sequences (in the contiguous nucleotide sequence of the compound of the invention and the reference sequence), dividing that number by the total number of nucleotides in the oligonucleotide, and multiplying by 100. Thus, percentage of identity = (number of matches x 100) / length of aligned region (e.g., contiguous nucleotide sequence). Insertions and deletions are not allowed in calculating the percentage identity of a contiguous nucleotide sequence. In determining identity, it will be understood that chemical modifications of nucleobases are disregarded so long as the functional ability of the nucleobase to form Watson Crick base pairs is retained (e.g., 5-methylcytosine is considered to be identical to cytosine for purposes of calculating % identity).
ハイブリダイゼーション
本明細書で使用される用語「ハイブリダイズしている」または「ハイブリダイズする」は、2つの核酸鎖(例えば、オリゴヌクレオチドおよび標的核酸)が対向する鎖上の塩基対との間で水素結合を形成することにより二重鎖を形成することとして理解されるべきである。2つの核酸鎖間の結合の親和性は、ハイブリダイゼーションの強度である。これは、多くの場合、オリゴヌクレオチドの半分が標的核酸と二重鎖を形成する温度として定義される融解温度(Tm)によって表される。生理学的条件では、Tmは親和性に厳密に比例しない(Mergny and Lacroix,2003,Oligonucleotides 13:515-537)。標準状態ギブス自由エネルギーΔG°は、結合親和性をより正確に表し、ΔG°=-RTln(Kd)によって反応の解離定数(Kd)に関連付けられる(式中、Rは気体定数であり、Tは絶対温度である)。したがって、オリゴヌクレオチドと標的核酸との反応のΔG°が非常に低ければ、オリゴヌクレオチドと標的核酸との間のハイブリダイゼーションが強いことを示している。ΔG°は、水中濃度が1M、pHが7、および温度が37℃の反応に関連したエネルギーである。標的核酸に対するオリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションは、自発的反応であり、自発的反応の場合、ΔG°はゼロ未満である。ΔG°は、Hansenら,1965,Chem.Comm.36-38、およびHoldgateら,2005,Drug Discov Todayに記載されているように、例えば等温滴定熱量測定(ITC)により、実験的に測定し得る。ΔG°測定のために、市販の装置が入手可能であることは当業者には公知であると思われる。ΔG°は、SantaLucia,1998,Proc Natl Acad Sci USA.95:1460-1465に記載の最近接モデル(nearest neighbor model)を用いて(Sugimotoら,1995,Biochemistry34:11211-11216、およびMcTigueら,2004,Biochemistry43:5388-5405に記載された適切に誘導された熱力学的パラメータを使用し)、数値的に推定し得る。その意図した核酸標的をハイブリダイゼーションによって調節する可能性を確保するために、本発明のオリゴヌクレオチドは、10~30ヌクレオチド長のオリゴヌクレオチドに対して-10kcal未満の概算ΔG°値で標的核酸にハイブリダイズする。いくつかの実施形態では、ハイブリダイゼーションの程度または強度は、標準状態ギブス自由エネルギーΔG°により測定される。オリゴヌクレオチドは、8~30ヌクレオチド長のオリゴヌクレオチドに対して-10kcalの範囲未満、例えば-15kcal未満、例えば-20kcal未満、および例えば-25kcal未満の概算ΔG°値で標的核酸にハイブリダイズし得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、-10~-60kcal、例えば-12~-40、例えば-15~-30kcalまたは-16~-27kcal、例えば-18~-25kcalの推定ΔG゜値で標的核酸にハイブリダイズする。
Hybridization As used herein, the term "hybridizing" or "hybridizing" should be understood as two nucleic acid strands (e.g., an oligonucleotide and a target nucleic acid) forming a duplex by forming hydrogen bonds between base pairs on opposing strands. The affinity of binding between two nucleic acid strands is the strength of hybridization. This is often represented by the melting temperature (T m ), defined as the temperature at which half of the oligonucleotide forms a duplex with the target nucleic acid. In physiological conditions, T m is not strictly proportional to affinity (Mergny and Lacroix, 2003, Oligonucleotides 13:515-537). The standard state Gibbs free energy ΔG° more accurately represents the binding affinity and is related to the dissociation constant (K d ) of the reaction by ΔG°=-RTln(K d ), where R is the gas constant and T is the absolute temperature. Thus, a very low ΔG° of the reaction between an oligonucleotide and a target nucleic acid indicates strong hybridization between the oligonucleotide and the target nucleic acid. ΔG° is the energy associated with a reaction at 1M concentration in water, pH 7, and temperature 37°C. Hybridization of an oligonucleotide to a target nucleic acid is a spontaneous reaction, in which case ΔG° is less than zero. ΔG° can be experimentally measured, for example, by isothermal titration calorimetry (ITC), as described in Hansen et al., 1965, Chem. Comm. 36-38, and Holdgate et al., 2005, Drug Discov Today. Those skilled in the art will know that commercially available equipment is available for measuring ΔG°. ΔG° can be measured using the method described in SantaLucia, 1998, Proc Natl Acad Sci USA. 95:1460-1465 (using appropriately derived thermodynamic parameters as described in Sugimoto et al., 1995, Biochemistry 34:11211-11216, and McTigue et al., 2004, Biochemistry 43:5388-5405). To ensure the potential for hybridization modulation of its intended nucleic acid target, the oligonucleotides of the present invention hybridize to target nucleic acids with estimated ΔG° values of less than −10 kcal for oligonucleotides 10-30 nucleotides in length. In some embodiments, the degree or strength of hybridization is measured by the standard state Gibbs free energy ΔG°. The oligonucleotides may hybridize to the target nucleic acid with estimated ΔG° values in the range of less than −10 kcal, such as less than −15 kcal, such as less than −20 kcal, and such as less than −25 kcal for oligonucleotides of 8 to 30 nucleotides in length, hi some embodiments, the oligonucleotides hybridize to the target nucleic acid with estimated ΔG° values of −10 to −60 kcal, such as −12 to −40, such as −15 to −30 kcal or −16 to −27 kcal, such as −18 to −25 kcal.
標的核酸
本発明によれば、標的核酸は、哺乳動物ATXN2をコードする核酸であり、例えば遺伝子、RNA、mRNA、およびプレmRNA、成熟mRNAまたはcDNA配列であり得る。したがって、標的は、ATXN2標的核酸と称され得る。
According to the present invention, the target nucleic acid is a nucleic acid that encodes a mammalian ATXN2, and may be, for example, a gene, an RNA, an mRNA, and a pre-mRNA, a mature mRNA, or a cDNA sequence. Thus, the target may be referred to as an ATXN2 target nucleic acid.
好適には、標的核酸はATXN2タンパク質、特に哺乳動物ATXN2、例えば、ヒト、サル、ラット、およびブタATXN2に対するmRNAおよびプレmRNA配列を付与する、ヒトATXN2(例えば表2および表3を参照)をコードする。 Preferably, the target nucleic acid encodes the ATXN2 protein, in particular a mammalian ATXN2, e.g., human ATXN2 (see, e.g., Tables 2 and 3), providing mRNA and pre-mRNA sequences for human, monkey, rat, and porcine ATXN2.
いくつかの実施形態では、標的核酸は、配列番号1、2、3、4、および5、またはそれらの自然に存在するバリアント(例えば、哺乳動物Ataxin2タンパク質をコードする配列)からなる群から選択される。 In some embodiments, the target nucleic acid is selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4, and 5, or naturally occurring variants thereof (e.g., sequences encoding mammalian Ataxin2 proteins).
本発明のオリゴヌクレオチドを研究または診断に使用する場合、標的核酸は、cDNA、またはDNAもしくはRNAに由来する合成核酸であり得る。 When the oligonucleotides of the invention are used for research or diagnostic purposes, the target nucleic acid can be a cDNA or a synthetic nucleic acid derived from DNA or RNA.
インビボまたはインビトロでの適用のために、本発明のオリゴヌクレオチドは、典型的には、ATXN2標的核酸を発現している細胞内のATXN2標的核酸の発現を阻害し得る。本発明のオリゴヌクレオチドの核酸塩基の連続配列は、典型的には、オリゴヌクレオチドの長さにわたって測定して、場合により1つまたは2つのミスマッチを除いて、また場合により、オリゴヌクレオチドをコンジュゲートなどの任意の官能基に結合し得るヌクレオチドベースのリンカー領域、または他の非相補的末端ヌクレオチド(例えば、領域D’またはD’’)を除いて、ATXN2標的核酸に相補的である。標的核酸は、いくつかの実施形態では、成熟mRNAまたはプレmRNAなどのメッセンジャRNAといったRNAまたはDNAであり得る。 For in vivo or in vitro applications, the oligonucleotides of the invention can typically inhibit expression of the ATXN2 target nucleic acid in cells expressing the ATXN2 target nucleic acid. The contiguous sequence of nucleobases of the oligonucleotides of the invention is typically complementary to the ATXN2 target nucleic acid, measured over the length of the oligonucleotide, optionally with one or two mismatches, and optionally with a nucleotide-based linker region or other non-complementary terminal nucleotides (e.g., region D' or D'') that may link the oligonucleotide to any functional group, such as a conjugate. The target nucleic acid can be RNA, such as messenger RNA, such as mature mRNA or pre-mRNA, or DNA, in some embodiments.
いくつかの実施形態では、標的核酸は、ヒトATXN2などの哺乳動物Ataxin2タンパク質、例えば、配列番号1に開示されているものなどの、ヒトATXN2 mRNA配列をコードするRNAまたはDNAである。例示的な標的核酸に関するさらなる情報は、表2および表3に提供される。 In some embodiments, the target nucleic acid is an RNA or DNA encoding a mammalian Ataxin2 protein, such as human ATXN2, e.g., a human ATXN2 mRNA sequence, such as that disclosed in SEQ ID NO: 1. Further information regarding exemplary target nucleic acids is provided in Tables 2 and 3.
Fwd=フォワード鎖 ゲノム座標は、プレmRNA配列(ゲノム配列)を提供する。NCBI参照は、mRNA配列(cDNA配列)を提供する。
*アメリカ国立生物工学情報センター参照配列データベースは、ゲノム、転写物およびタンパク質を含む、包括的で統合された、冗長性のない、十分に注釈が付けられた参照配列のセットである。これはwww.ncbi.nlm.nih.gov/refseq.で主催されている。
Fwd = forward strand Genomic coordinates provide the pre-mRNA sequence (genomic sequence) NCBI reference provides the mRNA sequence (cDNA sequence).
*The National Center for Biotechnology Information Reference Sequence Database is a comprehensive, integrated, non-redundant, well-annotated set of reference sequences, including genomes, transcripts, and proteins. It is hosted at www.ncbi.nlm.nih.gov/refseq.
標的配列
本明細書で使用される用語「標的配列」は、本発明のオリゴヌクレオチドに相補的な核酸塩基配列を含む、標的核酸中に存在するヌクレオチドの配列を指す。いくつかの実施形態では、標的配列は、本発明のオリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド配列に相補的な核酸塩基配列を有する標的核酸上の領域からなる。標的核酸のこの領域は、互換的に標的ヌクレオチド配列、標的配列または標的領域と称され得る。いくつかの実施形態では、標的配列は、単一のオリゴヌクレオチドの相補的配列よりも長く、例えば、本発明のいくつかのオリゴヌクレオチドにより標的とされ得る標的核酸の好ましい領域を表し得る。
Target sequence The term "target sequence" as used herein refers to the sequence of nucleotides present in the target nucleic acid, which comprises the nucleobase sequence complementary to the oligonucleotide of the present invention. In some embodiments, the target sequence is comprised of a region on the target nucleic acid that has the nucleobase sequence complementary to the continuous nucleotide sequence of the oligonucleotide of the present invention. This region of the target nucleic acid can be interchangeably referred to as the target nucleotide sequence, the target sequence or the target region. In some embodiments, the target sequence is longer than the complementary sequence of a single oligonucleotide, and can represent, for example, a preferred region of the target nucleic acid that can be targeted by several oligonucleotides of the present invention.
いくつかの実施形態では、標的配列は、ヒトATXN2 mRNAイントロン9から選択される配列である(上記表1を参照のこと)。 In some embodiments, the target sequence is a sequence selected from human ATXN2 mRNA intron 9 (see Table 1 above).
本発明の一実施形態では、標的配列は配列番号6である。 In one embodiment of the present invention, the target sequence is SEQ ID NO:6.
本発明のオリゴヌクレオチドは、標的核酸、例えば本明細書に記載される標的配列に相補的またはハイブリダイズする連続ヌクレオチド配列を含む。 The oligonucleotides of the invention comprise a contiguous nucleotide sequence that is complementary to or hybridizes to a target nucleic acid, such as a target sequence described herein.
オリゴヌクレオチドが相補的またはハイブリダイズする標的配列は、一般に、少なくとも10ヌクレオチドの連続核酸塩基配列を含む。連続ヌクレオチド配列は、10~50ヌクレオチド、例えば12~30、例えば14~20、例えば15~18連続ヌクレオチドである。 The target sequence to which the oligonucleotide is complementary or hybridizes generally comprises a contiguous nucleobase sequence of at least 10 nucleotides. The contiguous nucleotide sequence may be 10-50 nucleotides, such as 12-30, such as 14-20, such as 15-18 contiguous nucleotides.
標的細胞
本明細書で使用される用語「標的細胞」は、標的核酸を発現している細胞を指す。いくつかの実施形態では、標的細胞は、インビボまたはインビトロであり得る。いくつかの実施形態では、標的細胞は、哺乳動物細胞、例えば、げっ歯類細胞、例えば、マウス細胞もしくはラット細胞、または霊長類細胞、例えば、サル細胞もしくはヒト細胞である。
いくつかの実施形態では、標的細胞は、プルキンエ細胞などのプルキンエニューロンであり得る。他の関係する標的細胞は、上位運動ニューロンおよび下位運動ニューロンなどの、運動ニューロンである。
Target Cells As used herein, the term "target cell" refers to a cell expressing a target nucleic acid. In some embodiments, the target cell can be in vivo or in vitro. In some embodiments, the target cell is a mammalian cell, such as a rodent cell, such as a mouse cell or a rat cell, or a primate cell, such as a monkey cell or a human cell.
In some embodiments, the target cells can be Purkinje neurons, such as Purkinje cells. Other target cells of interest are motor neurons, such as upper and lower motor neurons.
インビトロ評価のために、標的細胞は、A431またはU2-OS細胞などの、確立された細胞株であり得る。あるいは、ヒト人工多能性幹細胞(iPCS)に由来する運動ニューロン(例えば、Sancesら 2016 Nat Neurosci.19(4):542-553を参照のこと)、または、iPCS由来のプルキンエ細胞(Wangら 2015 Scientific Reports 5:9232)を、インビトロスクリーニングのために使用し得る。 For in vitro evaluation, target cells can be established cell lines, such as A431 or U2-OS cells. Alternatively, motor neurons derived from human induced pluripotent stem cells (iPCS) (see, e.g., Sances et al. 2016 Nat Neurosci. 19(4):542-553) or Purkinje cells derived from iPCS (Wang et al. 2015 Scientific Reports 5:9232) can be used for in vitro screening.
好ましい実施形態では、標的細胞は、ATXN2 プレmRNAまたはATXN2成熟mRNAなどのATXN2 mRNAを発現する。ATXN2 mRNAのポリAテールは、典型的には、アンチセンスオリゴヌクレオチド標的化では考慮されない。
天然に存在するバリアント
In a preferred embodiment, the target cell expresses ATXN2 mRNA, such as ATXN2 pre-mRNA or ATXN2 mature mRNA. The polyA tail of the ATXN2 mRNA is typically not considered for antisense oligonucleotide targeting.
Naturally occurring variants
用語「天然に存在するバリアント」は、標的核酸と同じ遺伝子座に由来するが、例えば、同じアミノ酸をコードする多数のコドンを引き起こす遺伝コードの縮重のために、またはプレmRNAの選択的スプライシング、または多型、例えば単一ヌクレオチド多型(SNP)の存在に起因して異なり得るATXN2遺伝子または転写産物のバリアント、および対立遺伝子バリアントを指す。オリゴヌクレオチドに対する十分な相補的配列の存在に基づいて、本発明のオリゴヌクレオチドは、したがって、標的核酸およびその天然に存在するバリアントを標的とし得る。 The term "naturally occurring variant" refers to variants of the ATXN2 gene or transcript that originate from the same genetic locus as the target nucleic acid but may differ, for example, due to degeneracy of the genetic code resulting in multiple codons encoding the same amino acid, or due to alternative splicing of the pre-mRNA, or the presence of polymorphisms, such as single nucleotide polymorphisms (SNPs), and allelic variants. Based on the presence of a sufficient complementary sequence to the oligonucleotide, the oligonucleotides of the invention can thus target the target nucleic acid and its naturally occurring variants.
