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JP2022515124A - 免疫療法および組成物 - Google Patents

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JP2022515124A JP2021535206A JP2021535206A JP2022515124A JP 2022515124 A JP2022515124 A JP 2022515124A JP 2021535206 A JP2021535206 A JP 2021535206A JP 2021535206 A JP2021535206 A JP 2021535206A JP 2022515124 A JP2022515124 A JP 2022515124A
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Abstract

本発明は、改善された機能を有する免疫制御性T細胞(Treg)を、対象に投与することを含む、免疫療法に関する。本発明はまた、改善された機能を有する改変Tregsと、それを含む医薬組成物とにも関する。本発明の改良されたTregは、改善された機能の中でも特に、増加された腸管ホーミング能力を有する。本発明の方法および組成物は、免疫介在性の腸管障害の治療に特に有用である。【選択図】なし

Description

技術分野
本発明は、改善された機能を有する免疫制御性T細胞(Treg)を、それを必要とする対象に投与することを含む、免疫療法に関する。本発明はまた、エクスビボ(生体外)で増殖され改変されたTregsであって改善された機能を有するTregsと、それを含む医薬組成物とにも関する。本発明の改良されたTregは、改善された機能の中でも特に、増加された腸管ホーミング能力を有する。本発明の方法および組成物は、免疫介在性の腸管障害の治療に特に有用である。
背景
制御性T細胞(Treg)は、免疫系の他の細胞を抑制または制御する役割を担うT細胞である。Tregは、自己および異種の粒子(抗原)に対する免疫応答をコントロールするうえで重要であり、自己免疫疾患の予防を助ける。
クローン病(CD)は、治療法が無く、重篤な病状になる、慢性的な免疫介在性の炎症性腸疾患(IBD)である。治療がめざすものには、症状の改善や、粘膜の治療などがある。しかしながら、現在行うことのできる治療に対する患者の多くの応答は、最適状態に及ばない。このことは、医療のニーズが全く満たされていないことを表している。炎症性の腸疾患の発病にTregの機能の欠陥を関連付ける、明らかな証拠が、遺伝子の研究と、機能の研究との両方から出されている1-4
腸の恒常性を維持するか、または喪失するかは、自己免疫と移植拒絶反応に関与するとされてきた、炎症性エフェクターT細胞(Teff)と、Tregの集団との間のバランスにかかっている5-7
Tregは、強力な免疫抑制作用を有するCD4T細胞の、一意的なサブセットである。それらは、マスター転写制御因子FOXP3と、鍵となる表面マーカーの一群との発現により定義される8-10。Tregは、免疫介在性の病理の制限に寄与しており、機能的Tregを持たないマウスやヒトは、慢性的な炎症性腸炎(IPEX症候群)など、深刻な多系統炎症障害を発症する11
IBDの治療における近年の進歩は、T細胞のトラフィッキングに焦点が当てられ、腸管特異的なトラフィッキング分子インテグリンα4β7を遮断することによって、炎症を起こしている腸管からエフェクターT細胞をそらすことに、特に焦点が当てられている17。この治療の効能は、リンパ球を炎症を起こしている腸管へトラフィッキングすることが、CDの発病における重要なステップであることを示唆している。最近の報告では、CD患者におけるTregトラフィッキングに欠陥がないこと18、健康なコントロール(HC)と比較してかなり多数のCD4FOXP3細胞がCD患者の粘膜固有層にある19ことが示唆されている。ただし、粘膜固有層にあるTregが局所的に誘発されて、炎症促進性条件のもとでIL17分泌能力を発揮することができ、これがその抑制能力を減少させうる、という仮説を支持する、無視できない証拠が存在する20、21
CD患者の末梢血(PB)から精製されたTregは、自己反応性のT細胞の表現型および増殖の両方を制御することにおいて、重要な役割を果たす22。レチノイン酸(RA)が主要な腸管ホーミングインテグリンα4β7の発現を調整し、以前から、RAがT細胞分化系列決定の安定性を制御するメカニズムが定義されてきた23。また、インビトロ(試験管内)培養後に、正常な(HC)Treg上で、RAがα4β7の発現を誘導できることが示されてきた13
RAは、インテグリンα4β7の発現の誘発に効果的であり、Treg抑制能力の改善に効果があると示唆されてきた24。しかしながら、Tregに対する全トランス型レチノイン酸(ATRA)の安定化効果は、一過的であり血清依存的であるとわかっており、レチノイン酸の、Tregを炎症促進性表現型へも偏らせる能力についての懸念がある25。さらに、ATRAは同様の親和性を有するレチノイン酸受容体(RARα、RARβ、RARγ)に結合し、このリガンドの存在下でのそれらの活性化は、比較的に非選択的である26。したがって、RARやRXRはすべて、細胞内で活性化され、そのなかには、利に反するオフターゲット効果に関連しうるものがある。
IBDや他の免疫介在性の腸管障害のために現在利用可能な治療に対して、応答が最適状態に及ばないことを考えると、医療のニーズには、まだ満たされていないものがあるということだ。
発明の概要
本発明は、改善された機能を有する制御性T細胞(Tregs)を作製する方法を提供し、前記方法は、免疫介在性の腸管障害を有する対象由来のTregを、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接触させることを含む。
また、エクスビボ増殖させたTregであって、それを必要とする対象に投与する前に少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に前もって接触させ、コントロールと比較して腸管ホーミングの能力が増加し、および/またはコントロールと比較して腸管ホーミング分子の発現が変更されているTregを提供する。前記Tregは、場合によっては、本発明の方法によって得られたか、または得られることが可能であってもよい。
改善されたTreg機能は、増加した腸管ホーミング能力、および/または向上したTreg保持力、および/または増加した力価(potency)、および/またはTregを炎症促進性表現型へ偏らせない(Tregs are not skewed towards a pro-inflammatory phenotype)こと、という形態であってもよい。
本発明はまた、コントロールと比較して腸管ホーミング分子の発現が変更されている、改変Tregを提供する。
また、エクスビボ増殖されたTreg、および/または改変Tregを含む医薬組成物が提供される。
本発明はまた、免疫介在性の腸管障害の症状や進行を治療、改善、または予防する方法を提供し、前記方法は、免疫介在性の腸管障害がある対象から事前に取得したTregを、治療の必要な同じまたは別の対象へ導入する前に、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接触させることを含む。前記治療方法は、また、免疫介在性の腸管障害を有する対象に、エクスビボ増殖させた、および/または改変されたTreg、またはそれを含む医薬組成物を投与することを含んでもよい。
本発明はまた、免疫介在性の腸管障害の治療に使用するための、改善された機能を有する、エクスビボ増殖させたTregおよび/または改変Treg、および/またはRARαアゴニスト、その機能的類似体および誘導体を提供する。
本発明はまた、エクスビボ増殖させたTregの産生に使用するための、培養および/または増殖の培地であって、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体を含む培地を提供する。
詳細な説明
本発明の第一の態様によると、改善された機能を有する制御性T細胞(Treg)を作製する方法であって、免疫介在性の腸管障害がある対象由来のTregを、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接触させることを含む、方法を提供する。
本発明の前記方法は、培養および/または増殖の培地が、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体を含むこと以外の、Tregの単離、培養、増殖、および患者への輸液のための公知の方法を含む。
前記方法の第一の工程は、免疫介在性の腸管障害を有する対象から、生体試料を取得することを含む。Tregは、適切な生体試料から得られてもよい。生体試料は特に限定されず、末梢血、胸腺、リンパ節、脾臓、骨髄などがあり、天然のTreg(nTreg)細胞や末梢で生成、誘導されたTreg(iTreg)細胞であってもよく、これらは抗原刺激やTGF-βのようなサイトカインで誘導されてもよい。
前記免疫介在性の腸管障害は、クローン病(CD)および/または潰瘍性大腸炎(UC)などの、炎症性腸疾患(IBD)から選択されてもよいが、これらに限定されるわけではない。前記免疫介在性の腸管障害は、セリアック病;自己免疫性胃炎;チェックポイント関連の大腸炎(チェックポイント阻害剤(抗CTLA4、および/または抗PD1/PDL1/Lなど)で治療した固形癌のための治療に関連する大腸炎などの大腸炎;治療抵抗性の大腸炎(たとえば、クロストリジウム・ディフィシルなどの細菌による));腸管が関係する移植片体宿主病(GvHD)などから選択されてもよいが、これらに限定されるわけではない。
好適には、Tregは、対象から得られた末梢血単核細胞(PBMC)から単離される。好適には、対象は哺乳動物である。好ましくは、免疫介在性の腸管障害を有するヒトである。好適には、前記細胞は、対象に適合しているか、または対象自身のものである。好適な実施形態において、Tregは、対象から得られた末梢血単核細胞(PBMC)から単離され、治療される対象に適合しているか、または、対象自身のものである。
本明細書において、Tregという用語は、免疫抑制機能を有するT細胞のことである。好適には、生体試料から単離されるTregは、マーカーCD4、CD25、およびFOXP3(CD4+CD25+FOXP3+)を発現するT細胞である。「FOXP3」は、フォークヘッドボックスP3タンパク質の略称である。FOXP3は、転写因子のFOXタンパク質ファミリーのメンバーであり、制御性T細胞の発生と機能において調節経路のマスターレギュレーターとして機能する。
好適には、Tregは、表面タンパク質CD127の非存在下でまたは低レベルで発現した表面タンパク質CD127と組み合わせて、細胞表面マーカーCD4およびCD25を使用して同定してもよい(CD4+CD25+CD127-またはCD4+CD25+CD127low)。
Tregは、CD4+CD25+FOXP3+ T細胞であってもよい。
Tregは、CD4+CD25+CD127-/low T細胞であってもよい。
Tregは、CD4+CD25+FOXP3+CD127-/low T細胞であってもよい。
Tregは、CD4+CD25+CD127-CD45RA+ T細胞であってもよい。
Tregは、CD4+CD25+CD127lowCD45RA+ T細胞であってもよい。
Tregは、CD4+CD25+CD127lowCD45RA-CD45RO+ T細胞であってもよい。
Tregは、CD4+CD25+CD127lowCD45RA+CD45RO+ T細胞であってもよい。
好適には、Tregは、天然Tregであってもよい。本明細書において、「天然Treg」という用語は、胸腺由来Tregという意味である。
天然Tregは、CD4+CD25+FOXP3+ヘリオス+ニューロピリン1+である。iTregと比較して、nTregは、PD-1(プログラム細胞死-1、pdcd1)、ニューロピリン1(Nrp1)、ヘリオス(Ikzf2)、およびCD73を高発現する。nTregは、ヘリオスタンパク質またはニューロピリン1(Nrp1)の発現にそれぞれ基づいて、iTregsから区別してもよい。
