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JP7625515B2 - Aavカプシドの向性の再指向化 - Google Patents
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JP7625515B2 - Aavカプシドの向性の再指向化 - Google Patents

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Description

本開示は、アデノ随伴ウイルスカプシドタンパク質を調製するための組成物、方法、およびプロセス、それらの使用、ならびに/または製剤に関し、カプシドタンパク質は、標的組織に対する向性を増強するための標的指向性ペプチドインサートを含む。
成体中枢神経系(CNS)への遺伝子送達は、依然として遺伝子療法における大きな課題であり、脳向性が向上された遺伝子操作AAVカプシドは、魅力的な解決策である。
アデノ随伴ウイルス(AAV)由来ベクターは、それらの性質が非病原性であり、それらの免疫原性プロファイルが低く、宿主ゲノムへの組込み率が低く、非分裂細胞での導入遺伝子発現が長期にわたるため、臨床遺伝子移入の有望なツールである。しかしながら、ある特定の臓器ではAAV天然バリアントの形質導入効率は低過ぎて、臨床に応用することができず、既存の中和抗体によるカプシド中和は、大部分の患者の治療を妨げる可能性がある。こうした理由から、特性が増強された新規カプシドバリアントを得るために多大な努力が捧げられている。これまでに試験された多くの手法の中でも、最も有意義な進歩は、エラープローンPCR、種々の親血清型のシャッフル、または規定の位置への完全ランダム化短鎖ペプチドの挿入のいずれかを用いたカプシド配列ランダム化により作出されるカプシドバリアントのin vitroまたはin vivo選択を使用するAAVカプシドの指向性進化からもたらされている。
AAVカプシドの指向性進化を実施するため、ウイルスカプシドをコードする配列は、それがそれ自体のカプシド外殻にパッケージングされ得るように、それ自体が逆位末端反復配列(ITR)にフランキングされている。培養細胞または動物にカプシドの混合集団を感染させた後で、目的の組織への誘導に成功したカプシドバリアントをコードするDNAをPCRにより回収して、さらなるラウンドの選択に供する。この手法では、所与の組織に存在するすべてのウイルスDNA種が回収され、特定の細胞タイプが区別されることもなく、または完全な形質導入(細胞表面結合、エンドサイトーシス、輸送、核移行、脱外被、二本鎖合成、転写)を実施することができるベクターが区別されることもない。例えば、中枢神経系(CNS)など、複数の細胞タイプを含有する高度に複雑な組織の場合、ミクログリアまたは血管内皮細胞ではなくニューロンおよび/またはアストロサイトを形質導入することが可能なカプシドバリアントの回収を目的とした、よりストリンジェントな選択的圧力を適用することが高度に好ましいと予想される。
全身投与時のAAVカプシドのCNS向性を向上させる試みは、限定的な成功しか収めていない。
この問題に対処するために、2つの以前の手法が使用されてきた。第1の戦略では、感染性AAV DNAの指数関数的複製の引き金を引くために、培養細胞(非特許文献1)またはin situ動物組織(非特許文献2)にアデノウイルスと共に共感染させることが使用された。別の成功した手法には、細胞特異的CREトランスジェニックマウス(非特許文献3)を使用して、アストロサイトでのウイルスDNA組換えを特異的に可能にし、続いてCRE組換えカプシドバリアントを回収することが伴っていた。両手法は成功であったことが証明され、標的細胞集団への形質導入が増強された幾つかのカプシドバリアントの単離が可能だった。
この知見は、細胞タイプ特異的ライブラリー選択が、指向性進化の結果を向上させることができることを示唆した。しかしながら、デバーマンら(Deverman et al.)が使用したトランスジェニックCRE系は、他の動物種では扱い難く、マウス組織での指向性進化により選択されるAAVバリアントは、大型動物では同様の特性を示していない。したがって、ヒト対象での翻訳可能性の確率を増加させるためには、指向性進化プロセス全体を、非ヒト霊長類にて直接実施する必要があると予想される。以前に記載されている形質導入特異的な手法はいずれも、以下の理由で、大型動物研究には適していない:1)目的の組織(例えば、CNS)は多くが、アデノウイルス共感染のために利用することが容易ではないため;2)特異的なAd向性それ自体が、ライブラリー分布にバイアスをかけることになるため;3)大型動物は典型的にはトランスジェネシスに適しておらず、規定の細胞タイプにてCREリコンビナーゼを発現するように遺伝子操作することができないため。
この問題に対処するため、本発明者らは、非トランスジェニック動物における細胞タイプ特異的バイオパニングのための幅広く適用可能な機能的AAVカプシドライブラリースクリーニングプラットフォームを開発した。TRACER(Tropism Redirection of AAV by Cell type-specific Expression of RNA;RNAの細胞タイプ特異的発現によるAAVの向性再指向化)プラットフォーム系では、カプシド遺伝子は、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でカプシドmRNA発現が駆動するように、細胞タイプ特異的プロモーターの制御下に置かれている。このRNA駆動性スクリーニングは、特定の細胞タイプを形質導入するカプシドバリアントが有利になるような選択圧を増加させる。
TRACERプラットフォームは、AAVカプシドライブラリーの生成を可能にし、形質導入細胞で発現されるカプシドmRNAの特異的回収およびサブクローニングは、トランスジェニック動物もヘルパーウイルス共感染も必要とせずに達成される。mRNA転写は、完全な形質導入の決定的特徴であるため、こうした方法は、完全に感染性であるAAVカプシド突然変異体の識別を可能にする。この方法は、ストリンジェンシーがより高いことに加えて、これらに限定されないが、シナプシン-1プロモーター(ニューロン)、GFAPプロモーター(アストロサイト)、TBGプロモーター(肝臓)、CAMKプロモーター(骨格筋)、MYH6プロモーター(心筋細胞)など、任意の細胞特異的プロモーターの制御下でCAP mRNAを発現するように設計されたライブラリーを使用して、特定の細胞タイプに対して高い向性を有するカプシドの識別を可能にする。
グリムら(Grimm et al.),2008 リソワスキーら(Lisowski et al.),2014 デバーマンら(Deverman et al.),2016
本開示は、AAVカプシドの向性(tropism)を遺伝子操作および/または再指向化(redirecting)するための組成物ならびに方法を提供する。本明細書には、AAVカプシド配列へと挿入して、特定の組織に対するカプシドの向性を増加させることができるペプチドも提供される。一態様では、こうしたペプチドを使用して、カプシドを、脳もしくは脳の領域または脊髄へと標的化することができる。
本開示は、1つまたは複数のバリアントAAVカプシドポリペプチドを生成するための方法を提示する。ある特定の実施形態では、バリアントAAVカプシドポリペプチドは、親AAVカプシドポリペプチドと比べて、形質導入の向上または細胞特異性もしくは組織特異性の増加の少なくとも1つを呈する。ある特定の実施形態では、本方法は、(a)バリアントAAVカプシドポリペプチドのライブラリーを生成する工程であって、前記ライブラリーは、(i)2、3、4、5、6、7、8、もしくは9つの連続アミノ酸のランダム化配列の領域を有する複数のカプシドポリペプチド、または(ii)1つよりも多くの親AAVカプシドポリペプチドに由来する複数のカプシドポリペプチドを含む工程;(b)ライブラリー(a)(i)または(a)(ii)のカプシドポリペプチドをAAVベクターへとクローニングすることによりAAVベクターライブラリーを生成する工程であって、AAVベクターは、第1のプロモーターおよび第2のプロモーターを含み、前記第2のプロモーターは、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でカプシドmRNA発現を駆動させる工程、を含む。
ある特定の実施形態では、第1のプロモーターは、AAV2 P40である。ある特定の実施形態では、第2のプロモーターは、ユビキタスプロモーターである。ある特定の実施形態では、第1のプロモーターはAAV2 P40であり、第2のプロモーターはユビキタスプロモーターである。
ある特定の実施形態では、第1のプロモーターは、AAV2 P40である。ある特定の実施形態では、第2のプロモーターは、細胞タイプ特異的プロモーターである。ある特定の実施形態では、第1のプロモーターはAAV2 P40であり、第2のプロモーターは細胞タイプ特異的プロモーターである。
ある特定の実施形態では、プロモーターは、表3に列挙されている任意のプロモーターから選択される。ある特定の実施形態では、ユビキタスプロモーターまたは細胞特異的プロモーターは、カプシドポリペプチドをコードするRNAの発現を可能にする。
ある特定の実施形態では、本方法は、カプシドポリペプチドをコードするRNAを回収する工程を含む。ある特定の実施形態では、本方法は、カプシドポリペプチドの配列を決定する工程を含む。ある特定の実施形態では、回収されたカプシドポリペプチドは、親カプシドポリペプチドと比較して、標的細胞形質導入または標的細胞特異性(向性)の増加を呈する。
ある特定の実施形態では、標的細胞は、神経細胞、神経幹細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア細胞、網膜細胞、腫瘍細胞、造血幹細胞、インスリン産生ベータ細胞、肺上皮細胞、内皮細胞、肝臟細胞、骨格筋細胞、筋幹細胞、筋サテライト細胞、または心筋細胞である。
ある特定の実施形態では、AAVベクターは、第1のプロモーターおよび第2のプロモーターを含み、第2のプロモーターは、カプシド遺伝子の下流に位置し、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でそのアンチセンスRNA発現を駆動させる。
ある特定の実施形態では、第1のプロモーターは、AAV2 P40であり、第2のプロモーターは、ユビキタスプロモーターである。ある特定の実施形態では、第1のプロモーターは、AAV2 P40であり、第2のプロモーターは、細胞特異的プロモーターである。ある特定の実施形態では、ユビキタスプロモーターまたは細胞特異的プロモーターは、バリアントAAVのカプシドポリペプチドをアンチセンス方向にコードする遺伝子の発現を可能にし、アンチセンスRNAをもたらす。ある特定の実施形態では、本方法は、バリアントAAVカプシドポリペプチドの配列を決定するために使用される、バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするRNAへと変換することができるアンチセンスRNAを回収する工程を含んでいた。
ある特定の実施形態では、バリアントAAVカプシドポリペプチドは、親カプシドポリペプチドと比較して、標的細胞形質導入または標的細胞特異性(向性)の増加を呈する。
上述のおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に例示されているように、本開示の特定の実施形態に関する以下の説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、本開示の種々の実施形態の原理を例示することに重点が置かれている。
野生型AAVカプシド遺伝子転写およびCMV-CAPベクターのマップを示す図。図1Aは、野生型AAVゲノムからのVP1、VP2、およびVP3 AAVの転写を示す。各ウイルスプロモーターの転写開始部位が示されている。SD、スプライスドナー、SA、スプライスアクセプター。各リーディングフレームの開始コドンの配列が示されている。AAPおよびVP3の翻訳は、主要なmRNAのリーキーなスキャニングにより実施される。 野生型AAVカプシド遺伝子転写およびCMV-CAPベクターのマップを示す図。図1Bは、効率的なウイルス産生に必要な最小調節配列を決定するために使用されるCMV-p40二重プロモーターベクターの構造を示す。最下段に示されているpREP2ΔCAPベクターは、ほとんどのCAPリーディングフレームを欠失させることにより得られるものであり、トランスでREPタンパク質を提供するために使用される。 データのヒストグラム表現であり、ウイルス収量およびCAP mRNAスプライシングに対するCMVプロモーター位置の効果を示す図。図2Aは、図1に記載されている構築物を使用して、Adヘルパーベクターを共トランスフェクトしたHEK-293T細胞において産生させたAAV9の平均収量を示す。野生型AAV9プラスミド(pAV9)を陽性対照として使用する。Y軸値には、各15cmプレートに由来する1ul当たりのAAV DNAコピー数(合計で約1000ul、左パネル)またはwtAAV9のパーセンテージ(右パネル)が示されている。 データのヒストグラム表現であり、ウイルス収量およびCAP mRNAスプライシングに対するCMVプロモーター位置の効果を示す図。図2Bは、トランスフェクト細胞でのCAP転写物の発現の証拠を示す。トランスフェクト293T細胞に由来するmRNAを、主スプライシングCAP転写物に特異的なプライマーを使用してRT-PCRに供した。Adヘルパーベクターの非存在下では、p40駆動性転写は欠如することに留意されたい(レーン2)。 ウイルス収量に対するREPヘルパープラスミド最適化の効果を示す図。図3Aは、改良型pREPヘルパーベクターの設計を示す。MscI断片の欠失は、カプシド形成に必要なVPタンパク質のC末端部分を除去する。星印は、VP1、VP2、およびVP3リーディングフレームがコードされる可能性を破壊するために導入された早期終止コドンを表す。 ウイルス収量に対するREPヘルパープラスミド最適化の効果を示す図。図3Bは、種々のREPプラスミドアーキテクチャを用いて産生されたシナプシン-p40-CAP9 AAVの収量を示す。Y軸の値は、野生型AAV9に対するVGのパーセンテージを表す。 ウイルス収量に対するREPヘルパープラスミド最適化の効果を示す図。図3Cは、pREPプラスミドからの完全長REPの組換えおよび/または非正統的パッケージングの定量化を示す。産生されたウイルスストックを、ITR含有ベクターに存在しないREPのN末端部分に位置するTaqmanプローブを使用してqPCRに供した。 第2世代ベクターのin vivo分析が記載されている図。図4Aは、Pro9ベクターの設計を示す。3つすべてのベクターのアーキテクチャは、BstEII構築物に基づく。AAV9カプシドRNAは、それぞれ、P40プロモーター、およびCMV、hSyn1、またはGFAPプロモーターの制御下に置かれている。 第2世代ベクターのin vivo分析が記載されている図。図4Bは、二重のイオジキサノール精製後、1e10VGの各ベクターを泳動することにより得られたSDS-PAGEゲルの銀染色を示す。 第2世代ベクターのin vivo分析が記載されている図。図4Cは、1マウス当たり1e12VGの尾静脈注射後のマウス脳(皮質)、肝臓、および心臓におけるウイルスDNAの生体内分布を示す。AAV9 VP3 DNAは、Taqman PCRで定量化され、マウストランスフェリン受容体遺伝子に対して正規化されている。 第2世代ベクターのin vivo分析が記載されている図。図4Dは、マウス組織からのカプシドRNA回収を示す。全RNAを逆転写し、カプシド特異的Taqmanプライマーおよびプローブを用いてTaqmanPCRを実施した。値は、TBPハウスキーピング遺伝子に対して正規化したVP3c DNAコピー数を表す。 イントロン第2世代ベクターのin vitro分析が記載されている図。図5Aは、ハイブリッドCMV/グロビンイントロンを内包するイントロンPro9ベクターの設計を示す。AAV9カプシドRNAは、タンデム構成(上)または逆位構成(下)で、P40プロモーター、およびCBA、hSyn1、またはGFAPプロモーターの制御下に置かれている。逆位プロモーターベクターには、アンチセンスCAP9転写物のポリアデニル化を可能にするために、追加のSV40ポリアデニル化部位(オレンジ色)が3’末端部分に付加されている。 イントロン第2世代ベクターのin vitro分析が記載されている図。図5Bは、AAV9 CAP cDNA増幅を示す。pHelperおよびpREP-3stopsによるトリプルトランスフェクションを使用して、図示されているすべてのベクターを産生し、得られたウイルスを使用して、1細胞当たり1e4VGのMOIでHEK-293T細胞に感染させた。感染の48時間後にRNAを抽出し、完全なカプシド(上)またはC末端断片(下)を増幅するプライマーを使用して、RT-PCRに供した。 イントロン第2世代ベクターのin vitro分析が記載されている図。図5Cは、順方向のタンデムプロモーターを有する無イントロンウイルスまたはイントロンウイルスに感染させた細胞に由来するAAV9 VP3 cDNAをTaqman PCRで定量化し、GAPDHハウスキーピング遺伝子に対して正規化したことを示す。値は、VP3のGAPDH cDNAに対する比を示す。 イントロン第2世代ベクターのin vitro分析が記載されている図。図5Dは、タンデム構築物または逆位構築物に感染させた細胞からのカプシドRNA回収のマッピングを示す。全RNAを逆転写し、カプシド遺伝子全体をフランキングするプライマーを使用してPCRを実施した。白色矢印は、アンチセンスCAP mRNAの異常スプライシングに起因するVP3サイズのバリアントを表す。 イントロン第2世代ベクターのin vitro分析が記載されている図。図5Eは、グロビンイントロンスプライシングの分析を示す。CAG9プラスミド(左)またはCAG9ウイルスにより形質導入されたHEK-293T細胞に由来するcDNAを、グロビンエクソン間接合部の前(Glo ex1)または内部(GloSpliceF4(配列番号26)およびGloSpliceF6(配列番号13))に位置する順方向プライマーを用いて、PCRにかけた。エクソン1(下線なし)とエクソン2(下線)との間の接合部にまたがるプライマーは、下段に記載されている。 シナプシンプロモーターまたはGfabc1Dプロモーターの下流におけるP40プロモーターの存在は、HEK-293T細胞では、いずれのプロモーターの抑制も解除しないというin vitro証拠を提供する図。 TRACERプラットフォームの基本的な仕組みを例示する図。 組織特異的プロモーターの使用およびRNA回収を含む、TRACERプラットフォームの特徴を例示する図。 TRACER産生アーキテクチャの一実施形態を提供する図。 従来型vDNA回収と第2世代vRNA回収との比較を提供する図。 標的進化のための細胞特異的RNA発現の使用の概要を提供する図。 天然AAV(図12A)およびTRACERライブラリー(図12B)のカプシド遺伝子転写を表すダイヤグラムを提供する図。 天然AAV(図12A)およびTRACERライブラリー(図12B)のカプシド遺伝子転写を表すダイヤグラムを提供する図。 in vivo進化に使用されるAAV6、AAV5、およびAAV-DJカプシドペプチドディスプレイライブラリーのダイヤグラムである図(それぞれ出現順に、配列番号27~32)。 in vivo進化に使用されるAAV9カプシドペプチドディスプレイライブラリーのダイヤグラムである図(それぞれ出現順に、配列番号33~42)。 ライブラリー構築に使用される方法を提示する図。図15Aは、ランダムライブラリーを導入するために使用される挿入部位の配列を示す図(それぞれ出現順に、配列番号43~46)。 ライブラリー構築に使用される方法を提示する図。図15Bは、アセンブリ手順の説明を提供する。 ライブラリー増幅に使用されるクローニングフリーローリングサークル(cloning-free rolling circle)手順の代表的なダイヤグラムを提供する図(配列番号47;NNK)。 野生型の夾雑を最小化するように設計されたコドン突然変異体AAV9ライブラリーシャトルの配列を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号33~34および48~52)。 AAV9ペプチドライブラリーバイオパニングの説明を提供する図。 初期プールからの50%回収での回収プロセスを示す図。 GFAP駆動性ライブラリー(B群およびF群)からのcDNA回収および増幅の例を提供する図。 バイオパニングプロセス全体にわたるAAV9ペプチドライブラリー多様性の進行を示す図。図21Aには、RNAライブラリー進化が記載されている。図21Bおよび図21Cは、P0ウイルスおよびP1ウイルスに対するNNKマシンミックス(machine mix)調製物のアミノ酸分布を示す。 P2におけるニューロン(SYN)-AAV9ペプチドライブラリー組成を提供する図。 P2におけるアストロサイト(GFAP)-AAV9ペプチドライブラリー組成を提供する図。 GFAP-AAV9ペプチドライブラリー候補における脳/肝臓特異性の推定を提供する図。 GFAP-AAV9ペプチドライブラリー候補における脳/肝臓特異性の推定を提供する図。 バリアントの部分集団選択例を提供する図。 ライブラリー生成およびクローニング手順の代表的な設計を提供する図。 666個の配列バリアントの合成ライブラリー(GFAPプロモーター)で産生されたAAVのNNK/NNMコドン分布(コドン突然変異体の共分散)を提供する図。 666個の配列バリアントの合成ライブラリー(SYN9プロモーター)で産生されたAAVのNNK/NNMコドン分布(コドン突然変異体の共分散)を提供する図。 注射1か月後の脳パンチおよび肝臓パンチからの組織回収に由来するデータを提供する図。 Syn駆動性合成ライブラリーNGS分析からの対照カプシドの結果を提供する図。図31Aは、内部AAV9、PHP.B、およびPHP.eB対照の富化分析を示す(それぞれ出現順に、配列番号53~58および53~58)。 Syn駆動性合成ライブラリーNGS分析からの対照カプシドの結果を提供する図。図31B、図31C、および図31Dは、マウス脳組織に由来するmRNAにおけるNNK/NNMコドン分布を示す。 Syn駆動性合成ライブラリーNGS分析からの対照カプシドの結果を提供する図。図31B、図31C、および図31Dは、マウス脳組織に由来するmRNAにおけるNNK/NNMコドン分布を示す。 Syn駆動性合成ライブラリーNGS分析からの対照カプシドの結果を提供する図。図31B、図31C、および図31Dは、マウス脳組織に由来するmRNAにおけるNNK/NNMコドン分布を示す。 ニューロン合成ライブラリーNGS分析の結果を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号59~60、59~61、61~63、62、64、64、63、65~67、67、65、68、66、69、70~71、および70~74)。 ニューロン合成ライブラリーNGS分析の結果を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号59~60、59~61、61~63、62、64、64、63、65~67、67、65、68、66、69、70~71、および70~74)。 アストロサイト合成ライブラリーNGS分析の結果を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号53~58、53~58、および53~58)。 アストロサイト合成ライブラリーコドン突然変異体共分散を提供する図。 アストロサイト合成ライブラリーコドン突然変異体共分散を提供する図。 アストロサイト合成ライブラリーNGS分析の結果を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号75、75~78、76~77、79~83、65、78、84、80、85、70、86、82、81、79、87、65、85、84、70、86、88~90、87、91、83、88、63、89~90、92~93、91、94~97、93、95、98、98、97、63、92、94、99~101、75、75~78、76~77、79~83、65、78、84、80、85、70、86、82、81、79、87、65、85、84、70、86、88~90、87、91、83、88、63、89~90、92~93、91、94~97、93、95、98、98、97、63、92、94、99~102、99、103、103~104、96、105~106、101、100、102、107、104~105、108~113、106、60、66、114~117、109、113、72、108、110、67、118~119、116、120、120、107、112、121~123、66、124~125、115、118、126、121、127~128、60、129、119、130~132、72、133、123、125、69、134~139、62、124、67、111、114、126、140~141、122、142、128~129、143、138、144、134、62、136、145、141、146~153、127、154、69、144、155、71、156、133、132、137、147、157~158、135、159、140、117、160、139、161~162、130、163、143、164、152、151、165~167、155、168、71、169、および146)。 GFAP合成ライブラリーNGS分析を提供する図。 合成ライブラリースクリーニングの上位38個のバリアントを提供する図。図37Aは、9量体ペプチド配列の系統発生分析を示し、ペプチドバリアントの配列も示す(それぞれ出現順に、配列番号67、59、64、61、77、84、96、60、80、82、66、62、83、85、106、131、94、90、76、68~69、79、75、81、88、139、78、155、102、63、140、87、70、105、120、89、65、および109)。強調されている配列は、個々の形質導入アッセイのために選択されたペプチドを表す。 合成ライブラリースクリーニングの上位38個のバリアントを提供する図。図37Bは、各ペプチドのニューロン向性およびアストロサイト向性のグラフ表現を示し、両軸は、シナプシンスクリーニングおよびGFAPスクリーニングにおける逆順位を示す図。 PHP.NおよびPHP.Bと比較した上位コンセンサス配列を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号168および71)。 ギブソンアセンブリライブラリクローニング手順のダイヤグラムである図。 TRIM/NNKペプチド出現の例を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号170~171)。 4200万個の細菌形質転換体、8100万個の配列リード、および1200万個の配列バリアントを有するIlluminaアダプターを使用した研究のペプチド多様性統計を提供する図(それぞれ出現順に、配列番号172~173、48~49、および174~175)。 ローリングサークル増幅によるクローニングフリーDNA増幅の代表的なダイヤグラムを提供する図。 プロテロメラーゼ単量体プロセシングのダイヤグラムを提供する図(それぞれ出現順に、配列番号176~178)。 従来法とクローニングフリー法とを比較するダイヤグラムを提供する図。 脳組織、脊髄組織、肝臓組織、および心臓組織におけるSyn駆動性(図45A)およびGFAP駆動性(図45B)の333個のバリアントの完全な順位付けを提供する図。カプシドバリアントは、それらの平均脳RNA富化スコア(NNKコドンおよびNNMコドンの平均)で順位付けられている。内部対照カプシドPHP.B、PHP.eB、およびAAV9の順位が示されている(図45Aおよび図45B)。Syn駆動結果およびGFAP駆動結果を組み合わせた比較が提供されている(図45C)。6匹のうち2匹のマウスは、非常に異なる順位付けプロファイルを示し、外れ値とみなされたため、4匹の動物のみがGFAP駆動性ライブラリーを表していた。 脳組織、脊髄組織、肝臓組織、および心臓組織におけるSyn駆動性(図45A)およびGFAP駆動性(図45B)の333個のバリアントの完全な順位付けを提供する図。カプシドバリアントは、それらの平均脳RNA富化スコア(NNKコドンおよびNNMコドンの平均)で順位付けられている。内部対照カプシドPHP.B、PHP.eB、およびAAV9の順位が示されている(図45Aおよび図45B)。Syn駆動結果およびGFAP駆動結果を組み合わせた比較が提供されている(図45C)。6匹のうち2匹のマウスは、非常に異なる順位付けプロファイルを示し、外れ値とみなされたため、4匹の動物のみがGFAP駆動性ライブラリーを表していた。 脳組織、脊髄組織、肝臓組織、および心臓組織におけるSyn駆動性(図45A)およびGFAP駆動性(図45B)の333個のバリアントの完全な順位付けを提供する図。カプシドバリアントは、それらの平均脳RNA富化スコア(NNKコドンおよびNNMコドンの平均)で順位付けられている。内部対照カプシドPHP.B、PHP.eB、およびAAV9の順位が示されている(図45Aおよび図45B)。Syn駆動結果およびGFAP駆動結果を組み合わせた比較が提供されている(図45C)。6匹のうち2匹のマウスは、非常に異なる順位付けプロファイルを示し、外れ値とみなされたため、4匹の動物のみがGFAP駆動性ライブラリーを表していた。 ニューロンおよびアストロサイト合成ライブラリーNGS分析の結果の比較を提供する図。図46Aは、SYNプロモーターまたはGFAPプロモーターを使用したカプシドの順位付けを示す図。 ニューロンおよびアストロサイト合成ライブラリーNGS分析の結果の比較を提供する図。図46Bは、Syn駆動性ライブラリー対GFAP駆動性ライブラリーの相関性を示す散布図を示す図。 複数の種(例えば、げっ歯動物)で研究し、続いて次世代シーケンシング(NGS)した一実施形態を例示する図。 333個のカプシドバリアントの複数の系統/種を比較した結果を提供する図。図48Aは、C57BL/6マウス、BALB/Cマウス、およびラットにおける、脳RNA富化スコアによる333個のカプシドの順位付けを示す。カプシドは、C57BL/6マウスのSyn駆動性脳富化スコアに従って順位付けされている。 333個のカプシドバリアントの複数の系統/種を比較した結果を提供する図。図48Bは、Syn駆動性プールおよびGFAP駆動性プールに由来するC57BL/6富化スコアとBALB/C富化スコアとの相関性を示す散布図を示す。 333個のカプシドバリアントの複数の系統/種を比較した結果を提供する図。