いくつかの実施形態では、天然に存在するバリアントは、哺乳動物ATXN2標的核酸、例えば配列番号1、2、3、4、および5からなる群から選択される標的核酸に対して少なくとも95%、例えば少なくとも98%または少なくとも99%相同性を有する。いくつかの実施形態では、天然に存在するバリアントは、配列番号1のヒトATXN2標的核酸に対して少なくとも99%相同性を有する。 In some embodiments, the naturally occurring variant has at least 95%, e.g., at least 98% or at least 99% homology to a mammalian ATXN2 target nucleic acid, e.g., a target nucleic acid selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4, and 5. In some embodiments, the naturally occurring variant has at least 99% homology to a human ATXN2 target nucleic acid of SEQ ID NO: 1.
発現の調節
本明細書で使用される用語「発現の調節」は、オリゴヌクレオチドの投与前のATXN2の量と比較したときに、ATXN2の量を変更するオリゴヌクレオチドの能力の総称として理解されるべきである。あるいは、発現の調節は、対照実験を参照することによって決定され得る。対照は、生理食塩水組成物で処置された個体もしくは標的細胞、または非標的化オリゴヌクレオチド(モック)で処置された個体もしくは標的細胞であると一般的に理解されている。
The term "modulation of expression" as used herein should be understood as a general term for the ability of an oligonucleotide to change the amount of ATXN2 when compared to the amount of ATXN2 before administration of the oligonucleotide. Alternatively, the modulation of expression can be determined by reference to a control experiment. A control is generally understood to be an individual or target cell treated with a saline composition, or an individual or target cell treated with a non-targeting oligonucleotide (mock).
調節の1つのタイプは、例えばmRNAの分解または転写の遮断により、ATXN2の発現を阻害、減少、低減、抑制、除去、停止、遮断、防止、減少、低下、回避、または終了するオリゴヌクレオチドの能力である。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは有利に、ヒトATXN2などの哺乳動物ATXN2の発現を阻害し得る。 One type of modulation is the ability of the oligonucleotide to inhibit, decrease, reduce, suppress, eliminate, stop, block, prevent, reduce, decrease, avoid, or terminate expression of ATXN2, for example, by degradation of mRNA or blocking transcription. The antisense oligonucleotides of the invention can advantageously inhibit expression of mammalian ATXN2, such as human ATXN2.
高親和性修飾ヌクレオシド
高親和性修飾ヌクレオシドは、オリゴヌクレオチドに組み込まれると、例えば融解温度(Tm)によって測定して、その相補的標的に対するオリゴヌクレオチドの親和性を向上させる修飾ヌクレオチドである。本発明の高親和性修飾ヌクレオシドは、好ましくは、修飾ヌクレオシドあたり+0.5~+12℃、より好ましくは+1.5~+10℃、最も好ましくは+3~+8℃の融解温度の上昇をもたらす。多数の高親和性修飾ヌクレオシドが当技術分野において公知であり、例えば、多くの2’置換ヌクレオシドおよびロックド核酸(LNA)が含まれる(例えば、Freier&Altmann;Nucl.Acid Res.,1997,25,4429-4443およびUhlmann;Curr.Opinion in Drug Development,2000,3(2),293-213を参照されたい)。
High affinity modified nucleosides are modified nucleotides which, when incorporated into an oligonucleotide, increase the affinity of the oligonucleotide for its complementary target, e.g., as measured by melting temperature ( Tm ). The high affinity modified nucleosides of the present invention preferably provide an increase in melting temperature of +0.5 to +12 °C , more preferably +1.5 to +10 °C , and most preferably +3 to +8 °C per modified nucleoside. A large number of high affinity modified nucleosides are known in the art, including, for example, many 2'-substituted nucleosides and locked nucleic acids (LNAs) (see, for example, Freier &Altmann; Nucl. Acid Res., 1997, 25, 4429-4443 and Uhlmann; Curr. Opinion in Drug Development, 2000, 3(2), 293-213).
糖修飾
本発明のオリゴマーは、修飾された糖部分、すなわち、DNAおよびRNAに見られるリボース糖部分と比較した場合に糖部分の修飾を有する、1つまたは複数のヌクレオシドを含み得る。
Sugar Modifications The oligomers of the invention may contain one or more nucleosides having modified sugar moieties, ie, modifications to the sugar moiety as compared to the ribose sugar moiety found in DNA and RNA.
リボース糖部分の修飾を有する多数のヌクレオシドが、親和性および/またはヌクレアーゼ耐性などのオリゴヌクレオチドのある特定の特性を改善することを主な目的として作製されている。 A large number of nucleosides with modifications of the ribose sugar moiety have been created primarily for the purpose of improving certain properties of oligonucleotides, such as affinity and/or nuclease resistance.
そのような修飾には、例えばヘキソース環(HNA)または二環式環(典型的には、リボース環(LNA)のC2とC4炭素の間にバイラジカル架橋を有する)、または典型的にはC2とC3炭素の間の結合を欠く非結合リボース環(例えば、UNA)で置き換えることにより、リボース環構造が修飾されているものが含まれる。その他の糖修飾ヌクレオシドには、例えば、ビシクロヘキソース核酸(国際公開第2011/017521号)または三環式核酸(国際公開第2013/154798号)が含まれる。修飾ヌクレオシドにはまた、例えば、ペプチド核酸(PNA)、またはモルホリノ核酸の場合には、糖部分が非糖部分で置き換えられたヌクレオシドも含まれる。 Such modifications include those in which the ribose ring structure has been modified, for example by replacing it with a hexose ring (HNA) or bicyclic ring (typically having a biradical bridge between the C2 and C4 carbons of the ribose ring (LNA)), or an unlinked ribose ring (e.g., UNA), which typically lacks a bond between the C2 and C3 carbons. Other sugar-modified nucleosides include, for example, bicyclohexose nucleic acids (WO 2011/017521) or tricyclic nucleic acids (WO 2013/154798). Modified nucleosides also include nucleosides in which the sugar moiety has been replaced with a non-sugar moiety, for example in the case of peptide nucleic acids (PNAs) or morpholino nucleic acids.
糖修飾にはまた、リボース環上の置換基を水素以外の基、またはDNAヌクレオシドおよびRNAヌクレオシド内に天然に見られる2’-OH基に変化させることを介して行われる修飾も含まれる。置換基は、例えば、2’、3’、4’または5’位で導入され得る。 Sugar modifications also include modifications made via changing the substituents on the ribose ring to groups other than hydrogen or to the 2'-OH group found naturally in DNA and RNA nucleosides. Substituents can be introduced, for example, at the 2', 3', 4', or 5' positions.
2’糖修飾ヌクレオシド
2’糖修飾ヌクレオシドは、2’位にHもしくは-OH以外の置換基を有するヌクレオシド(2’置換ヌクレオシド)、またはリボース環の2’炭素と第2の炭素との間に架橋を形成できる2’結合バイラジカルを含むヌクレオシド、例えばLNA(2’-4’バイラジカル架橋)ヌクレオシドである。
2' Sugar Modified Nucleosides 2' sugar modified nucleosides are nucleosides having a substituent other than H or -OH at the 2' position (2' substituted nucleosides) or nucleosides that contain a 2' linked biradical capable of forming a bridge between the 2' carbon and a second carbon of the ribose ring, e.g., LNA (2'-4' biradical bridged) nucleosides.
実際、2’糖置換ヌクレオシドの開発には多くの注目が集まっており、数多くの2’置換ヌクレオシドが、オリゴヌクレオチドに組み込まれた際に有益な特性を有することが見出されている。例えば、2’修飾糖は、結合親和性の向上および/またはヌクレアーゼ耐性の増大をオリゴヌクレオチドにもたらすことができる。2’置換修飾ヌクレオシドの例は、2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA(MOE)、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-RNAおよび2’-F-ANAヌクレオシドである。さらなる例については、例えばFreier&Altmann;Nucl.Acid Res.,1997,25,4429-4443およびUhlmann;Curr.Opinion in Drug Development,2000,3(2),293-213、およびDeleavey and Damha,Chemistry and Biology 2012,19,937を参照されたい。以下に、いくつかの2’置換修飾ヌクレオシドを例示する。
本発明に関して、2’置換糖修飾ヌクレオシドは、LNAのような2’架橋ヌクレオシドを含まない。
ロックド核酸ヌクレオシド(LNAヌクレオシド)
In the context of the present invention, 2' substituted sugar modified nucleosides do not include 2' bridged nucleosides such as LNA.
Locked Nucleic Acid Nucleosides (LNA Nucleosides)
「LNAヌクレオシド」は、前記ヌクレオシドのリボース糖環のC2’とC4’とを結合するバイラジカル(「2’-4’架橋」とも称される)を含む2’修飾ヌクレオシドであり、これはリボース環のコンホメーションを制限または固定する。これらのヌクレオシドは、文献にて架橋核酸または二環式核酸(BNA)とも称されている。リボースの立体配座の固定は、LNAが相補的RNAまたはDNA分子のオリゴヌクレオチドに取り込まれる場合、ハイブリダイゼーションの親和性の向上(二重鎖安定化)に関連している。これは通常、オリゴヌクレオチド/相補的二重鎖の融解温度を測定することにより決定され得る。 "LNA nucleosides" are 2' modified nucleosides that contain a biradical (also referred to as a "2'-4' bridge") linking C2' and C4' of the ribose sugar ring of the nucleoside, which restricts or fixes the conformation of the ribose ring. These nucleosides are also referred to in the literature as bridged nucleic acids or bicyclic nucleic acids (BNAs). Fixing the conformation of the ribose is associated with improved hybridization affinity (duplex stabilization) when LNAs are incorporated into oligonucleotides of complementary RNA or DNA molecules. This can usually be determined by measuring the melting temperature of the oligonucleotide/complementary duplex.
非限定的な、例示的なLNAヌクレオシドは、国際公開第99/014226号、国際公開第00/66604号、国際公開第98/039352号、国際公開第2004/046160号、国際公開第00/047599号、国際公開第2007/134181号、国際公開第2010/077578号、国際公開第2010/036698号、国際公開第2007/090071号、国際公開第2009/006478号、国際公開第2011/156202号、国際公開第2008/154401号、国際公開第2009/067647号、国際公開第2008/150729号、Moritaら,Bioorganic&Med.Chem.Lett.12,73-76,Sethら.J.Org.Chem.2010,Vol 75(5)pp.1569-81、Mitsuokaら,Nucleic Acids Research 2009,37(4),1225-1238、ならびにWanおよびSeth,J.Medical Chemistry 2016,59,9645-9667に開示されている。 Non-limiting, exemplary LNA nucleosides are described in WO 99/014226, WO 00/66604, WO 98/039352, WO 2004/046160, WO 00/047599, WO 2007/134181, WO 2010/077578, WO 2010/036698, WO 2007/090071, WO 2009/006478, WO 2011/156202, WO 2008/154401, WO 2009/067647, WO 2008/150729, Morita et al., Bioorganic & Med. Chem. Lett. 12, 73-76, Seth et al. J. Org. Chem. 2010, Vol 75(5) pp. 1569-81, Mitsuoka et al., Nucleic Acids Research 2009, 37(4), 1225-1238, and Wan and Seth, J. Medical Chemistry 2016, 59, 9645-9667.
さらなる非限定的な例示的LNAヌクレオシドを、スキーム1に開示する。 Further non-limiting exemplary LNA nucleosides are disclosed in Scheme 1.
スキーム1:
特定のLNAヌクレオシドは、ベータ-D-オキシ-LNA、6’-メチル-ベータ-D-オキシLNA、例えば(S)-6’-メチル-ベータ-D-オキシ-LNA(ScET)およびENAである。 Particular LNA nucleosides are beta-D-oxy-LNA, 6'-methyl-beta-D-oxy-LNA, e.g. (S)-6'-methyl-beta-D-oxy-LNA (ScET) and ENA.
特定の有利なLNAは、ベータ-D-オキシ-LNAである。 A particularly preferred LNA is beta-D-oxy-LNA.
本明細書に記載の化合物は、数個の不斉中心を含み得、光学的に純粋なエナンチオマー、例えばラセミ体などのエナンチオマーの混合物、ジアステレオ異性体の混合物、ジアステレオ異性体ラセミ体またはジアステレオ異性体ラセミ体の混合物として存在し得る。 The compounds described herein may contain several asymmetric centers and may exist as optically pure enantiomers, mixtures of enantiomers, e.g. racemates, mixtures of diastereoisomers, diastereoisomeric racemates or mixtures of diastereoisomeric racemates.
用語「不斉炭素原子」は、4つの異なる置換基を有する炭素原子を意味する。Cahn-Ingold-Prelog則によれば、不斉炭素原子は、「R」または「S」立体配置のものであり得る。 The term "asymmetric carbon atom" means a carbon atom that has four different substituents. According to the Cahn-Ingold-Prelog rules, an asymmetric carbon atom can be of the "R" or "S" configuration.
薬学的に許容され得る塩
用語「薬学的に許容され得る塩」は、生物学的にも別様にも望ましくないものではない、遊離塩基または遊離酸の生物学的有効性および特性を保持している塩を指す。
Pharmaceutically Acceptable Salts The term "pharmaceutically acceptable salts" refers to salts that retain the biological effectiveness and properties of the free bases or free acids, which are not biologically or otherwise undesirable.
保護基
用語「保護基」は、単独または組合せで、化学反応が他の非保護の反応性部位で選択的に行われることができるように、多官能化合物の反応性部位を選択的にブロックする基を意味する。保護基を、除去することができる。例示的な保護基は、アミノ保護基、カルボキシ保護基またはヒドロキシ保護基である。
Protecting Group The term "protecting group", alone or in combination, means a group that selectively blocks a reactive site of a multifunctional compound so that a chemical reaction can be selectively carried out at an otherwise unprotected reactive site. The protecting group can be removed. Exemplary protecting groups are the amino protecting group, the carboxy protecting group or the hydroxy protecting group.
ヌクレアーゼ媒介分解
ヌクレアーゼ媒介分解は、相補的なヌクレオチド配列と二重鎖を形成するときに、そのような配列の分解を媒介することができるオリゴヌクレオチドを指す。
Nuclease-Mediated Degradation Nuclease-mediated degradation refers to oligonucleotides that, when duplexed with a complementary nucleotide sequence, are capable of mediating the degradation of such sequence.
いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、標的核酸のヌクレアーゼ媒介分解を介して機能し得、本発明のオリゴヌクレオチドは、ヌクレアーゼ、特にエンドヌクレアーゼ、好ましくはRNase Hなどのエンドリボヌクレアーゼ(RNase)を動員し得る。ヌクレアーゼ媒介機構を介して機能するオリゴヌクレオチド設計の例は、通常少なくとも5または6の連続DNAヌクレオシドの領域を含み、親和性増強ヌクレオシド、例えばギャップマー、ヘッドマーおよびテイルマーが片側または両側に隣接するオリゴヌクレオチドである。 In some embodiments, oligonucleotides may function via nuclease-mediated degradation of target nucleic acids, and the oligonucleotides of the invention may recruit nucleases, particularly endonucleases, preferably endoribonucleases (RNases), such as RNase H. Examples of oligonucleotide designs that function via nuclease-mediated mechanisms are oligonucleotides that typically contain a region of at least 5 or 6 contiguous DNA nucleosides and are flanked on one or both sides by affinity enhancing nucleosides, such as gapmers, headmers and tailmers.
RNase H活性および動員
アンチセンスオリゴヌクレオチドのRNase H活性は、相補的RNA分子と二重鎖を形成する場合にRNase Hを動員する、その能力を指す。国際公開第01/23613号は、RNase H活性を決定するためのインビトロ方法を提供し、RNase Hを動員する能力の決定に使用することができる。典型的には、オリゴヌクレオチドが、相補的標的核酸配列が提供された場合に、試験されている修飾オリゴヌクレオチドと同じ塩基配列を有するが、オリゴヌクレオチド中の全てのモノマー間にホスホロチオアート結合を有するDNAモノマーのみを含有するオリゴヌクレオチドを使用し、国際公開第01/23613号(参照により本明細書に組み込まれる)の実施例91~95により提供される方法論を使用したときに決定された初期速度の少なくとも5%、例えば、少なくとも10%または20%超のpmol/l/分で測定された初期速度を有する場合に、このオリゴヌクレオチドはRNase Hを動員し得ると見なされる。RNase H活性の決定に使用するために、組換えヒトRNase H1が、Lubio Science GmbH、Lucerne、Switzerlandから入手可能である。
RNase H Activity and Recruitment RNase H activity of an antisense oligonucleotide refers to its ability to recruit RNase H when it forms a duplex with a complementary RNA molecule. WO 01/23613 provides an in vitro method for determining RNase H activity, which can be used to determine the ability to recruit RNase H. Typically, an oligonucleotide is considered to be capable of recruiting RNase H if, when provided with a complementary target nucleic acid sequence, it has an initial rate measured in pmol/l/min that is at least 5%, e.g., at least 10% or more than 20% of the initial rate determined when using an oligonucleotide that has the same base sequence as the modified oligonucleotide being tested, but that contains only DNA monomers with phosphorothioate linkages between all monomers in the oligonucleotide, and using the methodology provided by Examples 91-95 of WO 01/23613 (herein incorporated by reference). For use in determining RNase H activity, recombinant human RNase H1 is available from Lubio Science GmbH, Lucerne, Switzerland.