さらに、好適なTregの例としては、Tr1細胞(Foxp3を発現せず、高いIL-10生産性を有する);CD8+FOXP3+ T細胞;および、γδFOXP3+ T細胞が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これに対して、エフェクターT細胞(Teff)は、たとえば次のように識別される。
CD4+CD25-FOXP3-CD127+
簡便な分離技術によるフローサイトメトリーなど、Treg特異的な細胞マーカーに基づく、なんらかの従来技術やセルソーティング技術を使用して、Tregを単離/精製してもよく、その例のひとつは蛍光活性化細胞選別(FACS)である。市販のキットが、かかる単離および精製のために使用でき、たとえばMiltenyi Treg kit with Auotmacs、ClinMACSなどがあるが、これらに限定されるわけではない。
このように取得されたTregは、少なくとも一つのRARαアゴニストの存在下でエクスビボ培養され増殖される。Treg増殖プロトコルで使用されてもよい別の成分としては、ラパマイシン、TGFβ、インターロイキン(IL-2、またはIL-15など)、抗CD3および/または抗CD28などのアクチベーターなどがあるが、これらに限定されるわけではない。本明細書において、「アクチベーター」は、細胞を刺激し、細胞を増殖させる。好ましくは、前記インターロイキンは、インターロイキン-2(IL-2)であり、高用量で存在し、IL-2はTregの恒常性(産生、増殖、生存)、およびその抑制機能と表現型の安定性に重要である。好ましくは、Tregは、少なくとも一つのRARαアゴニスト、ラパマイシン、およびIL-2(高用量)の存在下でエクスビボ培養され増殖される。
「RARαアゴニスト」という用語は、本明細書における定義としては、RARを活性化させる、または、RARでの活性が増加するようにレチノイン酸を持続させる、薬剤を意味するとされる。これは、受容体と組み合わせられた時に生理反応を起こす物質と、レチノイド(たとえば、レチノイン酸)の異化(または、分解)を防ぎ、レチノイン酸そのものからのシグナルを増加させる物質との両方を含む。非制限的に例を挙げれば、RARαアゴニストは、ATRA、RAR568、AM580、AM80(タミバロテン)、RX-195183、BMS753、BD4、AC-93253、およびAR7があるが、これらに限定されるわけではない。
他にも、RARαアゴニストには、US2012/0149737に記載または定義されているものがあり、他のRARαアゴニストの化学構造の教示および定義について、この参照により本明細書にUS2012/0149737を包含するものとする。
たとえば、RARαアゴニストは、下記式の化合物、またはそれらの製薬上許容される塩を含んでもよい。
Figure 2022515124000001
-Rは、独立して、-X、-R、-O-R、-O-R、-O-R、-O-L-R、-O-RAR、または-O-L-RARであり、
-Rは、独立して、-X、-R、-O-R、-O-R、-O-R、-O-L-R、-O-RAR、または-O-L-RARであり、
-Rは、独立して、-X、-R、-O-R、-O-R、-O-R、-O-L-R、-O-RAR、または-O-L-RARであり、
ただし-R、-R、および-Rは、すべてが-O-Rというわけではなく、
および/または、-Rおよび-R(または-Rおよび-R)は、合わせて、場合によっては置換された5または6員環Rを形成してもよく、
ここで、
各-Xは、独立して-F、-Cl、-Br、または-Iであり、
各-Rは、飽和脂肪族C1-6アルキルであり、
各-Rは、飽和脂肪族C1-6ハロアルキルであり、
各-Rは、飽和C3-7シクロアルキルであり、
各-RARは、フェニルまたはC5-6ヘテロアリールであり、
各-L-は、飽和脂肪族C1-3アルキレンであり、
ここで、
-J-は、-C(=O)-NR-または-NR-C(=O)-であり、
-Rは、独立して-Hまたは-Hまたは-RNNであり、
-RNNは、飽和脂肪族C1-4アルキルであり、
=Y-は、=CR-であり、-Z=は、-CR=であり、
-Rは、-Hであり、
-Rは、独立して-Hまたは-RZZであり、
-RZZは、独立して-F、-Cl、-Br、-I、-OH、飽和脂肪族C1-4アルコキシ、飽和脂肪族C1-4アルキル、または飽和脂肪族C1-4ハロアルキルであり、
=W-は、=CR-であり、
-Rは、-Hであり、
-Rは、独立して-OH、-OR、-NH、-NHRT1、-NRT1T1、または-NRT2T3であり、
-Rは、飽和脂肪族C1-6アルキルであり、
各-RT1は、飽和脂肪族C1-6アルキルであり、
-NRT2T3は、独立してアゼチジノ、ピロリジノ、ピペリジノ(piperidino)、ピペリジノ(piperizino)、N-(C1-3アルキル)ピペリジノ、またはモルフォリノであり、
ただし、場合によっては、前記化合物は、下記化合物、その塩、水和物、および溶媒和物から選択される化合物ではない:
4-(3,5-ジクロロ-4-エトキシ-ベンゾイルアミノ)-安息香酸(PP-02)、および/または
4-(3,5-ジクロロ-4-メトキシ-ベンゾイルアミノ)-安息香酸(PP-03)。
様々な実施形態において、-Rは、-Xまたは-O-Rであってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、-Xまたは-O-Rであってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、-Xまたは-O-Rであってもよい。
様々な実施形態において、-R、-R、および-Rのうちの二つは、それぞれ独立して、-O-Rであり、残りの-R、-R、または-Rは、-Xであってもよい。
様々な実施形態において、-Xは、-Clであってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、メチル、エチル、プロピル(n-プロピルまたはiso-プロピル)、ブチル(n-ブチル、iso-ブチル、sec-ブチルまたはtert-ブチル)、ペンチル(n-ペンチル、iso-ペンチルまたはneo-ペンチル)、またはヘキシルであってもよく、たとえばメチル、エチルまたはプロピル(n-プロピルまたはiso-プロピル)であってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、-Hであってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、-Hであってもよい。また、他の実施形態においては、-Rは、メチル、エチル、プロピル(n-プロピルまたはiso-プロピル)、またはブチル(n-ブチル、iso-ブチル、sec-ブチルまたはtert-ブチル)であってもよく、たとえばメチルまたはエチルであってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、-OHまたは-ORであってもよい。
様々な実施形態において、-Rは、メチル、エチル、プロピル(n-プロピルまたはiso-プロピル)、ブチル(n-ブチル、iso-ブチル、sec-ブチルまたはtert-ブチル)、ペンチル(n-ペンチル、iso-ペンチルまたはneo-ペンチル)、またはヘキシルであってもよく、たとえばメチル、エチルまたはプロピル(n-プロピルまたはiso-プロピル)であってもよい。
好適には、-Rおよび-R(または-Rおよび-R)は、合わせて、5または6員環Rを形成してもよく、場合によっては、1つ以上のヒドロキシルまたは=O基、および/またはC1-6アルキル基、特に、メチル基で置換された5または6員環Rを形成してもよく、場合によっては-Rが、-OHであり、および/または、-Z=が、-CH=であってもよい。
様々な実施形態において、環Rは、6員環であってもよく、場合によっては1つ以上のC1-6アルキル基、たとえばメチル基で置換された6員環であってもよい。
ある実施形態において、前記化合物は下記構造を有していてもよい。
Figure 2022515124000002
または、ある実施形態において、前記化合物は下記構造を有していてもよい。
Figure 2022515124000003
様々な実施形態において、-R、-R、および-Rのうちの二つ(好ましくは-R、および-R)は、それぞれ独立して、-O-Rであり、残りの-R、-R、または-Rは-Xであり、場合によっては、-Rは、-OHであり、および/または、-Z=は、-CRZZであり、-RZZは、飽和脂肪族C1-4アルキル、特にメチルである。
ある実施形態において、前記化合物は下記構造を有していてもよい。
Figure 2022515124000004
いくつかの実施形態において、前記RARαアゴニストは、RARβまたはRARγよりもRARαに対して選択的であり、RARβまたはRARγに対して有意の作用効果が無い。いくつかの実施形態において、前記RARαアゴニストは、RARβまたはRARγよりもRARαに対して選択的であり、RARβまたはRARγよりもRARαに対する選択性が、10倍よりも大きく、20倍よりも大きく、30倍よりも大きく、40倍よりも大きく、50倍よりも大きく、75倍よりも大きく、100倍よりも大きく、150倍よりも大きく、200倍よりも大きく、250倍よりも大きく、300倍よりも大きく、400倍よりも大きく、500倍よりも大きく、600倍よりも大きく、700倍よりも大きく、800倍よりも大きく、900倍よりも大きく、1000倍よりも大きく、1100倍よりも大きく、1200倍よりも大きく、1300倍よりも大きく、1400倍よりも大きく、1500倍よりも大きく、1600倍よりも大きく、1700倍よりも大きく、1800倍よりも大きく、1900倍よりも大きく、2000倍よりも大きく、またはそれよりも大きい。いくつかの例では、RARβまたはRARγに対する影響を合わせたものと比較して、アゴニストの効果の約100%、または少なくとも約99%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、または60%が、RARαに影響する。
RARαアゴニストの機能的類似体は、レチノイド(たとえば、レチノイン酸)の異化(または、分解)を防ぎ、レチノイン酸そのものからのシグナルを増加させる薬剤を含む。このような薬剤は、レチノイン酸の代謝を遮断する薬剤(RAMBA)を含んでもよく、これはレチノイドの異化を阻害する薬物である。
RAMBAは、全トランス型レチノイン酸(All Trans Retinoic Acid(ATRA))の生体内における内在性レベルを一時的に上げる。そうすることで、局所的なレチノイド効果を誘発し、過剰な全身性レチノイド曝露を避け、それによってレチノイン酸アゴニストに関連する毒性の問題のいくつかを回避する。RAMBAは、RARαアゴニストとして作用する。いくつかの実施形態において、RAMBAの例としては、ケトコナゾール、リアロゾール、および/またはタラロゾールなどである。
特に適したRARαアゴニスト、その類似体または誘導体は、Tregにおける腸管ホーミング分子の発現を誘導できるものである。前記腸管ホーミング分子は、好ましくは、インテグリンα4β7および/またはCCR9および/または、RARαによって誘導されるその他の腸管ホーミング分子である。前記RARαアゴニストは、好適には、Treg細胞において腸管ホーミング分子の発現を誘導し、Tregの腸管、腸管組織または腸管細胞へのトラフィッキングを増加させてもよい。RARβまたはRARγよりもRARαに対して選択的なRARアゴニストの使用による腸管ホーミング分子の発現および/またはトラフィッキングの増加は、RARβまたはRARγに対して選択的なRARアゴニストやATRAを使用する場合と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、またはそれより大きくてもよい。適切なRARαアゴニストが呈するその他の特性としては、オフターゲットレチノイド効果の減少、細胞毒性の減少、遺伝毒性の減少、RARβおよびRARγに比べてRARαに対する選択性の増加などがある。
RAR568は、EC50値が0.59nM/L、RARβと比べてRARαに対して290倍の選択性、RARγと比べてRARαに対して13,000倍よりも大きい選択性、という、ヒトRARに対する選択性のプロファイルを示す。