図48Cは、C57BL/6系統およびBALB/C系統において、AAV9(Syn駆動性またはGFAP駆動性のいずれか)よりも>10倍高い脳富化スコアを有するカプシドの交差およびコンセンサス配列を示すベン図を示す。ラットでは、AAV9に対して>10倍の富化スコアを示したカプシドはなかった。 図49Aに示されている10個のカプシドバリアント(それぞれ出現順に、配列番号179~188)の形質導入(RNA)および生体内分布(DNA)分析を提供する図。個々のカプシドを使用して自己相補的CBA-EGFPゲノムをパッケージングし(図49B)、C57BL/6マウスに静脈内注射した。 図49Aに示されている10個のカプシドバリアント(それぞれ出現順に、配列番号179~188)の形質導入(RNA)および生体内分布(DNA)分析を提供する図。個々のカプシドを使用して自己相補的CBA-EGFPゲノムをパッケージングし(図49B)、C57BL/6マウスに静脈内注射した。 図49Aに示されている10個のカプシドバリアント(それぞれ出現順に、配列番号179~188)の形質導入(RNA)および生体内分布(DNA)分析を提供する図。個々のカプシドを使用して自己相補的CBA-EGFPゲノムをパッケージングし(図49B)、C57BL/6マウスに静脈内注射した。図49Cは、脳試料および脊髄試料におけるRNA発現を示す。 図49Aに示されている10個のカプシドバリアント(それぞれ出現順に、配列番号179~188)の形質導入(RNA)および生体内分布(DNA)分析を提供する図。個々のカプシドを使用して自己相補的CBA-EGFPゲノムをパッケージングし(図49B)、C57BL/6マウスに静脈内注射した。図49Dは、脳試料および脊髄試料におけるDNA分布を示す。 脳、脊髄、および肝臓における個々のカプシドの試験ならびにそれらのmRNA発現の結果を提供する図。EGFP mRNA発現の結果は、脳(図50A)、脊髄(図50B)、および肝臓(図50C)について示されている。 脳、脊髄、および肝臓における個々のカプシドの試験ならびにそれらのmRNA発現の結果を提供する図。EGFP mRNA発現の結果は、脳(図50A)、脊髄(図50B)、および肝臓(図50C)について示されている。 脳、脊髄、および肝臓における個々のカプシドの試験ならびにそれらのmRNA発現の結果を提供する図。EGFP mRNA発現の結果は、脳(図50A)、脊髄(図50B)、および肝臓(図50C)について示されている。 GFAPスクリーニングおよびSYNスクリーニングの両方についてニューロンNeuNマーカー(図51)を使用したNGSスクリーニングの結果を提供する図。 全脳における個々のカプシドの試験結果を提供する図。 全脳における追加の個々のカプシドの試験結果を提供する図。 小脳における個々のカプシドの試験結果を提供する図。 皮質における個々のカプシドの試験結果を提供する図。 海馬における個々のカプシドの試験結果を提供する図。 EGFP RNA発現により分析されたマウス肝臓における10個のカプシドバリアントの形質導入データ(図57B)および全組織蛍光(図57A)を提供する図。 EGFP RNA発現により分析されたマウス肝臓における10個のカプシドバリアントの形質導入データ(図57B)および全組織蛍光(図57A)を提供する図。 C57BL/6マウスBMVEC(図58A)およびヒトBMVEC(図58B)に対する333個のカプシドバリアントのCNS形質導入の有効性に関する比較研究の結果を提供する図。 C57BL/6マウスBMVEC(図58A)およびヒトBMVEC(図58B)に対する333個のカプシドバリアントのCNS形質導入の有効性に関する比較研究の結果を提供する図。 NGS分析および完全長カプシドバリアント回収のための外部バーコード付与のダイヤグラムを提供する図。一般的なバーコード対が示されている(図59C)。完全なITRからITRまでの構築物が、CAP配列の5’(図59A)およびCAP配列の3’(図59B)のバーコード対と共に示されている。 NGS分析および完全長カプシドバリアント回収のための外部バーコード付与のダイヤグラムを提供する図。一般的なバーコード対が示されている(図59C)。完全なITRからITRまでの構築物が、CAP配列の5’(図59A)およびCAP配列の3’(図59B)のバーコード対と共に示されている。 NGS分析および完全長カプシドバリアント回収のための外部バーコード付与のダイヤグラムを提供する図。一般的なバーコード対が示されている(図59C)。完全なITRからITRまでの構築物が、CAP配列の5’(図59A)およびCAP配列の3’(図59B)のバーコード対と共に示されている。 イントロンバーコードプラットフォームの幾つかの構成を用いたウイルス産生およびRNAスプライシングの詳細な分析を提供する図。イントロンバーコード収量(図60B)ならびにAAVイントロンスプライシングおよびグロビンイントロンスプライシングの結果を示すゲルカラム(図60C)と共に、一般的なITRからITRまでの構築物が図60Aに示されている(それぞれ出現順に、配列番号189~193)。 イントロンバーコードプラットフォームの幾つかの構成を用いたウイルス産生およびRNAスプライシングの詳細な分析を提供する図。イントロンバーコード収量(図60B)ならびにAAVイントロンスプライシングおよびグロビンイントロンスプライシングの結果を示すゲルカラム(図60C)と共に、一般的なITRからITRまでの構築物が図60Aに示されている(それぞれ出現順に、配列番号189~193)。 イントロンバーコードプラットフォームの幾つかの構成を用いたウイルス産生およびRNAスプライシングの詳細な分析を提供する図。イントロンバーコード収量(図60B)ならびにAAVイントロンスプライシングおよびグロビンイントロンスプライシングの結果を示すゲルカラム(図60C)と共に、一般的なITRからITRまでの構築物が図60Aに示されている(それぞれ出現順に、配列番号189~193)。
本開示の1つまたは複数の実施形態の詳細は、下記の添付の記載に示されている。本開示の実施または試験には、本明細書に記載のものと同様のまたは等価な任意の材料および方法を使用することができるが、ここでは好ましい材料および方法が記載される。本開示の他の特徴、目的、および利点は、本記載から明白になるであろう。本記載では、状況が別様であることを明確に指示しない限り、単数形は複数形も含む。別様の定義がない限り、本明細書で使用される技術的および科学的用語はすべて、本開示が属する技術分野の当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。矛盾が生じた場合、本記載が優先するものとする。
本開示によると、標的組織(例えば、CNS)に対する向性が増強されたAAV粒子、ならびにそれらを標的指向化するための、調製するための、製剤化するための、および使用するための関連プロセスが提供される。標的指向性ペプチドおよび標的指向性ペプチドをコードする核酸配列が提供される。こうした標的指向性ペプチドをAAVカプシドタンパク質配列へと挿入して、in vivo、ex vivo、またはin vitroにおいて、特定の細胞タイプ、組織、臓器、または生物への向性を変更することができる。
本明細書で使用される場合、「AAV粒子」または「AAVベクター」は、カプシドタンパク質およびウイルスゲノムを含み、ウイルスゲノムは、少なくとも1つのペイロード領域および少なくとも1つの逆位末端反復配列(ITR)を含む。AAV粒子ならびに/またはその成分であるカプシドおよびウイルスゲノムは、特定の細胞タイプ、組織、臓器、または生物への向性を変更するように遺伝子操作されていてもよい。
本明細書で使用される場合、「ウイルスゲノム」または「ベクターゲノム」は、AAV粒子に被包された核酸配列を指す。ウイルスゲノムは、ペイロードをコードする少なくとも1つのペイロード領域および少なくとも1つのITRを有する核酸配列を含む。
本明細書で使用される場合、「ペイロード領域」は、本開示の1つまたは複数の「ペイロード」をコードする任意の核酸分子である。非限定的な例として、ペイロード領域は、RNAi剤またはポリペプチドを含むペイロードをコードする核酸配列であってもよい。
本明細書で使用される場合、「標的指向性ペプチド」は、3~20アミノ酸長のペプチドを指す。こうした標的指向性ペプチドを、親アミノ酸配列に挿入または付着させて、親タンパク質の特質(例えば、向性)を変更することができる。非限定的な例として、標的指向性ペプチドをAAVカプシド配列へと挿入して、所望の細胞タイプ、組織、臓器、または生物に対する標的指向性を増強することができる。
本開示のAAV粒子およびペイロードを、1つまたは複数の標的細胞、組織、臓器、または生物に送達することができる。好ましい実施形態では、本開示のAAV粒子は、標的細胞タイプ、組織、または臓器に対する向性の増強を実証する。非限定的な例として、AAV粒子は、中枢神経系または末梢神経系(それぞれCNSおよびPNS)の細胞および組織に対する向性の増強を示すことができる。本開示のAAV粒子は、それに加えてまたはその代わりに、望ましくない標的細胞タイプ、組織、または臓器に対する向性の減少を示すことができる。
アデノ随伴ウイルス(AAV)は、一本鎖DNAゲノムにより特徴付けられる、パルボウイルス科の小型非エンベロープ二十面体カプシドウイルスである。パルボウイルス科ウイルスは、2つの亜科:脊椎動物に感染するパルボウイルス亜科および無脊椎動物に感染するデンソウイルス亜科で構成される。パルボウイルス科は、これらに限定されないが、ヒト、霊長類、ウシ、イヌ、ウマ、およびヒツジ種を含む脊椎動物宿主において複製可能なAAVを含むディペンドウイルス属を含む。
パルボウイルスおよびパルボウイルス科の他のメンバーは、ケネス I.ベルン(Kenneth I.Berns),「パルボウイルス科:ウイルスおよびそれらの複製(The Viruses and Their Replication)」,FIELDS VIROLOGY(3d Ed.1996)の第69章に概説されている。この文献の内容は全体が参照により援用される。
AAVは、それらの構造が比較的単純であり、宿主ゲノムへと組み込まれずにおよび複製されることなく広範囲の細胞(静止細胞および分裂細胞を含む)に感染する能力があり、ならびにそれらの免疫原性プロファイルが比較的良性であるため、生物学的ツールとして有用であることが証明されている。ウイルスのゲノムは、所望のペイロードが負荷されているか、または特定の組織を標的とし、所望のペイロードを発現もしくは送達するように遺伝子操作されている機能的組換えウイルスまたはウイルス粒子をアセンブリするための最低限の成分を含有するように操作することができる。
野生型AAVウイルスゲノムは、およそ5,000ヌクレオチド(nt)長の線形一本鎖DNA(ssDNA)分子である。逆位末端反復配列(ITR)は、従来、5’末端および3’末端の両方にてウイルスゲノムをキャッピングし、ウイルスゲノムの複製起点を提供する。理論により束縛されることは望まないが、AAVウイルスゲノムは、典型的には、2つのITR配列を含む。こうしたITRは、エネルギー的に安定した二本鎖領域を形成するssDNAの5’末端および3’末端にある自己相補性領域(野生型では145nt)により規定される特徴的なT形ヘアピン構造を有する。二本鎖ヘアピン構造は、これに限定されないが、宿主ウイルス複製細胞の内因性DNAポリメラーゼ複合体のプライマーとして機能することによりDNA複製の起点として作用することを含む、複数の機能を含む。
野生型AAVウイルスゲノムは、2つのオープンリーディングフレーム:1つは4つの非構造Repタンパク質(Rep遺伝子によりコードされるRep78、Rep68、Rep52、Rep40)であり、1つは3つのカプシドすなわち構造タンパク質(カプシド遺伝子すなわちCap遺伝子によりコードされるVP1、VP2、VP3)のヌクレオチド配列をさらに含む。Repタンパク質は、複製およびパッケージングに重要であり、カプシドタンパク質はアセンブリされて、AAVのタンパク質外殻、すなわちAAVカプシドを作出する。選択的スプライシングならびに選択的開始コドンおよびプロモーターは、単一のオープンリーディングフレームから4つの異なるRepタンパク質の生成、および単一のオープンリーディングフレームから3つのカプシドタンパク質の生成をもたらす。AAV血清型によって異なるが、非限定的な例として、AAV9/hu.14(米国特許第7,906,111号明細書の配列番号123。この文献の内容は、全体が参照により本明細書に援用される)の場合、VP1は、アミノ酸1~736を指し、VP2は、アミノ酸138~736を指し、VP3は、アミノ酸203~736を指す。言い換えれば、VP1は完全長カプシド配列であり、VP2およびVP3は、全体のより短い成分である。その結果、VP3領域における配列の変化は、VP1およびVP2でも変化しているが、親配列と比較した場合の差異パーセントは、3つの中で最も短い配列であるためVP3で最も大きくなる。ここではアミノ酸配列に関して記載されているが、こうしたタンパク質をコードする核酸配列も同様に記載することができる。3つのカプシドタンパク質が一緒にアセンブリして、AAVカプシドタンパク質が作出される。理論により束縛されることは望まないが、AAVカプシドタンパク質は、典型的には、1:1:10のモル比のVP1:VP2:VP3を含む。本明細書で使用される場合、「AAV血清型」は、主としてAAVカプシドにより規定される。一部の場合では、ITRは、AAV血清型(例えば、AAV2/9)によっても特異的に記載される。
本開示のAAVベクターは、組換え的に産生してもよく、アデノ随伴ウイルス(AAV)親または参照配列に基づいてもよい。本明細書で使用される場合、「ベクター」は、本明細書に記載されている核酸などの異種分子を輸送するか、形質導入するか、または別様に担体として作用する任意の分子または部分である。
本開示は、一本鎖AAVウイルスゲノム(例えば、ssAAV)に加えて、自己相補的AAV(scAAV)ウイルスゲノムも提供する。scAAVベクターゲノムは、一緒にアニーリングして二本鎖DNAを形成するDNA鎖を含有する。scAAVは、第二鎖合成をスキップすることにより、形質導入細胞での迅速な発現を可能にする。
一実施形態では、本開示のAAV粒子はscAAVである。
一実施形態では、本開示のAAV粒子はssAAVである。
AAV粒子を産生および/または修飾するための方法は、シュードタイプAAVベクターなど、当技術分野において開示されている(国際公開第200028004号パンフレット;国際公開第200123001号パンフレット;国際公開第2004112727号パンフレット;国際公開第2005005610号パンフレット、および国際公開第2005072364号パンフレット。これらの文献の各々の内容は全体が参照により本明細書に援用される)。
一実施形態では、標的指向性ペプチドが挿入されたカプシドおよびウイルスゲノムを含む本開示のAAV粒子は、ヒトCNSの細胞タイプまたは組織に対する向性の増強を示すことができる。
AAVカプシド
本開示のAAV粒子は、任意の天然または組換えAAV血清型を含んでいてもよく、またはそれに由来してもよい。AAV血清型は、これらに限定されないが、パッケージング、向性、形質導入、および免疫原性プロファイルなどの特質が異なる場合がある。理論により束縛されることは望まないが、AAVカプシドタンパク質は、特定の組織に対するAAV粒子向性を駆動させるものであるとみなされることが多い。
一実施形態では、AAV粒子は、同じ親血清型に由来するカプシドタンパク質およびITR配列を有していてもよい(例えば、AAV2カプシドおよびAAV2 ITR)。別の実施形態では、AAV粒子は、シュードタイプAAV粒子であってもよく、その場合、カプシドタンパク質およびITR配列は、異なる親血清型に由来する(例えば、AAV9カプシドおよびAAV2 ITR;AAV2/9)。
本開示のAAV粒子は、標的指向性ペプチドが親配列へと挿入されているAAVカプシドタンパク質を含んでいてもよい。親カプシドまたは血清型は、任意の天然または組換えAAV血清型を含むか、またはそれに由来してもよい。本明細書で使用される場合、「親」配列は、標的指向性配列が挿入される(つまり、核酸配列へのヌクレオチド挿入またはアミノ酸配列へのアミノ酸配列挿入)ヌクレオチド配列またはアミノ酸配列である。
好ましい実施形態では、親AAVカプシドヌクレオチド配列は、配列番号1に示されている通りである。
別の実施形態では、親AAVカプシドヌクレオチド配列は、配列番号1のK449Rバリアントであり、このバリアントでは、アミノ酸配列(ヌクレオチド1345~1347)の449位にリジン(例えば、AAAまたはAAG)をコードするコドンが、アルギニン(CGT、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG)をコードするものと交換されている。K449Rバリアントは、野生型AAV9と同じ機能を有する。
一実施形態では、親AAVカプシドアミノ酸配列は、配列番号2に示されている通りである。
別の実施形態では、親AAVカプシドアミノ酸配列は、配列番号3に示されている通りである。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、表1に示されているもののいずれかである。
表1に列挙されている特許、出願、および/または刊行物の各々は、参照により全体が本明細書に援用される。
親AAV血清型および関連カプシド配列は、当技術分野で公知のもののいずれであってもよい。そのようなAAV血清型の非限定的な例としては、以下のものが挙げられる:AAV9、AAV9 K449R(またはK449R AAV9)、AAV1、AAVrh10、AAV-DJ、AAV-DJ8、AAV5、AAVPHP.B(PHP.B)、AAVPHP.A(PHP.A)、AAVG2B-26、AAVG2B-13、AAVTH1.1-32、AAVTH1.1-35、AAVPHP.B2(PHP.B2)、AAVPHP.B3(PHP.B3)、AAVPHP.N/PHP.B-DGT、AAVPHP.B-EST、AAVPHP.B-GGT、AAVPHP.B-ATP、AAVPHP.B-ATT-T、AAVPHP.B-DGT-T、AAVPHP.B-GGT-T、AAVPHP.B-SGS、AAVPHP.B-AQP、AAVPHP.B-QQP、AAVPHP.B-SNP(3)、AAVPHP.B-SNP、AAVPHP.B-QGT、AAVPHP.B-NQT、AAVPHP.B-EGS、AAVPHP.B-SGN、AAVPHP.B-EGT、AAVPHP.B-DST、AAVPHP.B-DST、AAVPHP.B-STP、AAVPHP.B-PQP、AAVPHP.B-SQP、AAVPHP.B-QLP、AAVPHP.B-TMP、AAVPHP.B-TTP、AAVPHP.S/G2A12、AAVG2A15/G2A3(G2A3)、AAVG2B4(G2B4)、AAVG2B5(G2B5)、PHP.S、AAV2、AAV2G9、AAV3、AAV3a、AAV3b、AAV3-3、AAV4、AAV4-4、AAV6、AAV6.1、AAV6.2、AAV6.1.2、AAV7、AAV7.2、AAV8、AAV9.11、AAV9.13、AAV9.16、AAV9.24、AAV9.45、AAV9.47、AAV9.61、AAV9.68、AAV9.84、AAV9.9、AAV10、AAV11、AAV12、AAV16.3、AAV24.1、AAV27.3、AAV42.12、AAV42-1b、AAV42-2、AAV42-3a、AAV42-3b、AAV42-4、AAV42-5a、AAV42-5b、AAV42-6b、AAV42-8、AAV42-10、AAV42-11、AAV42-12、AAV42-13、AAV42-15、AAV42-aa、AAV43-1、AAV43-12、AAV43-20、AAV43-21、AAV43-23、AAV43-25、AAV43-5、AAV44.1、AAV44.2、AAV44.5、AAV223.1、AAV223.2、AAV223.4、AAV223.5、AAV223.6、AAV223.7、AAV1-7/rh.48、AAV1-8/rh.49、AAV2-15/rh.62、AAV2-3/rh.61、AAV2-4/rh.50、AAV2-5/rh.51、AAV3.1/hu.6、AAV3.1/hu.9、AAV3-9/rh.52、AAV3-11/rh.53、AAV4-8/r11.64、AAV4-9/rh.54、AAV4-19/rh.55、AAV5-3/rh.57、AAV5-22/rh.58、AAV7.3/hu.7、AAV16.8/hu.10、AAV16.12/hu.11、AAV29.3/bb.1、AAV29.5/bb.2、AAV106.1/hu.37、AAV114.3/hu.40、AAV127.2/hu.41、AAV127.5/hu.42、AAV128.3/hu.44、AAV130.4/hu.48、AAV145.1/hu.53、AAV145.5/hu.54、AAV145.6/hu.55、AAV161.10/hu.60、AAV161.6/hu.61、AAV33.12/hu.17、AAV33.4/hu.15、AAV33.8/hu.16、AAV52/hu.19、AAV52.1/hu.20、AAV58.2/hu.25、AAVA3.3、AAVA3.4、AAVA3.5、AAVA3.7、AAVC1、AAVC2、AAVC5、AAVF3、AAVF5、AAVH2、AAVrh.72、AAVhu.8、AAVrh.68、AAVrh.70、AAVpi.1、AAVpi.3、AAVpi.2、AAVrh.60、AAVrh.44、AAVrh.65、AAVrh.55、AAVrh.47、AAVrh.69、AAVrh.45、AAVrh.59、AAVhu.12、AAVH6、AAVH-1/hu.1、AAVH-5/hu.3、AAVLG-10/rh.40、AAVLG-4/rh.38、AAVLG-9/hu.39、AAVN721-8/rh.43、AAVCh.5、AAVCh.5R1、AAVcy.2、AAVcy.3、AAVcy.4、AAVcy.5、AAVCy.5R1、AAVCy.5R2、AAVCy.5R3、AAVCy.5R4、AAVcy.6、AAVhu.1、AAVhu.2、AAVhu.3、AAVhu.4、AAVhu.5、AAVhu.6、AAVhu.7、AAVhu.9、AAVhu.10、AAVhu.11、AAVhu.13、AAVhu.15、AAVhu.16、AAVhu.17、AAVhu.18、AAVhu.20、AAVhu.21、AAVhu.22、AAVhu.23.2、AAVhu.24、AAVhu.25、AAVhu.27、AAVhu.28、AAVhu.29、AAVhu.29R、AAVhu.31、AAVhu.32、AAVhu.34、AAVhu.35、AAVhu.37、AAVhu.39、AAVhu.40、AAVhu.41、AAVhu.42、AAVhu.43、AAVhu.44、AAVhu.44R1、AAVhu.44R2、AAVhu.44R3、AAVhu.45、AAVhu.46、AAVhu.47、AAVhu.48、AAVhu.48R1、AAVhu.48R2、AAVhu.48R3、AAVhu.49、AAVhu.51、AAVhu.52、AAVhu.54、AAVhu.55、AAVhu.56、AAVhu.57、AAVhu.58、AAVhu.60、AAVhu.61、AAVhu.63、AAVhu.64、AAVhu.66、AAVhu.67、AAVhu.14/9、AAVhu.t 19、AAVrh.2、AAVrh.2R、AAVrh.8、AAVrh.8R、AAVrh.10、AAVrh.12、AAVrh.13、AAVrh.13R、AAVrh.14、AAVrh.17、AAVrh.18、AAVrh.19、AAVrh.20、AAVrh.21、AAVrh.22、AAVrh.23、AAVrh.24、AAVrh.25、AAVrh.31、AAVrh.32、AAVrh.33、AAVrh.34、AAVrh.35、AAVrh.36、AAVrh.37、AAVrh.37R2、AAVrh.38、AAVrh.39、AAVrh.40、AAVrh.46、AAVrh.48、AAVrh.48.1、AAVrh.48.1.2、AAVrh.48.2、AAVrh.49、AAVrh.51、AAVrh.52、AAVrh.53、AAVrh.54、AAVrh.56、AAVrh.57、AAVrh.58、AAVrh.61、AAVrh.64、AAVrh.64R1、AAVrh.64R2、AAVrh.67、AAVrh.73、AAVrh.74、AAVrh8R、AAVrh8R A586R突然変異体、AAVrh8R R533A突然変異体、AAAV、BAAV、ヤギAAV、ウシAAV、AAVhE1.1、AAVhEr1.5、AAVhER1.14、AAVhEr1.8、AAVhEr1.16、AAVhEr1.18、AAVhEr1.35、AAVhEr1.7、AAVhEr1.36、AAVhEr2.29、AAVhEr2.4、AAVhEr2.16、AAVhEr2.30、AAVhEr2.31、AAVhEr2.36、AAVhER1.23、AAVhEr3.1、AAV2.5T、AAV-PAEC、AAV-LK01、AAV-LK02、AAV-LK03、AAV-LK04、AAV-LK05、AAV-LK06、AAV-LK07、AAV-LK08、AAV-LK09、AAV-LK10、AAV-LK11、AAV-LK12、AAV-LK13、AAV-LK14、AAV-LK15、AAV-LK16、AAV-LK17、AAV-LK18、AAV-LK19、AAV-PAEC2、AAV-PAEC4、AAV-PAEC6、AAV-PAEC7、AAV-PAEC8、AAV-PAEC11、AAV-PAEC12、AAV-2-pre-miRNA-101、AAV-8h、AAV-8b、AAV-h、AAV-b、AAV SM 10-2、AAVシャッフル(AAV Shuffle)100-1、AAVシャッフル100-3、AAVシャッフル100-7、AAVシャッフル10-2、AAVシャッフル10-6、AAVシャッフル10-8、AAVシャッフル100-2、AAV SM 10-1、AAV SM 10-8、AAV SM 100-3、AAV SM 100-10、BNP61 AAV、BNP62 AAV、BNP63 AAV、AAVrh.50、AAVrh.43、AAVrh.62、AAVrh.48、AAVhu.19、AAVhu.11、AAVhu.53、AAV4-8/rh.64、AAVLG-9/hu.39、AAV54.5/hu.23、AAV54.2/hu.22、AAV54.7/hu.24、AAV54.1/hu.21、AAV54.4R/hu.27、AAV46.2/hu.28、AAV46.6/hu.29、AAV128.1/hu.43、トゥルータイプAAV(true type AAV)(ttAAV)、UPENN AAV10、ジャパニーズAAV10血清型(Japanese AAV 10 serotype)、AAV CBr-7.1、AAV CBr-7.10、AAV CBr-7.2、AAV CBr-7.3、AAV CBr-7.4、AAV CBr-7.5、AAV CBr-7.7、AAV CBr-7.8、AAV CBr-B7.3、AAV CBr-B7.4、AAV CBr-E1、AAV CBr-E2、AAV CBr-E3、AAV CBr-E4、AAV CBr-E5、AAV CBr-e5、AAV CBr-E6、AAV CBr-E7、AAV CBr-E8、AAV CHt-1、AAV CHt-2、AAV CHt-3、AAV CHt-6.1、AAV CHt-6.10、AAV CHt-6.5、AAV CHt-6.6、AAV CHt-6.7、AAV CHt-6.8、AAV CHt-P1、AAV CHt-P2、AAV CHt-P5、AAV CHt-P6、AAV CHt-P8、AAV CHt-P9、AAV CKd-1、AAV CKd-10、AAV CKd-2、AAV CKd-3、AAV CKd-4、AAV CKd-6、AAV CKd-7、AAV CKd-8、AAV CKd-B1、AAV CKd-B2、AAV CKd-B3、AAV CKd-B4、AAV CKd-B5、AAV CKd-B6、AAV CKd-B7、AAV CKd-B8、AAV CKd-H1、AAV CKd-H2、AAV CKd-H3、AAV CKd-H4、AAV CKd-H5、AAV CKd-H6、AAV CKd-N3、AAV CKd-N4、AAV CKd-N9、AAV CLg-F1、AAV CLg-F2、AAV CLg-F3、AAV CLg-F4、AAV CLg-F5、AAV CLg-F6、AAV CLg-F7、AAV CLg-F8、AAV CLv-1、AAV CLv1-1、AAV Clv1-10、AAV CLv1-2、AAV CLv-12、AAV CLv1-3、AAV CLv-13、AAV CLv1-4、AAV Clv1-7、AAV Clv1-8、AAV Clv1-9、AAV CLv-2、AAV CLv-3、AAV CLv-4、AAV CLv-6、AAV CLv-8、AAV CLv-D1、AAV CLv-D2、AAV CLv-D3、AAV CLv-D4、AAV CLv-D5、AAV CLv-D6、AA
V CLv-D7、AAV CLv-D8、AAV CLv-E1、AAV CLv-K1、AAV CLv-K3、AAV CLv-K6、AAV CLv-L4、AAV CLv-L5、AAV CLv-L6、AAV CLv-M1、AAV CLv-M11、AAV CLv-M2、AAV CLv-M5、AAV CLv-M6、AAV CLv-M7、AAV CLv-M8、AAV CLv-M9、AAV CLv-R1、AAV CLv-R2、AAV CLv-R3、AAV CLv-R4、AAV CLv-R5、AAV CLv-R6、AAV CLv-R7、AAV CLv-R8、AAV CLv-R9、AAV CSp-1、AAV CSp-10、AAV CSp-11、AAV CSp-2、AAV CSp-3、AAV CSp-4、AAV CSp-6、AAV CSp-7、AAV CSp-8、AAV CSp-8.10、AAV CSp-8.2、AAV CSp-8.4、AAV CSp-8.5、AAV CSp-8.6、AAV CSp-8.7、AAV CSp-8.8、AAV CSp-8.9、AAV CSp-9、AAV.hu.48R3、AAV.VR-355、AAV3B、AAV4、AAV5、AAVF1/HSC1、AAVF11/HSC11、AAVF12/HSC12、AAVF13/HSC13、AAVF14/HSC14、AAVF15/HSC15、AAVF16/HSC16、AAVF17/HSC17、AAVF2/HSC2、AAVF3/HSC3、AAVF4/HSC4、AAVF5/HSC5、AAVF6/HSC6、AAVF7/HSC7、AAVF8/HSC8、および/またはAAVF9/HSC9、ならびにそれらのバリアント。
