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WO2025094699A1 - 抗cd38-carを発現する細胞傷害性免疫担当細胞、その製造方法、および当該免疫担当細胞を含む医薬組成物 - Google Patents

抗cd38-carを発現する細胞傷害性免疫担当細胞、その製造方法、および当該免疫担当細胞を含む医薬組成物 Download PDF

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WO2025094699A1
WO2025094699A1 PCT/JP2024/037114 JP2024037114W WO2025094699A1 WO 2025094699 A1 WO2025094699 A1 WO 2025094699A1 JP 2024037114 W JP2024037114 W JP 2024037114W WO 2025094699 A1 WO2025094699 A1 WO 2025094699A1
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WO
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cells
cell
car
immunocompetent
pluripotent stem
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2024/037114
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English (en)
French (fr)
Inventor
圭一朗 三原
雅英 高橋
裕次 服部
宏 河本
誠治 永野
貴紀 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujita Health University
Kyoto University NUC
Original Assignee
Fujita Health University
Kyoto University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fujita Health University, Kyoto University NUC filed Critical Fujita Health University
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    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors
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    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
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    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material

Definitions

  • the present invention relates to cytotoxic immunocompetent cells expressing anti-CD38-CAR, a method for producing the same, and a pharmaceutical composition containing the immunocompetent cells.
  • CD38 Cluster of Differentiation 38
  • CD38 is a transmembrane glycoprotein with a molecular weight of 45 kDa, and is a surface marker for plasma cells, pre-B cells, etc.
  • CD38 is involved in cell differentiation, activation, immune response control, apoptosis, etc., and is known to be expressed in T cells, B cells, etc. at the early stage of development and disappear with maturation, but is expressed again when activated.
  • CD38 is also expressed on normal cells, and is known to be more highly expressed on the surface of hematologic malignant tumor cells, such as myeloma (e.g., multiple myeloma) cells, malignant lymphoma cells, and leukemia cells, than on normal cells (e.g., Non-Patent Document 1).
  • CAR-T therapy which uses CAR-T cells produced by introducing and expressing a gene encoding a chimeric antigen receptor (CAR) that recognizes cancer cell surface antigens into T cells collected from a patient, has been rapidly progressing as a form of cancer immunotherapy (see, for example, Patent Document 1).
  • CAR chimeric antigen receptor
  • CD38 is often highly expressed in hematologic malignant tumor cells, and therefore may be a candidate cancer cell surface antigen in CAR gene therapy such as CAR-T therapy.
  • CAR-T therapy cytotoxic immunocompetent cells
  • killer cells cytotoxic immunocompetent cells
  • anti-CD38-CAR killer cells prepared by transferring an anti-CD38-CAR gene into killer cells may undergo self-killing by fratricide in vitro or ex vivo, and their anti-tumor activity may be impaired.
  • the expression of CD38 can be suppressed by RNA interference using siRNA, DNA editing using Crispr-Cas9, or the like.
  • the primary objective of the present invention is to provide anti-CD38-CAR killer cells that can be easily produced.
  • the inventors attempted to produce anti-CD38-CAR killer cells using killer cells obtained by inducing differentiation of pluripotent stem cells, and found that killer cells derived from pluripotent stem cells were CD38 negative even after gene transfer, and that it was possible to obtain anti-CD38-CAR killer cells while avoiding or suppressing fratricide, leading to the completion of the present invention.
  • One aspect of the present invention provides a cytotoxic immunocompetent cell derived from a pluripotent stem cell, in which a chimeric antigen receptor comprising an extracellular antigen-binding domain, a transmembrane domain, and an intracellular signaling domain is expressed, and the extracellular antigen-binding domain recognizes CD38 as an antigen.
  • the pluripotent stem cells may be human induced pluripotent stem cells or human embryonic pluripotent stem cells.
  • the pluripotent stem cells may be pluripotent stem cells partially or completely deficient in HLA molecules.
  • the immunocompetent cells according to any one of [1] to [3] above may be T cells.
  • the immunocompetent cells according to any one of [1] to [4] above may be CD8 ⁇ heterodimer T cells.
  • the pluripotent stem cells may be pluripotent stem cells into which an exogenous TCR gene has been introduced.
  • the immunocompetent cells according to any one of [1] to [6] above may be negative for CD38 expression.
  • the CD38 may be human CD38.
  • the chimeric antigen receptor may comprise, linked in this order, the extracellular antigen-binding domain, the hinge domain, the transmembrane domain, the costimulatory domain, and the intracellular signaling domain.
  • the extracellular antigen-binding domain may comprise the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a homologous sequence thereof.
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing a disease associated with expression of CD38 comprising the immunocompetent cell described in any one of [1] to [10] above.
  • the pharmaceutical composition according to [11] above may be used in combination with an anti-CD38 antibody drug.
  • a method for producing CAR-CD8 T cells derived from induced pluripotent stem cells comprising: preparing CD8 T cells induced to differentiate from induced pluripotent stem cells; and introducing a gene encoding a chimeric antigen receptor into the CD8 T cells, wherein the chimeric antigen receptor comprises an extracellular antigen-binding domain, a transmembrane domain, and an intracellular signaling domain, and the extracellular antigen-binding domain recognizes CD38 as an antigen.
  • anti-CD38-CAR killer cells with no or suppressed CD38 expression can be obtained by introducing an anti-CD38-CAR gene into killer cells derived from pluripotent stem cells.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a DNA construct comprising a gene encoding anti-CD38-CAR that can be used in the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a retroviral vector comprising a gene encoding anti-CD38-CAR.
  • FIG. 1 shows the results of evaluating, by flow cytometry, the expression of the anti-CD38-CAR gene in cells used for the production of anti-CD38-CAR-reCTL in Experimental Example 3.
  • FIG. 1 shows the results of evaluating, by flow cytometry, the expression of CD38 in cells used for the production of anti-CD38-CAR-reCTL in Experimental Example 3.
  • This figure shows the results of evaluating the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against RPMI8226 cells at various E:T ratios in vitro.
  • This figure shows the results of evaluating the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against KMM1 cells at various E:T ratios in vitro.
  • This figure shows the results of time-dependent evaluation of the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against RPMI8226 cells in vitro.
  • This figure shows the results of time-dependent evaluation of the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against KMM1 cells in vitro.
  • FIG. 1 shows the results of evaluating the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against RPMI8226 cells in the presence of an anti-CD38 antibody drug.
  • This figure shows the results of evaluating the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against THP-1 cells in vitro.
  • This figure shows the results of evaluating the cytotoxic activity of anti-CD38-CAR-reCTL against HT cells in vitro.
  • FIG. 14 shows the amino acid sequences of SEQ ID NO:1 and SEQ ID NO:2.
  • DP cells double positive cells
  • DN cells double negative cells
  • CD4 negative CD8 negative T cells CD4 negative CD8 negative T cells
  • CD8 T cells and “CD8 SP cells” both refer to CD4 negative CD8 positive T cells.
  • CD8 encompasses both the CD8 ⁇ homodimer and the CD8 ⁇ heterodimer.
  • TCR means T cell receptor.
  • CTL cells means cytotoxic T cells. By “T cell” is meant a cell that expresses an antigen receptor called the T cell receptor (TCR) on its surface.
  • a cytotoxic immunocompetent cell (anti-CD38-CAR killer cell derived from a pluripotent stem cell) is provided, in which a chimeric antigen receptor including an extracellular antigen-binding domain, a transmembrane domain, and an intracellular signaling domain is expressed, and the extracellular antigen-binding domain recognizes CD38 as an antigen.
  • a long production period e.g., several weeks to several months
  • high production costs e.g., tens of millions of yen
  • the cells can be cryopreserved in the form of anti-CD38-CAR killer cells, making it possible to perform off-the-shelf storage.
  • the anti-CD38-CAR killer cells derived from the pluripotent stem cells are preferably CD38 negative.
  • negative means that the expression of the protein is not observed completely or substantially
  • positive can mean that the expression of the protein is observed completely or substantially.