少なくとも一つのRARαアゴニスト、たとえばRAR568は、培養および/または増殖の培地に、好ましくは0.5nM~2nM、好適には1nMの濃度で添加され、好ましくは培養工程の期間中は前記濃度範囲に維持される。前記Tregを、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、8日間、9日間、10日間、11日間、12日間、13日間、14日間、15日間、16日間、17日間、18日間、19日間、20日間、21日間、22日間、23日間、24日間、25日間、26日間、27日間、28日間、29日間、30日間、31日間、32日間、33日間、34日間、35日間、36日間、37日間までのあいだ、好適には5日間、少なくとも一つのRARαアゴニストを添加した培養/増殖培地で培養してもよい。
前記増殖は、少なくとも100倍に増殖するまで行われ、好ましくは1,000倍を超えるまで行われる。前記増殖は、刺激の度合いおよび培養期間に依存する。
本明細書において、「増殖される」とは、細胞または細胞の集団の増殖が誘導されることを意味する。
細胞の集団の増殖は、たとえば、集団に存在する細胞の数をカウントすることにより測定してもよい。
細胞の表現型は、フローサイトメトリーなど当該技術分野で公知の方法によって判定してもよい。
本発明の第一の態様は、したがって、エクスビボ増殖させたTregを作製する方法であって、前記方法は、
(i)免疫介在性の腸管障害を有する対象から、Tregを含む生体試料を取得すること、
(ii)生体試料からTregを単離すること、たとえばセルソーティングを使用して単離すること、
(iii)工程(ii)のTregを増殖することを含み、前記増殖は、少なくとも一つのRARαアゴニストの有効量に前記Tregを接触させ、エクスビボ増殖させたTregを取得することを含む。
本発明の第一の態様による方法によって得られた、前記エクスビボ増殖させたTregは、免疫介在性の腸管障害を患う同一の、または異なる対象に導入されてもよく、場合によっては、前記対象の障害における結果的な改善(resulting improvement)をモニターする、または検出する工程をその後に行ってもよい。
前記RARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体は、前記対象への(再)注入または(再)導入の前に、実質的に除去される。これは、通常の細胞処理で一般的に起こることである。
本発明の第二の態様によると、腸管ホーミング能力が増加し、少なくともひとつのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体と事前に接触させられた、エクスビボ増殖させたTregが提供される。増加した腸管ホーミング能力は、発現の変化、たとえば、α4β7インテグリンおよび/またはCCR9などの腸管ホーミング分子の発現の増加によるものであってもよい。さらに、本発明の方法によって得られたか、または得られることが可能であるエクスビボ増殖させたTreg細胞は、インビトロでもインビボでも優れた腸管ホーミングを示す。このことは、動的インビトロシステムを用い、かつ、ヒトの腸の異種移植片のヒト化異種移植マウスモデルにおいて、本発明者により示された。前記Tregは、場合によっては、本発明の方法によって得られたか、または得られることが可能であってもよい。Tregは、増加した腸管ホーミング能力、α4β7インテグリンおよび/またはCCR9の発現の変化、たとえば増加、および/または向上したTreg保持力、および/または増加した力価を呈してもよい。
本発明は、RARαアゴニストを添加したTregの培養/増殖が、腸管ホーミング分子、特にα4β7インテグリンおよび/またはCCR9の発現を増加させることを示す。腸管ホーミング分子、特にα4β7インテグリンおよび/またはCCR9の発現を増加させる方法としては他に、Tregを改変してα4β7インテグリンおよび/またはCCR9および/またはその他の腸管ホーミング分子を過剰発現させる方法がある。本発明の効果を再現するためのインビボのアプローチとしては、Tregを直接標的にすることが挙げられ、たとえば、選択的にTreg(Teffではなく)を標的とし、かつ、RARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接合してもよい、ナノ粒子や二重特異性抗体を使用して、Tregを直接標的にすることがある。たとえば、Treg特異的な標的(LAG3、GITR、CTLA-4など)に対する抗体は、RARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接合でき、患者に直接投与できる。
本発明の第三の態様によると、腸管ホーミング分子、特にα4β7インテグリンおよび/またはCCR9を(過剰)発現するように改変された、改変Tregが提供される。これらおよびその他の腸管ホーミング分子の配列は、当該技術分野において公知であり、容易に利用できる。たとえば、配列番号1は、インテグリンアルファ4の塩基配列を提供し、配列番号2は、インテグリンアルファ4、アイソフォーム1のアミノ酸配列を提供し、配列番号3は、インテグリンアルファ4、アイソフォーム2のアミノ酸配列を提供し、配列番号4は、インテグリンベータ7の塩基配列を提供し、配列番号5は、インテグリンベータ7、アイソフォーム1のアミノ酸配列を提供し、配列番号6は、インテグリンベータ7、アイソフォーム2のアミノ酸配列を提供し、配列番号7は、CCR9の塩基配列を提供し、配列番号8は、CCR9のアミノ酸配列を提供する。
インテグリンアルファ4およびインテグリンベータ7は、対を成し、ヘテロダイマーα4β7インテグリンを形成する。前記改変Tregsは、α4β7インテグリンおよび/またはCCR9を(過剰)発現するよう改変されており、前述のアミノ酸配列(またはその組み合わせ、たとえばα4β7インテグリンの場合の組み合わせ)のいずれか、または、前述のアミノ酸配列番号について少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%またはそれ以上の配列同一性を有する配列(または、たとえば、α4β7インテグリンの発現のために関連する配列の組み合わせ)を(過剰)発現してもよい。
前記改変Tregは、配列番号1、4、および7(またはその組み合わせ、たとえば塩基配列がα4β7インテグリンをコードしている場合の組み合わせ)のいずれか、または、前述の塩基配列番号について少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%またはそれ以上の配列同一性を有する配列(または、たとえば、塩基配列がα4β7インテグリンをコードしている場合、その組み合わせ)によってコードされているα4β7インテグリンおよび/またはCCR9を、(過剰)発現してもよい。
本明細書において使用される「改変」Tregとは、少なくとも一つの腸管ホーミング分子を含み、過剰発現するよう改変されているTregを意味し、前記分子が、前記Tregに導入され、未改変Tregにおいては自然にはコードされておらず、および/または、内在性腸管ホーミング遺伝子以外の付加的な分子であるようなTregである。
細胞を遺伝子的に操作または改変する方法は、当該技術分野で公知であり、たとえば、細胞の遺伝子組み換え(genetic modification)があり、それはたとえば、レトロウイルス形質導入またはレンチウイルス形質導入などの形質導入、リポフェクション法、ポリエチレングリコール法、リン酸カルシウム法、およびエレクトロポレーション法などの遺伝子導入(DNAまたはRNAの一過性形質転換など)によるものであるが、これらに限定されるわけではない。腸管ホーミング核酸配列をTregに導入するために、いずれかの好適な方法が使用されればよい。前記腸管ホーミング核酸は、配列番号1、4、および7(またはその組み合わせ、たとえば塩基配列がα4β7インテグリンをコードしている場合の組み合わせ)に示されてもよく、または、前述の塩基配列番号について少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%またはそれ以上の配列同一性を有する配列(または、たとえば、塩基配列がα4β7インテグリンをコードしている場合、その組み合わせ)によって示されてもよい。
したがって、腸管ホーミング分子を含み、かつ腸管ホーミング分子を過剰発現または発現するように改変された、改変Tregであって、前述の(過剰)発現が、対応する未改変Tregに比例する、改変Tregが提供される。ウイルスベクターを用いた形質導入や、DNAまたはRNAを用いた遺伝子導入などの多数の手段のうちのひとつによって、腸管ホーミング分子、好ましくはα4β7インテグリンをコードするDNAまたはRNAを導入することにより、本発明の改変Tregが生成されてもよい。本発明の改変Tregは、本明細書において定義されたポリヌクレオチドまたはベクターを未改変Tregに(たとえば、形質導入または遺伝子導入によって)導入することにより、作製される。好適には、前記改変される予定のTregは、免疫介在性の腸管障害を有する対象から単離されたサンプル由来であってもよい。
好適には、改変Tregは、改変されたゲノムを有するTregであり、たとえば形質導入または遺伝子導入により改変されたゲノムを有するTregである。好適には、改変Tregは、レトロウイルス形質導入によって、ゲノム修飾されたTregである。適切には、改変Tregは、レンチウイルス形質導入によって、ゲノム修飾されたTregである。
本明細書において、「導入された」という用語は、外来DNAまたはRNAを細胞に挿入するための方法のことである。本明細書において、「導入された」という用語は、形質導入法および遺伝子導入法の両方を含む。遺伝子導入は、非ウイルス法により核酸を細胞内に導入するプロセスである。形質導入は、ウイルスベクターを介して細胞に外来のDNAまたはRNAを導入するプロセスである。ウイルスベクターを用いた形質導入や、DNAまたはRNAを用いた遺伝子導入などの多数の手段のうちのひとつによって、DNAまたはRNAを導入することにより、本発明に係る改変Tregが生成されてもよい。
腸管ホーミング分子をコードするポリヌクレオチドを導入する前に、または後に、Tregを活性化および/または増殖させてもよい。活性化/増殖が腸管ホーミング分子をTregに導入した後になされる場合、前記増殖/培養培地には、RARαアゴニストを追加しなくてもよく、または、少なくとも同じレベルでなくてもよい。
本発明のポリヌクレオチドは、DNAまたはRNAを含んでもよい。それらは、一本鎖または二本鎖であってもよい。多数の様々なポリヌクレオチドが、遺伝子コードの縮重の結果、同じポリペプチドをコードできるポリヌクレオチドが数多く様々あることを、当業者は理解しているであろう。さらに、当業者が常用手技を使用して、本発明のポリヌクレオチドによりコードされたポリペプチド配列に影響を与えないヌクレオチド置換基を作り、本発明のポリペプチドが発現される特定の宿主個体のコドン使用を反映させてもよいことが、理解されるであろう。
前記ポリヌクレオチドは、当該技術分野で利用可能な任意の方法で改変してもよい。本発明のポリヌクレオチドのインビボ活性を向上し、または寿命を伸ばすために、かかる改変を行ってもよい。
DNAポリヌクレオチドのようなポリヌクレオチドは、遺伝子組換え、合成、または当業者が利用可能な任意の手段によって作成してもよい。標準的な技術でクローニングしてもよい。より長いポリヌクレオチドは、一般的に、組換え手段を使用して、たとえばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)クローニング技術を使用して作製されるだろう。これは、クローニングしたい標的配列に隣接する一対のプライマー(たとえば、ヌクレオチドが約15~30個のもの)を作り、前記プライマーを動物またはヒトの細胞から得られたmRNAまたはcDNAと接触させ、所望の領域の増幅をもたらすような条件でポリメラーゼ連鎖反応を行い、増幅された断片を単離し(たとえば、アガロースゲルで反応混合物を精製することにより)、増幅されたDNAを回収することを含むだろう。前記プライマーは、増幅されたDNAが好適なベクターにクローニングされるように、適切な制限酵素認識部位を含むように設計されてもよい。