一部の実施形態では、血清型は、グリムら(Grimm et al.)(Journal of Virology 82(12):5887-5911(2008)、米国特許出願公開第20140359799号明細書、および米国特許第7,588,772号。これらの文献の各々は、全体が参照により本明細書に援用される)に記載のような、AAVDJ8(またはAAV-DJ8)などのAAVDJまたはそのバリアントであってもよい。AAVDJ8のアミノ酸配列は、ヘパリン結合ドメイン(HBD)を除去するために、2つまたはそれよりも多くの突然変異を含んでいてもよい。非限定的な例として、AAV-DJ配列は、米国特許第7,588,772号明細書(この文献の内容は、全体が参照により本明細書に援用される)の配列番号1に記載の通りであり、AAV-DJ8配列は、2つの突然変異:(1)アミノ酸587のアルギニン(R;Arg)がグルタミン(Q;Gln)に変化しているR587Q、および(2)アミノ酸590のアルギニン(R;Arg)がスレオニン(T;Thr)に変化しているR590Tを含んでいてもよい。別の非限定的な例として、AAV-DJ8配列は、3つの突然変異:(1)アミノ酸406のリジン(K;Lys)がアルギニン(R;Arg)に変化しているK406R、(2)アミノ酸587のアルギニン(R;Arg)がグルタミン(Q;Gln)に変化しているR587Q、および(3)アミノ酸590のアルギニン(R;Arg)がスレオニン(T;Thr)に変化しているR590Tを含んでいてもよい。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、AAV9配列を含む。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、K449R AAV9配列を含む。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、AAVDJ配列を含む。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、AAVDJ8配列を含む。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、AAVrh10配列を含む。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、AAV1配列を含む。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、AAV5配列を含む。
理論により束縛されることは望まないが、親AAVカプシド配列は、VP1領域を含むことが理解される。一実施形態では、親AAVカプシド配列は、VP1、VP2、および/もしくはVP3領域、またはそれらの任意の組合せを含む。親VP1配列は、親AAVカプシド配列と同義であるとみなすことができる。
本開示は、カプシド(Cap)遺伝子によりコードされる構造カプシドタンパク質(VP1、VP2、およびVP3を含む)を参照する。こうしたカプシドタンパク質は、AAVなどのウイルスベクターの外側タンパク質構造外殻(つまり、カプシド)を形成する。Capポリヌクレオチドから合成されるVPカプシドタンパク質は、一般に、ペプチド配列の最初のアミノ酸としてメチオニン(Met1)を含み、これは、対応するCapヌクレオチド配列の開始コドン(AUGまたはATG)に関連付けられる。しかしながら、最初のメチオニン(Met1)残基または一般に任意の最初のアミノ酸(AA1)は、ポリペプチド合成後または合成中に、Met-アミノペプチダーゼなどのタンパク質プロセシング酵素により切断されるのが一般的である。この「Met/AAクリッピング」プロセスは、ポリペプチド配列の2番目のアミノ酸(例えば、アラニン、バリン、セリン、スレオニンなど)の対応するアセチル化と相関することが多い。Metクリッピングは、一般的に、VP1およびVP3カプシドタンパク質で生じるが、VP2カプシドタンパク質でも生じる場合がある。
Met/AAクリッピングが不完全であると、ウイルスカプシドを構成する1つまたは複数(1、2、または3つ)のVPカプシドタンパク質の混合物が産生される場合があり、それらの一部は、Met1/AA1アミノ酸を含み(Met+/AA+)、それらの一部は、Met/AAクリッピングの結果としてMet1/AA1アミノ酸を欠如している場合がある(Met-/AA-)。カプシドタンパク質のMet/AAクリッピングに関するさらなる考察は、以下の文献を参照されたい:ジンら(Jin,et al.)アデノ随伴ウイルスカプシドタンパク質の完全特徴付けのための直接液体クロマトグラフィー/質量分析(Direct Liquid Chromatography/Mass Spectrometry Analysis for Complete Characterization of Recombinant Adeno-Associated Virus Capsid Proteins.)Hum Gene Ther Methods.2017 Oct.28(5):255-267;ホワンら(Hwang,et al.)細胞内タンパク質のN末端のアセチル化は特異的分解シグナルを作出する(N-Terminal Acetylation of Cellular Proteins Creates Specific Degradation Signals.)Science.2010 February 19.327(5968):973-977。これらの文献の内容は各々、全体が参照により本明細書に援用される。
本開示によると、カプシドタンパク質への言及は、クリッピングされているか(Met-/AA-)またはクリッピングされていないか(Met+/AA+)のいずれかに限定される訳ではなく、状況によって、独立したカプシドタンパク質、カプシドタンパク質の混合物で構成されるウイルスカプシド、および/または本開示のカプシドタンパク質をコードする、記述する、産生する、もしくはもたらすポリヌクレオチド配列(もしくはそれらの断片)を指すことができる。また、「カプシドタンパク質」または「カプシドポリペプチド」(VP1、VP2、またはVP2など)への直接的な参照は、Met1/AA1アミノ酸を含むVPカプシドタンパク質(Met+/AA+)ならびにMet/AAクリッピングの結果としてMet1/AA1アミノ酸を欠如する対応するVPカプシドタンパク質(Met-/AA-)を含んでいてもよい。
さらに、本開示によると、Met1/AA1アミノ酸を含む1つまたは複数のカプシドタンパク質(Met+/AA+)をそれぞれ含むかまたはコードする具体的な配列番号(タンパク質であるかまたは核酸であるかに関わらず)への言及は、配列を精査した際に、Met1/AA1アミノ酸を欠如するVPカプシドタンパク質を教示すると理解されるべきであり、最初に挙げられているアミノ酸(Met1/AA1であるか否かに関わらず)を欠如するに過ぎない配列はいずれも直ちに明らかである。
非限定的な例として、736アミノ酸長であり、AUG/ATG開始コドンによりコードされる「Met1」アミノ酸を含む(Met+)VP1ポリペプチド配列への言及は、735アミノ酸長であり、736個アミノ酸Met+配列の「Met1」アミノ酸を含まない(Met-)VP1ポリペプチド配列も教示すると理解することができる。第2の非限定的な例として、736アミノ酸長であり、任意のNNN開始コドンによりコードされる「AA1」アミノ酸を含む(AA+)VP1ポリペプチド配列への言及は、735アミノ酸長であり、736個アミノ酸AA+配列の「AA1」アミノ酸を含まない(AA-)VP1ポリペプチド配列も教示すると理解することができる。
VPカプシドタンパク質から形成されるウイルスカプシドへの言及(具体的なAAVカプシド血清型への言及など)には、Met1/AA1アミノ酸を含むVPカプシドタンパク質(Met+/AA1+)、Met/AA1クリッピングの結果としてMet1/AA1アミノ酸を欠如する対応するVPカプシドタンパク質(Met-/AA1-)、およびそれらの組合せ(Met+/AA1+およびMet-/AA1-)が組み込まれていてもよい。
非限定的な例として、AAVカプシド血清型は、VP1(Met+/AA1+)、VP1(Met-/AA1-)、またはVP1(Met+/AA1+)およびVP1(Met-/AA1-)の組合せを含んでいてもよい。また、AAVカプシド血清型は、VP3(Met+/AA1+)、VP3(Met-/AA1-)、またはVP3(Met+/AA1+)およびVP3(Met-/AA1-)の組合せを含んでいてもよく、また、VP2(Met+/AA1)およびVP2(Met-/AA1-)の同様の任意選択の組合せを含んでいてもよい。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、下記に記載のもののいずれかと、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含んでいてもよい。
一実施形態では、親AAVカプシド配列は、下記に記載のもののいずれかと、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するヌクレオチド配列によりコードされていてもよい。
一実施形態では、親配列は、AAVカプシド配列ではなく、代わりに、異なるベクター(例えば、レンチウイルス、プラスミドなど)である。別の実施形態では、親配列は、送達ビヒクル(例えば、ナノ粒子)であり、標的指向性ペプチドはそれに付着されている。
標的指向性ペプチド
本明細書には、標的組織(例えば、CNSまたはPNSの細胞)の形質導入を増強または向上させるための標的指向性ペプチド、および1つまたは複数の標的指向性ペプチドインサートを有するカプシドタンパク質を含む関連AAV粒子が開示されている。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、AAV粒子をCNSの細胞または組織へと向けることができる。CNSの細胞は、これらに限定されないがニューロン(例えば、興奮性、抑制性、運動性、感覚性、自律神経性、交感神経性、副交感神経性、プルキンエ、ベッツなど)、グリア細胞(例えば、ミクログリア、アストロサイト、オリゴデンドログリア)、および/または免疫細胞(例えば、T細胞)などの脳の支持細胞であってもよい。CNSの組織は、これらに限定されないが、皮質(例えば、前頭、頭頂、後頭、側頭)、視床、視床下部、線条体、被殻、尾状核、海馬、嗅内皮質、大脳基底核、または深部小脳核であってもよい。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、AAV粒子をPNSの細胞または組織へと向けることができる。PNSの細胞または組織は、これに限定されないが、後根神経節(DRG)であってもよい。
標的指向性ペプチドは、静脈内投与後にAAV粒子をCNS(例えば、皮質)へと向けることができる。
標的指向性ペプチドは、静脈内投与後にAAV粒子をPNS(例えば、DRG)に向けることができる。
標的指向性ペプチドは、長さが様々であってもよい。一実施形態では、標的指向性ペプチドは、3~20アミノ酸長である。非限定的な例として、標的指向性ペプチドは、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または3~5、3~8、3~10、3~12、3~15、3~18、3~20、5~10、5~15、5~20、10~12、10~15、10~20、12~20、もしくは15~20アミノ酸長であってもよい。
本開示の標的指向性ペプチドは、当技術分野で公知の任意の方法により識別および/または設計することができる。非限定的な例として、デバーマンら(Deverman et al.)(Nature Biotechnology 34(2):204-209(2016))、チャンら(Chan et al.)(Nature Neuroscience 20(8):1172-1179)(2017))に、ならびに国際公開第2015038958号パンフレットおよび国際公開第2017100671号パンフレットに記載のようなCREATE系を、これに限定されないが非ヒト霊長類などの、マウスまたは他の研究動物のいずれかにおいて標的指向性ペプチドを識別するための手段として使用することができる。これらの文献の各々の内容は、全体が参照により本明細書に援用される。
標的指向性ペプチドおよび関連AAV粒子は、標的指向性ペプチドバリアントを含むAAVカプシドのライブラリーから識別することができる。一実施形態では、標的指向性ペプチドは、7個アミノ酸の配列(7量体)であってもよい。別の実施形態では、標的指向性ペプチドは、9個アミノ酸の配列(9量体)であってもよい。また、標的指向性ペプチドは、非限定的な例では、ランダムペプチド選択、部位飽和突然変異誘発、および/またはペプチドの特定領域(例えば、フランキング領域または中心コア)の最適化を含む、それらを作出または設計するための方法が異なっていてもよい。
一実施形態では、標的指向性ペプチドライブラリーは、PCRによりランダムに生成された7アミノ酸長(7量体)の標的指向性ペプチドを含む。
一実施形態では、標的指向性ペプチドライブラリーは、3つの突然変異アミノ酸を有する標的指向性ペプチドを含む。一実施形態では、こうした3つの突然変異アミノ酸は、連続アミノ酸である。別の実施形態では、こうした3つの突然変異アミノ酸は、不連続アミノ酸である。一実施形態では、親標的指向性ペプチドは7量体である。別の実施形態では、親ペプチドは9量体である。
一実施形態では、標的指向性ペプチドライブラリーは、7量体の標的指向性ペプチドを含み、標的指向性ペプチドおよび/またはフランキング配列のアミノ酸は、3つの連続アミノ酸の部位飽和突然変異誘発による進化を受けている。一実施形態では、部位飽和突然変異配列は、NNK(N=任意の塩基;K=GまたはT)コドンを使用して生成される。
標的指向性ペプチドインサートを有するカプシドタンパク質を含むAAV粒子を生成し、レポーター(例えば、GFP)をコードするウイルスゲノムをその中に被包させる。次いで、こうしたAAV粒子(またはAAVカプシドライブラリー)を、尾静脈への静脈内送達によりトランスジェニックマウスに投与する。こうしたカプシドライブラリーをcre発現マウスに投与すると、Creが発現されるため標的組織におけるレポーターペイロードの発現がもたらされる。
標的組織の形質導入が増強されたことを示す、標的指向性ペプチドおよび関連AAV粒子の富化を識別するために、標的組織からAAV粒子および/またはウイルスゲノムを回収してもよい。これらに限定されないが、次世代シーケンシング(NGS)、ウイルスゲノム定量化、生化学的アッセイ、免疫組織化学、および/または標的組織試料の画像化など、当技術分野の標準的方法を使用して、富化を決定することができる。
標的組織は、対象の任意の細胞、組織、または臓器であってもよい。非限定的な例として、試料は、脳、脊髄、後根神経節および関連根、肝臓、心臓、腓腹筋、ヒラメ筋、膵臓、腎臓、脾臓、肺、副腎、胃、坐骨神経、伏在神経、甲状腺、目(視神経の有無にかかわらず)、下垂体、骨格筋(大腿直筋)、結腸、十二指腸、回腸、空腸、脚の皮膚、上頸神経節、膀胱、卵巣、子宮、前立腺、精巣、ならびに/または病変を有すると識別された任意の部位もしくは目的の部位から選択することができる。
標的指向性ペプチド配列
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、表2に示されている通りの配列を含んでいてもよい。表2において、「_1」は、AまたはCが3番目の位置に存在するNNMコドンを指し、「_2」は、GまたはTが3番目の位置に存在するNNKコドンを指す。加えて、MetまたはTrpは、それぞれコドンATGおよびTGGでしかコードすることができないため、NNMコドンは、アミノ酸のレパートリー全体を網羅することはできない。したがって、一部の「NNM」配列は、Gで終わる一部のコドンも含有する。
一実施形態では、標的指向性ペプチド配列は、表2に示されている配列のいずれかと、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含んでいてもよい。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、本明細書に開示されている標的指向性ペプチドのいずれかの4つまたはそれよりも多くの連続したアミノ酸を含んでいてもよい。一実施形態では、標的指向性ペプチドは、表2に示されている通りの配列のいずれかの4つの連続したアミノ酸を含んでいてもよい。一実施形態では、標的ペプチドは、表2に示されている通りの配列のいずれかの5つの連続したアミノ酸を含んでいてもよい。一実施形態では、標的指向性ペプチドは、表2に示されている通りの配列のいずれかの6つの連続したアミノ酸を含んでいてもよい。
一実施形態では、本開示のAAV粒子は、標的指向性ペプチドインサートを有するAAVカプシドを含み、標的指向性ペプチドは、表2のいずれかに示されている通りのアミノ酸配列を有する。
一実施形態では、本開示のAAV粒子は、標的指向性ペプチドインサートを有するAAVカプシドを含み、標的指向性ペプチドは、表2のいずれかに示されている通りの配列のいずれかの少なくとも4つの連続したアミノ酸を含むアミノ酸配列を有する。
一実施形態では、本開示のAAV粒子は、標的指向性ペプチドインサートを有するAAVカプシドを含み、標的指向性ペプチドは、表2のいずれかに示されている通りの配列のいずれかを実質的に含むアミノ酸配列を有する。
一実施形態では、本開示のAAV粒子は、標的指向性核酸インサートを有するAAVカプシドポリヌクレオチドを含み、標的指向性核酸インサートは、表2として示されているもののいずれかを実質的に含むヌクレオチド配列を有する。
標的指向性核酸インサートを含む本開示のAAV粒子は、親カプシド配列と、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれよりも高い同一性を有するポリヌクレオチド配列を有してもよい。
標的指向性ペプチドインサートを含む本開示のAAV粒子は、親カプシド配列と、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれよりも高い同一性を有するアミノ酸配列を有してもよい。
本明細書に参照および/または記載されているDNA配列およびRNA配列のいずれにおいても、一文字記号は、以下の説明を有する:Aはアデニン;Cはシトシン;Gはグアニン;Tはチミン;Uはウラシル;Wは、アデニンまたはチミンなどの弱塩基;Sは、シトシンおよびグアニンなどの強ヌクレオチド(strong nucleotide);Mは、アデニンおよびシトシンなどのアミノヌクレオチド;Kは、グアニンおよびチミンなどのケトヌクレオチド;Rは、プリンであるアデニンおよびグアニン;Yは、ピリミジンであるシトシンおよびチミン;Bは、Aではない任意の塩基(例えば、シトシン、グアニン、およびチミン);Dは、Cではない任意の塩基(例えば、アデニン、グアニン、およびチミン);Hは、Gではない任意の塩基(例えば、アデニン、シトシン、およびチミン);Vは、Tではない任意の塩基(例えば、アデニン、シトシン、およびグアニン);Nは任意のヌクレオチド(ギャップでない);ならびにZはゼロである。
本明細書に参照および/または記載されているアミノ酸配列のいずれにおいても、一文字記号は、以下の説明を有する:G(Gly)はグリシン;A(Ala)はアラニン;L(Leu)はロイシン;M(Met)はメチオニン;F(Phe)はフェニルアラニン;W(Trp)はトリプトファン;K(Lys)はリジン;Q(Gln)はグルタミン;E(Glu)はグルタミン酸;S(Ser)はセリン;P(Pro)はプロリン;V(Val)はバリン;I(Ile)はイソロイシン;C(Cys)はシステイン;Y(Tyr)はチロシン;H(His)はヒスチジン;R(Arg)はアルギニン;N(Asn)はアスパラギン;D(Asp)はアスパラギン酸;T(Thr)はトレオニン;B(Asx)はアスパラギン酸またはアスパラギン;J(Xle)はロイシンまたはイソロイシン;O(Pyl)はピロリジン;U(Sec)はセレノシステイン;X(Xaa)は任意のアミノ酸;およびZ(Glx)はグルタミンまたはグルタミン酸である。
AAV粒子における標的指向性ペプチドの使用
標的指向性ペプチドは、独立したペプチドであってもよく、または親配列へと挿入されているかもしくはコンジュゲートされていてもよい。一実施形態では、標的指向性ペプチドは、AAV粒子のカプシドタンパク質へと挿入されている。
1つまたは複数の標的指向性ペプチドを親AAVカプシド配列へと挿入して、本開示のAAV粒子を生成してもよい。
標的指向性ペプチドは、完全な機能性AAV粒子をもたらす任意の位置において親AAVカプシド配列へと挿入されてもよい。標的指向性ペプチドは、VP1、VP2、および/またはVP3に挿入してもよい。アミノ酸残基の付番は、AAV血清型にわたって異なるため、標的指向性ペプチド挿入の正確なアミノ酸位置は重要ではない場合がある。本明細書で使用される場合、親AAVカプシド配列のアミノ酸位置は、AAV9(配列番号2)を参照として使用して記載されている。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、AAVカプシド配列の超可変領域に挿入される。そのような超可変領域の非限定的な例としては、親AAVカプシドのループIVおよびループVIIIが挙げられる。理論により束縛されることは望まないが、こうした表面露出ループは構造化されておらず、保存が不良であるため、標的指向性ペプチドの挿入に理想的な領域である。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、ループIVに挿入される。別の実施形態では、標的指向性ペプチドを使用して、ループIVの部分またはすべてを置き換える。非限定的な例として、親AAVカプシド配列への標的指向性ペプチドの付加は、親AAVカプシドの少なくとも1つのアミノ酸の置換えまたは突然変異をもたらす場合がある。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、ループVIIIに挿入される。別の実施形態では、標的指向性ペプチドを使用して、ループVIIIの部分またはすべてを置き換える。非限定的な例として、親AAVカプシド配列への標的指向性ペプチドの付加は、親AAVカプシドの少なくとも1つのアミノ酸の置換えまたは突然変異をもたらす場合がある。
一実施形態では、1つよりも多くの標的指向性ペプチドが、親AAVカプシド配列へと挿入されている。非限定的な例として、標的指向性ペプチドは、同じ親AAVカプシド配列のループIVおよびループVIIIの両方に挿入されていてもよい。
標的指向性ペプチドは、これらに限定されないが、586~592位、588~589位、586~589位、452~458位、262~269位、464~473位、491~495位、546~557位、および/または659~668位のアミノ酸間など、親AAVカプシド配列の任意のアミノ酸位置に挿入されていてもよい。
好ましい実施形態では、標的指向性ペプチドは、588位および589位(ループVIII)のアミノ酸間において親AAVカプシド配列へと挿入される。一実施形態では、親AAVカプシドはAAV9(配列番号2)である。第2の実施形態では、親AAVカプシドは、K449R AAV9(配列番号3)である。
本明細書に記載の標的指向性ペプチドは、標的指向性ペプチドインサートを欠如する親AAV粒子と比較して、本開示のAAV粒子の標的組織への形質導入を増加させることができる。一実施形態では、標的指向性ペプチドは、標的組織へのAAV粒子の形質導入を、標的指向性ペプチドインサートを欠如する親AAV粒子と比較して、少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、125%、150%、200%、300%、400%、500%、またはそれよりも大きく増加させる。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、CNSの細胞または組織へのAAV粒子の形質導入を、標的指向性ペプチドインサートを欠如する親AAV粒子と比較して、少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、125%、150%、200%、300%、400%、500%、またはそれよりも大きく増加させる。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、PNSの細胞または組織へのAAV粒子の形質導入を、標的指向性ペプチドインサートを欠如する親AAV粒子と比較して、少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、125%、150%、200%、300%、400%、500%、またはそれよりも大きく増加させる。
一実施形態では、標的指向性ペプチドは、DRGの細胞または組織へのAAV粒子の形質導入を、標的指向性ペプチドインサートを欠如する親AAV粒子と比較して、少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、125%、150%、200%、300%、400%、500%、またはそれよりも大きく増加させる。
AAV産生
本明細書で開示されているウイルス産生では、標的細胞と接触させてペイロードを送達するために使用することができるAAV粒子(標的組織に対する向性が増強、向上、および/または増加されている)を産生するためのプロセスおよび方法が記載される。
本開示は、標的指向性ペプチドを含むAAV粒子を生成するための方法を提供する。一実施形態では、AAV粒子は、ウイルス複製細胞におけるウイルスゲノム複製により調製される。当技術分野で公知の任意の方法を、AAV粒子の調製に使用することができる。一実施形態では、AAV粒子は、哺乳動物細胞(例えば、HEK293)で産生される。別の実施形態では、AAV粒子は、昆虫細胞(例えば、Sf9)で産生される。
AAV粒子を製作するための方法は当技術分野で周知であり、例えば、以下の文献に記載されている:米国特許第6204059号明細書、第5756283号明細書、第6258595号明細書、第6261551号明細書、第6270996号明細書、第6281010号明細書、第6365394号明細書、第6475769号明細書、第6482634号明細書、第6485966号明細書、第6943019号明細書、第6953690号明細書、第7022519号明細書、第7238526号明細書、第7291498、および第7491508号明細書、第5064764号明細書、第6194191号明細書、第6566118号明細書、第8137948;または国際公開第1996039530号パンフレット、国際公開第1998010088号パンフレット、国際公開第1999014354号パンフレット、国際公開第1999015685号パンフレット、国際公開第1999047691号パンフレット、国際公開第2000055342号パンフレット、国際公開第2000075353号パンフレット、および国際公開第2001023597号パンフレット;Methods in Molecular Biology,リチャード編(ed.Richard),Humana Press,NJ(1995);オライリーら(O’Reilly et al.),Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual,Oxford Univ.Press(1994);サムルスキら(Samulski et al.),J.Vir.63:3822-8(1989);カジガヤら(Kajigaya et al.),Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA 88:4646-50(1991);ラフィングら(Ruffing et al.),J.Vir.66:6922-30(1992);キムバウアーら(Kimbauer et al.),Vir.,219:37-44(1996);チャオら(Zhao et al.),Vir.272:382-93(2000)。これらの文献の各々の内容は、全体が参照により本明細書に援用される。一実施形態では、AAV粒子は、国際公開第2015191508号パンフレットに記載の方法を使用して製作される。この文献の内容は、全体が参照により本明細書に援用される。
療法応用
本開示は、ヒト対象を含む哺乳動物対象の疾患、障害、および/または状態を治療するための方法であって、本開示により規定される新規カプシド(「TRACER AAV粒子」)を含む本明細書に記載のAAV粒子を対象に投与する工程、または本明細書に記載の医薬組成物を含む本記載の組成物のいずれかを対象に投与する工程を含む方法を提供する。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、疾患の発症を防止するために予防的に対象に投与される。別の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、疾患またはその症状を治療する(その影響を軽減する)ために投与される。さらに別の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、疾患を治癒する(消失させる)ために投与される。別の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、疾患の進行を防止または遅延するために投与される。さらに別の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、疾患の有害効果を逆行させるために使用される。病状および/または進行は、当技術分野で公知の標準的な方法により決定またはモニターすることができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、神経学的疾患および/または障害を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、タウオパシーを治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、アルツハイマー病を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、フリードライヒ運動失調症、またはフラタキシンタンパク質の喪失もしくは部分的喪失がその根幹にある任意の疾患を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、パーキンソン病を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、筋萎縮性側索硬化症を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、ハンチントン病を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、神経障害性疼痛を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、中枢神経系に関連付けられる疾患を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、末梢神経系に関連付けられる疾患を治療、予防、緩和、または改善するための医学分野に有用である。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、本明細書に記載の疾患または症状の少なくとも1つを有する対象に投与される。