ギャップマー
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはその連続ヌクレオチド配列はギャップマーであってもよく、また、ギャップマーオリゴヌクレオチドまたはギャップマー設計とも称され得る。アンチセンスギャップマーは、通常、RNase H媒介分解を介して標的核酸を阻害するために使用される。ギャップマー型オリゴヌクレオチドは、少なくとも3つの別個の構造領域、5’-フランク、ギャップおよび3’-フランク、F-G-F’を5’→3’方向で含む。「ギャップ」領域(G)は、オリゴヌクレオチドがRNase Hを動員することを可能にする連続DNAヌクレオチドのストレッチを含む。ギャップ領域は、1つ以上の糖修飾ヌクレオシド、有利には高親和性糖修飾ヌクレオシドを含む5’隣接領域(F)、および1つ以上の糖修飾ヌクレオシド、有利には高親和性糖修飾ヌクレオシドを含む3’隣接領域(F’)と隣接する。領域FおよびF’の1つまたは複数の糖修飾ヌクレオシドは、標的核酸に対するオリゴヌクレオチドの親和性を向上させる(すなわち、親和性向上糖修飾ヌクレオシドである)。いくつかの実施形態では、領域FおよびF’の1つまたは複数の糖修飾ヌクレオシドは、例えばLNAおよび2’-MOEから独立して選択される、高親和性2’糖修飾などの2’糖修飾ヌクレオシドである。
Gapmer The antisense oligonucleotide or its contiguous nucleotide sequence of the present invention may be a gapmer and may also be referred to as a gapmer oligonucleotide or gapmer design. Antisense gapmers are typically used to inhibit target nucleic acids via RNase H mediated degradation. Gapmer type oligonucleotides contain at least three distinct structural regions, 5'-flank, gap and 3'-flank, F-G-F', in the 5'→3' direction. The "gap" region (G) contains a stretch of contiguous DNA nucleotides that allow the oligonucleotide to recruit RNase H. The gap region is flanked by a 5' flanking region (F) that contains one or more sugar modified nucleosides, advantageously high affinity sugar modified nucleosides, and a 3' flanking region (F') that contains one or more sugar modified nucleosides, advantageously high affinity sugar modified nucleosides. The one or more sugar modified nucleosides of regions F and F' improve the affinity of the oligonucleotide for the target nucleic acid (i.e., are affinity improving sugar modified nucleosides). In some embodiments, one or more sugar modified nucleosides of regions F and F' are 2' sugar modified nucleosides, such as high affinity 2' sugar modifications, eg, independently selected from LNA and 2'-MOE.
ギャップマー設計において、ギャップ領域の最も5’および3’のヌクレオシドはDNAヌクレオシドであり、それぞれ、5’(F)または3’(F’)領域の糖修飾ヌクレオシドに隣接して配置されている。フランクはさらに、ギャップ領域から最も遠い端、すなわち5’フランクの5’末端および3’フランクの3’末端に少なくとも1つの糖修飾ヌクレオシドを有することによって定義されてもよい。 In a gapmer design, the 5' and 3' most nucleosides of the gap region are DNA nucleosides, positioned adjacent to sugar-modified nucleosides in the 5' (F) or 3' (F') regions, respectively. The flanks may be further defined by having at least one sugar-modified nucleoside at the end furthest from the gap region, i.e., at the 5' end of the 5' flank and at the 3' end of the 3' flank.
領域F-G-F’は、連続するヌクレオチド配列を形成する。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはその連続するヌクレオチド配列は、式F-G-F’のギャップマー領域を含み得る。 The regions F-G-F' form a contiguous nucleotide sequence. The antisense oligonucleotide of the present invention or the contiguous nucleotide sequence thereof may comprise a gapmer region of the formula F-G-F'.
ギャップマー設計F-G-F’の全長は、例えば12~32ヌクレオシド、例えば13~24、例えば14~22ヌクレオシド、例えば14~17、例えば16~18ヌクレオシドであり得る。 The total length of the gapmer design F-G-F' can be, for example, 12-32 nucleosides, for example 13-24, for example 14-22 nucleosides, for example 14-17, for example 16-18 nucleosides.
例として、本発明のギャップマー型オリゴヌクレオチドは、以下の式により表すことができる:
F1-8-G6-16-F’1-8、例えば
F1-8-G8-16-F’2-8
但し、ギャップマー領域F-G-F’の全長は、少なくとも12、例えば少なくとも14ヌクレオチド長であることを条件とする。
By way of example, a gapmer-type oligonucleotide of the invention can be represented by the following formula:
F 1-8 -G 6-16 -F' 1-8 , for example F 1-8 -G 8-16 -F' 2-8
With the proviso that the total length of the gapmer region FGF' is at least 12, for example at least 14, nucleotides in length.
本発明の一態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチド、またはその連続ヌクレオチド配列は、式5’-F-G-F’-3’のギャップマーからなり、またはこれを含み、領域FおよびF’は独立して、1~8個、例えば2~6個、例えば3~4個の2’糖修飾ヌクレオシドを含み、またはこれからなり、(領域GのDNAヌクレオシドに隣接した)領域Fの3’末端に位置する、少なくとも1つの2’糖修飾ヌクレオシドが存在し、(領域GのDNAヌクレオシドに隣接して位置する)領域F’の5’末端に位置する、少なくとも1つの2’糖修飾ヌクレオシドが存在し、Gは、6~16個のDNAヌクレオシド、例えば10~15個の連続DNAヌクレオシド、例えば、10~14個の連続DNAヌクレオチド、例えば11~15個の連続DNAヌクレオチド、例えば13~15個の連続DNAヌクレオチドの領域などの、RNase Hを動員可能な、6~16個のヌクレオシドの領域である。 In one aspect of the invention, the antisense oligonucleotide, or contiguous nucleotide sequence thereof, consists of or comprises a gapmer of the formula 5'-F-G-F'-3', where regions F and F' independently comprise or consist of 1-8, e.g., 2-6, e.g., 3-4, 2' sugar-modified nucleosides, where there is at least one 2' sugar-modified nucleoside located at the 3' end of region F (adjacent to a DNA nucleoside of region G), and there is at least one 2' sugar-modified nucleoside located at the 5' end of region F' (adjacent to a DNA nucleoside of region G), and G is a region of 6-16 nucleosides capable of recruiting RNase H, such as a region of 6-16 DNA nucleosides, e.g., 10-15 contiguous DNA nucleosides, e.g., 10-14 contiguous DNA nucleotides, e.g., 11-15 contiguous DNA nucleotides, e.g., 13-15 contiguous DNA nucleotides.
LNAギャップマー
LNAギャップマーは、領域FおよびF’のいずれか一方または両方が、LNAヌクレオシドを含むか、またはそれからなるギャップマーである。ベータ-D-オキシギャップマーは、領域FおよびF’のいずれか一方または両方が、ベータ-D-オキシLNAヌクレオシドを含むか、またはそれからなるギャップマーである。
いくつかの実施形態では、LNAギャップマーは、式:[LNA]1-5-[領域G]-[LNA]1-5のものであり、領域Gはギャップマー領域Gの定義に規定したとおりである。
LNA Gapmer An LNA gapmer is a gapmer in which either or both of regions F and F' comprise or consist of LNA nucleosides. Beta-D-oxy gapmer is a gapmer in which either or both of regions F and F' comprise or consist of beta-D-oxy LNA nucleosides.
In some embodiments, the LNA gapmer is of the formula: [LNA] 1-5 -[region G]-[LNA] 1-5 , where region G is as defined in the definition of gapmer region G.
交互フランクギャップマー
フランキング領域は、LNAおよびDNAヌクレオシドの両方を含み得、それらがLNA-DNA-LNAヌクレオシドの交互モチーフを含むので、「交互フランク」と称される。このような交互フランクを含むギャップマーは、「交互フランクギャップマー」と称される。「交互フランクギャップマー」はそれ故、LNAギャップマーオリゴヌクレオチドであり、フランクの少なくとも一方(FまたはF’)が、LNAヌクレオシドに加えてDNAを含む。いくつかの実施形態では、領域FもしくはF’の少なくとも一方、または領域FおよびF’の両方は、LNAヌクレオシドおよびDNAヌクレオシドの両方を含む。このような実施形態では、フランキング領域FもしくはF’、またはFおよびF’の両方は、少なくとも3つのヌクレオシドを含み、Fおよび/またはF’領域の最も5’および3’のヌクレオシドが、LNAヌクレオシドである。
Alternating Flank Gapmers The flanking regions may comprise both LNA and DNA nucleosides and are referred to as "alternating flanks" because they comprise an alternating motif of LNA-DNA-LNA nucleosides. Gapmers comprising such alternating flanks are referred to as "alternating flank gapmers". An "alternating flank gapmer" is therefore an LNA gapmer oligonucleotide where at least one of the flanks (F or F') comprises DNA in addition to LNA nucleosides. In some embodiments, at least one of regions F or F', or both regions F and F', comprise both LNA nucleosides and DNA nucleosides. In such embodiments, flanking regions F or F', or both F and F', comprise at least three nucleosides and the 5' and 3' most nucleosides of the F and/or F' regions are LNA nucleosides.
交互フランク領域は、1~2つ、または1つ、または2つ、または3つの連続するDNAヌクレオシドなどの最大3つの連続するDNAヌクレオシドを含み得る。 The alternating flanking regions can contain up to three consecutive DNA nucleosides, such as one to two, or one, or two, or three consecutive DNA nucleosides.
オリゴヌクレオチド内の領域D’またはD”
本明細書に開示のオリゴヌクレオチドは、標的核酸に相補的なオリゴヌクレオチドの連続するヌクレオチド配列、例えばギャップマーF-G-F’、ならびにさらに5’および/または3’ヌクレオシドを含むか、またはそれからなり得る。さらなる5’および/または3’ヌクレオシドは、標的核酸に完全に相補的であっても、完全に相補的でなくてもよい。このようなさらなる5’および/または3’ヌクレオシドは、本明細書では領域D’およびD”と称され得る。
Region D' or D" in the oligonucleotide
The oligonucleotides disclosed herein can comprise or consist of a contiguous nucleotide sequence of the oligonucleotide that is complementary to a target nucleic acid, e.g., a gapmer F-G-F', as well as additional 5' and/or 3' nucleosides. The additional 5' and/or 3' nucleosides may or may not be fully complementary to the target nucleic acid. Such additional 5' and/or 3' nucleosides may be referred to herein as regions D' and D".
領域D’またはD”の付加は、連続するヌクレオチド配列、例えばギャップマーをコンジュゲート部分または別の官能基に連結する目的のために使用され得る。連続するヌクレオチド配列をコンジュゲート部分と連結するために使用する場合、生体切断可能なリンカーとしての役割を果たし得る。あるいは、それはエキソヌクレアーゼ保護を提供するために、または合成もしくは製造を容易にするために使用され得る。 The addition of region D' or D" can be used for the purpose of linking a contiguous nucleotide sequence, such as a gapmer, to a conjugate moiety or another functional group. When used to link a conjugate moiety to a conjugate moiety, it can serve as a biocleavable linker. Alternatively, it can be used to provide exonuclease protection or to facilitate synthesis or manufacture.
領域D’およびD”は、それぞれ、領域Fの5’末端または領域F’の3’末端に結合して、以下の式D’-F-G-F’、F-G-F’-D”またはD’-F-G-F’-D”の設計を生成することができる。この場合、F-G-F’はオリゴヌクレオチドのギャップマー部分であり、領域D’またはD”は、オリゴヌクレオチドの別個の部分を構成する。 Regions D' and D" can be attached to the 5' end of region F or the 3' end of region F', respectively, to generate designs of the following formula D'-F-G-F', F-G-F'-D" or D'-F-G-F'-D", where F-G-F' is the gapmer portion of the oligonucleotide and regions D' or D" constitute separate portions of the oligonucleotide.
領域D’またはD”は、独立して、1、2、3、4または5個の追加のヌクレオチドを含むか、またはそれからなり、標的核酸に相補的であっても、相補的でなくてもよい。FまたはF’領域に隣接するヌクレオチドは、糖修飾ヌクレオチドではなく、例えばDNAもしくはRNAまたはこれらの塩基修飾バージョンである。D’またはD’領域は、ヌクレアーゼ感受性の生体切断可能なリンカーとしての役割を果たし得る(リンカーの定義を参照されたい)。いくつかの実施形態では、追加の5’および/または3’末端ヌクレオチドは、ホスホジエステル結合で結合されており、DNAまたはRNAである。領域D’またはD”としての使用に好適なヌクレオチドベースの生体切断性リンカーは、国際公開第2014/076195号パンフレットに開示されており、これには例としてホスホジエステル結合DNAジヌクレオチドが含まれる。ポリオリゴヌクレオチド構築物における生体切断性リンカーの使用は、国際公開第2015/113922号パンフレットに開示されており、それらは複数のアンチセンス構築物(例えば、ギャップマー領域)を単一のオリゴヌクレオチド内で結合するのに使用されている。 Regions D' or D" may independently comprise or consist of 1, 2, 3, 4 or 5 additional nucleotides, which may or may not be complementary to the target nucleic acid. The nucleotides adjacent to the F or F' region are not sugar-modified nucleotides, but are, for example, DNA or RNA or base-modified versions thereof. The D' or D' region may serve as a nuclease-sensitive biocleavable linker (see definition of linker). In some embodiments, the additional 5' and/or 3' terminal nucleotides are linked by phosphodiester bonds and are DNA or RNA. Nucleotide-based biocleavable linkers suitable for use as regions D' or D" are disclosed in WO 2014/076195, including, by way of example, phosphodiester-linked DNA dinucleotides. The use of biocleavable linkers in polyoligonucleotide constructs is disclosed in WO 2015/113922, where they have been used to join multiple antisense constructs (e.g., gapmer regions) within a single oligonucleotide.
一実施形態では、本発明のオリゴヌクレオチドは、ギャップマーを構成する連続するヌクレオチド配列に加えて、領域D’および/またはD”を含む。 In one embodiment, the oligonucleotide of the present invention includes regions D' and/or D" in addition to the contiguous nucleotide sequence that constitutes the gapmer.
オリゴヌクレオチドギャップマーを下記式で表し得る:
F-G-F’;特にF1-8-G6-16-F’2-8
D’-F-G-F’、特にD’1-3-F1-8-G6-16-F’2-8
F-G-F’-D”、特にF1-8-G6-16-F’2-8-D”1-3
D’-F-G-F’-D”、特にD’1-3-F1-8-G6-16-F’2-8-D”1-3。
An oligonucleotide gapmer may be represented by the formula:
F-G-F'; especially F 1-8 -G 6-16 -F' 2-8
D'-F-G-F', especially D' 1-3 -F 1-8 -G 6-16 -F' 2-8
F-G-F'-D", especially F 1-8 -G 6-16 -F' 2-8 -D" 1-3
D'-F-G-F'-D", especially D' 1-3 -F 1-8 -G 6-16 -F' 2-8 -D" 1-3 .
いくつかの実施形態では、領域D’と領域Fとの間に位置するヌクレオシド間結合は、ホスホジエステル結合である。いくつかの実施形態では、領域F’と領域D”との間に位置するヌクレオシド間結合は、ホスホジエステル結合である。 In some embodiments, the internucleoside bond between region D' and region F is a phosphodiester bond. In some embodiments, the internucleoside bond between region F' and region D" is a phosphodiester bond.
コンジュゲート
本明細書で使用されるコンジュゲートという用語は、非ヌクレオチド部分(コンジュゲート部分または領域Cまたは第3の領域)に共有結合したオリゴヌクレオチドを指す。
Conjugate The term conjugate, as used herein, refers to an oligonucleotide covalently attached to a non-nucleotide moiety (the conjugate moiety or region C or a third region).