当該ポリヌクレオチドは、選択可能なマーカーをコードする核酸配列を、さらに含んでもよい。好適に選択可能なマーカーは、当該技術分野において周知であり、GFPなどの蛍光蛋白質を含むが、これらに限定されるわけではない。選択可能マーカーをコードする核酸配列は、核酸コンストラクトの形態で腸管ホーミング分子をコードする核酸配列との組み合わせで提供される。かかる核酸コンストラクトは、ベクターに提供されてもよい。
選択可能マーカーを使用することにより、本発明のポリヌクレオチドまたはベクターが(コードされている腸管ホーミング分子が発現するように)正常に導入されているTregを、たとえばフローサイトメトリーなどの一般的な方法を使用して開始細胞集団から選択し単離できるので、選択可能マーカーの使用が有利である。
本発明で使用されるポリヌクレオチドは、コドン最適化されてもよい。コドン最適化は、以前より、WO1999/41397およびWO2001/79518に記載されている。細胞が異なっていれば、特定のコドンの使用も異なる。このコドンバイアスは、細胞タイプにおける特定のtRNAの相対的存在量の偏りに対応している。配列中のコドンを変えて、対応するtRNAの相対的存在量に合うようにコドンを適合させることにより、発現を増加させることが可能である。同様に、対応するtRNAが特定の細胞タイプにおいて少ないとわかっているコドンを故意に選択することによって、発現を減少させることが可能である。このように、翻訳調節の度合いをさらに増やすこともできる。
ベクターは、一つの環境から別の環境へのある実体の移入を可能にする、または容易にするツールである。本発明によれば、例として、組換え核酸技術に使用されるいくつかのベクターは、核酸のセグメント(たとえば、異種cDNAセグメントなどの異種DNAセグメント)などの実体を、標的細胞に移入させることができる。ベクターは、非ウイルス性であってもよいし、ウイルス性であってもよい。組換え核酸技術に使用されるベクターの例としては、プラスミド、mRNA分子(たとえば、インビトロ転写mRNA)、染色体、人工染色体およびウイルスが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ベクターはまた、たとえば、ネイキッド核酸(たとえば、DNA)であってもよい。最も単純な形態では、ベクターそれ自体が、目的のヌクレオチドであってもよい。
本発明で使用されるベクターは、たとえば、プラスミド、mRNA、またはウイルスベクターであってもよく、ポリヌクレオチドの発現のためのプロモーター、場合によってはそのプロモーターのレギュレーターを含んでもよい。
本発明のポリヌクレオチドを含むベクターを、形質転換や形質導入など、当該技術分野で公知の様々な技術を使用して細胞に導入してもよい。いくつかの技術が、当該技術分野で公知である。たとえば、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ関連ウイルスベクター、バキュロウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクターなどの組換えウイルスベクターを使用した感染、核酸の直接注入や、遺伝子銃形質転換である。
非ウイルス送達システムには、DNA導入法などがあるが、これらに限定されるわけではない。なお、遺伝子導入は、遺伝子を標的細胞へ送達するための非ウイルスベクターを使用したプロセスを含む。
典型的な遺伝子導入法としては、エレクトロポレーション、DNA遺伝子銃、脂質媒介トランスフェクション、圧縮DNA媒介トランスフェクション、リポソーム法、イムノリポソーム法、リポフェクション法、カチオン性薬剤媒介トランスフェクション、カチオン性表面両親媒性物質法(CFAs)(Nat. Biotechnol.(1996) 14: 556)、および、これらの組み合わせがある。
腸管ホーミング分子を過剰発現させるためにTregを改変する他の方法には、遺伝子編集のアプローチ(CRISPRなど)がある。当該技術分野では、核酸を編集するための様々な方法が知られており、たとえば遺伝子ノックアウトや、遺伝子発現を下方制御させることなどがある。たとえば、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、メガヌクレアーゼ、またはそれらの組み合わせなど、様々なヌクレアーゼシステムを核酸の編集に使用することが当該技術分野で知られており、それを本発明で使用してもよい。近年、ゲノム編集には、Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats(CRSPR)/CRISPR関連(Cas)(CRISPR/Cas)ヌクレアーゼシステムがさらに一般的に使用されるようになっている。前記CRISPR/Casシステムは、たとえばWO2013/176772、WO2014/093635、およびWO2014/089290に詳述されている。T細胞にそれを使用することは、WO2014/191518に提案されている。
変異体の(ノックアウト、ノックイン、または遺伝子置換された)細胞株の生成の時間制限要因は、CRISPR/Cas9プラットフォームの開発の前のクローンスクリーニングと選択であった。本明細書における「CRISPR/Cas9プラットフォーム」という用語は、Cas9への結合部位を有するガイドRNA(gRNA)配列と、改変すべき領域に特異的な標的配列とを含む、遺伝子工学ツールを言う。Cas9はgRNAに結合して、標的領域に結合して切断するリボ核タンパク質を形成する。CRISPR/Cas9の前に、哺乳類ゲノム編集を多重化できるが、特定の変異、導入遺伝子挿入、または遺伝子欠失の選択には、抗生物質耐性マーカーまたは手の係るPCRに基づくスクリーニング方法が必要であった。
CRISPR/Cas9プラットフォーム(タイプII CRISPR/Casシステムのもの)に加えて、タイプI CRISPR/Casシステム、タイプIII CRISPR/Casシステム、タイプV CRISPR/Casシステムなど、代替のシステムがある。様々なCRISPR/Cas9システムが開示されているが、そのうちのいくつかを挙げるとすると、ストレプトコッカス・ピオゲネスCas9(SpCas9)、ストレプトコッカス・サーモフィラスCas9(StCas9)、カンピロバクター・ジェジュニCas9(CjCas9)、およびナイセリア・シネレアCas9(NcCas9)がある。Casシステムのかわりに使用できるものとしては、フランシセラ・ノビサイダCpf1(FnCpf1)、アシダミノコッカス属Cpf1(AsCpf1)、およびラクノスピラ属ND2006Cpf1(LbCpf1)システムがある。上記のCRISPRシステムのいずれも、改変Tregを生成するために本発明の方法に使用してもよい。
標的遺伝子は、たとえば上記の方法を使用して、前記標的遺伝子内で一つ以上のヌクレオチドを欠失させる、挿入する、または置換することにより、前記遺伝子のノックアウトまたは前記遺伝子の発現の下方制御をもたらす編集がなされてもよい。
本発明の前記改変Tregは、有利には、改善された機能を有し、改善された機能はTregの哺乳動物の腸管へのトラフィッキングの改善、および/または向上したTreg保持力、および/または増加した力価により明示されてもよい。a4b7もまた、腸管のT細胞についての保持シグナルであり、有利には、トラフィッキングの増加のみならず、保持力の増加ももたらす。増加した力価は、たとえば炎症を起こしている粘膜内に、Tregを適切に位置づけた結果であってもよい。
本発明の第四の態様によると、免疫介在性の腸管障害の治療、改善または予防のための、改変された、および/またはエクスビボ増殖させたTregを含む医薬組成物が提供され、前記障害は本明細書において定義されている。
医薬組成物は、治療上有効量の医薬的に活性な薬剤を含む、またはそれから成る、組成物であり、医薬的に活性な薬剤とは、本明細書において、改変された、および/またはエクスビボ増殖させたTregである。好ましくは、医薬組成物は薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤(それらの組み合わせを含む)を含む。
治療目的の使用のために許容される担体または希釈剤は周知であり、たとえばRemington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co.(A. R. Gennaro編 1985)に記載されている。薬学的担体、賦形剤、または希釈剤の選択は、意図する投与経路と標準的な薬務とを考慮して選択できる。前記医薬組成物は、担体、賦形剤、または希釈剤として、またはそれらに加えて、適した結合剤、滑剤、懸濁化剤、コーティング剤、または可溶化剤を含んでもよい。
薬学的に許容される担体の例としては、たとえば、水、塩類溶液、アルコール、シリコーン、蝋、ワセリン、植物油、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、リポソーム、糖、ゼラチン、ラクトース、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、タルク、界面活性剤、珪酸、粘性パラフィン、香油、脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ジグリセリド、ペトロエスラル脂肪酸エステル、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなどがある。
本発明の第五の態様によると、免疫介在性の腸管障害を治療する方法であって、免疫介在性の腸管障害がある対象から事前に取得したTregを、治療の必要な同じまたは別の対象へ導入する前に、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接触させることを含む方法が提供される。
前記治療方法は、免疫介在性の腸管障害を治療してもよく、その症状を改善してもよく、または、場合によっては免疫介在性の腸管障害を予防してもよい。前記免疫介在性の腸管障害は、炎症性腸疾患(IBD)、特にクローン病(CD)および/または潰瘍性大腸炎(UC)であってもよい。前記免疫介在性の腸管障害は、大腸炎(チェックポイント関連の大腸炎(チェックポイント阻害剤(抗CTLA4、および/または抗PD1/PDL1/Lなど)で治療した固形癌のための治療に関連する大腸炎)や、治療抵抗性のクロストリジウム・ディフィシル関連の大腸炎)、GvHDなど、腸管が関係するものでもよい。
エクスビボ処理以前のTreg細胞は、α4β7Teffの割合が高い(たとえばCDを患う対象において)が、健康体のコントロールにおいては、α4β7TregとTeffとの間に実質的により均等なバランスがある。したがって、本発明は、α4β7TregのレベルとTeffのレベルとがより同等になるようバランスを回復することを目的とする。
疾患治療の方法はまた、本発明のTreg、エクスビボ増殖させたTregと改変Tregの両方についての治療目的の使用に関する。これに関して、免疫介在性の腸管障害に関連する少なくとも一つの症状を少なくしたり、軽くしたり、または改善するために、および/または前記状態の進行を遅めたり、軽減したり、または遮断したりするために、前記障害を持つ対象に、前記細胞を投与してもよい。
疾患を予防するための方法は、本発明のエクスビボ増殖させたTregまたは改変Treg細胞を予防目的で使用することに関連する。これに関して、まだ罹患していない、および/または疾患の症状を示していない対象に対して、前記疾患を予防したり、またはその原因を減じたり、前記疾患に関連する少なくとも一つの症状を軽くしたり、または予防したりするために、前記Tregを投与してもよい。対象は、前記疾患にかかりやすい体質であること、または、前記疾患を発症する危険性を教示されているかもしれない。かかる予防目的の使用は、大腸炎(チェックポイント関連の大腸炎(チェックポイント阻害剤(抗CTLA4、および/または抗PD1/PDL1/Lなど)で治療した固形癌のための治療に関連する大腸炎)や、治療抵抗性のクロストリジウム・ディフィシル関連の大腸炎)、腸管が関係するGvHDなどを予防するのに特に適していてもよい。