本明細書で使用される場合、中枢神経系または末梢神経系およびそれらの成分(例えば、ニューロン)に関連付けられる任意の疾患は、「神経学的疾患」とみなすことができる。
以下のものを含む任意の神経疾患を、本開示のTRACER AAV粒子またはその医薬組成物で治療することができる:これらに限定されないが、透明中隔欠損、酸性リパーゼ病、酸性マルターゼ欠損症、後天性てんかん様失語症、急性散在性脳脊髄炎、注意欠陥多動性障害(ADHD)、アディー瞳孔、アディー症候群、副腎白質ジストロフィー、脳梁欠損症、失認症、アイカルディ症候群、アイカルディ-グティエール症候群障害、AIDS-神経学的合併症、アレキサンダー病、アルパーズ病、交代性片麻痺、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、無脳症、動脈瘤、アンジェルマン症候群、血管腫症、酸素欠乏症、抗リン脂質抗体症候群、失語症、失行症、クモ膜嚢胞、クモ膜炎、アーノルド-キアリ奇形、動静脈奇形、アスペルガー症候群、運動失調症、毛細血管拡張性運動失調症、運動失調および小脳または脊髄小脳変性症、心房細動および脳卒中、注意欠陥多動性障害、自閉症スペクトラム障害、自律神経機能異常、背部痛、バース症候群、バッテン病、ベッカー型ミオトニア、ベーチェット病、ベル麻痺、良性特発性眼瞼痙攣、良性局所性筋萎縮症、良性頭蓋内圧亢進、ベルンハルト-ロート症候群、ビンスワンゲル病、眼瞼痙攣、ブロッホ-サルズバーガー症候群、腕神経叢分娩外傷、腕神経叢損傷、ブラッドベリー-エグルストン症候群、脳脊髄腫瘍、脳動脈瘤、脳損傷、ブラウン-セカール症候群、球麻痺、球脊髄性筋萎縮症、皮質下梗塞および白質脳症を伴う常染色体優性脳動脈症(CADASIL)、カナバン病、手根管症候群、灼熱痛、海綿腫、海綿状血管腫、海綿状奇形、頚髄中心症候群、脊髄中心症候群、中枢痛症候群、橋中心髄鞘崩壊症、頭部障害、セラミダーゼ欠損症、小脳変性症、小脳低形成、脳動脈瘤、脳動脈硬化症、脳萎縮症、脳性脚気、脳海綿状奇形、脳性巨人症、脳低酸素症、脳性小児麻痺、脳-眼-顔-骨格症候群(COFS)、シャルコー-マリー-ツース病、キアリ奇形、コレステロールエステル貯蔵病、舞踏病、有棘赤血球舞踏病(Choreoacanthocytosis)、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパシー(CIDP)、慢性起立不耐症、慢性疼痛、コケーン症候群II型、コフィン-ローリー症候群、コルポセファリー、昏睡、複合性局所疼痛症候群、同心円性硬化症(バロー病)、先天性両側顔面神経麻痺、先天性筋無力症、先天性ミオパシー、先天性血管海綿状奇形、大脳皮質基底核変性症、頭部動脈炎、頭蓋骨早期癒合症、クリー脳炎、クロイツフェルト-ヤコブ病、慢性進行性外眼筋麻痺、蓄積外傷性傷害、クッシング症候群、巨細胞性封入体症、サイトメガロウイルス感染症、眼震足震症候群(Dancing Eyes-Dancing Feet Syndrome)、ダンディー-ウォーカー症候群、ドーソン疾患、ドモルシア症候群、ドゥジュリーヌ-クルンプケ麻痺、認知症、多発脳梗塞性認知症、意味的認知症、皮質下認知症、レビー小体型認知症、脱髄疾患、歯状小脳性運動失調症、歯状核赤核萎縮症、皮膚筋炎、発達性統合運動障害、デビック症候群、糖尿病性ニューロパシー、びまん性硬化症、遠位遺伝性運動ニューロパシー、ドラベ症候群、自律神経異常症、書字障害、難読症、嚥下困難、統合運動障害、ミオクローヌス性小脳性共同運動障害、進行性小脳性共同運動障害、ジストニア、早期乳児てんかん性脳症、エンプティセラ症候群、脳炎、嗜眠性脳炎、脳ヘルニア、脳脊髄炎、脳症、脳症(家族性乳児型)、脳3叉神経領域血管腫、てんかん、てんかん性片麻痺、発作性運動失調症、エルブ麻痺、エルブ-デュシェンヌおよびデジェリーヌ-クルンプケ麻痺、本態性振戦、橋外髄鞘崩壊症(Extrapontine Myelinolysis)、ファーバー病(Faber’s disease)ファブリ病、ファール症候群、気絶、家族性自律神経失調症、家族性血管腫、家族性特発性基底核石灰化症、家族性周期性四肢麻痺、家族性痙性麻痺、ファーバー病、熱性痙攣、線維筋性形成異常、フィッシャー症候群、筋緊張低下児症候群、下垂足、フリードライヒ運動失調症、前頭側頭型認知症、ゴーシェ病、全身性ガングリオシドーシス(GM1、GM2)、ゲルストマン症候群、ゲルストマン-ストロイスラー-シャインカー病、巨大軸索ニューロパシー、巨細胞性動脈炎、巨細胞性封入体病、グロボイド細胞性白質ジストロフィー、舌咽神経痛、糖原病、ギラン-バレー症候群、ハレルフォルデン-スパッツ病、頭部外傷、頭痛、持続性片頭痛、片側顔面痙攣、交代性片麻痺(Hemiplegia Alterans)、遺伝性ニューロパシー、遺伝性痙性対麻痺、遺伝性多発神経炎性失調症、帯状疱疹、耳性帯状疱疹、平山症候群、ホルムズ-アーディー症候群、全前脳症、HTLV-1関連脊髄症、ヒューズ症候群、ハンチントン病、ハーラー症候群、水頭性無脳症、水頭症、正常圧水頭症、水脊髄症、コルチゾン過剰症、過眠症、筋緊張亢進、筋緊張低下、低酸素症、免疫媒介性脳脊髄炎、封入体筋炎、色素失調症、乳児筋緊張低下、乳児神経軸索性ジストロフィー、乳児フィタン酸蓄積症、乳児レフサム病、点頭痙攣、炎症性ミオパシー、後頭孔脳脱出症、腸性脂肪異栄養症、頭蓋内嚢胞、頭蓋内圧亢進、アイザクス症候群、ジュベール症候群、カーンズ-セイヤ症候群、ケネディー病、キンズボーン症候群、クライネ-レビン症候群、クリッペル-フェイル症候群、クリッペル-トレノーネイ症候群(KTS)、クリューバー-ビューシー症候群、コルサコフ健忘症候群、クラッベ病、クーゲルバーグ-ヴェランダー病、クールー病、ランバート-イートン筋無力症候群、ランドウ-クレフナー症候群、外側大腿皮神経絞扼、外側髄症候群、学習障害、リー病、レノックス-ガストー症候群、レッシュ-ナイハン症候群、白質ジストロフィー、レバイン-クリッチュリー症候群、レビー小体認知症、リヒトハイム病、脂質蓄積症、類脂質性タンパク症、脳回欠損、閉込め症候群、ルー-ゲーリッグ病、狼瘡-神経学的後遺症、ライム病-神経学的合併症、リソソーム蓄積障害、マシャド-ジョゼフ病、大脳症、巨脳症、メルカーソン-ローゼンタール症候群、脳膜炎、脳膜炎および脳炎、メンケス疾患、知覚異常性神経痛、異染性白質ジストロフィー、小頭症、偏頭痛、ミラーフィッシャー症候群、軽度脳卒中、ミトコンドリアミオパシー、ミトコンドリアDNA枯渇症候群、メビウス症候群、単肢筋萎縮症、モーバン症候群、運動ニューロン疾患、モヤモヤ病、ムコリピドーシス、ムコ多糖症、多発梗塞性認知症、多巣性運動ニューロパシー、多発性硬化症、多系統萎縮症、起立性低血圧症を伴う多系統萎縮症、筋ジストロフィー、先天性筋無力症、重症筋無力症、ミエリン破壊性びまん性硬化症(Myelinoclastic Diffuse Sclerosis)、脊髄炎、乳児期ミオクロニー脳症、ミオクローヌス、ミオクローヌスてんかん、ミオパシー、先天性ミオパシー、甲状腺中毒性ミオパシー、ミオトニー、先天性ミオトニー、ナルコレプシー、NARP(ニューロパシー、運動失調症、および網膜色素変性症)、神経有棘赤血球症、脳鉄蓄積を伴う神経変性、神経変性疾患、神経線維腫症、神経弛緩薬悪性症候群、AIDSの神経学的合併症、ライム病の神経学的合併症、サイトメガロウイルス感染症の神経学的帰結、ポンペ病の神経学的所見、狼瘡の神経学的続発症、視神経脊髄炎、神経ミオトニー、神経セロイドリポフスチン症、神経細胞移動障害、神経障害性疼痛、遺伝性ニューロパシー、ニューロパシー、神経サルコイドーシス、神経梅毒、神経毒性、海綿状母斑、ニーマン-ピック病、オサリバン-マクラウド症候群、後頭神経痛、大田原症候群、オリーブ橋小脳萎縮症、眼球クローヌスミオクローヌス、起立性低血圧症、濫用症候群、慢性疼痛、パントテン酸キナーゼ関連神経変性、傍腫瘍性症候群、感覚異常、パーキンソン病、発作性舞踏病アテトーゼ、発作性偏頭痛、パリー-ロンベルグ、ペリツェウス-メルツバッハー病、ペナーショッカーII症候群、神経周囲嚢胞、腓骨筋萎縮症、周期性麻痺、末梢性ニューロパシー、脳室周囲白質軟化症、持続的植物状態、広汎性発達障害、フィタン酸蓄積症、ピック病、神経圧迫(Pinched Nerve)、梨状筋症候群、下垂体部腫瘍、多発性筋炎、ポンペ病、孔脳症、ポリオ後症候群、帯状疱疹後神経痛、後感染性脳脊髄炎、体位性低血圧症、体位性起立性頻脈症候群、体位性起立性頻拍症候群、原発性歯状核萎縮症(Primary Dentatum Atrophy)、原発性側索硬化症、原発性進行性失語症、プリオン病、進行性球麻痺、進行性顔面片側萎縮症、進行性歩行運動失調症、進行性多巣性白質脳症、進行性筋萎縮症、進行性硬化性ポリオジストロフィー、進行性核上麻痺、顔貌失認、偽性球麻痺、偽Torch症候群(Pseudo-Torch syndrome)、偽トキソプラズマ症候群(Pseudotoxoplasmosis syndrome)、偽脳腫瘍、心因性運動、ラムゼイハント症候群I、ラムゼイハント症候群II、ラスムッセン脳炎、反射性交感神経性ジストロフィー症候群、レフサム病、乳児レフサム病、反復運動障害、運動反復運動過多損傷、下肢静止不能症候群、レトロウイルス関連脊髄症、レット症候群、ライエ症候群、リューマチ脳炎、ライリー-デイ症候群、仙骨神経根嚢胞、舞踏病、唾液腺疾患、サンドホフ病、シルダー病、脳裂症、ザイテルベルガー病、発作性障害、意味性認知症、中隔視神経形成異常症、乳児重症ミオクローヌスてんかん(SMEI)、揺さぶられっ子症候群、帯状ヘルペス、シャイ-ドレーガー症候群、シェーグレン症候群、睡眠時無呼吸、睡眠病、ソトス症候群、痙性、二分脊椎、脊髄梗塞、脊髄損傷、脊髄腫瘍、脊髄性筋萎縮症、脊髄小脳失調症、脊髄小脳萎縮症、脊髄小脳変性症、散発性運動失調症、スティール-リチャードソン-オルスゼフスキー症候群、全身硬直症候群、線条体黒質変性症、脳卒中、スタージ-ウェーバー症候群、亜急性硬化性汎脳炎、皮質下動脈硬化性脳症、短時間持続性片側神経痛様(SUNCT、Short-lasting, Unilateral, Neuralgiform)頭痛、嚥下障害、シデナム舞踏病、失神、梅毒性脊髄硬化症、脊髄水空洞症、脊髄空洞症、全身性エリテマトーデス、脊髄ろう、遅発性ジスキネジア、ターロブ嚢胞、テイ-サックス病、側頭動脈炎、脊髄係留症候群、トムセンミオトニー、胸郭出口症候群、甲状腺中毒性ミオパシー、有痛性チェック、トッド麻痺、トゥーレット症候群、一過性脳虚血発作、伝達性海綿状脳症、横断性脊髄炎、外傷性脳損傷、振戦、三叉神経痛、熱帯性痙性不全対麻痺、トロイアー症候群、結節硬化症、血管勃起腫瘍(Vascular Erectile Tumor)、中枢および末梢神経系の血管炎症候群、ビタミンB12欠乏症、フォン-エコーノモ病、フォンヒッペル-リンダウ疾患(VHL)、フォンレックリングハウゼン病、ワレンベルグ症候群、ウェルトニッヒ-ホフマン病、ウェルニッケ-コルサコフ症候群、ウェスト症候群、むち打ち症、ウィップル病、ウィリアムズ症候群、ウィルソン病、ウォールマン病、X連鎖球脊髄性筋萎縮症。
神経学的疾患の治療法
タンパク質ペイロードをコードするTRACER AAV粒子
本開示では、本開示のTRACER AAV粒子を細胞へと導入するための方法であって、ベクターのいずれかを、標的mRNAおよびタンパク質の産生の増加が生じるのに十分な量で前記細胞へと導入する工程を備える方法が提供される。一部の態様では、細胞は、これらに限定されないが、運動ニューロン、海馬ニューロン、嗅内ニューロン、視床ニューロン、皮質ニューロン、感覚ニューロン、交感神経ニューロン、または副交感神経ニューロンなどのニューロン、ならびにアストロサイト、ミクログリア、および/またはオリゴデンドロサイトなどのグリア細胞であってもよい。
本開示には、治療を必要とする対象の、標的タンパク質(例えば、ApoE、FXN)の不十分な機能/存在に関連付けられる神経学的疾患を治療するための方法が開示されている。この方法は、任意選択で、本開示のTRACER AAV粒子を含む治療有効量の組成物を対象に投与する工程を備える。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的遺伝子発現を増加させ、標的タンパク質産生を増加させ、したがって対象の神経学的疾患の1つまたは複数の症状を低減することができ、対象が療法的に治療される。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、全身性投与により対象の中枢神経系へと投与される。一実施形態では、全身性投与は静脈内注射である。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、対象の中枢神経系へと投与される。他の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、対象のCNS組織(例えば、対象の被殻、視床、または皮質)へと投与される。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、実質内注射により対象の中枢神経系へと投与される。実質内注射の非限定的な例としては、被殻内、皮質内、視床内、線条体内、海馬内、または嗅内皮質内が挙げられる。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、実質内注射および静脈内注射により対象の中枢神経系へと投与される。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、これらに限定されないが、視床ニューロン、海馬ニューロン、嗅内ニューロン、皮質ニューロン、運動ニューロン、感覚ニューロン、興奮性ニューロン、抑制性ニューロン、交感神経ニューロン、もしくは副交感神経ニューロン;オリゴデンドロサイト、アストロサイト、およびミクログリアを含むグリア細胞;ならびに/またはT細胞などのニューロンを取り囲む他の細胞を含む、特定のタイプの標的とされている細胞へと送達することができる。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、被殻、視床、および/または皮質のニューロンへと送達することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、神経学的疾患の療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、タウオパシーの療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、アルツハイマー病の療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、筋萎縮性側索硬化症の療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、ハンチントン病の療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、パーキンソン病の療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、フリードライヒ運動失調症の療法として使用することができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、慢性疼痛または神経障害性疼痛の療法として使用することができる。
一実施形態では、本明細書に記載のTRACER AAV粒子の対象への投与は、対象の標的タンパク質レベルを増加させることができる。標的タンパク質レベルは、これらに限定されないが、対象のCNS、CNSの領域、またはCNSの特定の細胞など、対象において、約30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、および100%、または少なくとも20~30%、20~40%、20~50%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、20~100%、30~40%、30~50%、30~60%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、30~100%、40~50%、40~60%、40~70%、40~80%、40~90%、40~95%、40~100%、50~60%、50~70%、50~80%、50~90%、50~95%、50~100%、60~70%、60~80%、60~90%、60~95%、60~100%、70~80%、70~90%、70~95%、70~100%、80~90%、80~95%、80~100%、90~95%、90~100%、もしくは95~100%増加させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質のタンパク質レベルを少なくとも50%増加させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質のタンパク質レベルを少なくとも40%増加させることができる。非限定的な例として、対象は、標的タンパク質の10%増加を示すことができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質のタンパク質レベルを、基線からの倍増で増加させることができる。一実施形態では、TRACER AAV粒子は、5~6倍のより高いレベルの標的タンパク質に結び付く。
一実施形態では、本明細書に記載のTRACER AAV粒子の対象への投与は、対象における標的タンパク質の発現を増加させることができる。標的タンパク質の発現は、これらに限定されないが、対象のCNS、CNSの領域、またはCNSの特定の細胞など、対象において、約30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、および100%、または少なくとも20~30%、20~40%、20~50%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、20~100%、30~40%、30~50%、30~60%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、30~100%、40~50%、40~60%、40~70%、40~80%、40~90%、40~95%、40~100%、50~60%、50~70%、50~80%、50~90%、50~95%、50~100%、60~70%、60~80%、60~90%、60~95%、60~100%、70~80%、70~90%、70~95%、70~100%、80~90%、80~95%、80~100%、90~95%、90~100%、もしくは95~100%増加させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質の発現を少なくとも50%増加させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質の発現を少なくとも40%増加させることができる。
一実施形態では、本明細書に記載のTRACER AAV粒子の対象への静脈内投与は、対象における標的タンパク質のCNS発現を増加させることができる。標的タンパク質の発現は、これらに限定されないが、対象のCNS、CNSの領域、またはCNSの特定の細胞など、対象において、約30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、および100%、または少なくとも20~30%、20~40%、20~50%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、20~100%、30~40%、30~50%、30~60%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、30~100%、40~50%、40~60%、40~70%、40~80%、40~90%、40~95%、40~100%、50~60%、50~70%、50~80%、50~90%、50~95%、50~100%、60~70%、60~80%、60~90%、60~95%、60~100%、70~80%、70~90%、70~95%、70~100%、80~90%、80~95%、80~100%、90~95%、90~100%、もしくは95~100%増加させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、CNSにおける標的タンパク質の発現を少なくとも50%増加させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、CNSにおける標的タンパク質の発現を少なくとも40%増加させることができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を使用して、神経学的疾患を治療するためにアストロサイトにおける標的タンパク質発現を増加させることができる。アストロサイトにおける標的タンパク質は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%増加させることができる。
一部の実施形態では、TRACER AAV粒子は、ミクログリアにおける標的タンパク質を増加させるために使用することができる。ミクログリアにおける標的タンパク質の増加は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%増加させることができる。
一部の実施形態では、TRACER AAV粒子は、皮質ニューロンにおける標的タンパク質を増加させるために使用することができる。皮質ニューロンにおける標的タンパク質の増加は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%増加させることができる。
一部の実施形態では、TRACER AAV粒子は、海馬ニューロンにおける標的タンパク質を増加させるために使用することができる。海馬ニューロンにおける標的タンパク質の増加は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%増加させることができる。
一部の実施形態では、TRACER AAV粒子は、DRGおよび/または交感神経ニューロンにおける標的タンパク質を増加させるために使用することができる。DRGおよび/または交感神経ニューロンにおける標的タンパク質の増加は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%増加させることができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を使用して、神経学的疾患を治療するために、感覚ニューロンにおける標的タンパク質を増加させることができる。感覚ニューロンにおける標的タンパク質は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%増加させることができる。
一部の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、標的タンパク質を増加させ、対象の神経学的疾患の症状を低減させるために使用することができる。標的タンパク質の増加および/または神経学的疾患の症状の低減は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%変更する(標的タンパク質の産生の場合は増加させる、神経学的疾患の症状の場合は低減させる)ことができる。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を使用して、これに限定されないが、全機能的能力(TFC:total functional capacity)尺度などの標準的な評価方式により測定される通りの機能的能力および日常生活活動の減退を低減させることができる。
一実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子は、神経学的疾患の症状を測定するために使用される任意の判定における能力を向上させるために使用することができる。そのような判定としては、これらに限定されないが、ADAS-cog(アルツハイマー病判定尺度-認知)、MMSE(ミニメンタルステート検査)、GDS(老年期うつ病尺度)、FAQ(機能活性質問票)、ADL(日常生活活動)、GPCOG(一般開業医認知判定)、Mini-Cog、AMTS(簡易メンタル検査スコア)、時計描画検査、6-CIT(6項目認知障害検査)、TYM(自己記入式認知機能検査(Test Your Memory))、MoCa(モントリオール認知判定)、ACE-R(アデンブルックズ認知判定)、MIS(記憶障害スクリーニング)、BADLS(ブリストル日常生活活動尺度)、バーセル指数、機能的自立度評価法、手段的日常生活動作能力、IQCODE(Informant Questionnaire on Cognitive Decline in the Elderly、高齢者の認知機能低下に関する情報提供者質問票)、神経精神症状評価、コーエン-マンスフィールド激越症状評価(The Cohen-Mansfield Agitation Inventory)、BEHAVE-AD、EuroQol、ショートフォーム-36(Short Form-36)、および/またはMBR介護者緊張度指数(MBR Caregiver Strain Instrument)、またはシーハン B(Sheehan B)(Ther Adv Neurol Disord.5(6):349-358(2012))に記載のような他の検査のいずれかが挙げられる。この文献の内容は、全体が参照により本明細書に援用される。
一部の実施形態では、本組成物は、神経学的疾患を治療するための単独療法薬または併用療法薬として投与される。
標的タンパク質をコードするTRACER AAV粒子は、1つまたは複数の他の療法剤と組み合わせて使用してもよい。「と組み合わせて」は、その作用剤が同じ時点で投与されなければならないこと、および/または一緒に送達されるように製剤化されていなければならないことを示唆するものではないが、そうした送達方法は本開示の範囲内にある。組成物は、1つまたは複数の他の所望の治療薬または医学的手順と同時に、その前に、またはその後に投与することができる。一般に、各作用剤は、その作用剤について決定された用量および/またはタイムスケジュールで投与されることになる。
本開示のTRACER AAV粒子と組み合わせて使用することができる療法剤は、酸化防止剤、抗炎症剤、抗アポトーシス剤、カルシウム調節剤、抗グルタミン作動剤(antiglutamatergic agent)、構造タンパク質阻害剤、筋肉機能に関与する化合物、および金属イオン調節に関与する化合物である小分子化合物であってもよい。非限定的な例として、併用療法は、運動ニューロン変性に対する神経保護効果が試験されている、小分子化合物、成長因子、およびホルモンなどの1つまたは複数の神経保護剤との組合せであってもよい。
本明細書に記載のTRACER AAV粒子と組み合わせて使用することができる、神経学的疾患を治療するために試験された化合物としては、これらに限定されないが、以下のものが挙げられる:コリンエステラーゼ阻害剤(ドネペジル、リバスチグミン、ガランタミン);メマンチンなどのNMDA受容体アンタゴニスト;抗精神病剤;抗うつ剤;抗痙攣剤(例えば、ミオクローヌスに対するバルプロ酸ナトリウムおよびレベチラセタム);セクレターゼ阻害剤;アミロイド凝集阻害剤;銅または亜鉛モジュレーター;BACE阻害剤;メチレンブルー、フェノチアジン、アントラキノン、n-フェニルアミン、またはローダミンなどのタウ凝集の阻害剤;NAP、タキソール、またはパクリタキセルなどの微小管安定化剤;GSK3β(リチウム)またはPP2Aを標的とするものなどのキナーゼまたはホスファターゼ阻害剤;Aβペプチドまたはタウホスホエピトープによる免疫;抗タウまたは抗アミロイド抗体;ドーパミン枯渇剤(例えば、舞踏病に対するテトラベナジン)、ベンゾジアゼピン(例えば、ミオクローヌス、舞踏病、ジストニア、こわばり、および/または痙縮に対するクロナゼパム)、ドーパミンのアミノ酸前駆体(例えば、こわばりに対するレボドーパ)、骨格筋弛緩剤(例えば、こわばりおよび/または痙縮に対するバクロフェン、チザニジン);筋肉麻痺を引き起こす神経筋接合部でのアセチルコリン放出の阻害剤(例えば、歯ぎしりおよび/またはジストニアに対するボツリヌス毒素);非典型神経遮断剤(例えば、精神病および/または被刺激性に対するオランザピンおよびクエチアピン、精神病、舞踏病、および/または被刺激性に対するリスペリドン、スルピリド、およびハロペリドール、治療抵抗性精神病に対するクロザピン、顕著な否定的症状を有する精神病に対するアリピプラゾール);選択的セロトニン再取り込み阻害剤(SSRI)(例えば、うつ、不安、妄想強迫行動、および/または被刺激性に対するシタロプラム、フルオキセチン、パロキセチン、セルトラリン、ミルタザピン、ベンラファキシン);催眠剤(例えば、睡眠-覚醒サイクルの変更に対するキソピクロン(xopiclone)および/またはゾルピデム);抗痙攣剤(例えば、躁病または軽躁病に対するバルプロ酸ナトリウムおよびカルバマゼピン);ならびに気分安定剤(例えば、躁病または軽躁病に対するリチウム)。
神経学的疾患を治療するために、神経栄養因子を、本開示のTRACER AAV粒子との併用療法に使用することができる。一般に、神経栄養因子は、ニューロンの生存、成長、分化、増殖、および/もしくは成熟を促進するか、またはニューロンの活性増加を刺激する物質であると規定される。一部の実施形態では、本方法は、1つまたは複数の栄養因子を、治療を必要とする対象へと送達する工程をさらに備える。栄養因子としては、これらに限定されないが、IGF-I、GDNF、BDNF、CTNF、VEGF、コリベリン、キサリプロデン、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン、およびADNF、およびこれらのバリアントを挙げることができる。
一態様では、本明細書に記載のTRACER AAV粒子は、AAV-IGF-I(例えば、ビンセントら(Vincent et al.),Neuromolecular medicine,2004,6,79-85を参照;この文献の内容は全体が参照により本明細書に援用される)およびAAV-GDNF(例えば、ワンら(Wang et al.),J Neurosci.,2002,22,6920-6928を参照;この文献の内容は全体が参照により本明細書に援用される)などの、神経栄養因子を発現するTRACER AAV粒子と共に共投与することができる。