1つまたは複数の非ヌクレオチド部分に対する本発明のオリゴヌクレオチドのコンジュゲーションは、例えば、オリゴヌクレオチドの活性、細胞分布、細胞取込み、または安定性に影響を及ぼすことにより、オリゴヌクレオチドの薬効薬理を改善し得る。いくつかの実施形態では、コンジュゲート部分は、オリゴヌクレオチドの細胞分布、バイオアベイラビリティ、代謝、排泄、浸透性、および/または細胞取込みを改善することにより、オリゴヌクレオチドの薬物動態特性を調節または向上させる。特に、コンジュゲートは、オリゴヌクレオチドを特定の器官、組織、または細胞型に標的化し、それにより、その器官、組織、または細胞型におけるオリゴヌクレオチドの有効性を増強し得る。同時に、コンジュゲートは、非標的細胞型、組織または器官内のオリゴヌクレオチドの活性を低下させるのに役立ち得る(例えば、非標的細胞型、組織または器官におけるオフターゲット活性または活性)。 Conjugation of the oligonucleotides of the invention to one or more non-nucleotide moieties may improve the pharmacology of the oligonucleotide, for example, by affecting the activity, cellular distribution, cellular uptake, or stability of the oligonucleotide. In some embodiments, the conjugate moiety modulates or enhances the pharmacokinetic properties of the oligonucleotide by improving the cellular distribution, bioavailability, metabolism, excretion, permeability, and/or cellular uptake of the oligonucleotide. In particular, the conjugate may target the oligonucleotide to a particular organ, tissue, or cell type, thereby enhancing the efficacy of the oligonucleotide in that organ, tissue, or cell type. At the same time, the conjugate may serve to reduce the activity of the oligonucleotide in non-target cell types, tissues, or organs (e.g., off-target activity or activity in non-target cell types, tissues, or organs).
一実施形態では、非ヌクレオチド部分(コンジュゲート部分)は、炭水化物、細胞表面受容体リガンド、原薬、ホルモン、親油性物質、ポリマー、タンパク質、ペプチド、毒素(例えば、細菌毒素)、ビタミン、ウイルスタンパク質(例えば、キャプシド)またはそれらの組合せからなる群から選択される。 In one embodiment, the non-nucleotide moiety (conjugate moiety) is selected from the group consisting of carbohydrates, cell surface receptor ligands, drug substances, hormones, lipophiles, polymers, proteins, peptides, toxins (e.g., bacterial toxins), vitamins, viral proteins (e.g., capsids), or combinations thereof.
いくつかの実施形態では、コンジュゲートは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2012/143379号に開示されているような、トランスフェリン受容体に対して特異的親和性を有する抗体または抗体断片である。いくつかの実施形態では、非ヌクレオチド部分は、抗体または抗体断片、例えば脳血液関門を通過する送達を促進する抗体または抗体断片、特にトランスフェリン受容体を標的とする抗体または抗体断片である。 In some embodiments, the conjugate is an antibody or antibody fragment having specific affinity for the transferrin receptor, e.g., as disclosed in WO 2012/143379, which is incorporated herein by reference. In some embodiments, the non-nucleotide moiety is an antibody or antibody fragment, e.g., an antibody or antibody fragment that facilitates delivery across the blood-brain barrier, particularly an antibody or antibody fragment that targets the transferrin receptor.
リンカー
結合またはリンカーは、1つまたは複数の共有結合を介して、ある目的の化学基またはセグメントを別の目的の化学基またはセグメントに結合する、2個の原子間の接続である。コンジュゲート部分は、直接、または結合部分(例えば、リンカーまたはテザー)を介してオリゴヌクレオチドに結合させることができる。リンカーは、例えばコンジュゲート部分などの第3の領域(領域C)を、例えば標的核酸に相補的なオリゴヌクレオチドまたは連続するヌクレオチド配列などの第1の領域(領域A)に共有結合させるよう機能する。
Linker A bond or linker is a connection between two atoms that connects one chemical group or segment of interest to another chemical group or segment of interest through one or more covalent bonds. A conjugate moiety can be attached to an oligonucleotide directly or through a linking moiety (e.g., a linker or tether). A linker functions to covalently attach a third region (region C), such as a conjugate moiety, to a first region (region A), such as an oligonucleotide or a continuous nucleotide sequence that is complementary to a target nucleic acid.
本発明のいくつかの実施形態では、本発明のコンジュゲートまたはオリゴヌクレオチドコンジュゲートは、任意に、標的核酸に相補的なオリゴヌクレオチドまたは連続するヌクレオチド配列(領域Aまたは第1の領域)と、コンジュゲート部分(領域Cまたは第3の領域)との間に位置するリンカー領域(第2の領域または領域Bおよび/または領域Y)を含み得る。 In some embodiments of the invention, the conjugates or oligonucleotide conjugates of the invention may optionally include a linker region (second region or region B and/or region Y) located between the oligonucleotide or contiguous nucleotide sequence (region A or first region) complementary to the target nucleic acid and the conjugate moiety (region C or third region).
領域Bは、哺乳動物の体内で通常見られる条件下、または見られるものに類似した条件下で切断可能である生理学的に不安定な結合を含むか、またはそれからなる生体切断可能なリンカーを指す。生理学的に不安定なリンカーが化学的変換(例えば、切断)を受ける条件には、哺乳動物細胞で見られる、または見られるものに類似した、pH、温度、酸化もしくは還元条件または酸化もしくは還元剤、および塩濃度などの化学的条件が含まれる。哺乳動物の細胞内条件には、タンパク質分解酵素または加水分解酵素またはヌクレアーゼなどに由来する、哺乳動物細胞に通常存在する酵素活性の存在も含まれる。一実施形態では、生体切断可能なリンカーは、S1ヌクレアーゼ切断の影響を受けやすい。好ましい実施形態では、ヌクレアーゼ感受性リンカーは、1~10個のヌクレオシド、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9または10個のヌクレオシドを含み、より好ましくは2~6個のヌクレオシドを含み、最も好ましくは2~4個の結合したヌクレオシドを含み、これは少なくとも3または4または5つの連続するホスホジエステル結合などの少なくとも2つの連続するホスホジエステル結合を含む。好ましくは、ヌクレオシドは、DNAまたはRNAである。ホスホジエステルを含む生体切断可能なリンカーは、国際公開第2014/076195号(参照により本明細書に組み込まれる)により詳細に記載されている-本明細書の領域D’またはD”も参照されたい。 Region B refers to a biocleavable linker that includes or consists of a physiologically labile bond that is cleavable under conditions normally found or similar to those found in a mammalian body. Conditions under which a physiologically labile linker undergoes chemical transformation (e.g., cleavage) include chemical conditions such as pH, temperature, oxidizing or reducing conditions or oxidizing or reducing agents, and salt concentrations found or similar to those found in a mammalian cell. Mammalian intracellular conditions also include the presence of enzymatic activity normally present in mammalian cells, such as from proteolytic or hydrolytic enzymes or nucleases. In one embodiment, the biocleavable linker is susceptible to S1 nuclease cleavage. In a preferred embodiment, the nuclease-sensitive linker comprises 1-10 nucleosides, e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 nucleosides, more preferably 2-6 nucleosides, and most preferably 2-4 linked nucleosides, which include at least two consecutive phosphodiester bonds, such as at least three or four or five consecutive phosphodiester bonds. Preferably, the nucleosides are DNA or RNA. Phosphodiester-containing biocleavable linkers are described in more detail in WO 2014/076195, which is incorporated herein by reference - see also region D' or D" herein.
領域Yは、必ずしも生体切断可能ではないが、主にコンジュゲート部分(領域Cまたは第3の領域)をオリゴヌクレオチド(領域Aまたは第1の領域)に共有結合させるのに役立つリンカーを指す。領域Yリンカーは、鎖構造、またはエチレングリコール、アミノ酸単位もしくはアミノアルキル基などの繰返し単位のオリゴマーを含み得る。本発明のオリゴヌクレオチドコンジュゲートは、以下の局所要素A-C、A-B-C、A-B-Y-C、A-Y-B-CまたはA-Y-Cから構築し得る。いくつかの実施形態では、リンカー(領域Y)は、例えばC6~C12アミノアルキル基を含むC2~C36アミノアルキル基などのアミノアルキルである。好ましい実施形態では、リンカー(領域Y)は、C6アミノアルキル基である。 Region Y refers to a linker that is not necessarily biocleavable, but serves primarily to covalently attach the conjugate moiety (region C or third region) to the oligonucleotide (region A or first region). Region Y linkers may include chain structures or oligomers of repeating units such as ethylene glycol, amino acid units or aminoalkyl groups. Oligonucleotide conjugates of the invention may be constructed from the following local elements A-C, A-B-C, A-B-Y-C, A-Y-B-C or A-Y-C. In some embodiments, the linker (region Y) is an aminoalkyl, such as, for example, a C2-C36 aminoalkyl group, including a C6-C12 aminoalkyl group. In a preferred embodiment, the linker (region Y) is a C6 aminoalkyl group.
処置
本明細書で使用される用語「処置」は、既存の疾患(例えば、本明細書で言及される疾患または障害)の処置、または疾患の予防(prevention)、すなわち予防(prophylaxis)の両方を指す。したがって、本明細書で言及される処置は、いくつかの実施形態において、予防的であり得ることが認識されよう。
Treatment The term "treatment" as used herein refers to both the treatment of an existing disease (e.g., a disease or disorder referred to herein) or the prevention of disease, i.e., prophylaxis. Thus, it will be recognized that the treatment referred to herein may, in some embodiments, be prophylactic.
いくつかの実施形態では、治療は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー性前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態を含む神経変性疾患からなる群から選択される神経障害といった、神経障害を患うと診断されている患者にて実施される。
いくつかの実施形態では、本発明の化合物は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)または筋萎縮性側索硬化症(ALS)の処置で使用するためのものである。
In some embodiments, the treatment is administered to a patient who has been diagnosed with a neurological disorder, such as a neurological disorder selected from the group consisting of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and neurodegenerative diseases, including conditions involving TDP-43 proteinopathy.
In some embodiments, the compounds of the invention are for use in the treatment of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2) or amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
本発明のオリゴヌクレオチド
本発明は、式
TCAcAttttactttaacCTC(配列番号15_4)
(式中、大文字はベータ-D-オキシLNAヌクレオシドであり、小文字はDNAヌクレオシドであり、全てのLNA Cが5-メチルシトシンであり、全てのヌクレオシド間結合がホスホロチオエートヌクレオシド間結合である)
で表されるアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。
where the capital letters are beta-D-oxy LNA nucleosides, the lower case letters are DNA nucleosides, all LNA C's are 5-methylcytosines, and all internucleoside linkages are phosphorothioate internucleoside linkages.
The present invention provides an antisense oligonucleotide represented by the formula:
本発明は、本発明によるオリゴヌクレオチドまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドと、前記オリゴヌクレオチドに共有結合した少なくとも1つのコンジュゲート部分とを含むコンジュゲートを提供する。いくつかの実施形態では、コンジュゲート部分は、トランスフェリン受容体を標的とする抗体または抗体断片など、血液脳関門を通過する送達を促進するコンジュゲートである。 The present invention provides a conjugate comprising an oligonucleotide or antisense oligonucleotide according to the invention and at least one conjugate moiety covalently attached to said oligonucleotide. In some embodiments, the conjugate moiety is a conjugate that facilitates delivery across the blood-brain barrier, such as an antibody or antibody fragment that targets the transferrin receptor.
製造方法
さらなる態様において、本発明は、本発明のオリゴヌクレオチドを製造する方法であって、ヌクレオチド単位を反応させ、それによってオリゴヌクレオチド内に含まれる共有結合された連続ヌクレオチド単位を形成することを含む、方法を提供する。好ましくは、この方法は、ホスホロアミダイト化学を使用する(例えば、Caruthersら,1987,Methods in Enzymology、第154巻、第287~313頁を参照されたい)。さらなる実施形態において、この方法は、連続ヌクレオチド配列をコンジュゲーティング部分(リガンド)と反応させて、コンジュゲート部分をオリゴヌクレオチドに共有結合させることをさらに含む。さらなる態様において、本発明の組成物を製造する方法であって、本発明のオリゴヌクレオチドまたはコンジュゲートされたオリゴヌクレオチドを、薬学的に許容され得る希釈剤、溶媒、担体、塩および/またはアジュバントと混合することを含む、方法が提供される。
Methods of Production In a further aspect, the invention provides a method of producing an oligonucleotide of the invention, comprising reacting nucleotide units to thereby form covalently linked contiguous nucleotide units contained within the oligonucleotide. Preferably, the method uses phosphoramidite chemistry (see, e.g., Caruthers et al., 1987, Methods in Enzymology, Vol. 154, pp. 287-313). In a further embodiment, the method further comprises reacting the contiguous nucleotide sequence with a conjugating moiety (ligand) to covalently attach the conjugate moiety to the oligonucleotide. In a further aspect, a method of producing a composition of the invention is provided, comprising mixing an oligonucleotide or a conjugated oligonucleotide of the invention with a pharma- ceutically acceptable diluent, solvent, carrier, salt and/or adjuvant.
薬学的塩
さらなる態様では、本発明は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはそのコンジュゲートの薬学的に許容され得る塩を提供する。好ましい実施形態では、薬学的に許容され得る塩は、ナトリウムまたはカリウム塩である。
Pharmaceutical Salts In a further aspect, the present invention provides a pharma- ceutically acceptable salt of the antisense oligonucleotide or conjugate thereof. In a preferred embodiment, the pharma- ceutically acceptable salt is a sodium or potassium salt.
医薬組成物
さらなる態様において、本発明は、前述のオリゴヌクレオチドおよび/またはオリゴヌクレオチドコンジュゲートまたはその塩のいずれかと、薬学的に許容され得る希釈剤、担体、塩および/またはアジュバントとを含む医薬組成物を提供する。薬学的に許容され得る希釈剤には、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)が含まれ、薬学的に許容され得る塩には、限定するものではないが、ナトリウム塩およびカリウム塩が含まれる。いくつかの実施形態において、薬学的に許容され得る希釈剤は、無菌リン酸緩衝生理食塩水である。いくつかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは、薬学的に許容され得る希釈剤中50~300μM溶液の濃度で使用される。
Pharmaceutical Compositions In a further aspect, the present invention provides pharmaceutical compositions comprising any of the aforementioned oligonucleotides and/or oligonucleotide conjugates or salts thereof, and a pharma- ceutically acceptable diluent, carrier, salt and/or adjuvant. Pharmaceutically acceptable diluents include phosphate buffered saline (PBS) and pharma- ceutically acceptable salts include, but are not limited to, sodium and potassium salts. In some embodiments, the pharma- ceutical acceptable diluent is sterile phosphate buffered saline. In some embodiments, the oligonucleotide is used at a concentration of 50-300 μM solution in the pharma- ceutical acceptable diluent.
本発明での使用に適した製剤は、Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Company,Philadelphia,Pa.,17th ed.,1985に見られる。薬物送達の方法の簡単な総説については、例えば、Langer(Science 249:1527-1533,1990)を参照されたい。国際公開第2007/031091号は、薬学的に許容され得る希釈剤、担体およびアジュバントの適切で好ましいさらなる例を提供している(参照により本明細書に組み込まれる)。適切な用量、製剤、投与経路、組成物、剤形、他の治療剤との組合せ、プロドラッグ製剤もまた、国際公開第2007/031091号に提供されている。 Suitable formulations for use in the present invention can be found in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Philadelphia, Pa., 17th ed., 1985. For a brief review of methods of drug delivery, see, e.g., Langer (Science 249:1527-1533, 1990). WO 2007/031091 provides further suitable and preferred examples of pharma- ceutically acceptable diluents, carriers and adjuvants (herein incorporated by reference). Suitable doses, formulations, routes of administration, compositions, dosage forms, combinations with other therapeutic agents, and prodrug formulations are also provided in WO 2007/031091.
本発明のオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドコンジュゲートは、医薬組成物または製剤の調製のために、薬学的に許容され得る活性または不活性物質と混合することができる。医薬組成物の調製のための組成物および方法は、限定するものではないが、投与経路、疾患の程度、または投与される用量を含む多くの基準に依存する。 The oligonucleotides or oligonucleotide conjugates of the invention can be mixed with pharma- ceutically acceptable active or inactive substances for the preparation of pharmaceutical compositions or formulations. The compositions and methods for the preparation of pharmaceutical compositions depend on a number of criteria, including, but not limited to, the route of administration, the extent of the disease, or the dose to be administered.