  • the expression of a protein in a cell can be evaluated as positive (e.g., when the fluorescence intensity is clearly (in other words, significantly) distinguishable (e.g., when the fluorescence intensity is clearly higher) when the cell is treated with a fluorescently labeled antibody (e.g., a fluorescently labeled anti-G4S linker antibody, a fluorescently labeled anti-CD38 antibody) that specifically binds to the protein, compared to when the cell is treated with a fluorescently labeled antibody against an antigen that should not be present in the cell (so-called an isotype control antibody) in flow cytometry (FCM) analysis, and can be evaluated as negative when this is not the case.
  • a fluorescently labeled antibody e.g., a fluorescently labeled anti-G4S linker antibody, a fluorescently labeled anti-CD38 antibody
  • FCM flow cytometry
  • any immunocompetent cells having cytotoxic activity can be used as the cytotoxic immunocompetent cells (killer cells).
  • specific examples of killer cells include lymphocytes, monocytes, polymorphonuclear leukocytes, etc. Among these, lymphocytes are preferred, and killer T cells such as CD8 T cells (CTL), natural killer (NK) T cells, and ⁇ T cells, and natural killer (NK) cells are more preferred.
  • CTL CD8 T cells
  • NK natural killer
  • NK natural killer
  • the pluripotent stem cells are stem cells that have the pluripotency to differentiate into many cells present in the living body and also have the ability to self-renew.
  • the pluripotent stem cells are preferably mammalian pluripotent stem cells, and more preferably human pluripotent stem cells.
  • pluripotent stem cells examples include embryonic stem (ES) cells, embryonic stem (ntES) cells derived from cloned embryos obtained by nuclear transfer, embryonic germ (EG) cells, induced pluripotent stem (iPS) cells, cultured fibroblasts, and pluripotent cells derived from bone marrow stem cells (Muse cells).
  • ES embryonic stem
  • ntES embryonic stem
  • EG embryonic germ
  • iPS induced pluripotent stem
  • Muse cells pluripotent stem cells derived from bone marrow stem cells
  • iPS cells or ES cells are preferred, and iPS cells are more preferred.
  • the above-mentioned pluripotent stem cells may be pluripotent stem cells that are partially or completely deficient in HLA molecules.
  • Anti-CD38-CAR killer cells derived from such pluripotent stem cells can be prevented from being recognized as non-self by the patient's own killer T cells or helper T cells to which they are administered.
  • the deletion of HLA molecules can be achieved, for example, using genome editing technology.
  • the pluripotent stem cells may have an exogenous TCR gene introduced therein.
  • immunocompetent cells typically T cells
  • pluripotent stem cells e.g., TCR-iPS cells or TCR-ES cells
  • TCR-iPS cells e.g., TCR-iPS cells
  • TCR-ES cells e.g., TCR-ES cells
  • antigen recognition by the TCR e.g., antigen recognition present within cells
  • antigen recognition by the CAR e.g., antigen recognition present on the cell surface
  • the chimeric antigen receptor includes an extracellular antigen-binding domain, a transmembrane domain, and an intracellular signaling domain.
  • the CAR preferably includes an extracellular antigen-binding domain, a hinge domain, a transmembrane domain, a costimulatory domain, and an intracellular signaling domain, and these regions are linked in tandem in this order.
  • an anti-CD38 antibody or a functional portion thereof that recognizes CD38 as an antigen can be appropriately used.
  • a fusion protein in which the light chain (VL) variable region and the heavy chain (VH) variable region of anti-CD38 IgG are linked by a short linker peptide of, for example, about 10 to 25 amino acids is used as the extracellular antigen-binding domain.
  • the extracellular antigen-binding domain may contain the light chain (VL) variable region and the heavy chain (VH) variable region in this order toward the transmembrane domain, or may contain them in this order from the transmembrane domain.
  • CD38 is preferably mammalian CD38, and more preferably human CD38.
  • any suitable antibody capable of specifically binding to CD38 preferably an IgG antibody, can be used.
  • the extracellular antigen-binding domain comprises a VL variable region comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO:1 or a homologous sequence thereof.
  • the extracellular antigen-binding domain comprises a VH variable region comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO:2 or a homologous sequence thereof.
  • the scFv comprises a VL variable region comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO:1 or a homologous sequence thereof, and a VH variable region comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO:2 or a homologous sequence thereof.
  • the above-mentioned homologous sequence may have, for example, 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more sequence identity with the reference amino acid sequence (specifically, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2).
  • the homologous sequence may be a sequence in which 1 to 10, 8 or less, 5 or less, or 3 or less amino acids of the reference amino acid sequence have been substituted, deleted, or added with other amino acids.
  • the light chain and heavy chain complementarity determining regions (CDRs) 1, 2, and 3 of the homologous sequence may have sufficiently high sequence identity (e.g., 3 or less, 2 or less, 1 or less, or 0 amino acid substitutions, deletions, or additions) with the light chain and heavy chain CDRs 1, 2, and 3 of the reference amino acid sequence, respectively.
  • the hinge domain, transmembrane domain, costimulatory domain, and intracellular signaling domain are not limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and any appropriate domain can be adopted as each of the domains constituting the CAR.
  • the hinge domain is designed, for example, to provide space (length) and flexibility for the extracellular antigen-binding domain to access the target epitope.
  • the transmembrane domain can include, for example, the transmembrane domain of CD8, CD28, etc.
  • the costimulatory domain can include, for example, either or both of a domain derived from the 4-1BB domain and a domain derived from the CD28 domain.
  • the intracellular signaling domain can include, for example, a domain derived from the CD3 zeta domain.
  • Anti-CD38-CAR-iPS-CD8 T cells are typically CD4 negative and CD8 positive.
  • Anti-CD38-CAR-iPS-CD8 T cells can be obtained, for example, by preparing CD8 T cells induced to differentiate from iPS cells (preferably human iPS cells) and introducing and expressing a gene encoding a chimeric antigen receptor (anti-CD38-CAR) that recognizes CD38 as an antigen into the CD8 T cells.
  • iPS cells preferably human iPS cells
  • anti-CD38-CAR chimeric antigen receptor
  • CD8 T cells derived from pluripotent stem cells such as iPS cells are typically CD38 negative even after gene introduction, so by introducing a gene encoding anti-CD38-CAR, anti-CD38-CAR-iPS-CD8 T cells can be obtained simply and efficiently without causing the problem of fratricide.
  • the iPS cell-derived CD8 T cells are Step (1): Inducing differentiation of iPS cells to obtain a cell culture containing DN cells and DP cells; step (2): removing DN cells from the cell culture obtained in step (1); and step (3): differentiating DP cells in the cell culture obtained in step (2) into CD8 T cells.
  • the method may be obtained by a method comprising the steps of: According to the above method, it is possible to preferably obtain iPS cell-derived CD8 T cells that do not express CD38 even after stimulation.
  • the killer cells that do not express CD38 even after stimulation it is possible to easily and efficiently obtain anti-CD38-CAR killer cells without the need to suppress the expression of CD38 by RNA interference, genome editing, or the like, or to mask CD38 on the surface of the killer cells by co-incubating with an anti-CD38 antibody, or the like.
  • step (1) iPS cells are induced to differentiate to obtain a cell culture containing DN cells and DP cells.
  • the iPS cells used in step (1) may be iPS cells induced from T cells or somatic cells other than T cells.
  • the iPS cells are preferably human-derived iPS cells.
  • T cells to be induced into iPS cells T cells expressing CD3 and at least one molecule selected from the group consisting of CD4 and CD8 are preferably used.
  • human T cells include helper/regulatory T cells which are CD4 positive cells, cytotoxic T cells which are CD8 positive cells, naive T cells (CD45RA + CD62L + cells), central memory T cells (CD45RA - CD62L + cells), effector memory T cells (CD45RA - CD62L - cells), and terminal effector T cells (CD45RA + CD62L - cells).
  • Human T cells can be isolated from human tissues by known methods. Examples of human tissues include peripheral blood, lymph nodes, bone marrow, thymus, spleen, umbilical cord blood, and diseased tissues. Peripheral blood and umbilical cord blood are particularly preferred.
  • Known methods for isolating human T cells include, for example, flow cytometry using an antibody against a cell surface marker such as CD3 and a cell sorter.