一実施形態では、対象へのTRACER AAV粒子の投与は、対象における標的タンパク質の発現を増加させることになり、標的タンパク質の発現増加は、対象の神経学的疾患の影響および/または症状を低減することになる。
非限定的な例として、標的タンパク質は、抗体またはその断片であってもよい。
RNAi剤または調節性ポリヌクレオチドを含むTRACER AAV粒子
本開示には、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含む本開示のTRACER AAV粒子を細胞へと導入するための方法であって、ベクターのいずれかを標的mRNAの分解が生じるのに十分な量で前記細胞へと導入して、それにより細胞での標的特異的RNAiを活性化する工程を備える方法が提供される。一部の態様では、細胞は、これらに限定されないが、運動ニューロン、海馬ニューロン、嗅内ニューロン、視床ニューロン、皮質ニューロン、感覚ニューロン、交感神経ニューロン、または副交感神経ニューロンなどのニューロン、ならびにアストロサイト、ミクログリア、および/またはオリゴデンドロサイトなどのグリア細胞であってもよい。
本開示には、治療を必要とする対象における標的タンパク質の機能障害に関連付けられる神経学的疾患を治療するための方法が開示されている。この方法は、任意選択で、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子を含む治療有効量の組成物を対象へと投与する工程を備える。非限定的な例として、siRNA分子は、標的遺伝子発現をサイレンシングし、標的タンパク質産生を阻害し、対象の神経学的疾患の1つまたは複数の症状を低減することができ、対象が療法的に治療される。
一部の実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードするウイルスゲノムを含む本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、静脈内投与後にCNS細胞および/またはPNS細胞の形質導入増強を可能にするAAVカプシドを含む。
一部の実施形態では、少なくとも1つのsiRNA分子をコードするウイルスゲノムを有する本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、対象の中枢神経系へと投与される。他の実施形態では、本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、対象の組織(例えば、対象の被殻、視床、または皮質)へと投与される。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含む本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、全身投与により対象の中枢神経系へと投与される。一実施形態では、全身性投与は、静脈内注射である。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含む本開示のTRACER AAV粒子を含む組成物は、実質内注射により対象の中枢神経系へと投与される。実質内注射の非限定的な例としては、被殻内、皮質内、視床内、線条体内、海馬内、または嗅内皮質内が挙げられる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子を含む組成物は、実質内注射および静脈内注射により対象の中枢神経系へと投与される。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、これらに限定されないが、視床ニューロン、海馬ニューロン、嗅内ニューロン、皮質ニューロン、運動ニューロン、感覚ニューロン、興奮性ニューロン、抑制性ニューロン、交感神経ニューロン、もしくは副交感神経ニューロン;オリゴデンドロサイト、アストロサイト、およびミクログリアを含むグリア細胞;ならびに/またはT細胞などのニューロンを取り囲む他の細胞を含む、特定のタイプのまたは標的とされている細胞へと送達することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、被殻、視床、および/または皮質のニューロンへと送達することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、神経学的疾患の療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、タウオパシーの療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、アルツハイマー病の療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、筋萎縮性側索硬化症の療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、ハンチントン病の療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、パーキンソン病の療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、フリードライヒ運動失調症の療法として使用することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子の対象への投与は、対象における標的タンパク質レベルを低下させることができる。標的タンパク質レベルは、これらに限定されないが、対象のCNS、CNSの領域、またはCNSの特定の細胞など、対象において、約30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、および100%、または少なくとも20~30%、20~40%、20~50%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、20~100%、30~40%、30~50%、30~60%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、30~100%、40~50%、40~60%、40~70%、40~80%、40~90%、40~95%、40~100%、50~60%、50~70%、50~80%、50~90%、50~95%、50~100%、60~70%、60~80%、60~90%、60~95%、60~100%、70~80%、70~90%、70~95%、70~100%、80~90%、80~95%、80~100%、90~95%、90~100%、もしくは95~100%低下させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質のタンパク質レベルを少なくとも50%低下させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質のタンパク質レベルを少なくとも40%低下させることができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子の対象への投与は、対象における標的タンパク質の発現を低下させることができる。標的タンパク質の発現は、これらに限定されないが、対象のCNS、CNSの領域、またはCNSの特定の細胞など、対象において、約30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、および100%、または少なくとも20~30%、20~40%、20~50%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、20~100%、30~40%、30~50%、30~60%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、30~100%、40~50%、40~60%、40~70%、40~80%、40~90%、40~95%、40~100%、50~60%、50~70%、50~80%、50~90%、50~95%、50~100%、60~70%、60~80%、60~90%、60~95%、60~100%、70~80%、70~90%、70~95%、70~100%、80~90%、80~95%、80~100%、90~95%、90~100%、もしくは95~100%低下させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質の発現を少なくとも50%低下させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質の発現を少なくとも40%低下させることができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子の対象への投与は、対象のCNSにおける標的タンパク質の発現を低下させることができる。標的タンパク質の発現は、これらに限定されないが、対象のCNS、CNSの領域、またはCNSの特定の細胞など、対象において、約30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、および100%、または少なくとも20~30%、20~40%、20~50%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、20~100%、30~40%、30~50%、30~60%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、30~100%、40~50%、40~60%、40~70%、40~80%、40~90%、40~95%、40~100%、50~60%、50~70%、50~80%、50~90%、50~95%、50~100%、60~70%、60~80%、60~90%、60~95%、60~100%、70~80%、70~90%、70~95%、70~100%、80~90%、80~95%、80~100%、90~95%、90~100%、もしくは95~100%低下させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質の発現を少なくとも50%低下させることができる。非限定的な例として、TRACER AAV粒子は、標的タンパク質の発現を少なくとも40%低下させることができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子を使用して、神経学的疾患を治療するためにアストロサイトにおける標的タンパク質を抑制することができる。アストロサイトにおける標的タンパク質は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。アストロサイトにおける標的タンパク質は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%低減することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、ミクログリアにおける標的タンパク質を抑制するために使用することができる。ミクログリアにおける標的タンパク質の抑制は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。低減は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅であってもよく、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%であってもよい。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、皮質ニューロンにおける標的タンパク質を抑制するために使用することができる。皮質ニューロンにおける標的タンパク質の抑制は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。低減は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅であってもよく、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%であってもよい。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、海馬ニューロンにおける標的タンパク質を抑制するために使用することができる。海馬ニューロンにおける標的タンパク質の抑制は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。低減は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅であってもよく、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%であってもよい。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、DRGおよび/または交感神経ニューロンにおける標的タンパク質を抑制するために使用することができる。DGRおよび/または交感神経ニューロンにおける標的タンパク質の抑制は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。低減は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅であってもよく、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%であってもよい。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子を使用して、神経学的疾患を治療するために感覚ニューロンにおける標的タンパク質を抑制することができる。感覚ニューロンにおける標的タンパク質は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。感覚ニューロンにおける標的タンパク質は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%抑制することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、標的タンパク質を抑制し、対象の神経学的疾患の症状を低減させるために使用することができる。標的タンパク質の抑制および/または神経学的疾患の症状の低減は、独立して、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または95%よりも大幅に、5~15%、5~20%、5~25%、5~30%、5~35%、5~40%、5~45%、5~50%、5~55%、5~60%、5~65%、5~70%、5~75%、5~80%、5~85%、5~90%、5~95%、10~20%、10~25%、10~30%、10~35%、10~40%、10~45%、10~50%、10~55%、10~60%、10~65%、10~70%、10~75%、10~80%、10~85%、10~90%、10~95%、15~25%、15~30%、15~35%、15~40%、15~45%、15~50%、15~55%、15~60%、15~65%、15~70%、15~75%、15~80%、15~85%、15~90%、15~95%、20~30%、20~35%、20~40%、20~45%、20~50%、20~55%、20~60%、20~65%、20~70%、20~75%、20~80%、20~85%、20~90%、20~95%、25~35%、25~40%、25~45%、25~50%、25~55%、25~60%、25~65%、25~70%、25~75%、25~80%、25~85%、25~90%、25~95%、30~40%、30~45%、30~50%、30~55%、30~60%、30~65%、30~70%、30~75%、30~80%、30~85%、30~90%、30~95%、35~45%、35~50%、35~55%、35~60%、35~65%、35~70%、35~75%、35~80%、35~85%、35~90%、35~95%、40~50%、40~55%、40~60%、40~65%、40~70%、40~75%、40~80%、40~85%、40~90%、40~95%、45~55%、45~60%、45~65%、45~70%、45~75%、45~80%、45~85%、45~90%、45~95%、50~60%、50~65%、50~70%、50~75%、50~80%、50~85%、50~90%、50~95%、55~65%、55~70%、55~75%、55~80%、55~85%、55~90%、55~95%、60~70%、60~75%、60~80%、60~85%、60~90%、60~95%、65~75%、65~80%、65~85%、65~90%、65~95%、70~80%、70~85%、70~90%、70~95%、75~85%、75~90%、75~95%、80~90%、80~95%、または90~95%低減または抑制することができる。
一実施形態では、1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子を使用して、これに限定されないが、全機能的能力(TFC)尺度などの標準的な評価方式により測定される通りの機能的能力および日常生活活動の減退を低減させることができる。
一部の実施形態では、本組成物は、神経学的疾患を治療するための単独療法薬または併用療法薬として投与される。
1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子は、1つまたは複数の他の療法剤と組み合わせて使用することができる。「と組み合わせて」は、その作用剤が同じ時点で投与されなければならないこと、および/または一緒に送達されるように製剤化されていなければならないことを示唆するものではないが、そうした送達方法は本開示の範囲内にある。組成物は、1つまたは複数の他の所望の治療薬または医学的手順と同時に、その前に、またはその後に投与することができる。一般に、各作用剤は、その作用剤について決定された用量および/またはタイムスケジュールで投与されることになる。
1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子と組み合わせて使用することができる療法剤は、酸化防止剤、抗炎症剤、抗アポトーシス剤、カルシウム調節剤、抗グルタミン作動剤、構造タンパク質阻害剤、筋肉機能に関与する化合物、および金属イオン調節に関与する化合物である小分子化合物であってもよい。
1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子と組み合わせて使用することができる、神経学的疾患を治療するために試験された化合物としては、これらに限定されないが、以下のものが挙げられる:コリンエステラーゼ阻害剤(ドネペジル、リバスチグミン、ガランタミン);メマンチンなどのNMDA受容体アンタゴニスト;抗精神病剤;抗うつ剤;抗けいれん剤(例えば、ミオクローヌスに対するバルプロ酸ナトリウムおよびレベチラセタム);セクレターゼ阻害剤;アミロイド凝集阻害剤;銅または亜鉛モジュレーター;BACE阻害剤;メチレンブルー、フェノチアジン、アントラキノン、n-フェニルアミン、またはローダミンなどのタウ凝集の阻害剤;NAP、タキソール、またはパクリタキセルなどの微小管安定化剤;GSK3β(リチウム)またはPP2Aを標的とするものなどのキナーゼまたはホスファターゼ阻害剤;Aβペプチドまたはタウホスホエピトープによる免疫;抗タウまたは抗アミロイド抗体;ドーパミン枯渇剤(例えば、舞踏病に対するテトラベナジン);ベンゾジアゼピン(例えば、ミオクローヌス、舞踏病、ジストニア、こわばり、および/または痙縮に対するクロナゼパム);ドーパミンのアミノ酸前駆体(例えば、こわばりに対するレボドーパ);骨格筋弛緩剤(例えば、こわばりおよび/または痙縮に対するバクロフェン、チザニジン);筋肉麻痺を引き起こす神経筋接合部でのアセチルコリン放出の阻害剤(例えば、歯ぎしりおよび/またはジストニアに対するボツリヌス毒素);非典型神経遮断剤(例えば、精神病および/または被刺激性に対するオランザピンおよびクエチアピン、精神病、舞踏病、および/または被刺激性に対するリスペリドン、スルピリド、およびハロペリドール、治療抵抗性精神病に対するクロザピン、顕著な否定的症状を有する精神病に対するアリピプラゾール);選択的セロトニン再取り込み阻害剤(SSRI)(例えば、うつ、不安、妄想強迫行動、および/または被刺激性に対するシタロプラム、フルオキセチン、パロキセチン、セルトラリン、ミルタザピン、ベンラファキシン);催眠剤(例えば、睡眠-覚醒サイクルの変更に対するキソピクロンおよび/またはゾルピデム);抗痙攣剤(例えば、躁病または軽躁病に対するバルプロ酸ナトリウムおよびカルバマゼピン);ならびに気分安定剤(例えば、躁病または軽躁病に対するリチウム)。
神経学的疾患を治療するための1つまたは複数のsiRNA分子をコードする核酸配列を有するウイルスゲノムを含むTRACER AAV粒子との併用療法には、神経栄養因子を使用することができる。一般に、神経栄養因子は、ニューロンの生存、成長、分化、増殖、および/もしくは成熟を促進するか、またはニューロンの活性増加を刺激する物質であると規定される。一部の実施形態では、本方法は、1つまたは複数の栄養因子を、治療を必要とする対象へと送達する工程をさらに備える。栄養因子としては、これらに限定されないが、IGF-I、GDNF、BDNF、CTNF、VEGF、コリベリン、キサリプロデン、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン、およびADNF、およびこれらのバリアントを挙げることができる。
一態様では、目的の遺伝子を標的とする少なくとも1つのsiRNA二重鎖の核酸配列をコードするTRACER AAV粒子は、AAV-IGF-I(例えば、ビンセントら(Vincent et al.),Neuromolecular medicine,2004,6,79-85を参照;この文献の内容は全体が参照により本明細書に援用される)およびAAV-GDNF(例えば、ワンら(Wang et al.),J Neurosci.,2002,22,6920-6928を参照;この文献の内容は全体が参照により本明細書に援用される)などの神経栄養因子を発現するTRACER AAV粒子と共に共投与することができる。
一実施形態では、対象へのTRACER AAV粒子の投与は、対象における標的タンパク質の発現を低減することになり、標的タンパク質の発現低減は、対象の神経学的疾患の影響および/または症状を低減することになる。
定義
アデノ随伴ウイルス:本明細書で使用される場合、「アデノ随伴ウイルス」または「AAV」という用語は、任意の粒子、配列、遺伝子、タンパク質、またはそれらに由来する成分を含むディペンドウイルス属のメンバーを指す。
AAV粒子:本明細書で使用される場合、「AAV粒子」は、カプシド、ならびに少なくとも1つのペイロード領域および少なくとも1つのITRを有するウイルスゲノムを含むウイルスである。本明細書で使用される場合、「本開示のAAV粒子」は、少なくとも1つの標的指向性ペプチドインサートを有する親カプシド配列を含むAAV粒子である。本開示のAAV粒子は、組換え的に産生されてもよく、アデノ随伴ウイルス(AAV)親または参照配列に基づいてもよい。AAV粒子は、血清型の組合せを含む、本明細書に記載のまたは当技術分野で公知の任意の血清型に由来してもよく(つまり、「シュードタイプ」AAV)、または種々のゲノムに由来してもよい(例えば、一本鎖のまたは自己相補的な)。加えて、AAV粒子は、複製欠損であってもよく、および/または標的とされていてもよい。一実施形態では、AAV粒子は、所望の標的組織に対する向性を増強するためにカプシドへと挿入された標的指向性ペプチドを有してもよい。本開示のAAV粒子への言及は、明示的に表記されていない場合であっても、その医薬組成物も含むことが理解されるべきである。
投与する:本明細書で使用される場合、「投与する」という用語は、医薬作用剤または組成物を対象に提供することを指す。
改善:本明細書で使用される場合、「改善」または「改善する」という用語は、状態または疾患の少なくとも1つの指標の重症度を軽減することを指す。例えば、神経変性障害の状況では、改善は、ニューロン喪失の低減を含む。
動物:本明細書で使用される場合、「動物」という用語は、動物界の任意のメンバーを指す。一部の実施形態では、「動物」は、発生の任意の段階におけるヒトを指す。一部の実施形態では、「動物」は、発生の任意の段階における非ヒト動物を指す。ある特定の実施形態では、非ヒト動物は、哺乳動物(例えば、げっ歯動物、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、またはブタ)である。一部の実施形態では、動物としては、これらに限定されないが、哺乳動物、トリ、爬虫類、両生類、魚、および線虫が挙げられる。一部の実施形態では、動物は、トランスジェニック動物、遺伝子改変動物、またはクローンである。
アンチセンス鎖:本明細書で使用される場合、siRNA分子の「アンチセンス鎖」または「第一鎖」または「ガイド鎖」という用語は、サイレンシングの標的とされている遺伝子のmRNAの約10~50個のヌクレオチド、例えば、約15~30、16~25、18~23、または19~22個のヌクレオチドの区画と実質的に相補的な鎖を指す。アンチセンス鎖または第一鎖は、所望の標的mRNA配列と、標的特異的サイレンシングを指図するのに十分な程度に相補的である配列、例えば、RNAi機序またはプロセスによる所望の標的mRNAの破壊の引き金を引くのに十分な相補性を有する。
およそ:本明細書で使用される場合、目的の1つまたは複数の値に適用される「およそ」または「約」という用語は、明記されている参照値と同様である値を指す。ある特定の実施形態では、「およそ」または「約」という用語は、別様の明記がない限りまたは状況から別様であることが明らかでない限り(そのような数が、考え得る値の100%を超えることになる場合を除いて)、いずれかの方向において(それよりも大きなまたはそれよりも小さな)、明記されている参照値の25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、またはそれよりも低いパーセント内に入る値の範囲を指す。
カプシド:本明細書で使用される場合、「カプシド」という用語は、ウイルス粒子のタンパク質外殻を指す。
相補的および実質的に相補的:本明細書で使用される場合、「相補的」という用語は、ポリヌクレオチドが互いに塩基対を形成する能力を指す。塩基対は、典型的には、逆平行ポリヌクレオチド鎖におけるヌクレオチド単位間の水素結合により形成される。相補的ポリヌクレオチド鎖は、ワトソン-クリック様式で(例えば、A対T、A対U、C対G)、または二重鎖の形成を可能にする任意の他の様式で塩基対を形成することができる。当業者であれば認識しているように、DNAではなくRNAが使用される場合、チミンではなくウラシルが、アデニンに対して相補的であるとみなされる塩基である。しかしながら、本開示の状況でUが明示されている場合、別様の明記がない限り、Tを置換する能力が示唆されている。完全な相補性または100%相補性は、1つのポリヌクレオチド鎖の各ヌクレオチド単位が、第2のポリヌクレオチド鎖のヌクレオチド単位と水素結合を形成することができる状況を指す。完全ではない相補性は、2つの鎖のすべてではないものの一部のヌクレオチド単位が互いに水素結合を形成することができる状況を指す。例えば、2つの20量体では、各鎖の2つの塩基対のみが互いに水素結合を形成することができる場合、このポリヌクレオチド鎖は10%の相補性を呈する。同じ例において、各鎖の18個の塩基対が互いに水素結合を形成することができる場合、このポリヌクレオチド鎖は90%相補性を呈する。本明細書で使用される場合、「実質的に相補的」という用語は、siRNAが、所望の標的mRNAに結合し、標的mRNAのRNAサイレンシングの引き金を引くのに十分な配列(例えば、アンチセンス鎖における)を有することを意味する。
制御エレメント:本明細書で使用される場合、「制御エレメント」、「調節性制御エレメント」、または「調節配列」は、プロモーター領域、ポリアデニル化シグナル、転写終結配列、上流調節ドメイン、複製起点、内部リボソーム侵入部位(「IRES」)、およびエンハンサーなどを指す。これらは、レシピエント細胞におけるコード配列の複製、転写、および翻訳を提供する。こうした制御エレメントは、選択されたコード配列が適切な宿主細胞にて複製、転写、および/または翻訳されることが可能である限り、すべてが常に存在する必要がある訳ではない。
送達:本明細書で使用される場合、「送達」は、AAV粒子、化合物、物質、実体、部分、積荷、またはペイロードを送達する行為または様式を指す。
エレメント:本明細書で使用される場合、「エレメント」という用語は、実体の別個の部分を指す。一部の実施形態では、エレメントは、より長いポリヌクレオチド配列に組み込まれている、特定の目的を有するポリヌクレオチド配列であってもよい。
被包する:本明細書で使用される場合、「被包する」という用語は、封入する、取り囲む、または包み込むことを意味する。一例として、カプシドタンパク質は、ウイルスゲノムを被包する。
遺伝子操作された:本明細書で使用される場合、本開示の実施形態は、構造的であるかまたは化学的であるかに関わらず、出発点、野生型、または天然分子から変化した特徴または特性を有するように設計されている場合、「遺伝子操作」されている。
有効量:本明細書で使用される場合、作用剤の「有効量」という用語は、有益なまたは所望の結果、例えば、臨床結果を実現させるために十分な量であり、そのため「有効量」は、それが適用される状況に依存する。例えば、がんを治療する作用剤を投与する状況では、作用剤の有効量は、例えば、その作用剤を投与せずに得られる応答と比較して、本明細書に規定されている通りのがん治療を達成するのに十分な量である。
発現:本明細書で使用される場合、核酸配列の「発現」は、以下の事象の1つまたは複数を指す:(1)DNA配列からのRNA鋳型の産生(例えば、転写による);(2)RNA転写物のプロセシング(例えば、スプライシング、編集、5’キャップ形成、および/または3’末端プロセシングによる);(3)RNAのポリペプチドまたはタンパク質への翻訳;ならびに(4)ポリペプチドまたはタンパク質の翻訳後修飾。
特徴:本明細書で使用される場合、「特徴」は、特質、特性、または特有の要素を指す。
製剤:本明細書で使用される場合、「製剤」は、少なくとも1つのAAV粒子(有効成分)および賦形剤および/または不活性成分を含む。