これらの組成物は、従来の滅菌技術によって滅菌されても、または滅菌フィルタにかけられてもよい。得られた水溶液は、そのまま使用するために包装するか、または凍結乾燥することができ、凍結乾燥された調製物は、投与前に滅菌水性担体と組み合わされる。調製物のpHは、典型的には3~11、より好ましくは5~9、または6~8、最も好ましくは7~8、例えば7~7.5であると思われる。得られた固体形態の組成物は、錠剤またはカプセルの密封パッケージなどのように、各々が上記の薬剤または薬剤群の固定量を含む複数の単回用量単位で包装することができる。固体形態の組成物はまた、局所適用可能なクリームまたは軟膏用に設計された絞り出し可能なチューブなどの柔軟な量の容器に包装することもできる。 These compositions may be sterilized by conventional sterilization techniques or sterile filtered. The resulting aqueous solutions may be packaged for use as is or lyophilized, the lyophilized preparation being combined with a sterile aqueous carrier prior to administration. The pH of the preparation will typically be 3-11, more preferably 5-9, or 6-8, most preferably 7-8, e.g., 7-7.5. The resulting solid form compositions may be packaged in a plurality of single dose units, each containing a fixed amount of the agent or agents, such as a sealed package of tablets or capsules. The solid form compositions may also be packaged in flexible quantity containers, such as squeezable tubes designed for topically applicable creams or ointments.
いくつかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドコンジュゲートはプロドラッグである。特にオリゴヌクレオチドコンジュゲートに関して、プロドラッグが作用部位、例えば標的細胞に送達されると、コンジュゲート部分はオリゴヌクレオチドから切断される。 In some embodiments, the oligonucleotides or oligonucleotide conjugates of the invention are prodrugs. Particularly with respect to oligonucleotide conjugates, when the prodrug is delivered to a site of action, e.g., a target cell, the conjugate moiety is cleaved from the oligonucleotide.
用途
本発明のオリゴヌクレオチドは、例えば、診断、治療および予防のための研究試薬として利用し得る。
Uses The oligonucleotides of the invention may be utilized, for example, as research reagents for diagnostics, therapeutics and prophylaxis.
研究では、そのようなオリゴヌクレオチドを使用して、細胞(例えば、インビトロ細胞培養物)および実験動物におけるAtaxin2タンパク質の合成を特異的に調節し、それによって標的の機能分析または治療的介入の標的としてのその有用性の評価を促進し得る。典型的には、標的調節は、タンパク質を生成するmRNAを分解または阻害し、それによりタンパク質形成を防止することによって、またはタンパク質を生成する遺伝子もしくはmRNAのモジュレーターを分解もしくは阻害することによって達成される。 In research, such oligonucleotides may be used to specifically regulate synthesis of Ataxin2 protein in cells (e.g., in vitro cell cultures) and experimental animals, thereby facilitating functional analysis of the target or evaluation of its usefulness as a target for therapeutic intervention. Typically, target regulation is achieved by degrading or inhibiting the mRNA that produces the protein, thereby preventing protein formation, or by degrading or inhibiting a modulator of the gene or mRNA that produces the protein.
本発明のオリゴヌクレオチドを研究または診断に使用する場合、標的核酸は、cDNA、またはDNAもしくはRNAに由来する合成核酸であり得る。 When the oligonucleotides of the invention are used for research or diagnostic purposes, the target nucleic acid can be a cDNA or a synthetic nucleic acid derived from DNA or RNA.
本発明は、ATXN2を発現している標的細胞におけるATXN2発現を調節するためのインビボまたはインビトロ方法を提供し、この方法は、本発明のオリゴヌクレオチドを前記細胞に有効量で投与することを含む。 The present invention provides an in vivo or in vitro method for modulating ATXN2 expression in a target cell expressing ATXN2, the method comprising administering to the cell an effective amount of an oligonucleotide of the present invention.
いくつかの実施形態において、標的細胞は、哺乳動物細胞、特にヒト細胞である。標的細胞は、インビトロ細胞培養物または哺乳動物の組織の一部を形成するインビボ細胞であってよい。好ましい実施形態では、標的細胞は、脳幹および脊髄を含む、脳または中枢神経系に存在する。特に、小脳内の細胞は、特に、脊髄小脳失調症2型(SCA2)の影響を受けた個体において、関係する標的細胞、例えばプルキンエニューロンまたはプルキンエ細胞である。 In some embodiments, the target cells are mammalian cells, particularly human cells. The target cells may be in vitro cell cultures or in vivo cells that form part of a mammalian tissue. In preferred embodiments, the target cells are present in the brain or central nervous system, including the brainstem and spinal cord. In particular, cells within the cerebellum are relevant target cells, e.g., Purkinje neurons or Purkinje cells, particularly in individuals affected by Spinocerebellar Ataxia Type 2 (SCA2).
他の関係する標的細胞は、脳の皮質、および脊髄中に位置する運動ニューロンである。運動皮質内の上位運動ニューロン、ならびに、脳幹および脊髄内の下位運動ニューロンは、本発明の標的細胞である。特に、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の影響を受ける個体の運動ニューロンは、関係する標的細胞である。 Other target cells of interest are motor neurons located in the cortex of the brain and in the spinal cord. Upper motor neurons in the motor cortex and lower motor neurons in the brain stem and spinal cord are target cells of the present invention. In particular, motor neurons in individuals affected by amyotrophic lateral sclerosis (ALS) are target cells of interest.
診断では、オリゴヌクレオチドを使用して、ノーザンブロッティング、in-situハイブリダイゼーションまたは同様の技術により、細胞および組織におけるATXN2発現を検出および定量することができる。 In diagnostics, oligonucleotides can be used to detect and quantitate ATXN2 expression in cells and tissues by Northern blotting, in-situ hybridization or similar techniques.
治療のために、オリゴヌクレオチドは、ATXN2の発現を調節することによって処置し得る疾患または障害を有することが疑われる動物またはヒトに投与し得る。 For therapeutic purposes, the oligonucleotides may be administered to an animal or human suspected of having a disease or disorder that can be treated by modulating the expression of ATXN2.
本発明は、疾患を処置または予防するための方法であって、治療的または予防的有効量の本発明のオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドコンジュゲート、または医薬組成物を、疾患を患う、またはそれに罹りやすい対象に投与することを含む、方法を提供する。 The present invention provides a method for treating or preventing a disease, comprising administering a therapeutically or prophylactically effective amount of an oligonucleotide, oligonucleotide conjugate, or pharmaceutical composition of the present invention to a subject suffering from or susceptible to the disease.
本発明はまた、医薬として使用するための、本明細書で定義されるオリゴヌクレオチド、組成物またはコンジュゲートに関する。 The present invention also relates to an oligonucleotide, composition or conjugate as defined herein for use as a medicament.
本発明に従ったオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドコンジュゲートまたは医薬組成物は、典型的には有効量で投与される。 The oligonucleotides, oligonucleotide conjugates or pharmaceutical compositions according to the invention are typically administered in effective amounts.
本発明はまた、本明細書で言及される障害の処置のための医薬の製造のため、または本明細書で言及される障害の処置方法のための、上記本発明のオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドコンジュゲートの使用を提供する。 The present invention also provides the use of an oligonucleotide or oligonucleotide conjugate of the present invention as described above for the manufacture of a medicament for the treatment of a disorder referred to herein or for a method of treating a disorder referred to herein.
本明細書で言及される疾患または障害は、ATXN2の発現に関連している。いくつかの実施形態では、疾患または障害は、伸長CAG反復領域などの、ATXN2遺伝子内での変異と関連している場合がある。疾患または障害は、タンパク質生成物がATXN2と関連している、または相互作用する遺伝子と、関連している場合がある。特に、TDP-43タンパク質症と関連する疾患において、ATXN2の低減は、例えば筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、およびパーキンソン症候群において、有益な効果を有し得る。 The diseases or disorders referred to herein are associated with expression of ATXN2. In some embodiments, the disease or disorder may be associated with a mutation in the ATXN2 gene, such as an expanded CAG repeat region. The disease or disorder may be associated with a gene whose protein product is associated with or interacts with ATXN2. In particular, in diseases associated with TDP-43 proteinopathies, reduction of ATXN2 may have beneficial effects, for example, in amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease, frontotemporal dementia (FTD), and Parkinsonism.
本発明の方法は、好ましくは、ATXN2の異常なレベルおよび/または活性によって引き起こされる疾患の処置または予防のために使用される。 The methods of the present invention are preferably used for the treatment or prevention of diseases caused by abnormal levels and/or activity of ATXN2.
本発明はさらに、ATXN2の異常なレベルおよび/または活性の処置のための医薬を製造するための、本明細書で定義されるオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドコンジュゲートまたは医薬組成物の使用に関する。 The present invention further relates to the use of an oligonucleotide, oligonucleotide conjugate or pharmaceutical composition as defined herein for the manufacture of a medicament for the treatment of abnormal levels and/or activity of ATXN2.
一実施形態において、本発明は、脊髄小脳失調症2型(SCA2)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン症候群、およびTDP-43タンパク質症を伴う状態を含む、神経変性疾患から選択される疾患または障害の治療で使用するための、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドコンジュゲート、または医薬組成物に関する。特に、脊髄小脳失調症2型(SCA2)または筋萎縮性側索硬化症(ALS)の治療における、本発明のオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド抱合体、または医薬組成物の使用が有利である。 In one embodiment, the present invention relates to an oligonucleotide, oligonucleotide conjugate, or pharmaceutical composition for use in the treatment of a disease or disorder selected from neurodegenerative diseases, including spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease, frontotemporal dementia (FTD), Parkinsonism, and conditions involving TDP-43 proteinopathy. In particular, the use of the oligonucleotide, oligonucleotide conjugate, or pharmaceutical composition of the present invention in the treatment of spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2) or amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is advantageous.
投与
本発明のオリゴヌクレオチドまたは医薬組成物は、非経口(静脈内、皮下、筋肉内、脳内、脳室内、眼内、または髄腔内投与など)を介して投与することができる。
Administration The oligonucleotides or pharmaceutical compositions of the present invention can be administered parenterally (such as intravenously, subcutaneously, intramuscularly, intracerebrally, intraventricularly, intraocularly, or intrathecally).
いくつかの実施形態では、投与は、髄腔内投与を介する。 In some embodiments, administration is via intrathecal administration.
有利には、例えば神経学的障害の治療のために、本発明のオリゴヌクレオチドまたは医薬組成物は、髄腔内または頭蓋内に、例えば脳内または脳室内投与を介して投与される。 Advantageously, for example for the treatment of a neurological disorder, the oligonucleotide or pharmaceutical composition of the invention is administered intrathecally or intracranially, for example via intracerebral or intraventricular administration.
本発明はまた、皮下投与用の剤形である医薬の製造のための、本発明の薬学的塩または組成物などのオリゴヌクレオチドまたはそのコンジュゲートの使用を提供する。 The present invention also provides the use of an oligonucleotide or conjugate thereof, such as a pharmaceutical salt or composition of the present invention, for the manufacture of a medicament in a dosage form for subcutaneous administration.
本発明はまた、髄腔内投与用の剤形である医薬の製造のための、本発明の薬学的塩または組成物などの、本発明のオリゴヌクレオチドまたはそのコンジュゲートの使用を提供する。 The present invention also provides the use of an oligonucleotide or conjugate thereof of the present invention, such as a pharmaceutical salt or composition of the present invention, for the manufacture of a medicament in a dosage form for intrathecal administration.
本発明はまた、髄腔内投与用の剤形である医薬の製造のために記載されるような本発明のオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドコンジュゲートの使用を提供する。
併用療法
The invention also provides the use of an oligonucleotide or oligonucleotide conjugate of the invention as described for the manufacture of a medicament in a dosage form for intrathecal administration.
Combination therapy
いくつかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドコンジュゲートまたは医薬組成物は、別の治療剤との併用処置で使用される。治療剤は、例えば、上記の疾患または障害の標準的な治療であり得る。 In some embodiments, the oligonucleotide, oligonucleotide conjugate or pharmaceutical composition of the present invention is used in a combination treatment with another therapeutic agent. The therapeutic agent may be, for example, a standard treatment for the disease or disorder described above.
実施例
材料および方法
オリゴヌクレオチドモチーフ配列およびオリゴヌクレオチド化合物
EXAMPLES Materials and Methods Oligonucleotide Motif Sequences and Oligonucleotide Compounds
モチーフ配列は、オリゴヌクレオチドに存在する核酸塩基の連続配列を表す。 A motif sequence represents a consecutive sequence of nucleobases present in an oligonucleotide.
設計とは、ギャップマー設計の「F-G-F’」を意味し、各数字は、連続した修飾ヌクレオシド、例えば2’修飾ヌクレオシドの数を表し(最初の数=5’隣接)、それにDNAヌクレオシドの数が続き(2つ目の数=ギャップ領域)、それに修飾ヌクレオシド、例えば2’修飾ヌクレオシドの数が続き(3つ目の数=3’隣接)、任意に、DNAおよびLNAのさらなる繰返し領域が先行する、または後に続き、これらは必ずしも、標的核酸に相補的な連続ヌクレオチド配列の一部ではない。 Design refers to a gapmer design "F-G-F'", where each number represents the number of consecutive modified nucleosides, e.g., 2' modified nucleosides (first number=5' flanking), followed by the number of DNA nucleosides (second number=gap region), followed by the number of modified nucleosides, e.g., 2' modified nucleosides (third number=3' flanking), optionally preceded or followed by further repeated regions of DNA and LNA, which are not necessarily part of the contiguous nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid.
オリゴヌクレオチド化合物は、モチーフ配列の特定の設計を表す。大文字は、ベータ-D-オキシLNAヌクレオシドを表し、小文字はDNAヌクレオシドを表し、LNAのCは全て5-メチルシトシンであり、5-メチルDNAのシトシンは全て「e」で表され、ヌクレオシド間結合は全て、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である。 The oligonucleotide compounds represent specific designs of motif sequences. Capital letters represent beta-D-oxy LNA nucleosides, lower case letters represent DNA nucleosides, all LNA C's are 5-methylcytosines, all 5-methyl DNA cytosines are represented by "e", and all internucleoside linkages are phosphorothioate internucleoside linkages.
オリゴヌクレオチド合成
オリゴヌクレオチド合成は、当技術分野で一般に知られている。以下は、適用できるプロトコルである。本発明のオリゴヌクレオチドは、使用する装置、支持体および濃度に関してわずかに異なる方法によって生成されている場合がある。
Oligonucleotide synthesis Oligonucleotide synthesis is generally known in the art. Below are applicable protocols. The oligonucleotides of the present invention may be produced by methods that differ slightly in terms of the equipment, support and concentration used.
オリゴヌクレオチドは、Oligomaker 48のホスホロアミダイトアプローチを1μmolスケールで用いて、ウリジンユニバーサル支持体上で合成される。合成の終わりに、水性アンモニアを使用して60℃で5~16時間、オリゴヌクレオチドを固相支持体から切断する。オリゴヌクレオチドは逆相HPLC(RP-HPLC)または固相抽出によって精製され、UPLCによって特徴付けられ、分子量はさらにESI-MSによって確認される。 Oligonucleotides are synthesized on a uridine universal support using the phosphoramidite approach of Oligomaker 48 on a 1 μmol scale. At the end of the synthesis, the oligonucleotides are cleaved from the solid support using aqueous ammonia at 60°C for 5-16 hours. Oligonucleotides are purified by reversed-phase HPLC (RP-HPLC) or solid-phase extraction, characterized by UPLC, and molecular weights are further confirmed by ESI-MS.
オリゴヌクレオチドの伸長:
β-シアノエチル-ホスホロアミダイトのカップリング(DNA-A(Bz)、DNA-G(ibu)、DNA-C(Bz)、DNA-T、LNA-5-メチル-C(Bz)、LNA-A(Bz)、LNA-G(dmf)、またはLNA-T)は、アセトニトリル中の0.1Mの5’-O-DMT保護アミダイトおよびアセトニトリル(0.25M)中のDCI(4,5-ジシアノイミダゾール)の溶液を活性剤として用いて行われる。最終サイクルでは、所望の修飾を有するホスホラミダイト、例えばコンジュゲート基を結合するためのC6リンカー、またはそのようなコンジュゲート基を使用できる。ホスホルチオエート結合を導入するためのチオール化は、水素化キサンタン(アセトニトリル/ピリジン9:1中0.01M)を使用することにより行われる。ホスホジエステル結合は、THF/ピリジン/水7:2:1中の0.02Mヨウ素を使用して導入できる。残りの試薬は、オリゴヌクレオチド合成に通常使用される試薬である。
Oligonucleotide extension:
Coupling of β-cyanoethyl-phosphoramidites (DNA-A(Bz), DNA-G(ibu), DNA-C(Bz), DNA-T, LNA-5-methyl-C(Bz), LNA-A(Bz), LNA-G(dmf), or LNA-T) is carried out using 0.1 M of the 5′-O-DMT protected amidite in acetonitrile and a solution of DCI (4,5-dicyanoimidazole) in acetonitrile (0.25 M) as activator. In the final cycle, a phosphoramidite with the desired modification can be used, such as a C6 linker for attaching a conjugate group, or such a conjugate group. Thiolation to introduce a phosphorothioate bond is carried out by using xanthan gum (0.01 M in acetonitrile/pyridine 9:1). A phosphodiester bond can be introduced using 0.02 M iodine in THF/pyridine/water 7:2:1. The remaining reagents are those commonly used in oligonucleotide synthesis.