好適には、本発明の治療方法は、本発明に係る、または本発明に係る方法により取得可能な(たとえば、取得された)、エクスビボ増殖させたTregおよび/または改変Tregおよび/または医薬組成物、または腸管ホーミング分子を含み(過剰)発現できる(たとえば、上述の医薬組成物中の)ポリヌクレオチドまたはベクターを、対象に投与する工程を含んでいてもよい。
本発明の第六の態様によると、本明細書において定義されているような、免疫介在性の腸管障害の治療、改善または予防に使用されるための、本発明にかかるエクスビボ増殖させたTreg、改変Treg、医薬組成物、RARαアゴニストおよびその類似体と誘導体、が提供される。
本発明はまた、本明細書において定義されているような、免疫介在性の腸管障害の治療、改善または予防のための薬品の製造における、本発明にかかるエクスビボ増殖させたTreg、改変Treg、医薬組成物、RARαアゴニストおよびその類似体と誘導体の使用を提供する。
本発明の第七の態様によると、エクスビボ増殖させたTregの産生に使用するための、培養および/または増殖の培地であって、少なくとも一つのRARαアゴニスト、またはその機能的類似体または誘導体を含む培地が提供される。前記RARαアゴニストまたはその機能的類似体または誘導体は、本明細書において定義されるとおりである。
本明細書および請求の範囲全体で、「含む(comprise, contain)」という語句およびその変形、たとえばcomprisingやcomprisesは、「含むが、それに限定されるわけではない」ことを意味し、他の構成部分、数値(integer)、または工程を除外するものではない。
さらに、文脈上別段の解釈を必要としない限り、単数は複数の場合も含む。特に、不定冠詞が使用される場合、文脈上別段の解釈を必要としない限り、単数と同様に複数も予期していると明細書は理解されるべきである。本発明の各態様の好ましい特徴は、他の態様のいずれかと関連して記載されている通りであってもよい。本願の範囲内において、先行する段落、請求の範囲、および/または下記の記載および図面に記載されている様々な態様、実施形態、実施例および変形例、そして特にその個々の特徴は、独立して、または何らかの組み合わせで理解されてもよいことは明白である。すなわち、すべての実施形態、および/または、いずれかの実施形態の特徴は、かかる特徴が矛盾しない限り、いかようにも、どんな組み合わせであろうと、組み合わせることができる。
図面の簡単な説明
本発明の一つ以上実施形態を、例示として、付随する下記図面を参照しながら説明する。
図1は、CDにおける腸管ホーミング分子の発現を示す。(a)TregおよびTeffの集団と、そのインテグリンβ7の発現とを画定するためのゲーティングストラテジー (b)CD患者の末梢血と結腸における、インテグリンβ7の発現差異。ウィルコクソンマッチドペア符号順位検定を使用して、マッチした値のすべてについて統計的有意性を判定した。全体を通して***p<0.001、**p<0.005、*p<0.05、ns=p>0.05が使用された。(N=63 CD末梢血、N=20 CD結腸)(b)CD患者におけるインテグリンβ7MFIおよびα4β7の発現を、HCと比較した、代表的なフロープロット。 (c)クローン病患者の循環におけるα4β7陽性のTregが、健康なコントロールと比較して、有意に少ない(p=0.006)。両側P値を使用したマン-ホイットニー検定を使用して、すべて不一致の値における有意を判定する。(N=56 CD末梢血, N=41 HC末梢血, N=24活性CD) (d)クローン病患者の粘膜固有層において、Tregよりもα4β7Teffsの割合が高い(p=0.001)。健康なコントロールにおいてα4β7TregとTeffsでは割合に違いがない(N=15 CD結腸, N=16 HC結腸)。 (e)活性クローン病の患者は、健康なコントロールよりも、有意に多くTregを循環させている(p=0.04)。HCと比較して、CDでは循環しているTeffの割合が小さい(p=0.01 HC対活性CD, p=0.03 HC対非活性CD)。(N=64 CD、N=41 HC)(f)HCと比較してCDでは、より大きな割合のTeffで、結腸ホーミングマーカーGPR15が発現している(p=0.04)。(N=64 CD、N=41 HC) (g)Teffと比較して、より高い割合のTregが、小腸ホーミング分子CCR9を発現する(p=0.03 Treg, p=0.0004 Teff)。(N=43 CD、N=37 HC)(h)CDの結腸において、Teffと比較して、より高い割合のTregが、GPR15を発現する(p=0.0039、N=19)。HCと比較して、CDのTeffは、より多くのGPR15を発現する(p=0.02、N=19 CD、N=22 HC)。 図2は、RARαが、インビトロ培養中にα4β7を誘発するのにより効率的であることを示す。(a)単離されたばかりのCD25highCD127lowCD45RATregおよび増殖後のCD25highCD127lowCD45RATregでのα4β7の発現を画定するためのゲーティングストラテジー、 (b)RAR568で処理された培養におけるα4β7の有意で一貫した誘導を示す累積データ、(c)インテグリンβ7の発現を誘導する際、RAR568がより大きい効能を有することを示す用量反応曲線、(d)FOXP3の発現は、標準条件と比較して、レチノイドの存在下で増殖させたTregにおいて変化しない。(e)および(f)は、レチノイドを使用したインビトロの処理が、抑制能力と表現型安定性を維持することを示す。(e)ATRAまたはRAR568の存在下で増殖させた細胞を比較する抑制アッセイ、 (f)レチノイドで処理された細胞が、炎症促進性条件下でその表現型を維持することを示す安定性アッセイ。 図3は、RAR568を使用した処理が、オフターゲットレチノイド効果を減少させることを示す。遺伝子は、2倍以上の増加に上方制御された(p≦0.05)。RAR568またはATRAで処理された細胞をラパマイシンのみで処理された細胞と比較した。遺伝子発現は、RARγ標的遺伝子の公開リストと対比して比較した。(a)ATRAで処理された細胞において炎症促進性T細胞株関連の遺伝子の発現の増加(上パネル)と、RAR568で処理された細胞においてα4のさらに特異的な上方制御とを示す、火山型プロット。 (b)ATRAで処理された細胞におけるRARγ標的遺伝子の発現の増加。 図4は、α4β7の誘導が、インビトロで機能的に適切であることを示す。(a)Rapaのみで処理された細胞と比較して、α4β7リガンドであるMadCAMに曝露した時に、RAR568で処理されたTregのゆっくりとした移動(crawling)、移動(rolling)、付着に、有意の改善があることを示す、インビトロトラフィッキングアッセイ。 (b)N=3トラフィッキングアッセイからの蓄積データ。 図5は、α4β7の誘導が、インビボで機能的に適切であることを示す。(a)実験デザイン:ヒト胎児小腸を移植し、12~16週かけて成熟させた、C.B17 SCIDマウスは、Tregを移入する3日前に、マイコバクテリウム アビウム・パラ結核菌(MAP)でその異種移植片に炎症を誘発させた。ナチュラルキラー(NK)細胞を枯渇させるために、移入2日前に、マウスに抗アシアロGM1抗体を注射する。Treg移入の日に、ラパマイシンのみで、またはRAR568を追加したラパマイシンで、増殖させたTregで、マウスを処理した。循環中のTregを維持するために、Treg移入の日に、rhIL-2 IPを1000IUマウスに投与した。3日間の循環の後、消化された異種移植サンプルにおいてFACSにより、また凍結切片において免疫蛍光法により、CFSE標識されたTregの存在について評価した。 (b)RapaまたはRapa+RAR568で処理された細胞の移入後の異種移植片において、CFSE標識されたヒトTregが存在することを示す、ヒト胎児小腸を異種移植したSCIDマウスへのTreg移入からの代表的なFACSプロット。 (c)二つの独立した実験からの蓄積データ、N=5 Rapa、N=6 Rapa+RAR568(d)炎症を誘発させた異種移植片への、RAR568で処理された細胞のトラフィッキングが増加していることを示す、累積データ。α4β7の誘導が、インビボで機能的に適切である。 (e)コントロール XG,Tregなし(f)Rapa Tregで処理されたマウスからのXG(g)Rapa+RAR568で処理されたマウスからのXG。 図6は、RARαアゴニストAM80、AM580、およびRAR568によって、Treg表面上にインテグリンα4β7を誘導する効果の比較を示す。バルクTreg(CD4+ CD25+ CD127-) Treg(1ウェルにつき50,000個)を、アゴニストの濃度を減らしながらインビトロで増殖させた。培養条件:X-vivo 15中に、2 aCD3/aCD28ビーズ/細胞、1000IU/mL IL-2、0.1nMラパマイシン+アゴニスト。12日間刺激を与えた後、CD4、CD25、CD127、FOXP3、インテグリンa4、インテグリンb7、CD15s、CD161について細胞を染色し、BDsymphonyフローサイトメーターで取得した。データは、FlowJoおよびPrismにて解析した。 図7は、CDおよびHCのサンプルについて、α4β7発現とβ7MFIについてのゲーティングストラテジーを示す。 図7つづき 図8は、腸管ホーミング分子の発現、末梢血中のCCR9の発現に対する、CD疾患の活動性、チオプリン、生物製剤の影響を示す。 図8つづき 図9は、CD62Lの高発現が、増殖に続いて維持され、RAR568の処理によって影響されないことを示す。 図10は、MAdCAM-1でコーティングされたibidiフローチャンバーを使用した、インビトロでの細胞移動実験のための実験準備を示す。 図11は、Rapa TregまたはRapa+RAR568 Tregで治療されたマウスの脾臓からの代表的なプロットを示す。
実施例
下記実施例を参照して本発明を説明する。
材料および方法
患者サンプル
CD PBMCおよび組織サンプルは、ガイズ・アンド・セントトーマスNHS財団で内視鏡検査を受けた患者および外来患者から得た。ヒト血液および組織の収集の倫理的承認は、NRES委員会-ロンドン、リバーサイド(REC参照番号:15/LO/0151)およびガイズ・アンド・セントトーマスNHS財団トラスト研究開発部(研究開発部参照番号:RJ115/N122)から得た。
細胞培養培地および緩衝剤
エクスビボTreg増殖、Tregサイトカインチャレンジ実験、およびTreg抑制アッセイに、「Complete X-VIVO-15」(Lonza, Walkersville, MD)を使用した。これに、100nMまたは10nMのラパマイシンと全トランス型レチノイン酸(ATRA)を2μMまたは1nM、または、ラパマイシンとRAR568を1nM、追加した。
RPMI 1640培地(PAA Laboratories社、オーストリア、パッシング)に、HEPES(10mM, サーモフィッシャー・サイエンティフィック社(ThermoFisher Scientific),ラフバラー、イギリス)、L-グルタミン(2mM)、ペニシリン(100IU/ml)、ストレプトマイシン(100g/ml)、ピルビン酸ナトリウム(1mM)、MEM非必須アミノ酸(0.1mM)、および10%ウシ胎仔血清(すべてPAA)を追加したもので、他の実験を行った。
CD4単離およびセルソーティング
末梢血単核細胞(PBMCs)を、Ficoll-Paqueで単離した。
製造者の指示通りに、MACS富化によりCD4細胞を富化した。
CD4細胞は、CD4CD25highCD127lowCD45RAおよびエフェクターT細胞(CD4CD25)集団に、FACSソーティング(BD FACSAria; BD Biosciences社、ニュージャージー州、フランクリン・レイクス)された。
LPMC単離
CD患者およびHCから収集された結腸生検を、1mM EDTAを含むハンクス平衡塩溶液(HBSS)中で洗浄した。コラゲナーゼIa(シグマ(Sigma)社)、1mg/ml、およびDNAse I(ロシュ(Roche)社)、1μl/mlを使用して、サンプルを消化した。消化の後、100μmの細胞フィルターに細胞を通し、カウントした。
インビトロTreg増殖