断片:「断片」は、本明細書で使用される場合、部分を指す。例えば、抗体断片は、CDR、または重鎖可変領域、またはscFvなどを含んでいてもよい。
機能的:本明細書で使用される場合、「機能的」な生物学的分子は、それが特徴付けられる特性および/または活性を呈する形態の生物学的分子である。
遺伝子発現:「遺伝子発現」という用語は、核酸配列の転写が成功し、ほとんどの場合で翻訳を起こしてタンパク質またはペプチドが産生されるプロセスを指す。明瞭性のため、「遺伝子発現」の測定に言及がなされる場合、これは、測定が、核酸転写産物、例えばRNAもしくはmRNAの測定であってもよく、またはアミノ酸翻訳産物、例えばポリペプチドもしくはペプチドの測定であってもよいことを意味するものと理解されるべきである。RNA、mRNA、ポリペプチド、およびペプチドの量またはレベルを測定するための方法は、当技術分野で周知である。
相同性:本明細書で使用される場合、「相同性」という用語は、ポリマー分子間、例えばポリヌクレオチド分子(例えば、DNA分子および/またはRNA分子)間および/またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。一部の実施形態では、ポリマー分子は、それらの配列が、少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%同一であるかまたは類似している場合、互いに「相同性」であるとみなされる。「相同性」という用語は、必然的に、少なくとも2つの配列(ポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列)間の比較を指す。本開示によると、2つのポリヌクレオチド配列は、それらがコードするポリペプチドが、少なくともひと続きの少なくとも約20個アミノ酸について、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、または99%でさえある場合、相同性であるとみなされる。一部の実施形態では、相同性ポリヌクレオチド配列は、少なくとも4~5つの一意的に指定されるひと続きのアミノ酸をコードする能力により特徴付けられる。60ヌクレオチド長未満のポリヌクレオチド配列の場合、相同性は、少なくとも4~5つの一意的に指定されるひと続きのアミノ酸をコードする能力により決定される。本開示によると、2つのタンパク質配列は、タンパク質が、少なくとも1つのひと続きの少なくとも約20個アミノ酸について、少なくとも約50%、60%、70%、80%、または90%同一である場合、相同性であるとみなされる。
同一性:本明細書で使用される場合、「同一性」という用語は、ポリマー分子間、例えばポリヌクレオチド分子(例えば、DNA分子および/またはRNA分子)間および/またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。例えば、2つのポリヌクレオチド配列の同一性パーセントの計算は、最適な比較目的のために2つの配列をアラインすることにより実施することができる(例えば、最適なアラインメントのために、第1および第2の核酸配列の一方または両方にギャップを導入してもよく、比較の目的で非同一配列を無視してもよい)。ある特定の実施形態では、比較目的でアラインされる配列の長さは、参照配列の長さの少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%である。次いで、対応するヌクレオチド位置のヌクレオチドが比較される。第1の配列の位置が、第2の配列の対応する位置と同じヌクレオチドで占められている場合、分子は、その位置で同一である。2つの配列間の同一性パーセントは、2つの配列の最適なアラインメントのために導入される必要があるギャップの数および各ギャップの長さを考慮した、配列により共有される同一位置の数の関数である。2つの配列間の配列の比較および同一性パーセントの決定は、数学的アルゴリズムを使用して成し遂げることができる。例えば、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、Computational Molecular Biology,レスク,A.M.編(Lesk,A.M.,ed.),Oxford University Press,New York,1988;Biocomputing:Informatics and Genome Projects,スミス,D.W.編(Smith,D. W.,ed.),Academic Press,New York,1993;Sequence Analysis in Molecular Biology,フォンハインジ,G.(von Heinje,G.),Academic Press,1987;Computer Analysis of Sequence Data,Part I,グリフィン,A.M.およびグリフィン,H.G.編(Griffin,A.M.,and Griffin,H.G.,eds),Humana Press,NewJersey,1994;およびSequence Analysis Primer,グリブスコフ,M.およびデベロー,J.編(Gribskov,M.and Devereux,J.,eds.),M Stockton Press,New York,1991に記載のものなどの方法を使用して決定することができる。これらの文献は、全体が参照により本明細書に援用される。例えば、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれているE.マイヤーズ(E.Meyers)およびW.ミラー(W.Miller)(CABIOS,1989,4:11-17)のアルゴリズムを使用し、PAM120重み残基表、ギャップ長ペナルティ12、およびギャップペナルティ4を用いて決定することができる。その代わりに、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムを使用し、NWSgapdna.CMPマトリックスを用いて決定することができる。配列間の同一性パーセントを決定するために一般的に使用される方法としては、これらに限定されないが、カリージョ、Hおよびリプマン,D.(Carillo,H.,and Lipman,D.),SIAM J Applied Math.,48:1073(1988)に開示されているものが挙げられる。この文献は、参照により本明細書に援用される。同一性を決定するための技法は、公的に利用可能なコンピュータプログラムにコードされている。2つの配列間の相同性を決定するための代表的なコンピュータソフトウェアとしては、これらに限定されないが、GCGプログラムパッケージ(デベロー,J.ら(Devereux,J.,et al.),Nucleic Acids Research,12(1),387(1984))、BLASTP、BLASTN、およびFASTA(アルトシュル,S.F.ら(Altschul,S.F.et al.),J.Molec.Biol.,215,403(1990))が挙げられる。
遺伝子の発現を阻害する:本明細書で使用される場合、「遺伝子の発現を阻害する」という語句は、遺伝子の発現産物の量の低減を引き起こすことを意味する。発現産物は、遺伝子から転写されたRNA分子(例えば、mRNA)であってもよく、または遺伝子から転写されたmRNAから翻訳されたポリペプチドであってもよい。典型的には、mRNAレベルの低減は、それから翻訳されるポリペプチドのレベルの低減をもたらす。発現のレベルは、mRNAまたはタンパク質を測定するための標準的な技法を使用して決定することができる。
インサート:本明細書で使用される場合、「インサート」という用語は、標的指向性ペプチド配列を親AAVカプシド配列へと付加することを指すことができる。「挿入」は、親AAVカプシド配列の1つまたは複数のアミノ酸の置き換えをもたらしてもよい。その代わりに、挿入は、標的指向性ペプチド配列の追加を除いて、親AAVカプシド配列に対して変化をもたらさなくともよい。
逆位末端反復配列:本明細書で使用される場合、「逆位末端反復配列」または「ITR」という用語は、ポリヌクレオチド配列をウイルスカプシドへとパッケージングするためのシス調節性エレメントを指す。
ライブラリー:本明細書で使用される場合、「ライブラリー」という用語は、線形ポリペプチド、ポリヌクレオチド、ウイルス粒子、またはウイルスベクターの多様なコレクションを指す。例として、ライブラリーは、DNAライブラリーであってもよく、またはAAVカプシドライブラリーであってもよい。
神経学的疾患:本明細書で使用される場合、「神経学的疾患」は、中枢神経系または末梢神経系およびそれらの成分(例えば、ニューロン)に関連付けられる任意の疾患である。
天然に存在する:本明細書で使用される場合、「天然に存在する」または「野生型」は、人工的な支援または人の手が関与せずに、自然界に存在することを意味する。
オープンリーディングフレーム:本明細書で使用される場合、「オープンリーディングフレーム」または「ORF」は、所与のリーディングフレーム中に終止コドンを含有しない配列を指す。
親配列:本明細書で使用される場合、「親配列」は、バリアントが由来する核酸配列またはアミノ酸配列である。一実施形態では、親配列は、異種配列が挿入される配列である。言い換えると、親配列は、アクセプター配列またはレシピエント配列とみなすことができる。一実施形態では、親配列は、標的指向性配列が挿入されるAAVカプシド配列である。
粒子:本明細書で使用される場合、「粒子」は、少なくとも2つの成分:タンパク質カプシドおよびカプシド内に封入されているポリヌクレオチド配列で構成されるウイルスである。
患者:本明細書で使用される場合、「患者」は、治療を求めるかもしくは必要とする可能性があるか、治療を必要とするか、治療を受けているか、治療を受けることになる対象、または熟練の専門家による特定の疾患もしくは状態のケアを受けている対象を指す。
ペイロード領域:本明細書で使用される場合、「ペイロード領域」は、本開示の1つまたは複数の「ペイロード」をコードする任意の核酸配列(例えば、ウイルスゲノム内)である。非限定的な例として、ペイロード領域は、ペイロードをコードする、AAV粒子のウイルスゲノム内にある核酸配列であってもよく、ペイロードは、RNAi剤またはポリペプチドである。本開示のペイロードは、これらに限定されないが、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗体、RNAi剤などであってもよい。
ペプチド:本明細書で使用される場合、「ペプチド」は、50アミノ酸長以下、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、または50アミノ酸長である。
薬学的に許容される:「薬学的に許容される」という語句は、本明細書では、健全な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激作用、アレルギー応答、または他の問題もしくは合併症がなく、合理的なリスク対効果比に見合う、ヒトおよび動物の組織と接触させて使用するのに好適な化合物、材料、組成物、および/または剤形を指すために使用される。
防止する:本明細書で使用される場合、「防止する」または「防止」という用語は、感染症、疾患、障害、および/もしくは状態の発症を部分的にもしくは完全に遅延させること;特定の感染症、疾患、障害、および/もしくは状態の1つもしくは複数の症状、特徴、もしくは臨床所見の発症を部分的にもしくは完全に遅延させること;特定の感染症、疾患、障害、および/もしくは状態の1つもしくは複数の症状、特徴、もしくは所見の発症を部分的にもしくは完全に遅延させること;感染症、特定の疾患、障害、および/もしくは状態からの進行を部分的にもしくは完全に遅延させること;ならびに/または感染症、疾患、障害、および/もしくは状態に関連付けられる病理を発生させるリスクを減少させることを指す。
予防的:本明細書で使用される場合、「予防的」は、疾患の広がりを防止するために使用される療法的なまたは一連の行為を指す。
予防:本明細書で使用される場合、「予防」は、健康を維持し、疾患の広がりを防止するためにとられる措置を指す。
領域:本明細書で使用される場合、「領域」という用語は、帯域または一般の区域を指す。一部の実施形態では、タンパク質またはタンパク質モジュールに言及がなされる場合、領域は、タンパク質もしくはタンパク質モジュールに沿ったアミノ酸の線形配列を含んでいてもよく、または三次元区域、エピトープ、および/もしくはエピトープのクラスターを含んでいてもよい。一部の実施形態では、領域は、末端領域を含む。本明細書で使用される場合、「末端領域」という用語は、所与の作用剤の端部または末端に位置する領域を指す。タンパク質に言及がなされる場合、末端領域は、N末端および/またはC末端を含んでいてもよい。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドに言及がなされる場合、領域は、ポリヌクレオチドに沿った核酸の線形配列を含んでいてもよく、または三次元区域、二次構造、もしくは三次構造を含んでいてもよい。一部の実施形態では、領域は、末端領域を含む。本明細書で使用される場合、「末端領域」という用語は、所与の作用剤の端部または末端に位置する領域を指す。ポリヌクレオチドに言及がなされる場合、末端領域は、5’末端および/または3’末端を含んでいてもよい。
RNAまたはRNA分子:本明細書で使用される場合、「RNA」または「RNA分子」または「リボ核酸分子」という用語は、リボヌクレオチドのポリマーを指し、「DNA」または「DNA分子」または「デオキシリボ核酸分子」という用語は、デオキシリボヌクレオチドのポリマーを指す。DNAおよびRNAは、例えば、それぞれDNA複製およびDNAの転写により天然に合成されてもよく、または化学的に合成してもよい。DNAおよびRNAは、一本鎖(つまり、それぞれssRNAまたはssDNA)であってもよく、または多重鎖(例えば、二本鎖、つまりそれぞれdsRNAおよびdsDNA)であってもよい。「mRNA」または「メッセンジャーRNA」という用語は、本明細書で使用される場合、1つまたは複数のポリペプチド鎖のアミノ酸配列をコードする一本鎖RNAを指す。
RNA干渉またはRNAi:本明細書で使用される場合、「RNA干渉」または「RNAi」という用語は、対応するタンパク質コード遺伝子の発現の阻害または干渉または「サイレンシング」をもたらすRNA分子により媒介される配列特異的調節機序を指す。RNAiは、植物、動物、および真菌を含む多くのタイプの生物で観察されている。RNAiは、外来性RNA(例えば、ウイルスRNA)を除去するために、細胞において天然で生じる。天然RNAiは、遊離dsRNAから切断された断片であって、分解機序を他の類似するRNA配列へと向ける断片を介して進行する。RNAiは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)により制御され、触媒性RISC成分アルゴノートと相互作用する短鎖/低分子dsRNA分子により、細胞質において開始される。dsRNA分子は、細胞へと外因的に導入することができる。外因性dsRNAは、リボヌクレアーゼタンパク質ダイサーを活性化させることによりRNAiを開始させ、ダイサーは、dsRNAに結合してそれを切断することにより、少数の非対合突出塩基を各末端に有する21~25塩基対の二本鎖断片を産生する。こうした短鎖二本鎖断片は、低分子干渉RNA(siRNA)と呼ばれる。
RNAi剤:本明細書で使用される場合、「RNAi剤」という用語は、標的遺伝子および/またはそのタンパク質産物の発現の阻害、干渉、または「サイレンシング」を誘導することができるRNA分子またはその誘導体を指す。RNAi剤は、発現をノックアウトすることができるか(事実上消失させることができるかまたは消失させることができる)、または発現をノックダウンすることができる(軽減することができるかまたは減少させることができる)。RNAi剤は、これらに限定されないが、dsRNA、siRNA、shRNA、pre-miRNA、pri-miRNA、miRNA、stRNA、lncRNA、piRNA、またはsnoRNAであってもよい。
試料:本明細書で使用される場合、「試料」または「生物学的試料」という用語は、その組織、細胞、または成分部分(例えば、これらに限定されないが、血液、血清、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、羊水、羊膜内臍帯血、尿、膣液、および精液を含む体液)のサブセットを指す。試料は、これらに限定されないが、例えば、血漿、血清、髄液、リンパ液、皮膚の外側区画、呼吸器、腸管、および尿生殖器、涙、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、臓器を含む、生物全体、またはその組織、細胞、もしくは成分部分のサブセットから調製されるホモジネート、溶解物、または抽出物、あるいはその画分または部分をさらに含んでいてもよい。さらに、試料は、タンパク質または核酸分子などの細胞成分を含有してもよい栄養ブロスまたはゲルなどの培地を指す。
自己相補的ウイルス粒子:本明細書で使用される場合、「自己相補的ウイルス粒子」は、少なくとも2つの成分:タンパク質カプシドおよびカプシド内に封入された自己相補的ウイルスゲノムで構成される粒子である。
センス鎖:本明細書で使用される場合、siRNA分子の「センス鎖」または「第二鎖」または「パッセンジャー鎖」という用語は、アンチセンス鎖または第一鎖と相補的な鎖を指す。siRNA分子のアンチセンス鎖およびセンス鎖は、ハイブリダイズして二重鎖構造を形成する。本明細書で使用される場合、「siRNA二重鎖」は、サイレンシングの標的とされている遺伝子のmRNAの約10~50個ヌクレオチドの区画に対して十分な相補性を有するsiRNA鎖、および他方のsiRNA鎖と二重鎖を形成するのに十分な相補性を有するsiRNA鎖を含む。
類似性:本明細書で使用される場合、「類似性」という用語は、ポリマー分子間、例えばポリヌクレオチド分子(例えば、DNA分子および/またはRNA分子)間および/またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。ポリマー分子の互いに対する類似性パーセントの計算は、類似性パーセントの計算が、当技術分野で理解されているような保存的置換を考慮することを除いて、同一性パーセントの計算と同じ様式で実施することができる。
短鎖干渉RNAまたはsiRNA:本明細書で使用されるとき、「短鎖干渉RNA」、「低分子干渉RNA」、または「siRNA」という用語は、RNAiを指図または媒介することが可能な約5~60個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)を含むRNA分子(またはRNAアナログ)を指す。好ましくは、siRNA分子は、約15~30個のヌクレオチドまたはヌクレオチドアナログ、例えば、約16~25個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)、約18~23個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)、約19~22個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)(例えば、19、20、21、または22個のヌクレオチドまたはヌクレオチドアナログ)、約19~25個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)、および約19~24個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)を含む。「短鎖」siRNAという用語は、5~23個のヌクレオチド、好ましくは21個のヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)、例えば、19、20、21、または22個のヌクレオチドを含むsiRNAを指す。「長鎖」siRNAという用語は、24~60個のヌクレオチド、好ましくは約24~25個のヌクレオチド、例えば、23、24、25、または26個のヌクレオチドを含むsiRNAを指す。短鎖siRNAは、一部の例では、19個未満のヌクレオチド、例えば、16、17、もしくは18個のヌクレオチドを含んでいてもよく、またはわずか5個のヌクレオチドを含んでもよい。ただし、こうしたより短鎖のsiRNAは、RNAiを媒介する能力を保持するものとする。同様に、長鎖siRNAは、一部の例では、26個よりも多くのヌクレオチド、例えば、27、28、29、30、35、40、45、50、55、またはさらには60個のヌクレオチドを含んでもよい。ただしこうしたより長鎖のsiRNAは、RNAiまたは翻訳抑制を媒介する能力を保持し、短鎖siRNAへのさらなるプロセシング、例えば酵素的プロセシングがないものとする。siRNAは、一本鎖RNA分子(ss-siRNA)であってもよく、またはハイブリダイズしてsiRNA二重鎖と呼ばれる二重鎖構造を形成するセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む二本鎖RNA分子(ds-siRNA)であってもよい。
対象:本明細書で使用される場合、「対象」または「患者」という用語は、例えば、実験的、診断的、予防的、および/または療法的な目的で、本開示による組成物を投与することができる任意の生物を指す。典型的な対象としては、動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類、およびヒトなどの哺乳動物)および/または植物が挙げられる。
実質的に:本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、目的の特質または特性の全部のまたはほぼ全部の程度または度合いを呈する定性的状態を指す。生物学分野の当業者であれば、生物学的および化学的現象は、皆無ではないとして、完全に完了することはほとんど無く、および/または完了するまで進行することはほとんど無く、または絶対的な結果を達成もしくは回避することはほとんど無いことを理解するであろう。したがって、「実質的に」という用語は、本明細書では、多くの生物学的および化学的現象には完了性の潜在的な欠如が本来的に存在することを含意するために使用される。
標的指向性ペプチド:本明細書で使用される場合、「標的指向性ペプチド」は、3~20アミノ酸長のペプチドを指す。こうした標的指向性ペプチドを、親アミノ酸配列へと挿入してまたは付着させて、親タンパク質の特質(例えば、向性)を変更することができる。非限定的な例として、標的指向性ペプチドをAAVカプシド配列へと挿入して、所望の細胞タイプ、組織、臓器、または生物に対する標的指向性を増強することができる。標的指向性ペプチドは、同様に親ポリヌクレオチド配列へと挿入することができる標的指向性ポリヌクレオチドによりコードされることが理解されるべきである。したがって、「標的指向性配列」は、適切な親配列(それぞれ、アミノ酸またはポリヌクレオチド)へと挿入するためのペプチド配列またはポリヌクレオチド配列を指す。
標的細胞:本明細書で使用される場合、「標的細胞」または「標的組織」は、任意の1つまたは複数の目的の細胞を指す。細胞は、in vitro、in vivo、in situ、または生物の組織もしくは臓器に見出すことができる。生物は、動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくはヒト、最も好ましくは患者であってもよい。
療法剤:「療法剤」という用語は、対象に投与すると、療法的、診断的、および/または予防的効果を示し、ならびに/または所望の生物学的および/もしくは薬理学的効果を誘発する任意の作用剤を指す。
治療有効量:本明細書で使用される場合、「治療有効量」という用語は、送達しようとする作用剤(例えば、核酸、薬物、療法剤、診断剤、予防剤など)の量であって、感染症、疾患、障害、および/または状態に罹患しているかまたは感受性である対象に投与すると、感染症、疾患、障害、および/または状態を治療し、それらの症状を向上させ、それらを診断し、それらを防止し、および/またはそれらの発症を遅延させるのに十分な量を意味する。一部の実施形態では、治療有効量は、単一用量で提供される。
治療有効転帰:本明細書で使用される場合、「治療有効転帰」という用語は、感染症、疾患、障害、および/または状態に罹患しているかまたは感受性である対象において、感染症、疾患、障害、および/または状態を治療し、それらの症状を向上させ、それらを診断し、それらを防止し、および/またはそれらの発症を遅延させるのに十分な転帰を意味する。
治療する:本明細書で使用される場合、「治療する」という用語は、特定の感染症、疾患、障害、および/または状態の1つまたは複数の症状または特徴の部分的なまたは完全な緩和、改善、向上、縮減、それらの発症の遅延、それらの進行の阻害、それらの重症度の低減、および/または発生率の低減を指す。例えば、がんを「治療する」ことは、腫瘍の生存、成長、および/または広がりを阻害することを指すことができる。治療は、疾患、障害、および/もしくは状態に関連付けられる病理の発生リスクを減少させる目的で、疾患、障害、および/もしくは状態の兆候を呈していない対象に、ならびに/または疾患、障害、および/もしくは状態の初期兆候のみを呈する対象に投与することができる。
ベクター:本明細書で使用される場合、「ベクター」という用語は、異種分子を輸送するか、形質導入するか、または別様に担体として作用する任意の分子または部分を指す。一部の実施形態では、ベクターはプラスミドであってもよい。一部の実施形態では、ベクターはウイルスであってもよい。AAV粒子は、ベクターの例である。本開示のベクターは、組換え的に産生されてもよく、アデノ随伴ウイルス(AAV)親もしくは参照配列に基づいていてもよく、および/またはそれらを含んでいてもよい。異種分子は、ポリヌクレオチドであってもよく、および/またはポリペプチドであってもよい。
ウイルスゲノム:本明細書で使用される場合、「ウイルスゲノム」または「ベクターゲノム」という用語は、AAV粒子に被包された核酸配列を指す。ウイルスゲノムは、ペイロードをコードする少なくとも1つのペイロード領域および少なくとも1つのITRを有する核酸配列を含む。
均等物および範囲
当業者であれば、本明細書に記載の本開示による具体的な実施形態には多くの均等物があることを認識することになるか、または日常的に過ぎない実験作業を用いて確かめることができるであろう。本開示の範囲は、上記の説明に限定されることは意図されておらず、むしろ添付の特許請求の範囲に示されている通りである。
特許請求の範囲では、「a」、「an」、および「the」などの冠詞は、矛盾することが示されていない限り、または状況から別様であることが明らかでない限り、1つまたは1つよりも多くを意味することができる。ある群の1つまたは複数のメンバー間に「または」を含む請求項または説明は、矛盾することが示されていない限り、または状況から別様であることが明らかでない限り、その群メンバーの1つ、1つよりも多く、またはすべてが、所与の産物またはプロセスに存在するか、それらに使用されているか、または別様に関連する場合に満たされるとみなされる。本開示は、その群の正確に1つのメンバーが、所与の産物またはプロセスに存在するか、それらに使用されているか、または別様に関連する実施形態を含む。本開示は、1つよりも多くのまたは全部の群メンバーが、所与の産物またはプロセスに存在するか、それらに使用されているか、または別様に関連する実施形態を含む。
また、「含む(comprising)」という用語は、非限定的であることが意図されており、追加の要素または工程の包含を許容するが必要ではないことに留意されたい。したがって、「含む(comprising)」という用語が本明細書で使用される場合、「からなる(consisting of)」という用語も包含および開示される。
範囲が示されている場合、端点は含まれる。さらに、別様であることが示されていない限り、または状況および当業者の理解から別様であることが明らかでない限り、範囲として表されている値は、状況が別様であることを明確に指示しない限り、その範囲の下限の単位の10分の1に至るまでの、本開示の様々な実施形態において明記されている範囲内にある任意の具体的な値または部分的範囲を想定することができることが理解されるべきである。
加えて、先行技術内に入る本開示の任意の特定の実施形態は、請求項の任意の1つまたは複数から明示的に除外することができることが理解されるべきである。そのような実施形態は、当業者にとって公知であるとみなされるため、除外が本明細書に明示的に示されないとしても、それらを除外することができる。本開示の組成物の任意の特定の実施形態(例えば、任意の抗生物質、療法薬、または活性成分;任意の産生方法;任意の使用方法など)は、先行技術の存在に関するか否かに関わらず、何らかの理由で任意の1つまたは複数の請求項から除外される場合がある。
使用されている文言は、限定でなくむしろ説明の文言であること、およびそのより広義の態様における本開示の真の範囲および趣旨から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更をなし得ることが理解されるべきである。
本開示をある程度詳しく、幾つかの記載されている実施形態に関してある程度の具体性をもって説明したが、本開示は、任意のそのような具体例もしくは実施形態または任意の特定の実施形態に限定されるべきであることを意図するものではなく、先行技術を考慮してそのような特許請求の範囲の最も広義の考え得る解釈を提供するように、したがって本開示の意図されている範囲を有効に包含するように、添付の特許請求の範囲を参照して解釈されるべきである。
(付記)
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
[項目1]
バリアントAAVカプシドポリペプチドを生成するための方法であって、前記バリアントAAVカプシドポリペプチドが、親AAVカプシドポリペプチドと比べて、形質導入の向上または細胞もしくは組織特異性の増加の少なくとも1つを呈し、
(a)バリアントAAVカプシドポリペプチドのライブラリーを生成する工程であって、前記ライブラリーが、
(i)2、3、4、5、6、7、8、もしくは9つの連続アミノ酸のランダム化配列の領域を有する複数のカプシドポリペプチド、または
(ii)1つよりも多くの親AAVカプシドポリペプチドに由来する複数のカプシドポリペプチド
を含む工程と;
(b)ライブラリー(i)または(ii)の前記カプシドポリペプチドをAAVベクターへとクローニングすることによりAAVベクターライブラリーを生成する工程であって、前記AAVベクターが、第1のプロモーターおよび第2のプロモーターを含み、前記第2のプロモーターが、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でカプシドmRNA発現を駆動させる工程とを備える方法。