固相合成後のコンジュゲーションでは、固相合成の最後のサイクルで市販のC6アミノリンカーホルフォラミダイトを使用でき、脱保護および固相支持体からの切断後、アミノ結合脱保護オリゴヌクレオチドが分離される。コンジュゲートは、標準的な合成方法を使用した官能基の活性化によって導入される。 For conjugation after solid-phase synthesis, commercially available C6 amino linker phosphoramidites can be used in the last cycle of solid-phase synthesis, and after deprotection and cleavage from the solid support, the amino-linked deprotected oligonucleotide is isolated. The conjugate is introduced by activation of the functional group using standard synthetic methods.
RP-HPLCによる精製:
粗化合物は、Phenomenex Jupiter C18 10μ 150x10mmカラムでの取RP-HPLCにより精製される。0.1M酢酸アンモニウムpH8およびアセトニトリルを5mL/分の流速でバッファーとして使用する。収集された画分は凍結乾燥されて、精製された化合物が典型的には白色固体として得られる。
Purification by RP-HPLC:
The crude compound is purified by preparative RP-HPLC on a Phenomenex Jupiter C18 10μ 150x10mm column. 0.1M ammonium acetate pH 8 and acetonitrile are used as buffers at a flow rate of 5mL/min. Collected fractions are lyophilized to give the purified compound, typically as a white solid.
略語:
DCI 4,5-ジシアノイミダゾール
DCM:ジクロロメタン
DMF:ジメチルホルムアミド
DMT:4,4’-ジメトキシトリチル
THF:テトラヒドロフラン
Bz:ベンゾイル
Ibu:イソブチリル
RP-HPLC:逆相高速液体クロマトグラフィー
Tmアッセイ
Abbreviations:
DCI 4,5-dicyanoimidazole DCM: dichloromethane DMF: dimethylformamide DMT: 4,4'-dimethoxytrityl THF: tetrahydrofuran Bz: benzoyl Ibu: isobutyryl RP-HPLC: reversed-phase high-performance liquid chromatography Tm assay
オリゴヌクレオチドとRNA標的(リン酸結合、PO)二重鎖は、500mlのRNaseフリー水で3mMに希釈され、500mlの2xTmバッファー(200mM NaCl、0.2mM EDTA、20mMリン酸、pH7.0)と混合される。この溶液を95℃で3分間加熱し、次いで、室温で30分間アニールする。二重鎖の融解温度(Tm)は、PE Templabソフトウェア(Perkin Elmer)を用いて、ペルチェ温度プログラマPTP6を備えたLambda 40 UV/VIS分光光度計で測定する。温度を20oCから95oCに上昇させ、次いで25oCに低下させ、260nmで吸収を記録する。一次導関数と、融解およびアニーリングの両方の極大値を使用して、二重鎖Tmを評価する。 The oligonucleotide and RNA target (phosphate linked, PO) duplexes are diluted to 3 mM in 500 ml RNase free water and mixed with 500 ml 2xTm buffer (200 mM NaCl, 0.2 mM EDTA, 20 mM phosphate, pH 7.0). The solution is heated to 95°C for 3 minutes and then annealed at room temperature for 30 minutes. The melting temperature ( Tm ) of the duplex is measured on a Lambda 40 UV/VIS spectrophotometer equipped with a Peltier temperature programmer PTP6 using PE Templab software (Perkin Elmer). The temperature is increased from 20°C to 95°C and then decreased to 25°C and the absorbance is recorded at 260 nm. The first derivative and both the melting and annealing maxima are used to evaluate the duplex Tm .
細胞株
実施例1 25および5μMにおける、A431、NCI-H23、およびARPE19細胞株での、LNAオリゴヌクレオチドのインビトロ有効性の試験
配列番号1の位置83121~83144の領域を標的にする、表4のLNAオリゴヌクレオチドを使用して、3つのヒト細胞株にてオリゴヌクレオチドスクリーンを行った。ヒト細胞株のA341、NCI-H23、およびARPE19を、表5に列挙する販売者から購入し、5%CO2で37℃にて、加湿したインキュベーター内で、供給元により推奨される方法で維持した。スクリーニングアッセイのために、細胞を、供給元により推奨される培地内で96マルチウェルプレートに播種した(材料および方法セクションの、表5を参照のこと)。1ウェル当たりの細胞数は、各細胞株に対して最適化されている(材料および方法セクションの、表5を参照のこと)。
Example 1 Testing the in vitro efficacy of LNA oligonucleotides in A431, NCI-H23, and ARPE19 cell lines at 25 and 5 μM An oligonucleotide screen was performed in three human cell lines using the LNA oligonucleotides in Table 4, which target the region of positions 83121-83144 of SEQ ID NO:1. Human cell lines A341, NCI-H23, and ARPE19 were purchased from vendors listed in Table 5 and maintained in a humidified incubator at 37° C. with 5% CO2 as recommended by the supplier. For the screening assay, cells were seeded in 96 multi-well plates in the medium recommended by the supplier (see Table 5 in the Materials and Methods section). The number of cells per well was optimized for each cell line (see Table 5 in the Materials and Methods section).
オリゴヌクレオチドの添加前に、(PBSに溶解させた)5または25μmの濃度にて、細胞を0~24時間の間でインキュベートした。オリゴヌクレオチドを添加した3~4日後に、細胞を回収した(各細胞株に対するインキュベーション時間は、材料および方法セクションにおける表5に示されている)。 Prior to addition of oligonucleotides, cells were incubated for 0-24 hours at a concentration of 5 or 25 μM (dissolved in PBS). Cells were harvested 3-4 days after addition of oligonucleotides (incubation times for each cell line are shown in Table 5 in the Materials and Methods section).
RNAを、製造業者の指示に従い、Qiagen RNeasy 96キット(74182)を使用して抽出した。cDNA合成およびqPCRを、qScript XLTワンステップRT-qPCR ToughMix Low ROX、95134-100(Quanta Biosciences)を使用して実施した。標的転写産物のレベルを、VIC標識したGUSB対照と共に、複数の反応において、Thermo Fisher Scientific社製のFAM標識TaqManアッセイを使用して定量化した。対象のATXN2(Hs01002833_m1(FAM-MGB))、およびハウスキーピング遺伝子GUSB(4326320E VIC-MGBプローブ)の標的転写物に対する、TaqManプライマーアッセイ。技術的なデュプレックスセットアップを使用した(n=1、生物学的複製)。 RNA was extracted using the Qiagen RNeasy 96 kit (74182) according to the manufacturer's instructions. cDNA synthesis and qPCR were performed using qScript XLT One-Step RT-qPCR ToughMix Low ROX, 95134-100 (Quanta Biosciences). Target transcript levels were quantified using FAM-labeled TaqMan assays from Thermo Fisher Scientific in multiple reactions along with a VIC-labeled GUSB control. TaqMan primer assays for target transcripts of interest ATXN2 (Hs01002833_m1 (FAM-MGB)), and housekeeping gene GUSB (4326320E VIC-MGB probe). A technical duplex setup was used (n=1 biological replicate).
相対的なATXN2 mRNAの発現レベルを表6に、対照(PBS処理細胞)の割合として示す。すなわち、値が小さいほど、阻害は大きい。 Relative ATXN2 mRNA expression levels are shown in Table 6 as a percentage of control (PBS-treated cells); i.e., the lower the value, the greater the inhibition.
実施例2:A431、NCI-H23、U251、およびU2-OS細胞株における、実施例1から選択した化合物のインビトロEC50および有効性の試験。
以下のオリゴヌクレオチド濃度:50、15.81、5.00、1.58、0.50、0.16、0.05、および0.016μM(半対数希釈、50μMから8箇所)、およびn=1~2の生物学的複製にて、実施例1に記載するアッセイを使用して、5μMにおいて、NCI-H23細胞で20%未満の残留ATXN2 mRNAを示す実施例1のオリゴヌクレオチドの、EC50および有効性(KD)を測定した。
Example 2: In vitro EC50 and efficacy testing of selected compounds from Example 1 in A431, NCI-H23, U251, and U2-OS cell lines.
The EC50 and potency (KD) of the oligonucleotides of Example 1 that exhibited less than 20% residual ATXN2 mRNA at 5 μM in NCI-H23 cells were measured using the assay described in Example 1 at the following oligonucleotide concentrations: 50, 15.81, 5.00, 1.58, 0.50, 0.16, 0.05, and 0.016 μM (half log dilutions, 8 points from 50 μM) and n=1-2 biological replicates.
材料および方法のセクションの表5に、2つのさらなる細胞株に関する条件を示し、細胞株U2-OSに使用したTaqManプライマーアッセイは、ATXN2、Hs00268077_m1(FAM-MGB)、ハウスキーピングGAPDH、4326137E(VIC-MGB)である。実施例1で使用した細胞株に帯するTaqManプライマーは、この実施例でも同一であった。 Table 5 in the Materials and Methods section shows the conditions for two additional cell lines, the TaqMan primer assays used for cell line U2-OS were ATXN2, Hs00268077_m1 (FAM-MGB), housekeeping GAPDH, 4326137E (VIC-MGB). The TaqMan primers for the cell lines used in Example 1 were the same in this example.
GraphPad Prism6を使用してEC50値を計算し、50μMにおけるATXN2 mRNAの最大低減(Max KD)を表に、対照(PBS処理細胞)の%として示す。表7~表10に、各細胞株に対する結果を示す。 EC50 values were calculated using GraphPad Prism 6 and the maximum reduction (Max KD) of ATXN2 mRNA at 50 μM is shown in the table as a % of control (PBS treated cells). Tables 7-10 show the results for each cell line.
実施例3:「領域12」を標的にする化合物と、ヒトAXTN2にまたがり標的にする化合物の比較
ATXN2 プレmRNA配列(配列番号1)にまたがり、1500個を超えるLNAギャップマーオリゴヌクレオチドを設計し、0.5μMの低用量におけるそれらのインビトロ潜在性を、A431およびU2OS細胞で評価した。結果を図2にまとめている。実線円として表されるホットスポット領域(配列番号6)が、潜在性の高い化合物を提供することが、データから確認される。図3は、選択したホットスポット領域化合物のみを示す。
Example 3: Comparison of Compounds Targeting "Region 12" with Compounds Targeting Spanning Human AXTN2 Over 1500 LNA gapmer oligonucleotides were designed spanning the ATXN2 pre-mRNA sequence (SEQ ID NO: 1) and their in vitro potency at a low dose of 0.5 μM was evaluated in A431 and U2OS cells. The results are summarized in Figure 2. The data confirm that the hotspot region represented as a solid circle (SEQ ID NO: 6) provides compounds with high potency. Figure 3 shows only selected hotspot region compounds.
実施例4 0.5μMにおける、U2OSおよびA431細胞株での、LNAオリゴヌクレオチドのインビトロ有効性の試験
配列番号1の位置83121~83144の領域もまた標的にする、表11のLNAオリゴヌクレオチドを使用して、3つのヒト細胞株にてオリゴヌクレオチドスクリーンを行った。上記実施例に記載のとおりである。相対的なATXN2 mRNA発現レベルを表11に、対照(PBS処理細胞)の割合として示す。すなわち、値が小さいほど、阻害は大きい。
Example 4: Testing the in vitro efficacy of LNA oligonucleotides in U2OS and A431 cell lines at 0.5 μM An oligonucleotide screen was performed in three human cell lines using the LNA oligonucleotides in Table 11, which also target the region at positions 83121-83144 of SEQ ID NO:1, as described in the Examples above. The relative ATXN2 mRNA expression levels are shown in Table 11 as a percentage of the control (PBS treated cells), i.e. the lower the value, the greater the inhibition.
化合物に関して、大文字はベータ-D-オキシLNAヌクレオシドを表し、小文字はDNAヌクレオシドを表し、全てのLNA Cは5-メチルシトシンであり、全てのヌクレオシド間結合はホスホロチオエートヌクレオシド間結合である。 For the compounds, capital letters represent beta-D-oxy LNA nucleosides, lower case letters represent DNA nucleosides, all LNA Cs are 5-methylcytosines, and all internucleoside linkages are phosphorothioate internucleoside linkages.
実施例5:選択した化合物のインビトロEC50および有効性の試験
実施例2に記載の方法論を使用し、開始濃度として10mMを使用して、実施例3で試験した化合物のEC50を測定した。EC50値を以下のとおりに計算した:
Example 5: In Vitro EC50 and Efficacy Testing of Selected Compounds Using the methodology described in Example 2, the EC50 of the compounds tested in Example 3 was determined using 10 mM as the starting concentration. The EC50 values were calculated as follows:
実施例6:マウス一次皮質ニューロン細胞における、先行技術の化合物ASO7(化合物37_1)と比較した、選択した化合物7_1および15_4の評価。
化合物37_1=gtgggatacaaattctaggc(式中、下線付き太文字は2’-O-MOEヌクレオシドを表し、太字でない文字はDNAヌクレオシドであり、ヌクレオシド間結合は全てホスホロチオエートである(Scholesら,Nature、第544巻、第362~366頁(2017年4月20日)に開示しているとおり)。
Example 6: Evaluation of selected compounds 7_1 and 15_4 compared to prior art compound ASO7 (compound 37_1) in mouse primary cortical neuronal cells.
Compound 37_1 = gtggg atacaaattc taggc , where the underlined bold letters represent 2'-O-MOE nucleosides, the non-bold letters are DNA nucleosides, and all internucleoside linkages are phosphorothioates (as disclosed in Scholes et al., Nature 544:362-366 (20 Apr. 2017)).
マウス一次皮質ニューロン細胞培養の調製
標準的な手順に従い、15日齢のマウスの胚脳から、一次皮質ニューロン培養物を調製した。手短に言うと、37℃、5%CO2の加湿インキュベーター内で2~3時間、培養皿をポリ-L-リジン(50μg/mlポリ-L-リジン、10mM Naテトラボレート、pH8の緩衝液)でコーティングした。皿を、使用前に1×PBSで洗浄した。回収したマウス胚脳をかみそりの刃で切開して均質化し、38mlの切開培地(HBSS、0.01M Hepes、ペニシリン/ストレプトマイシン)に浸した。トリプシン2mlを添加し、細胞を37℃で30分間インキュベートした。インキュベーション後、4mlのトリプシンストッパーを添加し、細胞を遠心分離した。
Preparation of mouse primary cortical neuron cell cultures Primary cortical neuron cultures were prepared from 15-day-old mouse embryonic brains according to standard procedures. Briefly, culture dishes were coated with poly-L-lysine (50 μg/ml poly-L-lysine, 10 mM Na tetraborate, pH 8 buffer) for 2-3 hours in a humidified incubator at 37°C and 5% CO2. Dishes were washed with 1×PBS before use. Collected mouse embryonic brains were dissected and homogenized with a razor blade and immersed in 38 ml of dissection medium (HBSS, 0.01 M Hepes, penicillin/streptomycin). 2 ml of trypsin was added and the cells were incubated at 37 °C for 30 minutes. After incubation, 4 ml of trypsin stopper was added and the cells were centrifuged.
細胞を20ml DMEM(+10% FBS)に分散させて、さらなる均質化のために、13gの針を備えた注射器に通した。この後、500rpmで15分間遠心分離をした。上清を取り除き、細胞をDMEM(+10% FBS)に分散させて96ウェルプレート(100μl中に、0.1×10^6細胞/ウェル)に播種した。神経細胞細胞培養物は、播種後直接使用する準備ができていた。 The cells were dispersed in 20 ml DMEM (+10% FBS) and passed through a syringe with a 13 g needle for further homogenization. This was followed by centrifugation at 500 rpm for 15 min. The supernatant was removed and the cells were dispersed in DMEM (+10% FBS) and seeded in 96-well plates (0.1 x 10^6 cells/well in 100 μl). The neuronal cell cultures were ready to use directly after seeding.