  • the desired T cells can be isolated using the secretion of cytokines or the expression of functional molecules as indicators. In such cases, for example, T cells secrete different cytokines depending on whether they are Th1 type or Th2 type, so that T cells having the desired Th type can be selected using such cytokines as an indicator.
  • cytotoxic (killer) T cells can be isolated using the secretion or production of granzymes, perforin, and the like as indicators.
  • Somatic cells induced to iPS cells may be any animal cell (preferably a mammalian cell, including a human cell) excluding germline cells such as sperm, spermatocytes, eggs, oocytes, and ES cells, or pluripotent cells.
  • Somatic cells include fetal (offspring) somatic cells, neonatal (offspring) somatic cells, and somatic cells of mature healthy individuals or diseased individuals. They also include primary culture cells, passaged cells, and established cell lines.
  • somatic cells include differentiated cells, such as neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, dental pulp stem cells, and other tissue stem cells (somatic stem cells), tissue progenitor cells, lymphocytes, epithelial cells, endothelial cells, muscle cells, fibroblasts (skin cells, etc.), hair cells, liver cells, gastric mucosa cells, intestinal cells, spleen cells, pancreatic cells (exocrine pancreatic cells, etc.), brain cells, lung cells, kidney cells, and adipocytes.
  • differentiated cells such as neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, dental pulp stem cells, and other tissue stem cells (somatic stem cells), tissue progenitor cells, lymphocytes, epithelial cells, endothelial cells, muscle cells, fibroblasts (skin cells, etc.), hair cells, liver cells, gastric mucosa cells, intestinal cells, spleen cells, pancre
  • iPS cells are induced from the T cells or somatic cells.
  • a method for obtaining iPS cells from T cells or somatic cells for example, the method described in Vizcardo et al., Cell Stem Cell 12, 31-36 (2013) may be used.
  • a desired antigen-specific T cell can be obtained from a subject who has acquired immunity against a certain antigen, and the Yamanaka factor can be introduced into the cell to obtain a T-iPS cell (Takahashi and Yamanaka, Cell 126, 663-673 (2006), Takahashi et al., Cell 131, 861-872 (2007), and Grskovic et al., Nat. Rev. Drug Dscov. 10, 915-929 (2011)).
  • iPS cells are artificial stem cells derived from somatic cells that have almost the same characteristics as ES cells and can be created by applying specific reprogramming factors to somatic cells (K. Takahashi and S. Yamanaka (2006) Cell, 126:663-676; K. Takahashi et al. (2007), Cell, 131:861-872; J. Yu et al. (2007), Science, 318:1917-1920; Nakagawa, M. et al., Nat. Biotechnol. 26:101-106 (2008); WO2007/069666).
  • the reprogramming factor may be composed of a gene that is specifically expressed in ES cells, its gene product or non-coding RNA, or a gene that plays an important role in maintaining the undifferentiated state of ES cells, its gene product or non-coding RNA, or a low molecular weight compound.
  • genes contained in the reprogramming factor include Oct3/4, Sox2, Sox1, Sox3, Sox15, Sox17, Klf4, Klf2, c-Myc, N-Myc, L-Myc, Nanog, Lin28, Fbx15, ERas, ECAT15-2, Tcl1, beta-catenin, Lin28b, Sall1, Sall4, Esrrb, Nr5a2, Tbx3, or Glis1.
  • reprogramming factors may be used alone or in combination. Combinations of reprogramming factors include those described in WO2007/069666, WO2008/118820, WO2009/007852, WO2009/032194, WO2009/058413, WO2009/057831, WO2009/075119, WO2009/079007, WO2009/091659, WO2009/101084, WO2009/101407, WO2009/102983, WO2009/114949, WO2009/117439, WO2009/126250, WO2009/126251, WO2009/ 126655, WO2009/157593, WO2010/009015, WO2010/033906, WO2010/03392 0, WO2010/042800, WO2010/050626, WO2010/056831, WO2010/068955, WO20 10/098419, WO2010/102267, WO2010/111409, WO2010/111422, WO2010/115 050, WO
  • the reprogramming factor may be contacted with or introduced into a somatic cell by any appropriate method depending on its form.
  • the iPS cells obtained as described above are induced to differentiate into a T cell population containing DP cells and DN cells.
  • An example of a method for inducing differentiation of iPS cells into T cells is the method described in Timmermans et al., Journal of Immunology, 2009, 182:6879-6888.
  • iPS cells are co-cultured with OP9 stromal cells, for example, a mouse OP9 stromal cell culture, to obtain blood cell progenitor cells.
  • the obtained blood cell progenitor cells are then co-cultured with OP9/DLL1 cells.
  • IL-7, FIT-3L, and SCF Stem Cell Factor
  • a cell culture containing DN cells and DP cells can be obtained.
  • step (2) DN cells are removed from the cell culture obtained in step (1).
  • the DP cells may be killed by the DN cells, but this phenomenon can be prevented by removing the DN cells.
  • the cell culture from which DN cells have been removed is substantially free of DN cells.
  • the DN cell content in the cell culture from which DN cells have been removed is, for example, 5% or less, preferably 3% or less, and more preferably less than 1%.
  • the process of removing DN cells from a cell culture containing DN cells and DP cells may be referred to as “enrichment of DP cells,” and the cell culture from which DN cells have been removed may be referred to as “enriched DP cell culture.”
  • enrichment of DP cells when cells other than DN cells are simultaneously or individually removed from a cell culture, they may be referred to as “enrichment of DP cells” and “enriched DP cell culture.”
  • Cell cultures containing DN cells and DP cells may contain CD8 SP cells.
  • the CD8 SP cells may be CD8 ⁇ homodimeric T cells, and it is preferable to simultaneously remove CD8 SP cells, particularly CD8 ⁇ homodimeric T cells, when concentrating DP cells (i.e., removing DN cells).
  • DN cells and CD8SP cells can be removed by recovering CD4 positive cells using a carrier (e.g., MACS beads) bound to a CD4 antibody.
  • CD8 ⁇ homodimer T cells can be removed by recovering CD8SP ⁇ heterodimer T cells using a carrier (e.g., MACS beads) bound to a CD8 ⁇ antibody.
  • a cell culture substantially free of DN cells can be obtained by removing the DN cell fraction using a cell sorter, or a cell culture substantially free of DN cells and CD8SP cells can be obtained by collecting the DP cell fraction using a cell sorter.
  • a cell culture substantially free of CD8SP ⁇ homodimer cells can be collected by collecting the CD8SP ⁇ heterodimer cell fraction using a cell sorter.
  • the DP cells in the cell culture obtained in step (2) are differentiated into CD8 SP cells.
  • Differentiation of DP cells into CD8 SP cells can be induced by directly activating one of the activation pathways that occurs when a T cell receptor is stimulated.
  • T cells can be activated in a manner similar to TCR stimulation by adding PMA and Inomysin.
  • An example of stimulation via TCR is culturing DP cells while stimulating them with a CD3 antibody.
  • the culture period in the culture medium containing the CD3 antibody may be 3 to 10 days, for example 4 to 8 days, for example about 6 days.
  • the DP cell culture is a DP cell culture induced from iPS cells that have a specific receptor (e.g., TCR) for a desired antigen
  • a specific receptor e.g., TCR
  • the CD8SP cells obtained by inducing differentiation of enriched DP cell cultures by directly activating one of the activation pathways that occurs when the T cell receptor is stimulated are mostly CD8 ⁇ heterodimer-type T cells that express the CD8 ⁇ heterodimer.
  • the DP cells in the cell culture obtained in step (1) may be differentiated into CD8 SP cells in the presence of a substance that inhibits the cytotoxic activity of DN cells, without performing step (2).
  • substances that inhibit the cytotoxic activity of DN cells include perforin inhibitors, granzyme inhibitors, Fas pathway inhibitors, caspase inhibitors, and NK activating receptor inhibitor antibodies.
  • Differentiation of DP cells into CD8 SP cells can be induced in the same manner as in step (3) above.
  • the CD8 T cells induced to differentiate from the iPS cells can be cytotoxic T cells (CTLs) that have cytotoxic activity, and CAR-T cells in which a gene encoding anti-CD38-CAR has been introduced and expressed in the cytotoxic CD8 T cells can also have cytotoxicity.