FACSでソーティングされたTreg集団を、1×10または0.5×10でX-VIVO-15培地に播き、抗CD3/抗CD28でコーティングしたビーズ(Dynabeads(登録商標)、インビトロジェン(Invitrogen)社、Paisley、UK)で、ビーズ対細胞比1:1で活性化した。ラパマイシンは、培養0日目に、最終濃度100nM/L+/-ATRA 1nM/L又はRAR568 1nM/Lで添加した。次に、培養5日目に、1,000IU/mlの組換えヒトIL-2(rhIL-2)(Proleukin(登録商標)、ノバルティス(Novartis)社、イギリス、キャンバリー)を添加した。10~12日ごとに細胞を再刺激し、計24~30日間かけて増殖させた。培養期間の終了時に、表現型と抑制能力について評価した。
Treg抑制能力の評価
標準的なプロトコルに準拠して、エフェクターT細胞(Teff)を、カルボキシフルオセイン・スクシニミジル・エステル(CFSE、インビトロジェン社)で標識した。リン酸緩衝食塩水(PBS)で細胞を洗浄し、余分なタンパク質を除去した。その後、4分間室温で暗所にて、細胞を1μM/LのCFSE溶液でインキュベートした。その反応を、9mlの完全培地で止めた。
Teffは、ビーズ対Teff比が0.02:1の抗CD3/抗CD28マイクロビーズで活性化された。1×10個のTeffを、Teff単独で、または段階希釈したTregとともに、培養した。Teff対Treg比は、1:1、2:1、4:1、および8:1であった。これは、X-VIVO-15中にて行われ、5日間のインキュベーションの後にフローサイトメトリーにて増殖率について評価した。
増殖の抑制率(S)を、下記式を使用して算出した。
S=100-[(c/d)×100]
上記式において、c は、Treg存在下における、増殖している前駆体の割合であり、dはTreg非存在下における、増殖している前駆体の割合である。
Tregのフローサイトメトリー分析
CDの患者における制御性T細胞の亜型と、腸管ホーミング分子の発現とを評価するために、フローサイトメトリーパネルを設計した。CD4CD25highCD127low集団と、CD45RATreg集団とについて評価する際に、天然の集団に基づいてゲーティングを行った。さらに、腸管ホーミングマーカーおよび転写因子の発現について評価する際のバイアスを最小にするために、行われた各実験において目的の各マーカーに蛍光マイナスワン(FMO)パネルを追加した。
Ibidiフローチャンバー実験
Ibidi(マルティンスリート(Martinsreid)社、ドイツ)μ-スライドVI0.4を、10μg/mlの濃度で、組み換えヒトMAdCAM-1(R&Dシステムズ(R&D Systems)社、米国ミネソタ州、ミネアポリス)でコーティングし、一晩インキュベートした。
二人のCD患者からの細胞を、二つの同等の条件(Rapaと、Rapa+RAR568)下で事前にエクスビボ増殖し、液体窒素で冷凍したものを、解凍して一晩静置した。静置した細胞を、rhCCL25(R&Dシステムズ(R&D systems)社)で活性化し、1dyne/cmの速度で、コーティングされたIbidiフローチャンバーを通過させた。処理ごとに、任意に選択した6箇所の視野から、細胞の総数、ならびに移動した(rolling)細胞の数、付着した細胞の数、およびゆっくりと移動した(crawling)細胞の数を定量化した。
サイトカイン濃度の推定
サイトカイン濃度は、eBioscienceのReady-SET-GoサンドイッチELISAキットを使用して測定した。
炎症促進性条件下のIL-17およびIFNγ産生の評価
エクスビボ増殖させたTregを、1:20の比率でCD3/CD28ビーズを使用して活性化させ、37℃/5%COで、下記サイトカインカクテルを追加したX-VIVOにて10細胞/mlで5日間培養した。A)IL-2(10IU/mL,プロロイキン)(B)IL-2、IL-1(10ng/mL)、IL-6(4ng/mL)および形質転換増殖因子β(TGF-β)(5ng/mL)、IL-21(25ng/mL)、IL-23(25ng/mL)(すべてR&Dシステムズ社)。培養上清IL-17とインターフェロンガンマ(IFNγ)の濃度をELISAで測定した。
C.B-17 SCIDマウス・ヒト腸異種移植モデル
C.B-17 SCIDマウス・ヒト腸異種移植モデルについては前述のとおりである28,29。施設内審査委員会(Institutional Review Board(IRB))および動物実験委員会(Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC))の承認を、将来を見越して得た(動物実験倫理委員会(Ethics Committee for Animal Experimentation)、エルサレム・ヘブライ大学、MD-11-12692-4、およびハダサー大学病院のヘルシンキ委員会、81-23/04/04)。Tregは移入前にCFSE(インビトロジェン社)で、製造者の指示にしたがって標識した。異種移植片(xenografts)は、LPMC消化プロトコルにしたがって処理した。CFSE陽性の細胞を、フローサイトメトリーにより検出した。さらに、CFSE陽性の細胞を、処理された異種移植片からの凍結切片に対する免疫蛍光法により検出した。
免疫蛍光染色
新鮮な異種移植切片を固定しOCTに保存した。固定したクライオスタット片を、20%ウシ胎児血清(FCS)でブロックし、ラット抗ヒトCD45(インビトロジェン社)およびマウス抗ヒトFOXP3(バイオレジェンド(Biolegend)社)で染色し、その後、ロバ抗ラットAF594(インビトロジェン社)およびロバ抗マウスNL637(RnDシステムズ(RnD systems)社)で染色した。Tregの移入を受けていない異種移植片からの切片から、ネガティブコントロールを得た。
統計分析
フローサイトメトリーのデータを、MacOsX用のFlowJo10.4.2で解析した。統計的な分析を、MacOsX用のGraphPad Prism 6.0hで行った。連続的に(ほぼ)対称的に分布した変数については平均値±標準偏差として、また、偏った変数については中央値と四分位範囲として、連続データ(continuous data)が示されている。平均値および/または中央値の比較は、必要に応じて、対応のあるパラメトリック検定と、ノンパラメトリック検定を使用して行った(それぞれ、対応のあるt検定、またはウィルコクソン符号順位検定)。対応する値(matched values)(同じ患者のTregとTeffなど)の比較には、ウィルコクソン・マッチドペア符号順位検定(Wilcoxon matched pairs signed rank test)を使用した。両側P値を有するマン・ホイットニー検定を使用して、対応しない値(CDとHCとの間の比較など)すべてにおいて有意のレベルを判定する。CDグループとHCグループは、年齢と性別で広くマッチした。0.05より小さいp値は、全体で統計的に有意であるとみなされる。
一元配置分散分析(1-way ANOVA)を含むPartek(登録商標)ソフトウエアを使用して、遺伝子アレイ解析を行い、差次的遺伝子発現について評価した。
RNA抽出と遺伝子アレイ
1)Qiagen RNEasyミニ/マクロキットを使用し、製造者の指示にしたがって、RNA抽出を行った。アジレント2100バイオアナライザー(Agilent 2100 Bioanalyzer)を使用してRNAの質について前記サンプルをチェックし、ナノドロップ(Nanodrop、ND-1000、分光光度計)を使用して定量化した。各サンプルの投入量が3ngになるように、QC(RIN>8)を通ったサンプルを選択した。
2)Nugen社の「Ovation Pico WTA System V2」キットを使用して、製造者の指示にしたがってSPIA cDNAを生成した。
3)SPIA cDNAをQCチェックにかけ、次のステージのために、質(アジレント2100バイオアナライザー)と、量(ナノドロップ(Nanodrop、ND-1000、分光光度計))を評価した。
4)SPIA cDNAを断片化し、Nugen社の「Encore Biotin Module」を使用して、製造者の指示にしたがってビオチン標識し、QCチェックを通して断片サイズを評価した(アジレント2100バイオアナライザー)。
6)前記断片化され標識されたcDNAから、Nugen社推奨にしたがってハイブリダイゼーションカクテルを調製し、オーブンで一晩45℃でハイブリダイズした。
7)洗浄プロトコルFS450_0002(GeneChipフルイディクスステーション(Fluidics station)450のHuman Gene 2.0 Arraysに推奨されるAffymetrixプロトコル)を使用して、前記アレイを洗浄し染色した。
8)Affymetrix GeneChipスキャナを使用して、前記アレイをスキャンした。
結果
クローン病(CD)の患者は、腸管に輸送(traffic)するようにライセンス化されたTregの割合がTeffよりも低い
ガイズ・アンド・セントトーマスNHS財団で外来診療、IBD輸液ユニット、または内視鏡検査を受けている64人のCD患者、および41人の健康なコントロール(HC)(過敏性腸症候群(IBS)の管理、または、ポリープの経過観察/陽性の便潜血反応検査のために外来に来る患者)から、末梢血サンプルを採取した。下記表1は、患者の構成の概要を示す。HCは、年齢と性別でマッチさせた。
Figure 2022515124000005
19人のCD患者および22人のHCから結腸生検も得た。PBMCおよびLPMCは、標準Ficoll密度勾配およびDNAse/コラゲナーゼ消化プロトコルをそれぞれ使用して単離した。TregはCD4CD25hiCD127loFOXP3であると識別された。Teffは、CD4CD25CD127FOXP3集団であると識別された(ゲーティングストラテジーを、図1aに示す)。インテグリンβ7を発現した末梢血中のTeffは、Tregと比較して、有意に多かった(27.91±18.19対10.81±7.919、p<0.0001)。β7を発現する細胞の割合が減少したことに加え、また、β7の平均蛍光強度(MFI)により評価されたように、細胞あたりの発現に違いがあった(932±800.7対575.4±509.4、p<0.0001)(図1a:代表的なフロープロット、図1b:サマリーデータ)。同様に、CD患者の粘膜固有層において、Tregに比べてβ7陽性のTeffの割合が有意に大きかった(30.94±26.4対23.75±25.56、=0.0004)。この違いもまた、MFIで評価されたように、Tregにおけるβ7の細胞あたりの発現が減少していることに関連している(p<0.05)(図1b)。HCと比較してCD患者の循環においては、α4β7陽性のTregの割合が低い。図7にα4β7ゲーティングの代表的なフロープロットを示し、サマリーデータを図1cに示す(5.26[3.61-8.73]対6.75[5.25-9.65]、p<0.05)。活動性疾患を有するCD患者のみをHCと比較した場合、その違いはさらに大きい(4.51[3.8-7.05]対6.71[5.1-9.65]、p=0.0063)(図1c)。α4β7である循環しているTregの割合は、チオプリンまたは生物療法による影響を受けなかった(図8)。CDにおける抗α4β7モノクローナル抗体ベドリズマブの有効性を考慮して、HCと比較するために、CD患者の粘膜固有層における制御性T細胞とエフェクターT細胞とのバランスを検証した。CD患者の粘膜固有層にあるα4β7Teffの割合が、Tregに比べて、有意に大きかった(30.94±26.40対23.75±25.56、p=0.0016)(図1d)。HCでは、このような違いが無かった(図1d)。HCと比較して、CD患者の粘膜固有層は、α4β7Tregの割合が有意に増加した(14.2[6.29-30]対6.38[3.62-10.32]、p=0.049)。ただし、HCと比較して、CDにおけるα4β7Teffsの割合はさらに大きいな増加があり、(21.30[14.7-34.1]対5.05[2.76-10.8]、p=0.0002)(図1d)、患部の組織におけるTeffとTregのバランス障害を示唆している。