マウス一次皮質ニューロン細胞培養物におけるオリゴヌクレオチドのスクリーニング
翌日、培地を、96ウェルプレート中の増殖培地(Gibco Neurobasal培地、B27上清、Glutamax、ペニシリン-ストレプトマイシン)および5μM FdUに変更し、所望濃度にて6日間、オリゴヌクレオチドと共にインキュベートした。RNAを全て細胞から分離し、ノックダウン有効性をqPCR分析により測定した。ワンステップqPCR(cDNA合成およびqPCR)のために、RPL4、Mm.PT.58.17609218、またはRPS29、Mm.PT.58.21577577のいずれかのデュプレックスで実施する、1つのATXN2プローブセット(IDT,Leuven,Belgium)(ATXN2_assay1、Mm.PT.58.7178341)と共に、各サンプルを二連で実行した。各反応物に、以前に希釈した4μLのRNA、0.5μLの水、および5.5μLのTaqMan MasterMixを添加した。プレートを遠心分離し、90℃にて40秒間熱閉鎖させた後、氷上で短いインキュベーションを行い、その後、qPCRを使用してサンプルを分析した(50℃にて15分間、および90℃にて3分間、続いて40サイクル、95℃にて5秒間、および60℃にて45秒間の、インキュベーション)。
Screening of oligonucleotides in mouse primary cortical neuron cell cultures The next day, medium was changed to growth medium (Gibco Neurobasal medium, B27 supernatant, Glutamax, penicillin-streptomycin) and 5 μM FdU in 96-well plates and incubated with oligonucleotides at the desired concentrations for 6 days. RNA was isolated from total cells and knockdown efficacy was measured by qPCR analysis. For one-step qPCR (cDNA synthesis and qPCR), each sample was run in duplicate with one ATXN2 probe set (IDT, Leuven, Belgium) (ATXN2_assay1, Mm.PT.58.7178341) run in duplex with either RPL4, Mm.PT.58.17609218, or RPS29, Mm.PT.58.21577577. To each reaction, 4 μL of previously diluted RNA, 0.5 μL water, and 5.5 μL TaqMan MasterMix were added. Plates were centrifuged and heat-closed at 90° C. for 40 seconds, followed by a short incubation on ice, after which samples were analyzed using qPCR (incubation at 50° C. for 15 minutes and 90° C. for 3 minutes, followed by 40 cycles of 95° C. for 5 seconds and 60° C. for 45 seconds).
相対検量線法を使用してデータを分析し、各サンプルをまず、2つのハウスキーピング遺伝子(RPL4およびRPS29)の幾何平均に正規化した後、未処理の対照動物の割合として表現した。
使用した化合物:7_1、15_4、および37_1(ASO7)
結果を図4に示す。
Data were analyzed using the relative standard curve method, with each sample first normalized to the geometric mean of two housekeeping genes (RPL4 and RPS29) and then expressed as a percentage of untreated control animals.
Compounds used: 7_1, 15_4, and 37_1 (ASO7)
The results are shown in Figure 4.
実施例7:インビボICVマウス研究
動物の管理
カゴ1つ当たり5~6匹を収容したC57BL/6JBomTacメスマウス(16-23g、Taconic Biosciences、Ejby、Denmark)にて、化合物のインビボ活性および忍容性を試験した。動物を一定の温度(22±2℃)および湿度(55±10%)に維持したコロニー室で保持し、12時間/日照射した(0600時間点灯)。全ての動物は試験期間中、自由に食物および水を摂取し得た。全てのマウスプロトコルは、デンマーク動物実験国内倫理委員会(Danish National Committee for Ethics in Animal Experiments)によって承認された。
Example 7: In vivo ICV Mouse Studies Animal Husbandry Compounds were tested for in vivo activity and tolerability in C57BL/6JBomTac female mice (16-23 g, Taconic Biosciences, Ejby, Denmark) housed 5-6 per cage. Animals were kept in a colony room maintained at constant temperature (22±2° C.) and humidity (55±10%) and exposed to 12 h/day light (lights on 0600 h). All animals had free access to food and water during the study period. All mouse protocols were approved by the Danish National Committee for Ethics in Animal Experiments.
投与経路-脳室内注射。
化合物を脳室内(ICV)注射によりマウスに投与した。ICV投与前にマウスの体重を測定し、イソフルランまたはプロポフォールで麻酔した(30mg/kg)。脳室内注射は、皮膚および頭蓋骨を通り右側脳室中へ正確な距離(3.9mm)を貫通するように調節されたスタンドに固定された23ゲージ針を装着したFEPカテーテルを有する、ハミルトン・マイクロ・シリンジを用いて行った。注射されるマウスは、片手の親指と人差し指とで首のひだを保持した。優しくではあるがしっかりとした圧力をかけ、針が頭蓋骨の正中線の右1~2mm(内側外側)と目の後ろ1~2mmとを貫通するように頭を上に押した。試験化合物またはビヒクルのボーラスを、以前に測定した注入速度にて、30秒間注射した。還流を避けるために、マウスをさらに5秒間この位置で保持した後、針から離れるように注意深く下方に引き抜いた。この手順は手術または切開を必要としない。この手順から回復するまで動物を加熱ランプ下に置いた。脳組織(皮質および小脳)、ならびに肝臓および腎臓皮質を、投与の2または4週間後に、薬剤濃度分析、ならびにATXN2 mRNAおよびタンパク質分析のために、ドライアイス上で収集した。
Route of administration--intraventricular injection.
Compounds were administered to mice by intracerebroventricular (ICV) injection. Prior to ICV administration, mice were weighed and anesthetized with isoflurane or propofol (30 mg/kg). Intracerebroventricular injections were performed using a Hamilton micro syringe with a FEP catheter fitted with a 23-gauge needle secured to a stand adjusted to penetrate a precise distance (3.9 mm) through the skin and skull into the right lateral ventricle. The mouse to be injected was held at the neck crease with the thumb and index finger of one hand. Gentle but firm pressure was applied, pushing the head up so that the needle penetrated 1-2 mm to the right of the skull midline (mediolateral) and 1-2 mm behind the eye. A bolus of test compound or vehicle was injected for 30 seconds at the previously measured infusion rate. The mouse was held in this position for an additional 5 seconds to avoid reflux, then carefully withdrawn downwards away from the needle. This procedure does not require surgery or incision. The animals were placed under a heat lamp until they recovered from the procedure. Brain tissues (cortex and cerebellum), as well as liver and kidney cortex, were collected on dry ice 2 or 4 weeks after dosing for drug concentration analysis, and ATXN2 mRNA and protein analysis.
3つの独立実験を、下表(表13)に示すとおりに、種々の化合物の群で実施した。 Three independent experiments were performed with different groups of compounds as shown in the table below (Table 13).
化合物36_1=TCCattaactactCTTT(大文字はベータ-D-オキシLNAヌクレオシドを表し、小文字はDNAヌクレオシドを表し、全てのLNA Cは5-メチルシトシンであり、全てのヌクレオシド間結合はホスホロチオエートヌクレオシド間結合である。) Compound 36_1 = TCCattaactactCTTT (capital letters represent beta-D-oxy LNA nucleosides, lowercase letters represent DNA nucleosides, all LNA C's are 5-methylcytosines, and all internucleoside linkages are phosphorothioate internucleoside linkages.)
忍容性の結果:
国際公開第2016/126995号に記載されているとおりに動物の挙動を監視することで、急性の毒性を測定した(実施例9を参照のこと)。慢性毒性を、実験の時間経過中の、各動物の体重を監視することで測定し、5%を超える体重減少は、慢性毒性を示す。毒性の兆候を示した顕著な動物を安楽死させ、場合によっては実験を早く終えた(高い割合で動物が毒性の兆候を示す場合、全ての動物を安楽死させた)。
Tolerability results:
Acute toxicity was measured by monitoring animal behavior as described in WO 2016/126995 (see Example 9). Chronic toxicity was measured by monitoring the weight of each animal over the time course of the experiment, with a weight loss of more than 5% indicating chronic toxicity. Animals showing significant signs of toxicity were euthanized, and in some cases the experiment was terminated early (if a high percentage of animals showed signs of toxicity, all animals were euthanized).
実験1
化合物7_1:いずれの動物も、急性の毒性の兆候は示さなかった。1匹のマウスが、実験中(27日間)に体重減少を示した。
Experiment 1
Compound 7_1: None of the animals showed signs of acute toxicity. One mouse showed weight loss during the experiment (27 days).
化合物14_1:10匹の動物のうち2匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの8匹の動物のうち5匹が、実験中(8日目に終了)に体重減少を示した。 Compound 14_1: Two of the ten animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. Five of the remaining eight animals showed weight loss during the study (ended on day eight).
化合物15_1:10匹の動物のうち1匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの8匹の動物の全てのうち、5匹が実験中(8日目に終了)に体重減少を示した。 Compound 15_1: One of 10 animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. Of the remaining eight animals, five showed weight loss during the experiment (ended on day eight).
実験2
化合物37_1(ASO7)は10匹の動物全てにおいて急性の毒性を示し、投与後30分以内に深刻な痙攣を伴い、投与の1時間後に安楽死させる必要があった。
Experiment 2
Compound 37_1 (ASO7) demonstrated acute toxicity in all 10 animals, with severe convulsions within 30 minutes of dosing, necessitating euthanasia 1 hour after dosing.
化合物36_1:10匹の動物のうち3匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの7匹の動物のうち4匹が、実験中(12日目に終了)に体重減少を示した。 Compound 36_1: 3 of 10 animals showed acute toxicity and had to be euthanized 1 day after dosing. 4 of the remaining 7 animals showed weight loss during the study (ended on day 12).
化合物17_1:いずれの動物も、急性の毒性の兆候は示さなかった。10匹の動物のうち2匹が、実験中(29日間)に体重減少を示した。 Compound 17_1: None of the animals showed signs of acute toxicity. Two of the ten animals showed weight loss over the course of the experiment (29 days).
化合物18_1:10匹の動物のうち1匹が急性の毒性を示し、安楽死させた。残りの9匹の動物のうち3匹が、実験中(29日間)に体重減少を示した。 Compound 18_1: One of 10 animals showed acute toxicity and was euthanized. Three of the remaining nine animals showed weight loss during the study (29 days).
実験3
化合物15_3:6匹の動物のうち2匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの4匹のうち、2匹が、実験中(15日目に終了)に体重減少した。
Experiment 3
Compound 15_3: Two of six animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. Of the remaining four, two lost weight during the study (ended on day 15).
化合物15_4:6匹の動物のうち2匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの4匹の動物はいずれも、実験中(14日で終了)に体重減少を示さなかった。 Compound 15_4: Two of six animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. None of the remaining four animals showed weight loss during the study (ended on day 14).
化合物14_3:6匹の動物のうち1匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの5匹のうち、3匹が、実験中(9日目に終了)に体重減少した。 Compound 14_3: One of six animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. Of the remaining five, three lost weight during the study (ended on day 9).
化合物14_2:6匹の動物のうち2匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの4匹のうち、3匹が、実験中(15日目に終了)に体重減少した。 Compound 14_2: Two of six animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. Of the remaining four, three lost weight during the study (ended on day 15).
化合物15_2:6匹の動物のうち2匹が急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。残りの4匹のうち、3匹が、実験中(10日目に終了)に体重減少した。 Compound 15_2: Two of six animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing. Of the remaining four, three lost weight during the study (ended on day 10).
化合物15_5:6匹の動物は全て急性の毒性を示し、投与の1日後に安楽死させる必要があった。 Compound 15_5: All six animals showed acute toxicity and had to be euthanized one day after dosing.
オリゴ含有量およびATXN2 mRNA分析のための、組織の均質化
Qiagen TissueLyzer IIを使用して、MagNA Pure LC RNA Isolation Tissue Lysis Buffer(Roche,Indianapolis,IN)にて、マウスの脳、肝臓、および腎臓サンプルを均質化した。ホモジネートを完全に溶解させるため室温で30分間インキュベートした。溶解後、ホモジネートを3分間13000rpmで遠心分離し、上清を分析に使用した。半分を生物学的分析のために取っておき、もう半分に関して、RNA抽出を直接継続した。
Tissue homogenization for oligo content and ATXN2 mRNA analysis Mouse brain, liver, and kidney samples were homogenized in MagNA Pure LC RNA Isolation Tissue Lysis Buffer (Roche, Indianapolis, IN) using Qiagen TissueLyzer II. The homogenates were incubated at room temperature for 30 minutes to ensure complete lysis. After lysis, the homogenates were centrifuged at 13000 rpm for 3 minutes and the supernatant was used for analysis. One half was set aside for biological analysis and the other half was directly continued with RNA extraction.
オリゴ含有量分析
生物学的分析に関して、サンプルを、オリゴ含有量測定のために、ハイブリダイゼーションELISA法を用いて、10~50倍に希釈した。ビオチン化LNA捕捉プローブ、およびジゴキシゲニン抱合体化LNA検出プローブ(5xSSCTにて両方35nM、それぞれ、検出されるLNAオリゴヌクレオチドの一端に相補性である)を、希釈したホモジェネート、または関係する規格で希釈し、30分間室温にてインキュベートし、ストレプトアビジンでコーティングしたELISAプレートに加えた(Nuncカタログ番号436014)。
Oligo content analysis For biological analysis, samples were diluted 10-50 fold for oligo content measurement using a hybridization ELISA method. A biotinylated LNA capture probe and a digoxigenin-conjugated LNA detection probe (both 35 nM in 5x SSCT, each complementary to one end of the LNA oligonucleotide to be detected) were diluted with the diluted homogenate or relevant standard, incubated for 30 min at room temperature and added to a streptavidin-coated ELISA plate (Nunc catalogue no. 436014).
プレートを室温で1時間インキュベートし、2xSSCT(300mM塩化ナトリウム、30mMクエン酸ナトリウム、および0.05% v/v Tween-20、pH 7.0)で洗浄した。アルカリホスファターゼ(Roche Applied Scienceカタログ番号11093274910)およびアルカリホスファターゼ基質系(Blue Phos基質、KPL製品コード:50-88-00)とコンジュゲートした抗DIG抗体を使用して、捕捉したLNA二重鎖を検出した。オリゴ複合体の量を、Biotekリーダーにて615nmにおける吸光度として、測定した。 Plates were incubated for 1 hour at room temperature and washed with 2xSSCT (300 mM sodium chloride, 30 mM sodium citrate, and 0.05% v/v Tween-20, pH 7.0). Captured LNA duplexes were detected using anti-DIG antibody conjugated with alkaline phosphatase (Roche Applied Science Catalog No. 11093274910) and alkaline phosphatase substrate system (Blue Phos Substrate, KPL Product Code: 50-88-00). The amount of oligo complex was measured as absorbance at 615 nm in a Biotek reader.
データを組織重量に対して正規化し、オリゴのnMとして表現した。 Data were normalized to tissue weight and expressed as nM of oligo.
ATXN2 mRNAの減少
RNAを、キットCellular RNA Large Volume Kitを用いるMagNA Pure 96 instrument(Roche、インディアナ州インディアナポリス)を用いて、350μLの上清から精製した。RNAサンプルを、RNaseフリー水中で2ng/μLに標準化し、およびさらなる使用まで-20℃で保存した。
Depletion of ATXN2 mRNA RNA was purified from 350 μL of supernatant using a MagNA Pure 96 instrument (Roche, Indianapolis, IN) with the kit Cellular RNA Large Volume Kit. RNA samples were normalized to 2 ng/μL in RNase-free water and stored at −20° C. until further use.
ワンステップqPCR(cDNA合成およびqPCR)のために、デュプレックス(RPL4、Mm.PT.58.17609218とデュプレックスのATXN2_assay1、Mm.PT.58.7178341、および、RPS29、Mm.PT.58.21577577とデュプレックスのATXN2_assay2、Mm.PT.58.11673123)にて実施する、4種類のプローブセット(IDT,Leuven,Belgium)を用いて、各サンプルを二連で実行した。各反応物に、以前に希釈した4μLのRNA、0.5μLの水、および5.5μLのTaqMan MasterMixを添加した。プレートを遠心分離し、90℃にて40秒間熱閉鎖させた後、氷上で短いインキュベーションを行い、その後、qPCRを使用してサンプルを分析した(50℃にて15分間、および90℃にて3分間、続いて40サイクル、95℃にて5秒間、および60℃にて45秒間の、インキュベーション)。 For one-step qPCR (cDNA synthesis and qPCR), each sample was run in duplicate with four probe sets (IDT, Leuven, Belgium) run in duplex (RPL4, ATXN2_assay1 in duplex with Mm.PT.58.17609218, and ATXN2_assay2 in duplex with Mm.PT.58.11673123, RPS29). To each reaction, 4 μL of previously diluted RNA, 0.5 μL water, and 5.5 μL TaqMan MasterMix were added. Plates were centrifuged and heat-closed at 90°C for 40 seconds, followed by a short incubation on ice, after which samples were analyzed using qPCR (incubation at 50°C for 15 minutes and 90°C for 3 minutes, followed by 40 cycles of 95°C for 5 seconds and 60°C for 45 seconds).