  • CTLs cytotoxic T cells
  • CAR-T cells in which a gene encoding anti-CD38-CAR has been introduced and expressed in the cytotoxic CD8 T cells can also have cytotoxicity.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a DNA construct containing a gene encoding an anti-CD38-CAR that can be used in the present invention.
  • the DNA construct 1 encoding the anti-CD38-CAR has a configuration in which a base sequence (a) encoding a signal peptide of CD8 ⁇ , a base sequence (b) encoding an L-chain variable region of an anti-CD38 antibody (e.g., the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1), a base sequence (c) encoding a linker, a base sequence (d) encoding an H-chain variable region of an anti-CD38 antibody (e.g., the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2), a base sequence (e) encoding a hinge domain and a transmembrane domain of CD8 ⁇ , a base sequence (f) encoding a 4-1BB intracellular domain, and a base sequence (g) encoding a CD3 ⁇ chain are sequentially linked.
  • Any appropriate method can be used as a method for introducing and expressing a gene encoding anti-CD38-CAR into iPS cell-derived CD8 T cells.
  • Examples include biological gene transfer methods using viral vectors, physical gene transfer methods such as electroporation, and chemical gene transfer methods such as lipofection and calcium phosphate method. Among these, gene transfer methods using viral vectors can be preferably used.
  • the viral vector is not particularly limited, so long as the produced viral particles infect iPS cell-derived CD8 T cells and the cells express anti-CD38-CAR.
  • Retroviral vectors are preferably used because they allow the introduced gene to be incorporated into the chromosome of the host cell with high efficiency and maintain high expression of the gene.
  • retroviral vectors refer to so-called oncoretroviral vectors (hereinafter simply referred to as retroviral vectors), and include lentiviral vectors, etc.
  • Gene transfer into iPS cell-derived CD8 T cells using a retroviral vector can be performed, for example, by co-transfecting a vector plasmid containing the gene sequence of interest, LTR, and a packaging signal with a packaging plasmid containing the gag sequence, pol sequence, and env sequence but no packaging signal into packaging cells (e.g., Cos cells, 293T cells), and then collecting the produced virus particles (virions) and infecting iPS cell-derived CD8 T cells.
  • a vector plasmid containing the gene sequence of interest may be transfected into packaging cells that express gag, pol, and env and are producing empty virus particles to produce virus particles (virions).
  • retroviral vector plasmids include MSCV (Murine Stern Cell Virus) vector plasmids and lentiviral vector plasmids.
  • MSCV Murine Stern Cell Virus
  • lentiviral vector plasmids Various commercially available products can be used as retroviral vector plasmids, and for example, the MSCV Retro viral Expression System (manufactured by Clontech) can also be used.
  • the desired gene sequence can be inserted into the multiple cloning site (MCS) of the retroviral vector plasmid using standard cloning methods.
  • MCS multiple cloning site
  • a retroviral vector plasmid having an IRES (internal ribosome entry site) sequence is used.
  • An IRES sequence is a sequence that exists inside an mRNA chain and codes for a structure to which a ribosome directly binds, and is used in a mechanism that initiates translation by direct binding of the ribosome, the so-called internal initiation mechanism.
  • a retroviral vector plasmid having an IRES sequence can make the translation of eukaryotic cell mRNA cap structure-independent.
  • a retroviral vector plasmid having a marker gene is used from the viewpoint of selecting and isolating transfected cells.
  • a fluorescent protein such as GFP or EGFP can be used as the marker.
  • Methods for transfecting packaging cells and retroviral vector plasmids into packaging cells can be any method commonly used for gene transfer using retroviral vectors.
  • the virus particles produced by the packaging cells can be obtained as a virus solution, for example, by filtering the culture supernatant.
  • Any appropriate method can be used to introduce the obtained virus particles into iPS cell-derived CD8 T cells and infect them.
  • a method e.g., polybrene method, protamine method
  • the above virus solution is mixed with a positively charged gene transfer aid, and the resulting mixture is added to iPS cell-derived CD8 T cells and cultured.
  • the retronectin method can also be used.
  • cells expressing fluorescence can be easily selected and isolated as cells expressing anti-CD38-CAR, for example, by using a flow cytometer with a fluorescent anti-G4S linker antibody or a fluorescent anti-mouse IgG antibody.
  • anti-CD38-CAR-iPS-CD8 T cells A method for producing anti-CD38-CAR-iPS-CD8 T cells has been described above, but anti-CD38-CAR killer cells derived from pluripotent stem cells other than anti-CD38-CAR-iPS-CD8 T cells can also be produced in a similar manner to the above.
  • differentiation of iPS cells into other cytotoxic immunocompetent cells such as NK cells can be induced according to previously reported methods, or differentiation of other pluripotent stem cells such as ES cells into cytotoxic immunocompetent cells can be induced, and the anti-CD38-CAR gene can be introduced into and expressed in the obtained cytotoxic immunocompetent cells in a similar manner to the above.
  • compositions for treating or preventing a disease associated with the expression of CD38 comprising the anti-CD38-CAR killer cells derived from the pluripotent stem cells described in Section A.
  • the anti-CD38-CAR killer cells can be activated as necessary to kill cells expressing CD38, preferably cells highly expressing CD38.
  • the pharmaceutical composition according to an embodiment of the present invention can be applied to, for example, CAR gene therapy such as CAR-T therapy (including CAR- ⁇ T therapy) and CAR-NK therapy for diseases associated with the expression of CD38.
  • Cancer includes hematological malignancies such as leukemia, lymphoma, myeloma, and B-cell lymphoma.
  • hematological malignancies include multiple myeloma (MM), non-Hodgkin's lymphoma (NHL) such as Burkitt's lymphoma (BL), chronic B-lymphocytic leukemia (B-CLL), acute B and T lymphocytic leukemia (ALL), acute myeloid leukemia (AML), chronic lymphocytic leukemia (CLL), diffuse large B-cell lymphoma, chronic myeloid leukemia (CML), hairy cell leukemia (HCL), follicular lymphoma, Waldenstrom's macroglobulinemia, mantle cell lymphoma, Hodgkin's lymphoma (HL), plasma cell myeloma, precursor B-cell lymphoblastic leukemia/lymphom
  • the pharmaceutical composition can be used in combination with an anti-CD38 antibody drug.
  • the additive or synergistic effect of the cytotoxic activity of the anti-CD38-CAR killer cells and the activity of the antibody drug e.g., CDC activity, ADCC activity, ADCP activity, etc.
  • the antibody drug e.g., CDC activity, ADCC activity, ADCP activity, etc.
  • the pharmaceutical composition may be a combination containing the anti-CD38-CAR killer cells and an anti-CD38 antibody drug.
  • the pharmaceutical composition may not contain an anti-CD38 antibody drug, and may be administered in combination with a separately prepared anti-CD38 antibody drug.
  • the pharmaceutical composition and the anti-CD38 antibody drug may be administered simultaneously, or each may be administered separately at an appropriate timing.
  • the dosage, administration rate, administration interval, etc. may be appropriately set depending on the conditions of the subject to be treated (height, weight, age, sex, etc.), the disease state, etc.
  • anti-CD38 antibody drugs are in clinical use, each recognizing a different epitope on CD38. It is preferable that the anti-CD38-CAR killer cells bind to a site different from the epitopes they recognize.
  • anti-CD38 antibody drugs examples include daratumumab and isatuximab.
  • the present invention will be specifically explained below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
  • the cytotoxic iPS cell-derived CD8 T cells may be referred to as "reCTL.”
  • G3T-hi and PG13 cells were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (D-MEM) (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Osaka) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA) and 100 U/mL penicillin and 100 ⁇ g/mL streptomycin (PS) (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Osaka).
  • D-MEM Dulbecco's modified Eagle's medium
  • FBS fetal bovine serum
  • PS streptomycin
  • RPMI8226 cells, KMM1 cells, THP-1 cells, and HT cells were cultured in Roswell Park Memorial Institute medium 1640 (RPMI 1640) (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA) supplemented with 10% FBS and 100 U/mL and 100 ⁇ g/mL PS.