α4β7である循環しているTregの減少が、単独の悪化なのか、それとも全体的なTregの欠乏の結果なのかを確認するために、CD患者における循環しているTregの割合を解析し、HCのそれと比較した。CD患者とHCとでは、循環しているTregの割合に違いはないことがわかった(7.24[6.00-9.07]対6.52[5.65-7.43]、p=ns)。ただし、CD患者はHCよりも、循環しているTeffの割合が有意に小さかった(90.95[88.20-92.58]対92.2[91.00-93.5]、p<0.05)。CD患者を疾患の活動性に基づいて分けると、活動性疾患の患者は、HCと比較して循環しているTregの割合が有意に高かった(7.43[6.26-9.25]対6.52[5.65-7.44]、p<0.05)(図1e)。このように、α4β7である循環しているTregの減少は、CDにおける全体的なTregの欠乏のためではないと結論付けられる。これらの知見は、CDにおいて循環しているTregの割合が全体的に増加し、疾患が活動性である期間に減少するが、HCの循環しているTregの割合よりは高いままである、という、以前の報告とは逆である19,30,31
この欠乏がα4β7の発現に特異的なのか、それとも他の主要な腸管トラフィッキング分子にも及ぶものなのかを評価するために、CD患者のTregおよびTeff上での腸ホーミングケモカイン受容体GPR15およびCCR9の発現を評価し、HC患者のものと比較した。循環におけるGPR15Tregの割合は、CD患者とHCの間では違いが無かった。ただし、CD患者におけるGPR15である循環しているTeffの割合は、有意に高かった(2.11[0.86-5.93]対1.06[0.43-3.45]、p<0.05)(図1f)。CCR9の発現の評価では、CD患者においてCCR9を発現したTreg(1.82[0.73-4.5]対1.23[0.67-2.09]、p<0.05)およびTeff(1.55[0.43-17.3]対0.49[0.28-1.24]、p=0.0004)が、HCと比較して有意に多いことがわかった(図1g)。また、粘膜固有層におけるGPR15細胞の割合を評価した。CD患者は、Teffよりも、GPR15Tregの割合が高かった(20.37±17.03対12.83±10.77、p=0.0039)。粘膜固有層におけるGPR15Tregの割合は、CD患者とHCでは同様であったが、GPR15Teffの割合に有意の違いがあった(9.61[4.56-18.8]対4.21[3.02-8.27]、p<0.05)。
CDにおける腸管ホーミングTregとTeffのダイナミクスを完全に理解するために、α4β7TregおよびTeffの割合がチオプリンまたは抗TNF治療によって影響されるかどうかを評価した。チオプリンも抗TNF治療も、腸管にトラフィッキングするようにライセンスされたTregまたはTeffの割合に影響を与えているようには見えず(図7)、トラフィッキングと炎症促進性経路とは、機構的に別であることを示唆している。
RAR568は、ATRAよりも、より効率良くかつ強力にα4β7を誘導する
CD患者の粘膜固有層の制御性およびエフェクターT細胞のバランスに対処するために、α4β7の高度な発現により腸管へのトラフィッキングをライセンスされた、自家エクスビボ増殖させたTregの、高度に抑制性の、表現型が安定している集団を開発しようとした。これら細胞は、その後、自家細胞を利用したCDの治療に利用することができうる。α4β7の誘導の際のATRAの影響をRAR568と比較し、CDに対するTreg治療の臨床治験において下流の用途により適した薬剤を判定した。以前に定義したように22、我々の標準的な培養条件はCD4CD25hiCD127loCD45RAナイーブTregのサブセットを使用し、ラパマイシン(RAPA)および高用量のIL-2の存在下で培養をおこなった。標準条件(RAPA)下で培養された細胞と比較して、標準的な培養条件にRAR568を追加して(Rapa+RAR568)培養された細胞は、α4β7を有意に多く発現した(95.9±1.93対5.947±3.18、p<0.0001; ゲーティングストラテジーを図2aに示す)。加えて、RAR568の存在下で培養された細胞は、ATRAの存在下で培養された細胞よりも、より多くのα4β7を累積的に発現した(95.89±1.93対74.21±25.89、p=0.024;図2b)。インテグリンβ7の発現を誘導するRAR568の影響は、ATRAと比較して、はるかに低い濃度で顕著であり(図2c)、RAR568についてはEC50が0.01nM/Lであるのに対し、ATRAについてはEC50が1.5nM/Lであった。重要なことに、RAR568の存在下で培養された細胞についてα4β7の発現の標準偏差は、ATRAの存在下で培養された細胞よりもかなり低かった(1.93対25.89)が、これはこれらの薬剤が細胞療法に使用された場合の下流での質の管理(quality control)と大きな関係がある。CD62Lの発現は、リンパ節へのホーミングおよびインテグリンα4β7とそのMAdCAM-1リガンドとの効果的な相互作用に必要であるが、それはレチノイド処理に左右されず、その後のエクスビボ増殖に維持される(図9)。
RAR568による処理はTreg安定性または抑制能力に影響を及ぼさない
RAR568の存在下での細胞増殖は、高レベルのFOXP3を発現する(96.99%±3.51)。この値は、標準条件下で増殖させた細胞(96.03±6.18)やATRAの存在下で増殖させた細胞(86.15±19.88)と、有意な差があるわけではない(図2d)。しかしながら、ATRAの存在下で増殖させたTreg(40.2~99.7の範囲、SD19.88)は、RAR568の存在下で増殖させたもの(91.5~99.8の範囲、SD3.51)と比較すると、FOXP3の発現レベルの一貫性が低かった。
RAR568の存在下で増殖させた細胞は、もっとも低い用量設定(8:1)においても、高い抑制性をしめした。逆に、ATRAの存在下で増殖させた細胞は、最も低い用量設定では抑制性が低くなった(p<0.005)(図2e)。ATRAまたはRAR568の存在下でエクスビボで増殖させたTregは、炎症促進性サイトカインチャレンジ後にIL-17またはIFNγを産生しなかった(図2f)。
RAR568による処理は、オフターゲットRARγ効果と炎症促進性表現型への偏りを回避する。
Rapa+ATRA、Rapa+RAR568、またはラパマイシンのみの存在下で増殖させた、CD患者からのTregについて、遺伝子発現解析をおこなった(各群においてn=3)。ATRAで処理された細胞と、RAR568で処理されたTregとの主要な違いは、ATRAで処理された群は、ラパマイシンのみのものと比較してCD161の転写産物が有意に増加していることであった(p<0.05)。CD161は以前より、Tヘルパー(Th)17型のTregのマーカーとされている32。これは、RAR568で処理された群では見られなかった。さらに、ATRAで処理されたTregは、STAT4、IL18R1、CD38、およびGPR174の発現が2倍以上に増加していた(p<0.05)(図3a)。ILー18受容体1およびSTAT4は、Th1の分化系列決定とIFNγの産生との要因であり、どちらもGWASにおいてIBD疾患関連の遺伝子多型としてそれぞれ認識されてきた33-36。CD38は、成熟T細胞に関連するマーカーとして識別され、CD38は、増殖が減少する一方で、IFNγのような炎症促進性サイトカインを産生する能力が増加していることを特徴づける37。GPR174のライゲーションは、Tregの蓄積および機能にネガティブな影響を及ぼす38。ATRAで処理された細胞を、RAR568で処理された細胞と比較すると、標準的な経路についての転写産物でははっきりした違いが認められなかった。
オフターゲットRARγ効果を評価するために、RAR568で処理された細胞とATRAで処理された細胞の遺伝子発現プロファイルを、RARγ標的遺伝子の公開されているデータセットと比較した39。94個のRARγ標的遺伝子のうちの11個が、ATRAで処理されたサンプルにおいて上方制御されていた一方、RAR568で処理されたサンプルでは1個だけであった(図3b)。α4β7の誘導に効果があり、オフターゲット効果が無いとすると、細胞療法のためのエクスビボTreg増殖に使用できる薬剤、という、目的となる製品プロフィールをRAR568が満たしている。したがって、機能的なインビトロおよびインビボトラフィッキングアッセイにおいて、CD患者からのTregに対するRAR568のこの効果を調査した。
α4β7の誘導は、インビトロでもインビボでも機能的に適切である。
RAR568によるα4β7発現の誘導発の生理学上の関連性を評価するために、CD患者の処理済および未処理Tregを、MAdCAM-1でコーティングされたフローチャンバーに通した(図10)。前記チャンバーに付着した細胞の総数と、移動(rolling)、付着、およびゆっくりとした移動(crawling)という細胞のステージとを、標準条件下で増殖させた細胞と比較した。RAR568で処理された細胞を前記チャンバーに通した時の細胞総数、および移動の各状況の細胞の数を、標準条件下で増殖させた細胞と比較すると、有意に多かった。細胞移動のステージはすべて、インテグリンα4β7に対するモノクローナル抗体(ベドリズマブ)で処理すると、遮断された(図4)。このことは、α4β7の誘導がインビトロに適しているということのみならず、生理学的せん断流れの条件下でα4β7とMAdCAM-1との相互作用に依存しており、最大の相互作用がRARαの選択的ライゲーションによって誘発されることも、示している。
α4β7の誘導がインビボで機能的に適しているかどうかを評価するために、RAR568で処理された細胞または標準条件下で増殖させた細胞を蛍光標識し、ヒト胎児小腸を異種移植したSCIDマウスに、静脈注射で移入した。マイコバクテリウム・アビウム・パラ結核菌(MAP)により、異種移植片に炎症が誘発された。MAPが異種移植片に侵入して、組織学的にかつ炎症促進性サイトカインの産生により検出可能な炎症を誘発しうることは、以前より示されていた29。実験デザインを図5aに示す。
RAR568で処理された細胞は、標準条件下で増殖させたTregと比較して、Tregの移入後72時間で異種移植片にトラフィッキングする傾向が、有意に高い(p=0.00560;代表的なFACSプロット:図5b、累積データ:図5c)。炎症の存在下では、異種移植片へのTregトラフィッキングにおける違いがさらに増加した。炎症を起こしている異種移植片へトラフィッキングされた、RAR568で処理された細胞は、標準条件下で増殖させたものよりも、有意に増加した(p=0.0095;図5d)。CFSE標識したFOXP3Tregの存在は、RAR568で処理された細胞を移入されたマウスの、炎症を起こしている異種移植片からとった、免疫蛍光標識された凍結切片でも明らかだった(図5g)が、コントロールの異種移植片や、Rapaで処理された細胞を移入されたものでは、明らかでなかった(図5e~f)。養子移入されたヒト細胞は、胃腸系の外に位置づけられるかもしれないという懸念があるため、脾臓へのTregのトラフィッキングを評価した。ヒトCD45陽性細胞は、標準条件下で増殖させた細胞で処理されたマウスの脾臓にも、RAR568で処理された細胞で処理されたものにも、見られなかった(図11)。
考察
以前の報告18とは逆に、CD患者の末梢血内のエフェクターT細胞で、制御性T細胞よりもインテグリンβ7がより高く発現することがわかった。さらに、活動性のCDの患者は、循環しているα4β7Tregの割合が対応するHCよりも有意に低く、腸管にトラフィッキングするようライセンスされているTeffの割合が有意に高い。この欠陥如は、循環中に同程度の割合のGPR15Tregを有し、対応するHCよりも高い割合のCCR9Tregを有するCD患者のすべての腸管ホーミング受容体に影響するわけではない。また、活動性のCDの患者では循環しているTregの割合がHCと比較して高いので、α4β7Tregの割合の減少は循環するTregの割合の全体的な減少と相関関係があるわけではない。このように、CD患者とHCコントロールとの間のα4β7Tregの割合の絶対的な違いは小さい。しかしその一方で、α4β7経路がCD治療用のモノクローナル抗体で治療的にすでに活用されているという事実に加えて、この違いが他のマーカーには存在しないという事実は、この違いが有意であることを示唆している。TregとTeffとがアンバランスであることもまた、CD患者の粘膜固有層において明らかである。CDにおいて、α4β7Teffの割合が高いが、HCにおいては、α4β7TregとTeffとの間に均等なバランスがある。この知見の限界は、HCのLPMCドナーの年齢が対応するCD患者と比べて高いことであり、これは、CDの非存在下で大腸内視鏡検査を受ける患者との避けがたい相関である。年齢の高い対象でのTregの研究は、天然Tregの増加とiTregの減少を示唆している40。これがHCにおけるTregとTeffとのよりよいバランスを説明するかもしれないが、しかしこれが、CD患者と比較してHCでは、Tregがより少なく、Teffが有意に少ないということを説明するわけではない。腸管ホーミングTregとTeffとのアンバランスは、その疾患のうらにある潜在的な発病メカニズムであるかもしれない。このように、炎症を起こしている腸へ向かうようライセンスされているTregの循環集団の治療的増殖により、疾患の解決に寄与するかもしれない臓器における制御性T細胞とエフェクターT細胞とのバランスをリセットできるかもしれない。