[項目2]
前記第1のプロモーターが、AAV2 P40であり、前記第2のプロモーターが、ユビキタスプロモーターである、請求項1に記載の方法。
[項目3]
前記第1のプロモーターがAAV2 P40であり、前記第2のプロモーターが細胞タイプ特異的プロモーターである、請求項1に記載の方法。
[項目4]
前記プロモーターが、表3に列挙されているもののいずれかから選択される、請求項2または請求項3に記載の方法。
[項目5]
前記ユビキタスプロモーターまたは前記細胞特異的プロモーターが、前記カプシドポリペプチドをコードするRNAの発現を可能にする、請求項4に記載の方法。
[項目6]
前記カプシドポリペプチドをコードする前記RNAを回収する工程および前記カプシドポリペプチドを配列決定する工程をさらに備える、請求項5に記載の方法。
[項目7]
回収された前記カプシドポリペプチドが、親カプシドポリペプチドと比較して、標的細胞形質導入または標的細胞特異性(向性)の増加を呈する、請求項6に記載の方法。
[項目8]
前記標的細胞が、神経細胞、神経幹細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア細胞、網膜細胞、腫瘍細胞、造血幹細胞、インスリン産生ベータ細胞、肺上皮細胞、内皮細胞、肝臟細胞、骨格筋細胞、筋幹細胞、筋サテライト細胞、または心筋細胞である、請求項7に記載の方法。
[項目9]
前記AAVベクターが、第1のプロモーターおよび第2のプロモーターを含み、前記第2のプロモーターが、カプシド遺伝子の下流に位置し、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でそのアンチセンスRNA発現を駆動させる、請求項1に記載の方法。
[項目10]
前記第1のプロモーターが、AAV2 P40であり、前記第2のプロモーターが、ユビキタスプロモーターである、請求項9に記載の方法。
[項目11]
前記第1のプロモーターが、AAV2 P40であり、前記第2のプロモーターが、細胞特異的プロモーターである、請求項9に記載の方法。
[項目12]
前記ユビキタスプロモーターまたは前記細胞特異的プロモーターが、バリアントAAVのカプシドポリペプチドをアンチセンス方向にコードする遺伝子の発現を可能にし、アンチセンスRNAをもたらす、請求項10または請求項11に記載の方法。
[項目13]
前記バリアントAAVカプシドポリペプチドの配列を決定するために使用される前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするRNAへと変換することができる前記アンチセンスRNAを回収する工程をさらに備える、請求項12に記載の方法。
[項目14]
前記バリアントAAVカプシドポリペプチドが、親カプシドポリペプチドと比較して、標的細胞形質導入または標的細胞特異性(向性)の増加を呈する、請求項13に記載の方法。
[項目15]
前記標的細胞が、神経細胞、神経幹細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア細胞、網膜細胞、腫瘍細胞、造血幹細胞、インスリン産生ベータ細胞、肺上皮細胞、内皮細胞、肝臟細胞、骨格筋細胞、筋幹細胞、筋サテライト細胞、または心筋細胞である、請求項14に記載の方法。
本開示は、以下の非限定的な例によりさらに例示される。
実施例1.TRACERの概念実証:プロモーター選択
AAV9ペプチドディスプレイカプシドライブラリーをコードする遺伝子を、ニューロン特異的シナプシンプロモーター(SYN)またはアストロサイト特異的GFAPプロモーターのいずれかの制御下に置くことにより、概念実証実験を実行した。C57BL/6マウスに静脈内投与した後、脳組織からRNAを回収し、さらなるライブラリー進化のために使用した。次世代シーケンシング(NGS)は、わずか2ラウンドの選択後に動物間で配列収束を示した。興味深いことに、PHP.eBカプシドと高度に類似する幾つかのバリアントが回収された。これは、本発明者らの方法が、高性能カプシドの迅速な選択を可能にしたことを示唆する。高いCNS富化を示すペプチド配列を有するカプシドのサブセットを、さらなる研究のために選択した。所望の向性に応じて、任意のプロモーターを選択できることが理解される。そのようなプロモーターの例は、表3に見出される。
カプシドプールを3つのげっ歯動物種に注射し、続いてニューロンまたはアストロサイトにおける形質導入効率および種間性能を特徴付けるためのRNA富化分析を行った。次いで、順位が上位のカプシドを個々に試験したところ、幾つかのバリアントは、PHP.eBベンチマークと同様のまたはそれよりも高いCNS形質導入を示した。こうした結果は、TRACERプラットフォームが、高度な向性向上を伴う、非トランスジェニック動物におけるAAVカプシドの迅速なin vivo進化を可能にすることを示唆する。以下の例は、こうした知見をより詳細に例示する。
実施例2.ヘルパーウイルスの非存在下でカプシドmRNA発現が可能であるAAVベクターの生成
AAVカプシドライブラリーの細胞タイプ限定的および形質導入限定的in vivo進化を実施するため、カプシド突然変異体遺伝子を特定の細胞タイプにおいてヘルパーウイルスの非存在下で転写することができるカプシドライブラリー系を遺伝子操作した。野生型AAVウイルスでは、カプシドタンパク質VP1、VP2、およびVP3、ならびにAAPアクセサリータンパク質をコードするmRNAを、REPタンパク質ならびにヘルパーウイルス機能の存在下でのみ活性である、REP遺伝子の3’領域に位置するP40プロモーター(ベルンら(Berns et al.),1996)により発現させる(図1A)。動物組織または培養細胞にてカプシドmRNAの発現を可能にするためには、CAP遺伝子の上流または下流に別のプロモーターを挿入しなければならない。AAVカプシドのパッケージング容量は限定されているため、追加のプロモーター挿入を収容するためにREP遺伝子の部分を欠失させなければならず、ウイルス産生を可能にするためには、REP遺伝子を別のプラスミドによりトランスで提供しなければならない。AAV9のCAP遺伝子の上流の種々の位置にCMVプロモーターを導入することにより、高力価AAV産生に必要な最小ウイルス配列を決定した(図1B)。REPタンパク質は、EcoNIおよびClaIを使用してREP2-CAP2パッケージングベクターからCAP遺伝子を欠失させることにより得られたpREP2プラスミドによりトランスで提供した(配列番号4)。小規模ウイルス産生試験において、5%FBSおよび1×pen/strepが補充されたDMEM中で成長させたHEK-293T細胞に、15ugのpHelper(pFdelta6)プラスミド、10ugのpREP2プラスミド、および1ugのITR-CMV-CAPプラスミドを、リン酸カルシウムトランスフェクションを使用して共トランスフェクトし、15cm皿にプレーティングした。72時間後、細胞を擦過することにより回収し、短時間の遠心分離でペレット化し、10mM Trisおよび2mM MgCl2を含有する1mlの緩衝液に懸濁した。triton X-100を終濃度が0.1%になるように添加することにより細胞を溶解し、50Uのベンゾナーゼで1時間処理した。上清に由来するウイルスを、8%ポリエチレングリコールおよび0.5M NaClで沈殿させ、1mlの10mM TRIS-2mM MgCl2に懸濁し、細胞溶解物と組み合わせた。プールしたウイルスを、0.5M NaClになるように調整し、4,000×gで15分間遠心分離することにより清澄化し、15%、25%、40%、および60%の段階的イオジキサノール勾配で40,000prmで3時間分画した(ゾロトキンら(Zolotukhin et al.),1999)。精製したAAV粒子を含有する40%画分を回収し、すべての構築物で共有されているREPの3’末端に特異的なTaqmanプライマー/プローブミックスを使用したリアルタイムPCRによりウイルス力価を測定した。ウイルス収量は、参照として使用した完全野生型ITR-REP2-CAP9-ITRよりも有意に低かったが(1.7%~8.8%)、CMV-BstEII構築物は、3つすべてのCMV構築物の中で最も高い収量を可能にした。図2を参照されたい。P40プロモーター配列のほとんどが欠失されているCMV-HindIII構築物は、最も低い収量をもたらした(wtAAV9の1.7%)。これは、強力なCMVプロモーターでさえ、ウイルス収量の深刻な低下を引き起こさずにP40プロモーターに取って代わることができないことを示す。こうした観察に従って、最小P40配列およびCAP mRNAスプライスドナーが保存されているBstEIIアーキテクチャ(配列番号5)を、すべてのさらなる実験で使用した。
次いで、AAPリーディングフレームを、CAP転写および/またはスプライシングの調節に必要な配列を含有していてもよいREP2-CAP9ヘルパーベクターに由来するカプシド遺伝子の大部分と共に保存することにより、REP発現プラスミドを向上させた。ベクターのカプシドコード化可能性を消失させるため、カプシド遺伝子のC末端断片を、MscI制限酵素で三重切断することにより欠失させ、続いてpREP-AAPプラスミドを得るために自己ライゲーションさせた(図3A、配列番号6)。
同一鎖上にあるAAPリーディングフレームのアミノ酸配列を乱すことなく、VP1、VP2、およびVP3の開始コドン直後に中途終止コドンを導入することにより、この構築物の反復部分を遺伝子操作した(図3A)。この構築物を、pREP-3stop(配列番号7)と名付けた。CMVプロモーターをニューロン特異的ヒトシナプシン1プロモーターと交換することにより、ニューロン特異的syn-CAP9ベクター(配列番号8)をCMV9-BstEIIプラスミドから導出した。
このSyn-CAP9の産生効率を、REPをトランスで供給するためのpREPプラスミド、pREP-AAPプラスミド、またはpREP-3stopプラスミドを使用して、前述のように試験した。図3Bに示されているように、より長いカプシド配列ならびにAAPを内包するREPプラスミドは、pREPプラスミドと比較して、ウイルス収量をおよそ3倍増加させた。pREP-AAPまたはpREP-3stopベクターで得られたウイルス力価は、野生型AAV9の約30%に達した。長い相同性領域を内包するプラスミドに関する重要な懸念は、野生型ITR-REP-CAPベクターを再構成し、コンビナトリアルライブラリーを夾雑することになる、ITR-CAPベクターとの望ましくない組換えの可能性である。
野生型ウイルス再構成のリスクを評価するために、図3Bで得られたウイルス調製物を、REPのN末端に位置するTaqmanプローブを用いたリアルタイムPCRに供した。検出可能な完全長REPを含有するカプシドのパーセンテージは、野生型ウイルスの0.03%未満であり(図3C)、これは、293T細胞トランスフェクションから得られたほとんどの組換えAAV調製物で生じた日常的に検出される0.1%非正統REP-CAPパッケージングよりもさらに低かった(図3C、本発明者らの未発表観察)。pREP-3stopベクターの中途終止コドンは、野生型カプシド再構成の可能性に対するさらなる層の安全性を提供し、短縮カプシドタンパク質の翻訳を防止するため、3stopプラスミドを、その後のすべての研究に使用した。
これに続いて、AAV9カプシド遺伝子が、CMVプロモーター、シナプシンプロモーター、またはその後はGFAPプロモーターと呼ばれている(ブレンナーら(Brenner et al.,2008)アストロサイト特異的GFabc1Dプロモーター(配列番号9)により駆動されるAAV9パッケージング化ベクターを使用したC57BL/6マウスにおけるRNA駆動性バイオパニングの実施可能性を試験した(図4A)。この3つのベクターを、前述のようにHEK-293T細胞で産生し、PAGE-銀染色で分析した。図4Bに示されているように、すべてのベクターは、VP1、VP2、およびVP3カプシドタンパク質を通常の比で示した。これは、この特定のプロモーターアーキテクチャが、カプシドタンパク質発現のバランスを破壊しないことを示す。6週齢の雄C57BL/6マウスに、1マウス当たり1e12VGを静脈内注射し、28日後に犠牲にした。DNA生体内分布およびカプシドmRNA発現を、脳組織、肝臓組織、および心臓組織で試験した。
Qiagen DNeasy血液および組織カラムを使用して、脳組織、肝臓組織、および心臓組織から全DNAを抽出し、VP3 N末端領域に位置するTaqmanプローブを使用したリアルタイムPCRにより、ウイルスDNAを定量化した。単一コピートランスフェリン受容体遺伝子を検出する事前設計のプローブを使用してDNA存在量を正規化した(Life Technologies ref.4458366)。ウイルスDNAは、肝臓では存在量が高かったが、心臓では程度がより低かった。DNA分布は、3つのベクター間で顕著な違いを一切示さなかった(図4C)。RNAを、製造業者の使用説明書に従ってQiagen RNeasy plusユニバーサルキットで抽出し、ezDNAse(Qiagen)で処理して残留DNAを除去し、Superscript IV(Life technologies)で逆転写した。
ウイルスDNAを定量化するために使用したものと同じVP3プローブを使用してRNA発現を評価し、TBPを参照RNAとして使用して正規化した(Life technologies Mm01277042_m1)。脳では、GFAPプロモーターが最も強力な発現レベルを可能にし、シナプシンプロモーターは、強力なCMVプロモーターと同等の発現を可能にした。肝臓では、すべてのプロモーターが同様の発現レベルをもたらした。これは、漏出性発現が非常に高いコピー数だった結果であると考えられる(図4D)。心臓では、SynプロモーターおよびGFAPプロモーターの細胞タイプ特異性は、それらのDNA生体内分布が同様であるにも関わらず、CMV発現のそれぞれ約3%および10%しか可能にしなかったため、明らかだった。
全体として、この実験は、形質導入コンピテントカプシドに由来するmRNAを、脳などの形質導入が弱い組織を含む種々の動物臓器から回収することができたことを示した。
実施例3.AAVベクター構成
RNA発現を増加させてライブラリー回収を最大化するために、種々のベクター構成を探究した。CMVプロモーターを、ハイブリッドCMVエンハンサー/ニワトリベータアクチンプロモーター配列に置き換え(ニワら(Niwa et al.),1991)、イントロンは、mRNAのプロセシングおよび安定性を増加させることが示されているため(パウエルら(Powell et al.),2015)、AAV-MCSクローニングベクター(Stratagene)に由来する強力なサイトメガロウイルスベータグロビンハイブリッドイントロンを、プロモーター配列とカプシド遺伝子との間に挿入した。これにより、構築物CAG9(配列番号10)、SYNG9(配列番号11)、およびGFAPG(配列番号12)がもたらされた。
P40プロモーターとの干渉可能性を回避するために、ヘルパー非依存性プロモーターをカプシド遺伝子の下流に逆方向に配置した逆位ベクター配置も試験した(図5A)。この構成は、動物組織におけるアンチセンスカプシド転写物の発現を可能にする。ほとんどのポリアデニル化シグナル(AATAAA)は方向依存性であるため、逆方向に配置すると、天然AAVカプシドポリAは、転写を中途終結させないと仮定した。すべての構築物に、pHelperプラスミドおよびpREP-3stopプラスミドを共トランスフェクトして、AAV9パッケージング化ビリオンを生成し、それらを使用して1細胞当たり1e4VGのMOIでHEK-293T細胞に形質導入した。トランスフェクションの48時間後にRNAを抽出し、Quantitectキット(Qiagen)を使用して逆転写した。
完全長カプシドまたはC末端付近に局在する部分配列の増幅を可能にするプライマーを用いて、PCRを実施した(図5B)。全体として、イントロンの存在は、低活性プロモーターであるSynおよびGFAPからの発現にほとんど影響を及ぼさなかった。これは、mRNAスプライシングが、非許容細胞でのプロモーター抑制を緩和しなかったことを示す。CMVエンハンサーとニワトリベータアクチンプロモーターおよびハイブリッドイントロンとの組合せは、CMVプロモーター単独と比較して有意により高い(>10倍)mRNA発現を可能にした(図5B、C)。
順方向イントロンベクターと逆位イントロンベクターとのエンドポイントPCR増幅を比較すると、完全長カプシドアンプリコンと部分カプシドアンプリコンとの間に不一致があることが明らかであり(図5B、右側レーン)、カプシドRNAの完全性に疑問が生じた。完全長カプシドをフランキングするプライマーを使用して、逆位iCAG9ゲノムに由来するcDNAを増幅した場合、複数の低分子量バンドが検出されたが、順方向ベクターでは、予想される長さを有する単一産物の増幅が可能だった(図5D)。低分子量アンプリコンをサンガー配列決定すると、各バンドは、アンチセンスカプシドRNAからの非正統的スプライシング産物に対応することが示された。
こうした結果に照らして、順方向タンデムプロモーターをその後の実験のためのアーキテクチャとした。
RNA調製物中に存在する残留DNAの増幅を回避するために、スプライス特異的PCR増幅を試験した。CMV/グロビンエクソン間接合部と重複する2つの候補PCRプライマーを設計し、cDNA(スプライシング)またはプラスミドDNA(依然としてイントロン配列を含有する)の増幅を試験した。図5Eに示されているように、GloSpliceF6プライマー(配列番号13)は、検出可能なアンプリコンをプラスミドDNA配列から産生することなく、cDNAからの完全に特異的な増幅を可能にした。このプライマーを、その後のアッセイに使用して、夾雑DNAによる増幅が存在しないことを確認した。
次いで、タンデム構築物を、P40プロモーターが、上流に配置されている細胞特異的プロモーターと干渉する可能性について試験した。そのために、2つの一連のAAVゲノムを、HEK-293T細胞における導入遺伝子mRNA発現について試験した。CAG、SYNG、またはGFAPGプロモーターのすぐ下流にGFP遺伝子が配置されておりP40配列を有していなかった一連の導入遺伝子を試験し、AAV9カプシドがP40プロモーターの下流に配置されていたライブラリー構築物と比較した(図6A)。すべてのゲノムがAAV9カプシドへとパッケージングされた。それらを、1細胞当たり1e4VGのMOIでのHEK-293T感染に使用した。感染の48時間後にRNAを抽出し、スプライシングされたグロビンエクソン間接合部に特異的なTaqmanプライマー/プローブミックスを使用することにより導入遺伝子RNAを定量した。図6Bに示されているように、CAGプロモーターからの発現は、GFP構築物とP40-CAP9構築物とで類似していた(p40-CAP9の方が2分の1であるが、AAV滴定の許容誤差内である)。シナプシンプロモーターからの発現は、両構築物で劇的により低く、GFAP駆動性mRNAではさらにより低かった(図6B)。HEK-293T細胞は、シナプシンプロモーター発現またはGFAPプロモーター発現に対して許容性ではないため、これは予想通りだった。全体として、この実験により、P40配列の存在は、シナプシンプロモーターまたはGFAPプロモーターの細胞タイプ特異性を変更しないことが確認された。
この新規プラットフォームを、TRACER(Tropism Redirection of AAV by Cell type-specific Expression of RNA;RNA細胞タイプ特異的発現によるAAVの向性再指向化)と名付けた。TRACERプラットフォームは、形質導入および細胞タイプ限定性を含む、標準的方法の問題を解決する。(図7)。TRACER系の使用は、標的指向性ペプチドライブラリーが使用されるカプシド発見に良好に適している。そのようなライブラリーのスクリーニングは、図8に概説されている通りに実行することができる。
カプシドをペイロードとしてコードするAAVベクターの幾つかの変異型が本明細書で教示されているが、1つの基準設計が、図9Bならびに図12Aおよび図12Bに示されている。
TRACERプラットフォームのさらなる利点は、ウイルスプールの性質、および完全に形質導入された細胞からのみRNAが回収されることに関する(図10)。結果的に、カプシド発見を、細胞および/または組織特異的な向性をもたらすように加速させることができる(図11)。
実施例4.ペプチドディスプレイライブラリーの生成およびクローニングフリー増幅
7つの連続したランダム化アミノ酸を、AAV5、AAV6、またはAAV-DJ8カプシド(図13および図39)ならびにAAV9(図14)の表面露出超可変ループVIII領域へと挿入することにより、幾つかのペプチドディスプレイカプシドライブラリーを生成した。AAV9ライブラリーの場合、2つの追加のライブラリーは、高度に神経組織栄養性であるPHP.eBベクター(チャンら(Chan et al.),2018)のフランキング配列と一致するように、インサートの-2位、-1位、および+1位の残基が修飾されていた。種々のループの挿入を容易にし、野生型のカプシドによる夾雑を防止するために、ループVIIIと終止コドンとの間に含まれているカプシド遺伝子のC末端領域が欠失されており、固有のBsrGI制限部位に置き換えられていた欠損シャトルベクターを生成した(図15A、B)。すべてのアミノ酸をコードすることができるランダム化NNK(K=TまたはG)配列を含有する縮重プライマーはIDTが合成し、それらを使用し、gBlock(IDT)二本鎖線形DNAを鋳型として使用して、欠けているカプシド断片を増幅した(配列番号14、15、16、17)。PCR反応でのプラスミド持ち越し夾雑の可能性を完全に防止するためには、プラスミドよりも線形PCR鋳型が好ましかった。ランダムライブラリー配列(500ng)を含有するアンプリコンを、100ulのNEBuilder HiFi DNAアセンブリマスターミックス(NEB)を使用して50℃で30分間にわたってBsrGI(2ug)により線形化したシャトルプラスミドに挿入した。5ulのT5エキソヌクレアーゼを反応物に添加し、37℃で30分間消化することにより、アセンブリされなかった線形鋳型を消失させた。反応全体を、DNA Clean and Concentrator-5で精製し、nanodropで定量化して、アセンブリの効率を推定した。この方法は、0.5~1ugのアセンブリ材料の回収を日常的に可能にする。
固有の制限部位を除去するためにサイレント突然変異を導入することによりgBlock鋳型を遺伝子操作して、制限酵素処理によるライブラリーからの野生型ウイルス夾雑物の選択的消失を可能にした。例として、親配列に存在するBamHIおよびAfeI部位を除去するようにAAV9 gBlockを遺伝子操作した(配列番号17)。
実施例5.クローニングフリー増幅
アセンブリされたライブラリーDNAのコンピテント細菌への形質転換は、高度にコンピテントな菌株でさえ、1形質転換当たり1e7~1e8個のコロニーを超えることは希であるため、ライブラリー多様性における主なボトルネックを表す。比較すると、100ナノグラムの6キロベースのプラスミドは、1.5e10個のDNA分子を含有する。したがって、細菌形質転換は、所与のプール内の99%よりも多くのDNA種を無作為に消失させる。したがって、細菌形質転換のボトルネックを迂回しつつ、ギブソンアセンブリDNAの>100倍の増幅を可能にするクローニングフリー法を作出した(図16)。ローリングサークル増幅に基づくプロトコールを最適化し、それにより、環状DNA鋳型の無バイアスの指数関数的増幅が、極めて低いエラー率で可能になった(ハッチンソンら(Hutchinson et al.),2005)。ローリングサークル増幅の1つ問題は、効率的な細胞トランスフェクションのためには単量体へと切断しなければならない非常に大きな(平均で約70キロベースの)重度分岐コンカテマーが産生されることである。このプロセスは、幾つかの方法により、例えば、制限酵素を使用してオープンエンド線形鋳型を生成することにより(ハッチンソンら(Hutchinson et al.),2005、フオビネン(Huovinen),2012)、またはCRE-Lox組換えを使用して自己ライゲートした環状鋳型を生成することにより(フオビネンら(Huovinen et al.),2011)、成し遂げることができる。しかしながら、オープンエンドDNAは、細胞質エキソヌクレアーゼによる分解に感受性であり、CRE組換え法は、比較的低い効率性を示した(本発明者らの未発表の観察)。したがって、哺乳動物細胞トランスフェクションに高度に適したクローズドエンド線形「dogbone」DNA単量体(ハインリッヒら(Heinrich et al.),2002)の形成を触媒する酵素であるTelNプロテロメラーゼ(リブキンら(Rybchin et al.),1999)の使用に基づく代替的な単量体分解法を選択した。
そのため、以下のプラスミドを得るために、プロテロメラーゼ認識配列TATCAGCACACAATTGCCCATTATACGCGCGTATAATGGACTATTGTGTGCTGATA(配列番号176)を、カプシドライブラリー挿入に使用されるすべてのBsrGIシャトルベクターの両ITRの外側に導入した(星印は、2つの相補鎖が互いに共有結合で連結される位置を図示する):TelN-Syn9-BsrGI(配列番号18)、TelN-GFAP9-BsrGI(配列番号19)、TelN-Syn5-BsrGI(配列番号20)、TelN-GFAP5-BsrGI(配列番号21)、TelN-Syn6-BsrGI(配列番号22)、TelN-GFAP6-BsrGI(配列番号23)、TelN-SynDJ8-BsrGI(配列番号24)、TelN-GFAPDJ8-BsrGI(配列番号25)。ローリングサークル増幅のための幾つかの方法を試験し、無プライマー増幅(ピッチャーら(Picher et al.),2016)に依存するTruePrime技術(Expedeon)で、最も良好な結果(高収量および低非特異的増幅)が得られた。
手短に言えば、カラム精製アセンブリ反応物全体を、製造業者の使用説明書に従って900ulのTruePrime反応に使用し、30℃で一晩インキュベートした。翌日、ローリングサークル反応産物を65℃で10分間インキュベートして酵素を不活化し、50ulのプロテロメラーゼ(NEB)を有する1×thermoPol緩衝液で5倍希釈して4.5mlの反応液にした。30℃で1時間後、反応物を70℃で10分間加熱処理してプロテロメラーゼを不活化し、4.5ulのアリコートをアガロースゲルで泳動した。次いで、反応物全体を、製造業者の使用説明書に従って、複数の(10~12個の)Qiagen QiaPrep2.0カラムで精製した。この方法で得られた典型的な収量は、160~180ugのDNAだった。これは、出発物質(典型的には0.5~1ug)の>100倍の増幅を示し、200個の細胞培養皿のトランスフェクションに十分なDNAを提供する(図16)。
すべてのライブラリーの組成を、Illumina NextSeq配列決定プラットフォームを用いた次世代シーケンシングにより試験して、バリアントの数および野生型ウイルスによる最終的な夾雑を推定した。Illumina TruSeqアダプターおよびインデックスバーコードを含有するプライマーを使用したQ5ポリメラーゼ(NEB)によるPCRで、アンプリコンを生成した。低サイクルPCR増幅(15サイクル)によりアンプリコンを得た。それらを3%アガロースゲルで泳動し、Zymoゲル抽出試薬を使用して精製した。ライブラリーを、ナノドロップを使用して定量化し、等モルミックスへとプールし、製造業者の使用説明書に従ってKAPAライブラリー定量化キットを用いて再定量化した。ライブラリーを、20~40%のPhiX対照ライブラリーと混合して、配列多様性を増加させた。
ローリングサークルにより生成されたすべてのDNAライブラリーは、高い配列多様性を示した(典型的には、>1e8個の固有バリアント、これはNextSeq配列決定の限界を超える)。比較すると、細菌形質転換により生成されるプラスミドライブラリーは、1~2e7個のバリアントを超えることは希である。
実施例6.夾雑の防止および/または低減
別の実施形態では、環境夾雑物または自然感染霊長動物組織から回収される可能性がある野生型ウイルスによるAAV9ライブラリーの夾雑を完全に防止することを目的としたプライマー/ベクター系を作出した。これは、ライブラリー挿入部位を取り囲む配列、ならびにPCR増幅に使用されるCAP終止コドン直前の配列に、最大数のサイレント突然変異を導入することにより達成した(図17)。こうしたライブラリーでは、NGSによる野生型AAV9検出数が極めて低いことが示された(5e7個の総リート当たり<2つのAAV9リード)。これは、ライブラリー増幅およびクローニング部位を取り囲むコドンの変更が、環境的または実験的な夾雑物からライブラリーを保存するための非常に効率的な様式であることを示唆する。
ライブラリーを、HEK-293T細胞のリン酸カルシウムトランスフェクション、二重イオジキサノール勾配分画、および100,000Da MWCO Amicon-15膜(Millipore)を使用した膜限外濾過により以前に記載の通りに産生し、リアルタイムPCRにより定量化し、アリコートを、NGSアンプリコン生成およびNextSeq配列決定のために使用した。ウイルスライブラリーの多様性は、DNAライブラリーの多様性よりも著しく低く(典型的には、約1~2e7個の固有なバリアント)、終止コドンを含有するバリアントの非常に強力な対抗選択を示した(DNAライブラリーでの20%からウイルスライブラリーでの約1%への)。これは、以前の研究(ノンネンマケルら(Nonnenmacher et al.),2014)で観察されているように、非常に高い割合のシスパッケージングを明らかに示した。
実施例7.マウス脳形質導入用のAAV9ライブラリーのin vivo選択
次いで、マウスモデルにおける脳形質導入を増加させるためのRNA駆動性ライブラリー選択を開発した。上記に記載の通りに生成したAAV9ライブラリーを、1マウス当たり2e12VGの用量で雄C57BL/6マウスに静脈内注射した。2つの群のマウスに、野生型AAV9フランキング配列に由来する単一のSYN駆動性またはGFAP駆動性ライブラリーを注射し、2つの他の群は、野生型およびPHP.eB由来のフランキング配列を含有するプールされたライブラリーを受け取った(図18)。1か月後に、RNeasy Universal Plus手順(Qiagen)を使用して、半球全体に対応する200mgの脳組織からRNAを抽出した。試料採取下におけるRNAの可能性を最小限に抑えるため、Oligotexビーズ(Qiagen)を製造業者の推奨の通りに使用して、RNA調製物全体(約200ug)をmRNA富化に供した。次いで、富化mRNAの調製物全体(約5ug、全RNAの2%に相当)を、以下の配列:
(CAP終止コドンには下線が引かれている)を有するライブラリー特異的プライマーを使用して、40ulのSuperscriptIV反応(Life Technologies)で逆転写した(図19)。次いで、cDNAのプール全体を、500ulのPCR反応にて、55℃のアニーリング温度および2分間伸長の30サイクルで増幅し、Q5マスターミックス、GloSpliceF6順方向プライマー、およびCAP9特異的逆方向プライマー:
(CAP終止コドンには下線が引かれている)を用いてアセンブリした。この方法により、すべての脳試料から大量のアンプリコンを回収することが可能だった(図20)。
次いで、完全長カプシドアンプリコンを、NGSライブラリー生成のための鋳型として使用し、ならびに次のラウンドのバイオパニングのために、まったく同じアセンブリおよびクローニングフリー手順を使用してP1 DNAライブラリーへとクローニングした。PCRアンプリコンに対して実施されたNGS分析は、Syn駆動性ライブラリーおよびGFAP駆動性ライブラリーの両方で、第1ラウンドのバイオパニング後に、ライブラリー多様性が約25分の1に(1e7から4e5へと)低下したことを示した(図21)。回収した第1継代バリアント(P1)の数は多過ぎて、この時点では有意な配列収束性を一切示さず、個々の動物から回収したプールの組成間には重複がほとんど存在しなかった。したがって、第2ラウンドの選択を実施した。第2のバイオパニング(P2)後、固有なバリアントの総数は、さらに4分の1~5分の1低下し、<1e5個のペプチドへと減少した。重要なことには、第1ラウンドのバイオパニング後に回収した一部のライブラリーは、おそらく環境夾雑物に由来する著しい計数の野生型AAV9配列およびAAV-PHP.eB配列を示した。これらは、後に第2ラウンドの富化における有用なベンチマークとなった。
RNAを回収しPCR増幅した後、P2/P1リードの比を計算し、それをAAV9またはPHPeBのP2/P1比と比較することにより、NGSによる体系的な富化分析を実施した。図22、表4、図23、および表5に示されているように、幾つかのカプシドは、Syn駆動性ライブラリーおよびGFAP駆動性ライブラリーの両方で、ベンチマークPHP.eBよりも高い富化比を示し、コンセンサス配列生成により表されている通り、配列収束性は明らかだった。
重要なことには、異なる動物間にも強力な配列収束性が存在し、わずか2回の継代後で選択が効率的だったことを示唆する。図24および図25は、GFAP-AAV9ペプチドライブラリー候補における脳/肝臓特異性の推定を提供する。
実施例8.多重化選択
個々のバリアントを等モルライブラリーにプールすることによる最終多重化in vivoスクリーニングのために、有望な特性(これらに限定されないが、1匹よりも多くのマウスにおける富化係数、肝臓標的解除、高計数など)を有するバリアントの部分集団を、図26に示されている通りに選択することができ、次いで7量体をすべてコードする等モルのプライマープールを合成することができる(マイクロチップ固相合成、1チップ当たり最大3,800個のプライマー)。これらに限定されないが、PHP.N、PHP.B、野生型AAV9(wtAAV9)、および/または本明細書で教示されているものを含む任意の他の血清型などの内部対照を含む限定的多様性ライブラリーを産生することができる。マウスに注射し、次いでRNA富化を、当技術分野で公知であり、本明細書に記載されているバーコード付与研究と同様の様式で内部対照と比較する。
実施例9.コドン最適化
コドンバリアントを使用して、合成したライブラリーを使用する場合のデータ強度を向上させることができる。種々のアミノ酸のNNKコドン、NNMコドン、および哺乳動物において最も好ましいNNMコドンのリストは、表6に提供されている。表6では、は、NNMコドンが利用可能ではないことを意味し、**は、「可能であればホモポリマー的な伸長を回避する」ことを意味する。
バランスの取れたライブラリーを有するためには、潜在的候補のリストを確立し、次いで、表6を使用して、NNKコドン(ライブラリーに由来するオリジナル)および非NNKコドン(最大の変動性)によりコードされるすべてのペプチドバリアントを含有するプールされたプライマーライブラリーを確立することが推奨される。同様の挙動が同じペプチドの2つのバリアント間で見られる場合、これは、そのペプチドの分析を強化することになる。加えて、最も好ましいNNMコドン(M=AまたはC)を選択することが推奨される。
実施例10.ライブラリー生成
親AAV9と比べて性能の増強を示したSYN駆動性ライブラリーおよびGFAP駆動性ライブラリーに由来する上位330個のペプチドバリアントを選択した。330個のペプチド配列すべてに加えてAAV9、AAV-PHP.B、およびAAV-PHP.eB対照のプールされたプライマー合成によるde novoライブラリーを生成した(表7)。DNA配列に起因する潜在的なアーティファクトを排除し、アッセイのロバストネスを増加させるために、各ペプチドバリアントを、2つの異なるDNA配列によりコードし、1つでは、すべてのアミノ酸をNNKコドンでコードし(元のライブラリーと同一)、もう1つでは、可能な限りNNMコドン(M=CまたはA、表6)を使用した。
プライマープールは、Twist biosciencesが固相合成を使用して産生した。それらを使用して、図27に記載の通りにCAP C末端およびギブソンアセンブリのPCR増幅により666個のヌクレオチドバリアントのバランスのとれたライブラリーを生成した。666個のプライマーは、各々が1fmoleで提供され、全体で0.6pmoleだった(通常のPCRには、約25pmoleのプライマーが必要である)。カプシドgBlock鋳型に対する無プライマー増幅を、10サイクルにわたって実施した。順方向プライマーおよび逆方向プライマーを添加し、続いて追加の10、15、または20回のPCRサイクルを行った。次いで、構築物を、ギブソン/RCAによりAAV9骨格プラスミドへとクローニングした(通常のライブラリーと同様に)。
プールしたDNAで産生されたSYN駆動性およびGFAP駆動性AAVライブラリーのNGS分析は、各ペプチドのコドンバリアント間に良好な相関性があることを示し、これは、DNA配列それ自体は、ウイルス産生に対してほとんど影響を及ぼさなかったことを示唆する(図28および図29)。プールした合成ライブラリーを、C57BL/6マウス(1マウス当たり5e11VG、N=9)、BALB/Cマウス(1マウス当たり5e11VG、N=6)、およびラット(1ラット当たり5e12VG、N=6)に静脈内注射し、生存中の1か月後、生体内分布分析のために、脳および脊髄からRNAを抽出し、肝臓および心臓の組織試料からDNAを抽出した(図30)。シナプシンプロモーターおよびGFAPプロモーターは、非CNS組織では十分に活性ではないため、末梢臓器ではRNAの代わりにDNAを分析した。ライブラリー進化が実施されたマウス系統はこの系統だったため、C57BL/6マウス分析が初期の焦点だった。
各カプシドの富化スコアを、NGS分析により決定し、標的組織における100万当たりのリード数(RPM)の、接種物におけるRPMに対する比として規定した。対照カプシドで実施した分析の例は、図31Aに示されている。公開されているデータから予想される通り、PHP.BおよびPHP.eB(別名、PHP.N)カプシドは、AAV9親カプシドと比較して、ニューロンにおいて有意により高いRNA発現を可能にした(それぞれ、8倍および25倍)。各動物の各ペプチド種のコドンバリアント間には非常に高い相関が存在し(r=0.92、0.93、および0.95)、NGSアッセイのロバストネスが確認された(図31B~図31D)。
富化分析の例は、図32A~図36に表されている。333個のカプシドバリアントをすべての動物の平均脳富化スコアにより順位付けし、個々の富化値をカラースケールで示す。参照カプシドの位置により示されているように、新規バリアントの群は、ニューロン(Syn駆動性)およびアストロサイト(GFAP駆動性)の両方において、PHP.eBベンチマークカプシドよりも高い富化スコアを示した。興味深いことに、Syn駆動性RNAとGFAP駆動性RNAとの間の相関性が中程度のレベルであることにより示されるように、多くのバリアントが、ニューロンとアストロサイトとで異なる富化スコアを示した。これは、ある特定のカプシドがニューロンに対する向性の増強を表示し、他のカプシドがアストロサイトに対する向性の増強を表示することを示唆する(図33)。
38個のカプシドの群は、ニューロン、アストロサイト、またはその両方に対するそれらの向性に基づくと、潜在的に興味深い特性を示し(表8Aおよび表8B)(図38)、強力なコンセンサスペプチド配列類似性を示し、類似性は、ニューロン標的指向性バリアントとアストロサイト標的指向性バリアントとの間で異なっていた(図45~図45Cおよび図46A~図46B)。
実施例11.系統発生的グループ化
ペプチド配列の系統発生的グループ化は、配列相同性クラスターとカプシド表現型との間に明白な相関性があることを示した(図37)。例えば、配列DGTxxxPFK/R(配列番号1181)を有する9量体バリアントは、PHP.eBカプシドと同様の挙動を提示したが(ニューロンおよびアストロサイトの形質導入が両方とも高い)、配列DGTxxxYDS/A(配列番号1182)を内包するバリアントは、ニューロン形質導入に対して優先性を示した。対照的に、コンセンサスDGTxxxxGW(配列番号1183)またはCGTxxxPPR/K(配列番号1184)を有するペプチドは、アストロサイトに対してより高い向性を提示した。
実施例12.カプシド試験
別個の配列クラスターを表すカプシドバリアント(図37Bにて強調されている)を、C57BL/6マウスでの個々の形質導入分析のために選択した。各カプシドを、ユビキタスプロモーターにより駆動される自己相補的EGFP導入遺伝子をパッケージングする組換えAAVとして産生した(図49A、B)。マウス群(N=3)に、6e10VGを静脈内注射し、1か月後に、脳組織、脊髄組織、および肝臓組織でのEGFP mRNAを定量化することにより形質導入効率を評価した。マウスTBPをハウスキーピング遺伝子として使用してEGFP mRNA発現を正規化し、DNA生体内分布を単一コピーマウスTfR遺伝子に対して正規化した(図50A~図50C)。逆転写は、Quantitectキットを使用して実施し、DNA除去処理を含んでいた。すべてのカプシドバリアントが、親AAV9カプシドと比較して、脳mRNA発現および脊髄mRNA発現の有意な向上を示し、7つのバリアントのうち3つ(9P16、9P31、および9P35)は、PHP.eBベンチマークカプシドと同様のまたはそれよりも高い形質導入を示した(図49C、表10)。ウイルスDNA生体内分布は、脳および脊髄に対する9P31および9P35の非常に強力な向性を示したが、すべてのバリアントが、AAV9と比較して40~260倍の生体内分布の増加を示した(図49D、表10)。
ニューロンNeuNマーカーを標識することにより、予想される細胞向性を、NGSスクリーニングを使用して試験した(図51)。皮質内では、GFAPスクリーニングの上位カプシドは、グリア形態学的特徴を有するNeuN陰性細胞において主にGFP発現を示した。逆に、SYNスクリーニングでの上位カプシドは、NeuN陽性細胞の非常に高い形質導入を示し、両アッセイで順位が高かった二重特異性カプシド9P08および9P16は、複数のNeuN+細胞およびグリア細胞との混合細胞優先性を示した。
また、AAV9に対するマウス脳微小血管EC(mBMVEC)結合を使用して、細胞向性を試験した。結果は、表9に示されている。
全脳、小脳、皮質、および海馬の組織における蛍光EGFP発現は、スペクトル全体にわたる形質導入パターンを明らかにし、組織特異的カプシドの識別を実証する(図52~図56)。
mRNA発現によりおよび全組織GFP発現により測定した肝臓形質導入は、幾つかのバリアントがAAV9よりも優れていたことを示した。これはNGSの結果に照らして予想外だった。9P08または9P23などの一部のバリアントは、AAV9と比較して相対的肝臓標的解除を示した(図57A~図57B)。
実施例13.多げっ歯動物試験(異種間)
333個のカプシドバリアントのCNS形質導入の有効性を、他のげっ歯動物系統または種で試験した(図47)。C57BL/6マウス、BALB/Cマウス、およびラットにおけるニューロンおよびアストロサイトの形質導入の対照比較は、複数バリアントの富化スコアに2つのマウス系統間で大きな違いがあり、マウスとラットとの間にはさらにより顕著な違いがあることを示した(図48A~図48C)。驚くべきことに、ラット脳形質導入に最も効率的なカプシドは親AAV9だった。これは、指向性進化「ボトルネック」カプシドバリアントが、野生型AAVカプシドの多用途性とは対照的に、1つの所与の種において性能が高いことを示唆する。
相関分析により、一部のカプシドは、C57BL/6マウスとBALB/Cマウスとの間で高いCNS形質導入を共有したが、他のカプシドは、1つの系統のみに限定されていたことが示された(図48B)。
興味深いことに、PHP.BカプシドおよびPHP.eBカプシドは、最近の刊行物(ホルデアウキスら(Hordeaux et al.),2018)と一致して、BALB/Cマウスにおいて不良な脳形質導入を示した。脳形質導入の>10倍増加を示したカプシドに焦点を当てると、62個のバリアントがC57BL/6マウスでのみ向上を示し、28個のバリアントがBALB/Cマウスでのみ向上を示し、30個のバリアントが、両系統において脳形質導入の向上を示した(表11)。コンセンサス配列分析は、PHP.eBペプチド(DGTxxxPFR(配列番号1185))と緊密に類似する「C57BL/6シグネチャ」を示したが、BALB/Cシグネチャは、異なるコンセンサス(DGTxxxxGW(配列番号1183))を示した。これは、異なる細胞受容体が使用されたことを示唆する(図48C)。
また、333個のカプシドバリアントのCNS形質導入の有効性を、C57BL/6マウスBMVECおよびヒトBMVECで比較した(図58Aおよび図58B)。
実施例14.完全長カプシドバリアントのNGS駆動性選択系の遺伝子操作
バーコード系を遺伝子操作して、完全カプシド長修飾による富化研究を可能にした。ここに記載されるTRACERプラットフォームは、初期には、ペプチドディスプレイライブラリーを使用するために開発されたものであり、ランダム化ペプチド配列それ自体は、そのサイズが短いためIllumina NGS分析に使用することができるが、Illumina配列決定技法は、典型的には300個よりも多くの連続した塩基の配列決定が可能ではなく、したがって、本発明者らのプラットフォームは、DNAシャッフリング技法またはエラープローンPCRにより生成されたものなど、完全長カプシドバリアントのNGS分析に使用することができない。
識別された固有分子(UMI、unique molecular identified)がカプシド遺伝子の外側に配置されており、NGS富化分析に使用することができる、完全長カプシドライブラリーの代替的RNA駆動性プラットフォームを設計した(図59A~図59C)。所望の特性を有するバリアントを動物組織のUMI富化分析により識別したら、UMI配列により、出発物質からの完全長カプシドの高度に特異的な回収が最小限のエラー率で可能になるはずである。この系は、有効であるためには、以下の特性の1つまたは複数を有するべきである:1)UMIは、細胞タイプ特異的プロモーターの制御下で転写されるべきである;2)UMIは、ウイルス産生中にカプシド発現またはスプライシングに干渉するべきではない;3)UMIは、Illumina NGS配列決定に十分な程度の短さであるべきである(典型的には、標準的なシングルエンド75nt配列決定の場合は60nt未満);および4)UMIは、開始DNA/ウイルスライブラリーから目的の完全長カプシドの配列特異的回収を最小限のエラー率で可能にすべきである。
こうした特性に対処するため、1)UMIを、カプシドライブラリーの転写領域(つまり、転写開始部位とポリアデニル化シグナルとの間の任意の場所)に配置し、2)UMIを、AAVイントロン(ヘルパー機能の非存在下ではほとんどスプライシングされない)の種々の位置またはカプシド終止コドンとポリアデニル化シグナルとの間のいずれかに配置し、3)UMIカセットは、15ntスペーサーで隔てられている2つのランダム化21nt配列で構成され、全長は57ntであり、プライマーアニーリングのために18個のヌクレオチドの追加が可能であり、4)UMIランダム化配列を、NSWトリプレット(N=A、T、G、C;S=G、C;W=A、T)で形成して、増幅プライマーとのアニーリング温度の大きな変動性を防止し、ホモポリマース的な伸長を回避し、中途ポリAシグナル(AATAAA)の形成を防止した。
重要なことには、UMIカセットは、2つのランダム配列を直列に含有していた。第1の配列(最も外側)を、一致するカプシド回収プライマーの設計に使用し、第2の配列(最も内側)を、クローニング後にカプシドアンプリコンの同一性を確認するために使用する。この方法は、非特異的な増幅産物を含有するすべてのクローンを消失させることが可能であるはずである。代替的な実施形態では、増幅の特異性を増加させるために、最も内側の配列を使用して、ネステッドPCRプライマーを設計することもできる(図59A~図59C)。
ウイルス生存率および力価に対する影響を試験するために、タンデムバーコードの幾つかの挿入部位を探究した。一連の構築物を遺伝子操作して、CAG9プラスミドのAAVイントロンにバーコードを挿入した(図60A)。AAVイントロンはウイルス産生中にスプライシングされるため、バーコードの存在は、収量に対して最小限の影響しか及ぼさないはずである。逆に、AAVスプライシングはヘルパー機能の非存在下では非常に非効果的であるため(モウら(Mouw et al.),2000)、バーコード配列は、動物組織から回収されるRNAに保存されることになる。pHelperプラスミドおよびpREP3stopプラスミドをそれらに共トランスフェクトすることにより、高力価のAAV子孫を産生する能力について、すべてのイントロンバーコード構築物を試験した。すべての構築物は、非バーコード化CAG9ウイルスの50%~80%に及ぶ高力価AAV産生を可能にした(図60B)。
トランスフェクト細胞のRNAスプライシング分析は、AAVイントロンスプライシングの割合が構築物間でわずかに異なり、スプライスドナーの下流の保存された介在配列後にイントロンバーコードを挿入すると、より効率的であったことを示した(図58C、上段パネル)。
グロビンイントロンスプライシングは、すべての試験条件で100%有効だった(図60C、下段パネル)。予想通り、ヘルパー機能の非存在下では、AAVイントロンスプライシングはほとんど検出不能だった。
カプシド終止コドンとポリアデニル化シグナルとの間にタンデムバーコードが配置された代替的プラットフォームを試験した(図59B)。3’バーコード化構築物により生み出された力価は、非バーコード化CAG9構築物と同一だった。
全体として、完全長カプシドの外部バーコード付与は、高度に効率的なAAV産生を可能にし、新規のタンデムバーコードプラットフォームは、ライブラリー調製物からのNGS駆動性配列特異的回収を高い信頼性で可能にする。
引用文献

Claims (32)

  1. バリアントアデノ随伴ウイルス(AAVカプシドポリペプチドをコードするAAVベクターライブラリーを生成するための方法であって、
    (a)第1の核酸および第2の核酸を提供する工程であって、前記第1の核酸が、P40プロモーターと、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でカプシドmRNA発現を駆動させる細胞タイプ特異的プロモーターとを含み、前記第2の核酸が、2、3、4、5、6、7、8、もしくは9つの連続アミノ酸のランダム化配列の領域を有する複数のカプシドポリペプチドをコードする、工程と;
    (b)前記第1の核酸および第2の核酸を、前記AAVベクターライブラリーを生成するために適した条件下でクローニングする工程
    を備える方法。
  2. 前記細胞タイプ特異的プロモーターが、血液細胞特異的プロモーター、目特異的プロモーター、心臓特異的プロモーター、筋肉特異的プロモーター、腎臓特異的プロモーター、肺特異的プロモーター、脾臓特異的プロモーター、脈管構造特異的プロモーター、ニューロン特異的プロモーター、またはアストロサイト特異的プロモーターである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記細胞タイプ特異的プロモーターが、シナプシンプロモーターである、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記細胞タイプ特異的プロモーターが、GFAPプロモーターである、請求項1または2に記載の方法。
  5. 前記P40プロモーターおよび前記細胞タイプ特異的プロモーターが、前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードする導入遺伝子の上流に位置する、請求項1~のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ランダム化配列の領域が、4、5、6、7、8、または9つの連続アミノ酸のペプチドインサートを含む、請求項1~のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記インサートが、親AAVカプシドポリペプチドの超可変領域に存在する、請求項に記載の方法。
  8. 前記インサートが、親AAVカプシドポリペプチドのループIV、ループVIII、またはループIVおよびループVIIIの両方に存在する、請求項またはに記載の方法。
  9. 前記インサートが、
    (i)親配列の452~458位から選択された位置の直後;および/または
    (ii)親配列の586~592位から選択された位置の直後
    に存在する、請求項のいずれか一項に記載の方法。
  10. 親AAVカプシドポリペプチドが、AAV9カプシドポリペプチド、またはAAV5カプシドポリペプチドを含む、請求項1~のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記方法が、
    (c)前記AAVベクターライブラリーを含む複数のAAV粒子を生成する工程をさらに含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記方法が、
    (d)前記AAV粒子を、マウスまたは非ヒト霊長類(NHP)に投与する工程をさらに含む、請求項11に記載の方法。
  13. 記粒子が静脈内投与される、
    請求項12に記載の方法。
  14. 前記方法が、
    (e)前記マウスまたはNHPから、標的細胞または組織をコレクションおよび/または単離する工程をさらに含む、請求項12または13に記載の方法。
  15. 前記標的細胞または組織が、前記粒子の投与の4週間後にコレクションされる、請求項14に記載の方法。
  16. 前記方法が、
    (f)前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするRNAおよび/またはアンチセンスRNAを前記標的細胞または組織から回収する工程をさらに含む、請求項15に記載の方法。
  17. 前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードする前記RNAが、富化および/またはcDNAに逆転写される、請求項16に記載の方法。
  18. 前記cDNAが、増幅される、請求項17に記載の方法。
  19. 前記方法が、
    (g)前記バリアントAAVカプシドポリペプチドの配列を決定する工程をさらに備える、請求項1618のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記方法が、
    (h)標的細胞または組織における前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするDNAの量、または前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするRNAの量を決定する工程をさらに含む、請求項19に記載の方法。
  21. 前記方法が、工程(a)~(h)をさらに繰り返す、請求項20に記載の方法。
  22. 前記コードされた前記バリアントAAVカプシドポリペプチドが、以下の特性:
    (i)親カプシドポリペプチドと比較して、中枢神経系(CNS)の細胞に対する標的細胞形質導入または標的細胞特異性が増加する特性;
    (ii)親カプシドポリペプチドと比較して、脳の形質導入が増加する特性であって、前記形質導入のレベルが、前記親カプシドポリペプチドよりも、少なくとも10倍高い、特性;
    (iii)親カプシドポリペプチドと比較して、脊髄の形質導入が増加する特性であって、前記形質導入のレベルが、前記親カプシドポリペプチドよりも、少なくとも10倍高い、特性;
    (iv)親カプシドポリペプチドと比較して、脳へのウイルスゲノムの送達レベルが増加する特性であって、前記ウイルスゲノムのレベルが、前記親カプシドポリペプチドよりも、少なくとも40倍増加する、特性;および/または
    (v)親カプシドポリペプチドと比較して、脊髄へのウイルスゲノムの送達レベルが増加する特性であって、前記ウイルスゲノムのレベルが、前記親カプシドポリペプチドよりも、少なくとも35倍増加する、特性、
    の1つ、2つ、3つ、4つ、またはすべてを示す、請求項1~21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記標的細胞が、神経細胞、神経幹細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア細胞、網膜細胞、腫瘍細胞、造血幹細胞、インスリン産生ベータ細胞、肺上皮細胞、内皮細胞、肝臟細胞、骨格筋細胞、筋幹細胞、筋サテライト細胞、および/または心筋細胞である、請求項1422のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記標的組織が、CNS組織、末梢神経系(PNS組織、および/または末梢組織である、請求項1422のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記CNS組織が、脳組織、脊髄組織、および/または後根神経節組織である、請求項24に記載の方法。
  26. 前記脳組織が、皮質組織、前頭皮質組織、頭頂皮質組織、後頭皮質組織、側頭皮質組織、視床組織、視床下部組織、線条体組織、被殻組織、尾状核組織、海馬組織、嗅内組織皮質組織、大脳基底核組織、および/または深部小脳核組織である、請求項25に記載の方法。
  27. 前記末梢組織が、筋肉組織、肝臓組織、心臓組織、腓腹筋組織、ヒラメ筋組織、膵臓組織、腎臓組織、脾臓組織、肺組織、副腎組織、胃組織、坐骨神経組織、伏在神経組織、甲状腺組織、目組織、下垂体組織、骨格筋組織、結腸組織、十二指腸組織、回腸組織、空腸組織、脚の皮膚組織、上頸神経節組織、膀胱組織、卵巣組織、子宮組織、前立腺組織、および/または精巣組織である、請求項24に記載の方法。
  28. 前記AAVベクターライブラリーのベクターが、順に、
    (i)第1の逆位末端反復配列(ITR)、
    (ii)前記細胞タイプ特異的プロモーター、
    (iii)前記P40プロモーター、
    (iv)前記2、3、4、5、6、7、8、もしくは9つの連続アミノ酸のランダム化配列の領域を含む前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードする導入遺伝子、
    (v)ポリアデニル化(ポリA配列領域、および
    (vi)第2のITR
    を含む、請求項1~27のいずれか一項に記載の方法。
  29. アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターライブラリーであって、前記ライブラリーの各ベクターが、
    (a)P40プロモーターと、ヘルパーウイルス共感染の非存在下でカプシドmRNA発現を駆動させる細胞タイプまたは組織特異的なプロモーターとを含むとともに、
    (b)2、3、4、5、6、7、8、もしくは9つの連続アミノ酸のランダム化配列の領域を有するカプシドポリペプチドをコードする、AAVベクターライブラリー。
  30. 複数のバリアントアデノ随伴ウイルス(AAVカプシドポリペプチドを生成するための方法であって、
    (a)AAVベクターライブラリーを含む複数のAAV粒子を提供する工程であって、前記AAVベクターライブラリーが、P40プロモーターと細胞タイプ特異的プロモーターとを含む核酸を含み、前記核酸が、2、3、4、5、6、7、8、もしくは9つの連続アミノ酸のランダム化配列の領域を有する複数のカプシドポリペプチドをコードする、工程;
    (b)前記AAV粒子を、マウスまたは非ヒト霊長類(NHP)に静脈内投与する工程;
    (c)標的細胞または組織から前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするRNAおよび/またはアンチセンスRNAを回収する工程;
    (d)前記バリアントAAVカプシドポリペプチドの配列を決定する工程;および
    (e)標的細胞または組織における前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするDNAの量、または前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードするRNAの量を決定する工程;
    を含み、
    前記方法が、ヘルパーウイルスの非存在下で行われ、
    それにより、前記複数のバリアントAAVカプシドポリペプチドを生成する、方法。
  31. 前記細胞タイプ特異的プロモーターが、シナプシンプロモーターもしくはGFAPプロモーターである、請求項30に記載の方法。
  32. 前記P40プロモーターが、前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードする導入遺伝子の上流に位置し、前記細胞タイプ特異的プロモーターが、前記バリアントAAVカプシドポリペプチドをコードする前記導入遺伝子の下流に位置する、請求項1に記載の方法。
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