  • reCTLs were cultured in MEM ⁇ (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA) supplemented with 10% FBS, 100 U/mL and 100 ⁇ g/mL PS, 10 ng/mL IL-2 (PeproTech, Cranbury, NJ), 5 ng/mL IL-7 (PeproTech, Cranbury, NJ), 10 ng/mL IL-21 (PeproTech, Cranbury, NJ), and 0.03 g/mL vitamin C (Nacalai Tesque, Kyoto).
  • anti-CD3 antibody BioLegend, San Diego, Calif.
  • anti-CD28 antibody Thermo Fisher Scientific, Waltham, Mass.
  • Human iPS cell-derived CD8 T cells were obtained by the method described in WO2017/179720. Specifically, the method is as follows. Human iPS cells were induced to become blood cell precursor cells, which are CD34CD43 double positive cells, by differentiation induction using the EB method, which is a mesoderm induction system. These cells were seeded on OP9DL1 feeder cells and cultured while adding a Notch signal, and were induced to become DP cells, which are T precursor cells, to obtain a cell culture containing DN cells and DP cells.
  • DP cells were isolated, and the isolated DP cells were differentiated into CD8 SP cells (reCTL) by adding TCR stimulation using a CD3 antibody.
  • the reCTL thus produced can be expanded by repeating stimulation with a CD3 antibody thereafter, and was used as the base cell for the present CAR-T cells.
  • PG13 cells were seeded on a 6-well plate, and after 24 hours, ecotropic retrovirus supernatant diluted 4-fold with D-MEM medium and polybrene adjusted to a final concentration of 8 ⁇ g/mL were added. After 4 hours or more had passed, the supernatant was discarded, and fresh ecotropic retrovirus supernatant and polybrene were added. The infection procedure for PG13 cells was carried out five times in total. After the final infection, the PG13 cell culture supernatant was collected and filtered through a 0.45 ⁇ m filter to obtain a retrovirus solution. Immediately before transduction, reCTL was stimulated to proliferate with anti-CD3 and anti-CD28 antibodies.
  • the activated reCTL suspension and retrovirus solution were added in a 1:1 ratio to a polypropylene tube coated with Retronectin, and the tube was centrifuged at 1200 g for 1.5 hours to infect the tube. After 24 hours, the tube was infected again with the retrovirus using the same procedure to prepare anti-CD38-CAR-reCTL.
  • Example 4 Evaluation of anti-CD38-CAR expression in anti-CD38-CAR-reCTL
  • the expression of the anti-CD38-CAR gene in the cells used for producing the anti-CD38-CAR-reCTL in Experimental Example 3 was evaluated by flow cytometry. Specifically, the infected cells were stained with an antibody against the linker sequence of the fluorescently labeled scFV (G4S Linker (E7O2V) Rabbit mAb (Alexa Fluor (R) 647 Conjugate) #69782, cell signaling), and measurements were performed using a BD Accuri C6 Plus flow cytometer (BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ). Data was analyzed using BD Accuri C6 Plus Software (FlowJo).
  • the introduction efficiency of the anti-CD38-CAR gene was 95% or more. Since the introduction efficiency of the CAR-T gene in the production of CAR-T cells used in the CAR-T therapy currently being clinically deployed is approximately 25%, the introduction efficiency of the above-mentioned anti-CD38-CAR gene was remarkably high.
  • anti-CD38-CAR-reCTLs were negative for CD38 expression. It is speculated that the high transfection efficiency of the anti-CD38-CAR gene confirmed in Experimental Example 4 is due to the fact that reCTLs do not express CD38 upon stimulation by gene transfection, thereby suppressing fratricide.
  • Target cells RPMI8226 cells, KMM1 cells
  • effector cells anti-CD38-CAR-reCTL or reCTL
  • E:T a ratio of 1:20 to 1:2
  • anti-CD38-CAR-reCTL showed cytotoxic activity against both RPMI8226 cells and KMM1 cells that was dependent on the number of effector cells.
  • Example 7 Evaluation of in vitro cytotoxic activity 2
  • the cytotoxic activity dependent on the co-culture time was evaluated. Specifically, target cells (RPMI8226 cells, KMM1 cells) were seeded at a density of 1 ⁇ 10 5 cells/well, and effector cells were seeded at a density of 5 ⁇ 10 4 cells/well, and the number of target cells was measured by flow cytometry between 0 and 48 hours. The results are shown in FIG. 7 and FIG. 8. In the figures, the data shown as "CD38 CAR" and "Control” respectively show the measurement results using anti-CD38-CAR-reCTL and reCTL as effector cells.
  • anti-CD38-CAR-reCTLs exhibited cytotoxic activity against both RPMI8226 cells and KMM1 cells that was dependent on the co-culture time.
  • anti-CD38-CAR-reCTL exhibited effector cell number- and time-dependent cytotoxic activity against RPMI8226 cells.