相対検量線法を使用してデータを分析し、各サンプル(2つのATXN2アッセイの幾何平均)をまず、2つのハウスキーピング遺伝子(RPL4およびRPS29)の幾何平均に正規化した後、未処理の対照動物の割合として表現した。
ATXN2タンパク質分析のための、組織の均質化
Data were analyzed using the relative standard curve method, and each sample (geometric mean of two ATXN2 assays) was first normalized to the geometric mean of two housekeeping genes (RPL4 and RPS29) and then expressed as a percentage of untreated control animals.
Tissue homogenization for ATXN2 protein analysis
Qiagen TissueLyzer IIを使用して、1% Halt(商標)Protease and Phosphatase Inhibitor(Thermo Fisher Scientific)により、RIPA緩衝液中にてマウスの脳サンプルを均質化した。ホモジェネートを完全に細胞溶解させるために、30分間4℃でインキュベートした。細胞溶解後、ホモジェネートを10分間、14000rcfにて遠心分離にかけ、上清を小さな体積にアリコートして、さらに使用するまで-20℃にて保存した。 Mouse brain samples were homogenized in RIPA buffer with 1% Halt™ Protease and Phosphatase Inhibitor (Thermo Fisher Scientific) using a Qiagen TissueLyzer II. The homogenate was incubated at 4°C for 30 min to ensure complete cell lysis. After cell lysis, the homogenate was centrifuged at 14000rcf for 10 min and the supernatant was aliquoted into small volumes and stored at -20°C until further use.
ATXN2タンパク質の減少
BCA Kit(Thermo Fisher Scientific)を使用して測定した全てのタンパク質に基づき、サンプルを0.05mg/mlに正規化した。ATXN2タンパク質の減少をデュプレックス(一次抗体:Mouse Anti-Ataxin-2、1:50、#611378、BD BioscienceおよびAnti-HPRT、1:100、#ab109021、Abcam:二次抗体:抗マウスおよび抗ウサギ二次抗体、Protein Simple,San Jose,CA)で測定し、メーカーの標準的な手順に従い、キャピラリーウェスタン免疫アッセイWES機器(Protein Simple)で分析した。
ATXN2 Protein Reduction Samples were normalized to 0.05mg/ml based on total protein measured using BCA Kit (Thermo Fisher Scientific). ATXN2 protein reduction was measured in duplex (Primary antibody: Mouse Anti-Ataxin-2, 1:50, #611378, BD Bioscience and Anti-HPRT, 1:100, #ab109021, Abcam; Secondary antibody: Anti-mouse and Anti-rabbit secondary antibodies, Protein Simple, San Jose, CA) and analyzed on a Capillary Western Immunoassay WES instrument (Protein Simple) following the manufacturer's standard procedures.
相対量でデータを分析した。各サンプルに対するATXN2の発現をまず、ハウスキーピングタンパク質(HPRT)に対して正規化した後で、未処理の対照動物の割合として表現した。 Data were analyzed in terms of relative abundance. ATXN2 expression for each sample was first normalized to a housekeeping protein (HPRT) and then expressed as a percentage of untreated control animals.
図5~図7に結果を示す。 The results are shown in Figures 5 to 7.
図5:11個の選択した化合物のノックダウン(mRNA)の比較、3つの実験からのコンパイルデータ、研究1=黒丸、研究2=白丸、研究3=白黒が半分ずつの丸。 Figure 5: Comparison of knockdown (mRNA) of 11 selected compounds, compiled data from 3 experiments, Study 1 = filled circles, Study 2 = open circles, Study 3 = half filled and half open circles.
図6:タンパク質およびmRNAレベルでのノックダウン、および、皮質領域、小脳領域における化合物7_1への曝露。皮質に対するタンパク質データを示す。 Figure 6: Knockdown at protein and mRNA levels and exposure to compound 7_1 in cortical and cerebellar regions. Protein data for cortex is shown.
図7:タンパク質およびmRNAレベルでのノックダウン、および、皮質領域、小脳領域における化合物15_4への曝露。皮質に対するタンパク質データを示す。 Figure 7: Knockdown at protein and mRNA levels and exposure to compound 15_4 in cortical and cerebellar regions. Protein data for cortex is shown.
実施例8:インビボでのICVマウス研究-作用期間
化合物7_1の作用期間を調査するために、新しい研究を立ち上げた。15_4を、1箇所の時点のみ(7日間)に含めた。手順は、以下のプロトコルを使用する、実施例7に記載されているとおりである。
Example 8: In vivo ICV mouse study - duration of action A new study was launched to investigate the duration of action of compound 7_1. 15_4 was included at one time point only (7 days). The procedure was as described in Example 7 using the following protocol:
mRNAノックダウンの結果を図8に示す。これは、皮質、および特に小脳組織の両方において、少なくとも56日間の、ATXN2 mRNAのロバストで潜在的なノックダウンを示している(有効性の最大レベルは7~56日間維持され、このことは、作用の有効期間は56日間よりも相当長いことを示している)。処置がさほど効果的でない数匹のマウスが存在するようであり、これは、同じ個体と関連しているため、時間経過にわたり、マウスには、手順が関係している可能性がある。 The results of the mRNA knockdown are shown in Figure 8. This shows a robust and potent knockdown of ATXN2 mRNA in both cortical and especially cerebellar tissue for at least 56 days (maximal levels of efficacy were maintained from 7 to 56 days, indicating that the effective duration of action was considerably longer than 56 days). There appear to be some mice for which the treatment was less effective, which may be procedure-related to the mice over time as they are associated with the same individual.
実施例9:インビボでのカニクイザル研究
対象
対象は、投与開始時に体重が2~4kgの、オスおよびメスカニクイザルであった。それぞれの、腰の髄腔内空間に、ポリウレタンカテーテルを埋め込んだ。カテーテルの近位端を、皮下アクセスポートに接続して、髄腔内空間への注射、およびCSFサンプルの引き出しを可能にした。
Example 9: In vivo Cynomolgus Monkey Study Subjects Subjects were male and female cynomolgus monkeys weighing 2-4 kg at the start of dosing. Each was implanted with a polyurethane catheter into the lumbar intrathecal space. The proximal end of the catheter was connected to a subcutaneous access port to allow injection into the intrathecal space and withdrawal of CSF samples.
カニクイザルに、生理食塩水、化合物番号7_1、または化合物番号15_4(1.0mlの体積で、続いて1.5mlのaCSFで、0.33ml/分にて生理食塩水に溶解したもの)のいずれかを投与した。注入の総時間は4.5分であった。用量、期間、グループサイズ、および組織についての情報は、表15を参照のこと。 Cynomolgus monkeys were administered either saline, Compound #7_1, or Compound #15_4 (dissolved in saline at 0.33 ml/min in a volume of 1.0 ml followed by 1.5 ml aCSF). Total infusion time was 4.5 minutes. See Table 15 for information on dose, duration, group size, and tissues.
サンプル当たり、自然流下から、最大0.8mlのCSFにより、CSFを腰のアクセスポートから収集した。CSFを遠心分離にかけて、上清を、分析するまで-80℃にて保持した。利用可能な静脈から入手した血漿を、分析するまで-80℃にて保持した。 CSF was collected from a lumbar access port by gravity flow with a maximum of 0.8 ml of CSF per sample. CSF was centrifuged and the supernatant was kept at -80°C until analysis. Plasma obtained from an available vein was kept at -80°C until analysis.
適切な体積の、市販されている安楽死溶液をカニクイザルに投与しながら、ケタミンおよびイソフルランで安楽死させた。剖検組織をその直後に入手し、切開のために、脳を冷却した表面に移した。薬剤濃度分析およびATXN2 mRNA分析のために、きれいな除去技術を使用してサンプルを全て収集し、重量を量ってドライアイス上で冷凍した。 Cynomolgus monkeys were euthanized with ketamine and isoflurane while receiving an appropriate volume of a commercially available euthanasia solution. Autopsy tissue was obtained immediately thereafter, and brains were transferred to a cooled surface for dissection. All samples were collected using a clean clearance technique, weighed, and frozen on dry ice for drug concentration and ATXN2 mRNA analysis.
忍容性
生活相の間に、臨床的副作用は報告されなかった。組織病理学的には、試験量において、いずれの化合物に対しても懸念は示されなかった。
オリゴ含有量およびATXN2 mRNA分析のための、組織の均質化
Tolerability No clinical adverse events were reported during the study phase. Histopathology did not indicate any concern for any of the compounds at the doses tested.
Tissue homogenization for oligo content and ATXN2 mRNA analysis
実施例7を参照のこと-同じ手順を用いた。 See Example 7 - same procedure was used.
オリゴ含有量分析
生物学的分析に関して、サンプルを、オリゴ含有量測定のために、ハイブリダイゼーションELISA法を用いて、50~100倍に希釈した。ビオチン化LNA捕捉プローブ、およびジゴキシゲニン抱合体化LNA検出プローブ(5xSSCTにて両方35nM、それぞれ、検出されるLNAオリゴヌクレオチドの一端に相補性である)を、希釈したホモジェネート、または関係する規格で希釈し、30分間室温にてインキュベートし、ストレプトアビジンでコーティングしたELISAプレートに加えた(Nuncカタログ番号436014)。
Oligo content analysis For biological analysis, samples were diluted 50-100 fold for oligo content measurement using a hybridization ELISA method. A biotinylated LNA capture probe and a digoxigenin-conjugated LNA detection probe (both 35 nM in 5x SSCT, each complementary to one end of the LNA oligonucleotide to be detected) were diluted with the diluted homogenate or relevant standard, incubated for 30 min at room temperature and added to a streptavidin-coated ELISA plate (Nunc catalogue no. 436014).
プレートを室温で1時間インキュベートし、2xSSCT(300mM塩化ナトリウム、30mMクエン酸ナトリウム、および0.05% v/v Tween-20、pH 7.0)で洗浄した。アルカリホスファターゼ(Roche Applied Scienceカタログ番号11093274910)およびアルカリホスファターゼ基質系(Blue Phos基質、KPL製品コード:50-88-00)とコンジュゲートした抗DIG抗体を使用して、捕捉したLNA二重鎖を検出した。オリゴ複合体の量を、Biotekリーダーにて615nmにおける吸光度として、測定した。 Plates were incubated for 1 hour at room temperature and washed with 2xSSCT (300 mM sodium chloride, 30 mM sodium citrate, and 0.05% v/v Tween-20, pH 7.0). Captured LNA duplexes were detected using anti-DIG antibody conjugated with alkaline phosphatase (Roche Applied Science Catalog No. 11093274910) and alkaline phosphatase substrate system (Blue Phos Substrate, KPL Product Code: 50-88-00). The amount of oligo complex was measured as absorbance at 615 nm in a Biotek reader.
データを組織重量に対して正規化し、オリゴのnMとして表現した。
ATXN2 mRNAの減少
RNAを、キットCellular RNA Large Volume Kitを用いるMagNA Pure 96 instrument(Roche、インディアナ州インディアナポリス)を用いて、350μLの上清から精製した。RNAサンプルを、RNaseフリー水中で2ng/μLに標準化し、およびさらなる使用まで-20℃で保存した。
Data was normalized to tissue weight and expressed as nM of oligo.
Depletion of ATXN2 mRNA RNA was purified from 350 μL of supernatant using a MagNA Pure 96 instrument (Roche, Indianapolis, IN) with the kit Cellular RNA Large Volume Kit. RNA samples were normalized to 2 ng/μL in RNase-free water and stored at −20° C. until further use.
ワンステップqPCR(cDNA合成およびqPCR)のために、各サンプルを、シングルプレックスで実施する、ATXN2(表16を参照)に対する4つのプローブセット(IDT,Leuven,Belgium)、ならびに、異なるハウスキーピング遺伝子(GAPDH、Mf04392546_g1、POLR3F、Mf02860939_m1、YWHAZ、Mf02920410_m1およびUBC、Mf02798368_m1)(Thermo Fisher Scientific)に対する4つのプローブセットを用い、二連で実施した。 For one-step qPCR (cDNA synthesis and qPCR), each sample was run in duplicate with four probe sets for ATXN2 (see Table 16) (IDT, Leuven, Belgium) performed in singleplex, and four probe sets for different housekeeping genes (GAPDH, Mf04392546_g1, POLR3F, Mf02860939_m1, YWHAZ, Mf02920410_m1 and UBC, Mf02798368_m1) (Thermo Fisher Scientific).
各反応物に、以前に希釈した4μLのRNA、0.5μLの水、および5.5μLのTaqMan MasterMixを添加した。プレートを遠心分離し、90℃にて40秒間熱閉鎖させた後、氷上で短いインキュベーションを行い、その後、qPCRを使用してサンプルを分析した(50℃にて15分間、および90℃にて3分間、続いて40サイクル、95℃にて5秒間、および60℃にて45秒間の、インキュベーション)。 To each reaction, 4 μL of previously diluted RNA, 0.5 μL water, and 5.5 μL TaqMan MasterMix were added. Plates were centrifuged and heat-closed at 90°C for 40 seconds, followed by a short incubation on ice, after which samples were analyzed using qPCR (incubation at 50°C for 15 minutes and 90°C for 3 minutes, followed by 40 cycles of 95°C for 5 seconds and 60°C for 45 seconds).
相対検量線法を使用してデータを分析した。各サンプル(4つのATXN2アッセイの平均)をまず、Vandesompeleら,2002,Genome Biology 2002,3(7):research 0034.1-0034.11に記載されているgeNORM分析により測定した、3つの最良なパフォーマンスを示す各組織のハウスキーピング遺伝子の平均に正規化し、その後、未処理の対照動物の割合として表現する(図9を参照)。 Data were analyzed using the relative standard curve method. Each sample (average of four ATXN2 assays) was first normalized to the average of the three best performing housekeeping genes for each tissue as measured by the geNORM analysis described in Vandesompele et al., 2002, Genome Biology 2002, 3(7): research 0034.1-0034.11, and then expressed as a percentage of untreated control animals (see Figure 9).
ATXN2タンパク質分析のための、組織の均質化
マウス研究と同じ
ATXN2タンパク質の減少
BCA Kit(Thermo Fisher Scientific)を使用して測定した全タンパク質に基づき、小脳および皮質サンプルを0.2mg/mlに正規化した。ATXN2タンパク質の減少をデュプレックス(一次抗体:Mouse Anti-Ataxin-2、1:50、#611378、BD BioscienceおよびAnti-HPRT、1:50、#ab109021、Abcam:二次抗体:抗マウスおよび抗ウサギ二次抗体、Protein Simple,San Jose,CA)で測定し、メーカーの標準的な手順に従い、キャピラリーウェスタン免疫アッセイWES機器(Protein Simple)で分析した。
Tissue homogenization for ATXN2 protein analysis: Same as mouse study. ATXN2 protein reduction: Cerebellar and cortical samples were normalized to 0.2 mg/ml based on total protein measured using the BCA Kit (Thermo Fisher Scientific). ATXN2 protein reduction was measured in duplex (Primary antibody: Mouse Anti-Ataxin-2, 1:50, #611378, BD Bioscience and Anti-HPRT, 1:50, #ab109021, Abcam: Secondary antibody: Anti-mouse and Anti-rabbit secondary antibodies, Protein Simple, San Jose, CA) and analyzed on a Capillary Western Immunoassay WES instrument (Protein Simple) following the manufacturer's standard procedures.
相対量でデータを分析した。各サンプルに対するATXN2の発現をまず、ハウスキーピングタンパク質(HPRT)に対して正規化した後で、未処理の対照動物の割合として表現した。 Data were analyzed in terms of relative abundance. ATXN2 expression for each sample was first normalized to a housekeeping protein (HPRT) and then expressed as a percentage of untreated control animals.
結果を図9および図10に示す。 The results are shown in Figures 9 and 10.
Claims (23)
TCAcAttttactttaacCTC(CMP番号15_4)
(式中、大文字はベータ-D-オキシLNAヌクレオシドであり、小文字はDNAヌクレオシドであり、全てのLNA Cが5-メチルシトシンであり、全てのヌクレオシド間結合がホスホロチオエートヌクレオシド間結合である)
で表されるアンチセンスオリゴヌクレオチド。 Formula TCAcAttttactttaacCTC (CMP number 15_4)
where the capital letters are beta-D-oxy LNA nucleosides, the lower case letters are DNA nucleosides, all LNA C's are 5-methylcytosines, and all internucleoside linkages are phosphorothioate internucleoside linkages.
An antisense oligonucleotide represented by the formula:
のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはその薬学的に許容され得る塩である、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。 The antisense oligonucleotide has the formula
2. The antisense oligonucleotide of claim 1, which is an antisense oligonucleotide of the formula:
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