RAR568によりα4β7を確実に一貫して誘導することで、治療予定の患部臓器へトラフィッキングする能力が、Tregに与えられる。RARαの高度に特異的なアゴニストであるRAR568によりα4β7が非常に確実に誘導されることは、これが、RARβやRARγではなく、RARαの受容体の下流機能であるという事実と一貫している41。標準的なレチノイン酸(ATRA)はインテグリンα4β7の発現を誘導するのに幾分効果的であるが、Tregを炎症促進性表現型へも偏らせるATRAの能力についての懸念がある13,25。ATRAは、RARα、RARβ、およびRARγと相互に作用しあえるが、しかしながらRARγに対して非常に高い親和性がある。RAR568と比較してATRAで細胞が処理されたときに、FOXP3の発現、IL17およびIFNγの産生において見られるより高い標準偏差は、細胞を炎症促進性表現型へと偏らせるという上記のATRAの能力がRARγの活性化によるものであり、したがってRARα特異的アゴニストを使用すると回避できるであろうということを示唆している。FOXP3の発現に見られる不均質性は、単にサンプルの純度によるものであると論じられうるが、ATRAまたはRAR568の存在下の増殖が同一のドナー由来のサンプルから起こり、従って同じフローソーティングプロトコルを経ることを考えると、その可能性は低い。
ATRAで処理された細胞においてCD161転写産物の発現が増加していることは、Th17産生表現型へそれらが偏っていることを表している。Th17応答へ偏った免疫のアンバランスがCDの発病に関係している42ため、IL17を分泌する能力を有する増殖させた細胞集団(expanded cell population)を、CD患者の炎症を起こしている腸管へ導入することは、軽率であろう。同様に、ATRAで処理された細胞にSTAT4およびIL-18R1およびCD38を誘導すれば、炎症促進性の条件下での表現型のようなTh1へ偏らせ、IFNγを分泌する能力を、それらに付与し増加させるかもしれない。インビトロでATRAで細胞を処理する目的が、腸管への移動を引き起こすことであると考えると、Tregの移動を妨げる、ATRAによるGPR174の誘導は、その目的を妨害するだろう。RAR568で処理された細胞においてRARγ標的遺伝子の誘導のほぼ完全な欠如は、アゴニストのアルファ選択性をさらに確定し、このことから、それが臨床治験における大規模なTreg製造に使用される時に、オフターゲット効果がないであろうことが確信される。
標準条件下で増殖させた患者由来のTregsは、低いレベルのα4β7を発現するが、しかしながら、Ibidiフローチャンバー実験においてMAdCAM-1が存在するときに示した移動(rolling)、付着、および活性は無視してよいほどのレベルであった。対照的に、RAR568で処理された細胞は、非常に効率的にこのリガンドと相互作用し、非選択的なRARアゴニストであるATRAで処理された細胞よりもかなり大きな程度で相互作用した。このことは、内皮移動のステージを通じて細胞が進行するために、α4β7の高レベルの発現が必要とされることを示唆している。ベドリズマブによる処理によってフローチャンバー内のMAdCAM-1とRAR568で処理されたTregとの間の相互作用を完全に遮断するということは、このプロセスがα4β7に依存していることを証明している。まとめると、RAR568で処理された細胞を炎症促進性の環境に移入すると、その細胞は、CDで炎症を起こしている腸管など、MAdCAM-1が上方制御されている組織へ向かうということである。
エクスビボ増殖させたTregが、インビボで生存し続け、炎症を起こしている腸へ移動する能力を有することを更に確認するために、標準条件下またはRAR568の存在下で増殖させた細胞を、ヒト胎児小腸を異種移植したSCIDマウスに移入した。このモデルにおける移植組織は、MAdCAM-143を発現して、通常の成人ヒト腸管と機能的および形態学的に同じ組織に発展することが知られている28,29。異種移植片に炎症を誘発するようMAPが選ばれたが、それは肉芽腫性の炎症を起こすからであり、これによってCDにおこる炎症の適切なモデルが提供される。また、杯細胞に侵入してこのモデルに炎症を誘発するMAPの能力については、以前から説明されている29
特に炎症が誘発されたときに、有意に多くのRAR568で処理された細胞が、異種移植片へ向かうことが見出された。したがって、MAdCAM-1の発現を誘導することによって、このモデルにおける炎症性プロセスが、RAR568で処理された細胞(一様にα4β7である)をより多く、炎症を起こしている異種移植ヒト腸管へ引き寄せる、と言えよう。これは、我々のインビトロの知見と類似しており、RAR568での処理の後に、TregがCDのための細胞療法の今後の治験で投与されれば、炎症を起こしている腸管へ向かうだろうということを示唆している。
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Claims (22)

  1. 改善された機能を有する制御性T細胞(Treg)を作製する方法であって、免疫介在性の腸管障害を有する対象由来のTregを、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体に接触させることを含み、前記RARαアゴニストは、RARβまたはRARγよりもRARαに対して選択的である、方法。
  2. 前記Tregは、末梢血、胸腺、リンパ節、脾臓、骨髄などの生体試料から得られる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記Tregは、前記生体試料から単離され、場合によってはセルソーティングによって、好適にはフローサイトメトリーによって単離される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記単離されたTregは増殖され、前記増殖中に、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体の有効量に接触させる、請求項3に記載の方法。
  5. エクスビボ増殖させた機能が改善されたTregを得る工程が後に続く、請求項4に記載の方法。
  6. 前記エクスビボ増殖させたTregが、免疫介在性の腸管障害を患う対象に導入され、前記対象は、前記Tregを含む生体試料が採取された対象と同じであってもよい、請求項5に記載の方法。
  7. 前記対象の障害に結果として生じる改善を、モニタリングすること、または検出することが後に続く、請求項6に記載の方法。
  8. 前記改善されたTreg機能は、増加した腸管ホーミング能力、および/または増加したα4β7インテグリン発現、および/または増加したCCR9発現、および/または向上したTreg保持力、および/または増加した力価を含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  9. 前記RARαアゴニストは、RARβまたはRARγに対する特異性よりもRARαに対する特異性が大きい、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  10. 前記RARαアゴニストは、RAR568、AM580、AM80(タミバロテン)、RX-195183、BMS753、BD4、AC-93253、およびAR7からなる群より選択される、請求項9に記載の方法。
  11. 前記免疫介在性の腸管障害が、炎症性腸疾患(IBD)、特にクローン病(CD);または大腸炎、たとえば潰瘍性大腸炎(UC)、チェックポイント関連の大腸炎、治療抵抗性のクロストリジウム・ディフィシル関連の大腸炎など、または腸管が関係するGvHD;セリアック病;自己免疫性胃炎から選択される、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  12. 前記Tregは、CD4+CD25+FOXP3+ T細胞;CD4+CD25+CD127-/low T細胞;CD4+CD25+FOXP3+CD127-/low T細胞;CD4+CD25+CD127-CD45RA+ T細胞;CD4+CD25+CD127lowCD45RA+ T細胞;CD4+CD25+CD127lowCD45RA-CD45RO+ T細胞;CD4+CD25+CD127lowCD45RA+CD45RO+ T細胞から選択される、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  13. 請求項1~11のいずれか一項に記載の方法によって得られる、エクスビボ増殖させたTregであって、増加した腸管ホーミング能力、および/または増加したα4β7インテグリン発現、および/または向上したTreg保持力、および/または増加した力価を有する、Treg。
  14. 腸管ホーミング分子、特にα4β7インテグリンおよび/またはCCR9を(過剰)発現するように改変された、改変Treg。
  15. 増加した腸管ホーミング能力、および/または増加したα4β7インテグリン発現、および/または増加したCCR9発現、および/または向上したTreg保持力、および/または増加した力価を含む、請求項14に記載の改変Treg。
  16. 遺伝子編集により、または未改変tregに少なくとも一つの腸管ホーミング分子を含むポリヌクレオチドまたはベクターを(たとえば、形質導入や遺伝子導入により)導入することにより、前記Tregが改変され、場合によっては前記腸管ホーミング分子がα4β7インテグリンおよび/またはCCR9から選択される、請求項14または15に記載の改変Treg。
  17. 免疫介在性の腸管障害の治療、改善または予防のための、請求項13~16のいずれか一項に記載のTregを含む医薬組成物。
  18. 請求項13に記載のエクスビボ増殖させたTreg、および/または請求項13~16のいずれか一項に記載の改変Treg、および/または請求項17に記載の医薬組成物を、免疫介在性の腸管障害を有する対象に投与することを含む、免疫介在性の腸管障害の治療方法。
  19. 前記治療は、治療以前のレベルと比較して、その同等以上のレベルのα4β7+ TregおよびTeffを回復する、請求項18に記載の治療方法。
  20. 免疫介在性の腸管障害の治療、改善または予防に使用するための、請求項13に記載のエクスビボ増殖させたTreg、および/または請求項13~16のいずれか一項に記載の改変Treg、請求項17に記載の医薬組成物、RARαアゴニストおよびその類似体および誘導体。
  21. 前記免疫介在性の腸管障害が、炎症性腸疾患(IBD)、特にクローン病(CD);大腸炎、たとえば潰瘍性大腸炎(UC)、チェックポイント関連の大腸炎、治療抵抗性のクロストリジウム・ディフィシル関連の大腸炎など、または腸管が関係するGvHD;セリアック病;自己免疫性胃炎から選択される、請求項20に記載の使用。
  22. エクスビボ増殖させたTregの産生に使用するための、培養および/または増殖の培地であって、少なくとも一つのRARαアゴニスト、その機能的類似体または誘導体を含む培地。
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