  • Target cells THP-1, HT were cultured alone or co-cultured with reCTL or anti-CD38-CAR-reCTL in a 96-well plate.
  • the number of surviving target cells 48 hours after seeding was evaluated by flow cytometry. The results are shown in Figures 11 and 12.
  • tumor growth was suppressed in the anti-CD38-CAR-reCTL administration group and the reCTL administration group compared to the control group not administered effector cells.
  • most of the tumor disappeared in the anti-CD38-CAR-reCTL administration group, confirming a remarkable antitumor effect.
  • Anti-CD38-CAR killer cells according to an embodiment of the present invention can be suitably used in the medical field, such as in CAR-T therapy.

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Abstract

本発明によれば、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体が発現されており、前記細胞外抗原結合ドメインが、CD38を抗原として認識する、多能性幹細胞由来の細胞傷害性免疫担当細胞および前記多能性幹細胞由来の細胞傷害性免疫担当細胞を含む医薬組成物等が提供される。

Description

抗CD38-CARを発現する細胞傷害性免疫担当細胞、その製造方法、および当該免疫担当細胞を含む医薬組成物
 本発明は、抗CD38-CARを発現する細胞傷害性免疫担当細胞、その製造方法、および当該免疫担当細胞を含む医薬組成物に関する。
 CD38(Cluster of Differentiation 38)は分子量45kDaの膜貫通型糖タンパク質であり、形質細胞、PreB細胞等の表面マーカーである。CD38は細胞の分化、活性化、免疫応答の制御、アポトーシス等に関与しており、例えば、T細胞、B細胞等においては発生の初期に発現し、成熟とともに消失するが、活性化すると再び発現することが知られている。
 上述のように正常な細胞でも発現しているCD38は、骨髄腫(例えば、多発性骨髄腫)細胞、悪性リンパ腫細胞、白血病細胞等の血液悪性腫瘍細胞の表面で、正常な細胞に比べ高発現していることが知られている(例えば、非特許文献1)。
 また、近年、がん免疫療法の1つとして、患者から採取したT細胞にがん細胞表面抗原を認識するキメラ抗原受容体(Chimeric antigen receptor(CAR))をコードする遺伝子を導入および発現させたCAR-T細胞を用いたCAR-T療法の研究および応用が急速に進められている(例えば、特許文献1)。
特表2020-517244号公報
Cytometry,46:23-27,2001
 上述のとおり、CD38は、血液悪性腫瘍細胞において高発現していることが多いことから、CAR-T療法等のCAR遺伝子療法におけるがん細胞表面抗原の候補になり得る。
 その一方で、細胞傷害性免疫担当細胞(以下、「キラー細胞」と称する場合がある)は、一般に、遺伝子導入の刺激によってCD38を発現することから、キラー細胞に抗CD38-CAR遺伝子を導入して作製された抗CD38-CARキラー細胞は、in vitroまたはex vivoにおいてフラトリサイドによる自己殺傷を生じ、その抗腫瘍活性が減損され得る。
 このような問題に対しては、キラー細胞に対して抗CD38-CAR遺伝子を導入する際に、siRNAを用いたRNA干渉、Crispr-Cas9を用いたDNA編集等によってCD38の発現を抑制すること等が行われ得る。
 本発明は、上記状況を鑑み、簡便に作製可能な抗CD38-CARキラー細胞の提供を主たる目的とする。
 本発明者らが多能性幹細胞を分化誘導して得られたキラー細胞を用いて抗CD38-CARキラー細胞の作製を試みたところ、多能性幹細胞由来のキラー細胞は遺伝子導入を行った場合であってもCD38陰性であり、フラトリサイドを回避または抑制しつつ抗CD38-CARキラー細胞を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
[1]本発明の1つの局面によれば、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体が発現されており、上記細胞外抗原結合ドメインが、CD38を抗原として認識する、多能性幹細胞由来の細胞傷害性免疫担当細胞が提供される。
[2]上記[1]に記載の免疫担当細胞において、上記多能性幹細胞が、ヒト人工多能性幹細胞またはヒト胚性多能性幹細胞であってよい。
[3]上記[1]または[2]に記載の免疫担当細胞において、上記多能性幹細胞が、HLA分子を部分的にまたは全て欠損した多能性幹細胞であってよい。
[4]上記[1]から[3]のいずれかに記載の免疫担当細胞は、T細胞であってよい。
[5]上記[1]から[4]のいずれかに記載の免疫担当細胞は、CD8αβヘテロダイマー型のT細胞であってよい。
[6]上記[1]から[5]のいずれかに記載の免疫担当細胞において、上記多能性幹細胞が、外来性TCR遺伝子を導入された多能性幹細胞であってよい。
[7]上記[1]から[6]のいずれかに記載の免疫担当細胞は、CD38の発現が陰性であってよい。
[8]上記[1]から[7]のいずれかに記載の免疫担当細胞において、上記CD38が、ヒトCD38であってよい。
[9]上記[1]から[8]のいずれかに記載の免疫担当細胞において、上記キメラ抗原受容体が、この順に連結された、上記細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジドメイン、上記膜貫通ドメイン、補助刺激ドメイン、および上記細胞内シグナル伝達ドメインを含んでよい。
[10]上記[1]から[9]のいずれかに記載の免疫担当細胞において、上記細胞外抗原結合ドメインが、配列番号1で表されるアミノ酸配列またはその相同配列と、配列番号2で表されるアミノ酸配列またはその相同配列と、を含んでよい。
[11]本発明の別の局面によれば、上記[1]から[10]のいずれかに記載の免疫担当細胞を含む、CD38の発現に関連する疾患を治療または予防するための医薬組成物が提供される。
[12]上記[11]に記載の医薬組成物は、抗CD38抗体薬と組み合わせて用いられてもよい。
[13]本発明の別の局面によれば、人工多能性幹細胞から分化誘導されたCD8T細胞を準備すること、および、上記CD8T細胞にキメラ抗原受容体をコードする遺伝子を導入することを含み、上記キメラ抗原受容体が、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、上記細胞外抗原結合ドメインが、CD38を抗原として認識する、人工多能性幹細胞由来CAR-CD8T細胞の製造方法が提供される。
 本発明の実施形態によれば、多能性幹細胞由来のキラー細胞に抗CD38-CAR遺伝子を導入することにより、CD38の発現が無いまたは抑制された抗CD38-CARキラー細胞を得ることができる。
本発明で用いられ得る抗CD38-CARをコードする遺伝子を含むDNAコンストラクトの一例を説明する概略図である。 抗CD38-CARをコードする遺伝子を含むレトロウイルスベクターの概略構成を示す図である。 実験例3の抗CD38-CAR-reCTLの作製に供された細胞における抗CD38-CAR遺伝子の発現をフローサイトメトリーによって評価した結果を示す図である。 実験例3の抗CD38-CAR-reCTLの作製に供された細胞におけるCD38の発現をフローサイトメトリーによって評価した結果を示す図である。 in vitroにおける種々のE:T比でのRPMI8226細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の評価結果を示す図である。 in vitroにおける種々のE:T比でのKMM1細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の評価結果を示す図である。 in vitroにおけるRPMI8226細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の経時的な評価結果を示す図である。 in vitroにおけるKMM1細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の経時的な評価結果を示す図である。 in vitroにおけるRPMI8226細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性のリアルタイム解析結果を示す図である。 抗CD38抗体薬の存在下でのRPMI8226細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の評価結果を示す図である。 in vitroにおけるTHP-1細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の評価結果を示す図である。 in vitroにおけるHT細胞に対する抗CD38-CAR-reCTLの細胞傷害活性の評価結果を示す図である。 in vivoにおける抗CD38-CAR-reCTLの抗腫瘍効果の評価結果を示す図である。 図14は、配列番号1および配列番号2のアミノ酸配列を示す。
 以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、文脈上不適切である場合を除き、各実施形態は適宜組み合わせることができる。さらにまた、本明細書中で、数値範囲を表す「~」は、その上限および下限の数値を含む。
 本明細書中、「DP細胞(ダブルポジティブ細胞)」は、CD4陽性CD8陽性T細胞を意味する。
 「DN細胞(ダブルネガティブ細胞)」は、CD4陰性CD8陰性T細胞を意味する。
 「CD8T細胞」および「CD8SP細胞」はいずれも、CD4陰性CD8陽性T細胞を意味する。
 特に断りの無い限り、「CD8」は、CD8ααホモダイマーおよびCD8αβヘテロダイマーの両方を包含する。
 「TCR」は、T細胞受容体を意味する。
 「CTL細胞」は、細胞傷害性T細胞を意味する。
 「T細胞」は、表面にT細胞受容体(TCR)と称される抗原受容体を発現している細胞を意味する。
A.細胞傷害性免疫担当細胞
 本発明の実施形態によれば、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体が発現されており、上記細胞外抗原結合ドメインが、CD38を抗原として認識する、多能性幹細胞由来の細胞傷害性免疫担当細胞(多能性幹細胞由来の抗CD38-CARキラー細胞)が提供される。一般に、患者から採取した免疫担当細胞を用いてCAR細胞を作製する場合、長い作製期間(例えば、数週~数か月)および高い作製コスト(例えば、数千万円)が必要となる。これに対し、予め多能性幹細胞から免疫担当細胞を分化誘導し、抗CD38-CAR遺伝子を導入することで、抗CD38-CARキラー細胞とした状態で凍結保存できることから、Off-the-shelf化が可能となる。
 上記多能性幹細胞由来の抗CD38-CARキラー細胞は、好ましくはCD38陰性である。ここで、タンパク質の発現に関して、「陰性」とは、当該タンパク質の発現が完全にまたは実質的に認められないことを意味し、「陽性」とは、当該タンパク質の発現が完全にまたは実質的に認められることを意味し得る。1つの実施形態において、細胞におけるタンパク質の発現は、フローサイトメトリー(FCM)解析において、当該細胞を当該タンパク質と特異的に結合する蛍光標識抗体(例えば、蛍光標識抗G4Sリンカー抗体、蛍光標識抗CD38抗体)を用いて処置した場合に、当該細胞に存在しないはずの抗原に対する蛍光標識抗体(いわゆる、イソ型コントロール抗体)を用いて処置した場合と比較して、蛍光強度が明らかに(換言すると、有意に)区別できる場合(例えば、蛍光強度が明らかに高い場合)を陽性と評価することができ、そうでない場合を陰性と評価することができる。蛍光強度の比較および解析は、例えば、フローサイトメトリー解析ソフトウェアを用いて行うことができる。
 上記細胞傷害性免疫担当細胞(キラー細胞)としては、細胞傷害活性を有する任意の免疫担当細胞を用いることができる。キラー細胞の具体例としては、リンパ球、単核球、多形核白血球等が挙げられる。なかでも、リンパ球が好ましく、CD8T細胞(CTL)、ナチュラルキラー(NK)T細胞、γδT細胞等のキラーT細胞およびナチュラルキラー(NK)細胞がより好ましい。
 上記多能性幹細胞は、生体に存在する多くの細胞に分化可能である多能性を有し、かつ、自己増殖能を併せもつ幹細胞である。多能性幹細胞は、好ましくは哺乳動物の多能性幹細胞であり、より好ましくはヒト多能性幹細胞である。
 多能性幹細胞としては、例えば、胚性幹(ES)細胞、核移植により得られるクローン胚由来の胚性幹(ntES)細胞、胚性生殖(EG)細胞、人工多能性幹(iPS)細胞、培養線維芽細胞や骨髄幹細胞由来の多能性細胞(Muse細胞)等が例示される。なかでも、iPS細胞またはES細胞が好ましく、iPS細胞がより好ましい。
 上記多能性幹細胞は、HLA分子を部分的にまたは全て欠損した多能性幹細胞であってもよい。このような多能性幹細胞由来の抗CD38-CARキラー細胞によれば、投与される患者自身のキラーT細胞またはヘルパーT細胞から非自己として認識されることを回避し得る。HLA分子の欠損は、例えばゲノム編集技術を用いて行うことができる。
 上記多能性幹細胞は、外来性TCR遺伝子が導入されていてもよい。例えば、外来性TCR遺伝子が導入された多能性幹細胞(例えば、TCR-iPS細胞またはTCR-ES細胞)から分化誘導された免疫担当細胞(代表的には、T細胞)は、所望のTCRを発現することができる。このような免疫担当細胞にCARを発現させることで、TCRによる抗原認識(例えば、細胞内に存在する抗原認識)とCARによる抗原認識(例えば、細胞表面に存在する抗原認識)とを併用することができる。
 上記キメラ抗原受容体(CAR)は、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含む。CARは、好ましくは細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジドメイン、膜貫通ドメイン、補助刺激ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、これらの領域はこの順にタンデムに結合されている。
 細胞外抗原結合ドメインとしては、CD38を抗原として認識する抗CD38抗体またはその機能部分を適宜用いることができる。好ましくは、抗CD38IgGの軽鎖(VL)可変領域および重鎖(VH)可変領域を、例えば10~25アミノ酸程度の短いリンカーペプチドで繋いだ融合タンパク質(いわゆる、scFv)が、細胞外抗原結合ドメインとして用いられる。細胞外抗原結合ドメインは、軽鎖(VL)可変領域および重鎖(VH)可変領域を膜貫通ドメインに向かってこの順に含んでいてもよく、膜貫通ドメインからこの順に含んでいてもよい。CD38は、好ましくは哺乳類のCD38であり、より好ましくはヒトCD38である。
 細胞外抗原結合ドメインが由来する抗CD38抗体としては、CD38に特異的に結合し得る任意の適切な抗体、好ましくはIgG抗体が用いられ得る。
 1つの実施形態において、上記細胞外抗原結合ドメインは、配列番号1で表されるアミノ酸配列またはこれらの相同配列を含むVL可変領域を含む。
 1つの実施形態において、上記細胞外抗原結合ドメインは、配列番号2で表されるアミノ酸配列またはこれらの相同配列を含むVH可変領域を含む。
 1つの実施形態において、上記scFvは、配列番号1で表されるアミノ酸配列またはこれらの相同配列を含むVL可変領域と、配列番号2で表されるアミノ酸配列またはこれらの相同配列を含むVH可変領域とを含む。
 上記相同配列は、基準となるアミノ酸配列(具体的には、配列番号1または2で表されるアミノ酸配列)と例えば90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上の配列同一性を有し得る。相同配列は、基準となるアミノ酸配列の1以上10以下、8以下、5以下、もしくは3以下のアミノ酸が他のアミノ酸に置換、欠失または付加された配列であってよい。相同配列の軽鎖および重鎖相補性決定領域(CDR)1、2および3はそれぞれ、基準となるアミノ酸配列の軽鎖および重鎖CDR1、2および3と十分に高い配列同一性(例えば3以下、2以下、1以下、または0のアミノ酸の置換、欠失または付加)を有していてもよい。
 ヒンジドメイン、膜貫通ドメイン、補助刺激ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインとしては、本発明の効果が得られる限りにおいて制限されず、CARを構成する各ドメインとして任意の適切なドメインを採用することができる。
 ヒンジドメインは、例えば、細胞外抗原結合ドメインが標的エピトープにアクセスするための空間(長さ)および柔軟性を提供し得るように設計される。
 膜貫通ドメインは、例えばCD8、CD28等の膜貫通ドメインを含むことができる。
 補助刺激ドメインは、例えば4-1BBドメインに由来するドメインおよびCD28ドメインに由来するドメインのいずれか一方または両方を含むことができる。
 細胞内シグナル伝達ドメインは、例えばCD3ζドメインに由来するドメインを含むことができる。
 以下、本発明の実施形態による多能性幹細胞由来の抗CD38-CARキラー細胞の一例として、iPS細胞由来の抗CD38-CAR-CD8T細胞(以下、「抗CD38-CAR-iPS-CD8T細胞」または「抗CD38-CAR-reCTL」とも称する)の作製方法について具体的に説明する。抗CD38-CAR-iPS-CD8T細胞は、代表的にはCD4陰性かつCD8陽性である。
 抗CD38-CAR-iPS-CD8T細胞は、例えば、iPS細胞(好ましくはヒトiPS細胞)から分化誘導されたCD8T細胞を準備し、当該CD8T細胞に、CD38を抗原として認識するキメラ抗原受容体(抗CD38-CAR)をコードする遺伝子を導入および発現させることによって得られ得る。上述のとおり、iPS細胞等の多能性幹細胞由来のCD8T細胞は、代表的には、遺伝子導入を行った場合であってもCD38陰性であることから、抗CD38-CARをコードする遺伝子を導入することにより、フラトリサイドの問題を生じさせることなく、簡便かつ効率よく抗CD38-CAR-iPS-CD8T細胞を得ることができる。
 iPS細胞からCD8T細胞を分化誘導する方法としては、任意の適切な方法を用いることができる。
 1つの実施形態において、iPS細胞由来CD8T細胞は、
工程(1):iPS細胞を分化誘導して、DN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物を得る工程、
工程(2):工程(1)で得られた細胞培養物よりDN細胞を除く工程、および
工程(3):工程(2)で得られた細胞培養物中のDP細胞をCD8T細胞へと分化させる工程、
を含む方法によって得られ得る。
 上記方法によれば、刺激後もCD38を発現しないiPS細胞由来CD8T細胞が好適に得られ得る。刺激後もCD38を発現しないキラー細胞によれば、RNA干渉、ゲノム編集等によってCD38の発現を抑制すること、抗CD38抗体とコインキュベートしてキラー細胞表面のCD38をマスクすること等の必要がなく、簡便かつ効率的に抗CD38-CARキラー細胞を得ることができる。
 工程(1)では、iPS細胞を分化誘導して、DN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物を得る。
 工程(1)で用いられるiPS細胞は、T細胞またはT細胞以外の体細胞から誘導されたiPS細胞であってよい。iPS細胞は、好ましくはヒト由来のiPS細胞である。
 iPS細胞へと誘導されるT細胞としては、CD3を発現しており、かつ、CD4およびCD8からなる群から選択される少なくとも1つの分子を発現しているT細胞が好ましく用いられる。このようなヒトT細胞としては、例えば、CD4陽性細胞であるヘルパー/制御性T細胞、CD8陽性細胞である細胞傷害性T細胞、ナイーブT細胞(CD45RACD62L細胞)、セントラルメモリーT細胞(CD45RACD62L細胞)、エフェクターメモリーT細胞(CD45RACD62L細胞)、およびターミナルエフェクターT細胞(CD45RACD62L細胞)が挙げられる。
 ヒトT細胞は、ヒトの組織から公知の手法により単離することができる。ヒトの組織としては、例えば、末梢血、リンパ節、骨髄、胸腺、脾臓、臍帯血、病変部組織等が挙げられる。なかでも、末梢血および臍帯血が好ましい。ヒトT細胞を単離するための公知の手法としては、例えば、CD3等の細胞表面マーカーに対する抗体と、セルソーターとを用いたフローサイトメトリーが挙げられる。また、サイトカインの分泌や機能性分子の発現を指標に、所望のT細胞を単離することもできる。このような場合、例えば、T細胞は、Th1タイプかTh2タイプかで分泌されるサイトカインが異なるので、そのようなサイトカインを指標に選別して、所望のThタイプを有するT細胞を単離することができる。また、グランザイム、パーフォリン等の分泌または産生を指標として、細胞傷害性(キラー)T細胞を単離することができる。
 iPS細胞へと誘導される体細胞は、精子、精母細胞、卵子、卵母細胞、ES細胞等の生殖系列細胞または分化多能性細胞を除くあらゆる動物細胞(好ましくは、ヒトを含む哺乳動物細胞)であってよい。体細胞には、胎児(仔)の体細胞、新生児(仔)の体細胞、および成熟した健全個体の体細胞もしくは疾患を有する個体の体細胞のいずれも包含される。また、初代培養細胞、継代細胞、および株化細胞のいずれも包含される。具体的には、体細胞としては、分化した細胞、例えば神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、歯髄幹細胞等の組織幹細胞(体性幹細胞)、組織前駆細胞、リンパ球、上皮細胞、内皮細胞、筋肉細胞、線維芽細胞(皮膚細胞等)、毛細胞、肝細胞、胃粘膜細胞、腸細胞、脾細胞、膵細胞(膵外分泌細胞等)、脳細胞、肺細胞、腎細胞および脂肪細胞等が例示される。
 上記T細胞または体細胞からiPS細胞を誘導する。T細胞または体細胞からiPS細胞を得る方法としては、例えばVizcardo et al.,Cell Stem Cell 12,31-36(2013)に記載の方法を用いてもよい。例えば所定の抗原に対する免疫を獲得した対象から所望の抗原特異的T細胞を得、この細胞へヤマナカ因子を導入してT-iPS細胞を得ることができる(Takahashi and Yamanaka,Cell 126,663-673(2006)、Takahashi et al.,Cell 131,861-872(2007)、およびGrskovic et al.,Nat.Rev.Drug Dscov.10,915-929(2011))。
 iPS細胞は、特定の初期化因子を、体細胞に作用させることによって作製することができる、ES細胞とほぼ同等の特性を有する体細胞由来の人工の幹細胞である(K.Takahashi and S.Yamanaka(2006)Cell,126:663-676;K.Takahashi et al.(2007),Cell,131:861-872;J.Yu et al.(2007),Science,318:1917-1920;Nakagawa,M.ら,Nat.Biotechnol.26:101-106(2008);WO2007/069666)。初期化因子は、ES細胞に特異的に発現している遺伝子、その遺伝子産物もしくはnon-coding RNAまたはES細胞の未分化維持に重要な役割を果たす遺伝子、その遺伝子産物もしくはnon-coding RNA、あるいは低分子化合物によって構成されてもよい。初期化因子に含まれる遺伝子として、例えば、Oct3/4、Sox2、Sox1、Sox3、Sox15、Sox17、Klf4、Klf2、c-Myc、N-Myc、L-Myc、Nanog、Lin28、Fbx15、ERas、ECAT15-2、Tcl1、beta-catenin、Lin28b、Sall1、Sall4、Esrrb、Nr5a2、Tbx3またはGlis1等が例示される。これらの初期化因子は、単独で用いても良く、組み合わせて用いても良い。初期化因子の組み合わせとしては、WO2007/069666、WO2008/118820、WO2009/007852、WO2009/032194、WO2009/058413、WO2009/057831、WO2009/075119、WO2009/079007、WO2009/091659、WO2009/101084、WO2009/101407、WO2009/102983、WO2009/114949、WO2009/117439、WO2009/126250、WO2009/126251、WO2009/126655、WO2009/157593、WO2010/009015、WO2010/033906、WO2010/033920、WO2010/042800、WO2010/050626、WO2010/056831、WO2010/068955、WO2010/098419、WO2010/102267、WO2010/111409、WO2010/111422、WO2010/115050、WO2010/124290、WO2010/147395、WO2010/147612、Huangfu D,et al.(2008),Nat.Biotechnol.,26:795-797、Shi Y,et al.(2008),Cell Stem Cell,2:525-528、Eminli S,et al.(2008),Stem Cells.26:2467-2474、Huangfu D,et al.(2008),Nat Biotechnol.26:1269-1275、Shi Y, et al.(2008),Cell Stem Cell,3,568-574、Zhao Y,et al.(2008),Cell Stem Cell,3:475-479、Marson A,(2008),Cell Stem Cell,3,132-135、Feng B,et al.(2009),Nat Cell Biol.11:197-203、R.L.Judson et al.,(2009),Nat.Biotechnol.,27:459-461、Lyssiotis CA,et al.(2009),Proc Natl Acad Sci USA.106:8912-8917、Kim JB,et al.(2009),Nature.461:649-643、Ichida JK,et al.(2009),Cell Stem Cell.5:491-503、Heng JC,et al.(2010),Cell Stem Cell.6:167-74、Han J,et al.(2010),Nature.463:1096-100、Mali P,et al.(2010),Stem Cells.28:713-720、Maekawa M,et al.(2011),Nature.474:225-9.に記載の組み合わせが例示される。
 初期化因子は、その形態に応じた任意の適切な方法によって体細胞へ接触、または体細胞内へ導入すればよい。
 上記のようにして得られたiPS細胞を、DP細胞およびDN細胞を含むT細胞集団へと分化誘導する。iPS細胞からT細胞への分化誘導方法としては、例えばTimmermans et al.,Journal of Immunology,2009,182:6879-6888に記載の方法が挙げられる。
 1つの実施形態において、iPS細胞を、OP9ストローマ細胞、例えばマウスのOP9ストローマ細胞培養物と共培養して血球前駆細胞を得る。次いで、得られた血球前駆細胞をOP9/DLL1細胞と共培養する。OP9/DLL1共培養の際には培地にIL-7、FlT-3L、およびSCF(Stem Cell Factor)を添加する。上記方法によってiPS細胞を分化誘導した場合、DN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物が得られ得る。
 工程(2)では、工程(1)で得られた細胞培養物よりDN細胞を取り除く。DN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物をCD3抗体によって刺激すると、DP細胞がDN細胞によって殺傷され得るが、DN細胞を取り除くことによりこのような現象を防止することができる。
 DN細胞を除いた細胞培養物はDN細胞を実質的に含まないことが好ましい。DN細胞を除いた細胞培養物におけるDN細胞の含有量は、例えば5%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは1%未満である。
 以下、DN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物よりDN細胞を除去する工程を「DP細胞の濃縮」、DN細胞を除去した細胞培養物を「濃縮したDP細胞培養物」という場合がある。細胞培養物からDN細胞以外の細胞を同時に、あるいは個別に除去する場合も同様に「DP細胞の濃縮」および「濃縮したDP細胞培養物」という場合がある。
 DN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物はCD8SP細胞を含む場合がある。当該CD8SP細胞はCD8ααホモダイマー型T細胞である可能性があり、DP細胞の濃縮(すなわち、DN細胞の除去)に当たってはCD8SP細胞、特にCD8ααホモダイマー型T細胞も同時に取り除くことが好ましい。
 細胞培養物からDN細胞および/またはCD8SP細胞を除去する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。例えば、CD4抗体を結合させた担体(例えば、MACSビーズ)を用いてCD4陽性細胞を回収することによってDN細胞およびCD8SP細胞を除去することができる。また例えば、CD8β抗体を結合させた担体(例えばMACSビーズ)を用いてCD8SPαβヘテロダイマー型T細胞を回収することによってCD8ααホモダイマー型T細胞を除去することができる。また例えば、セルソーターにてDN細胞画分を除去することによってDN細胞を実質的に含まない細胞培養物を得ることができ、あるいは、セルソーターにてDP細胞画分を集めることによって、DN細胞およびCD8SP細胞を実質的に含まない細胞培養物を得ることができる。また例えば、セルソーターにてCD8SPαβヘテロダイマー型の細胞画分を集めることによってCD8SPααホモダイマー型の細胞を実質的に含まない細胞培養物を集めることができる。
 上記工程(3)では、工程(2)で得られた細胞培養物中のDP細胞をCD8SP細胞へと分化させる。DP細胞からCD8SP細胞への分化誘導は、T細胞受容体に刺激を加えた時に生じる活性化経路の何れかを直接活性化することによって行うことができる。例えば、PMAとIonomysinを添加することによりTCR刺激に類似した形でT細胞を活性化することができる。TCRを介した刺激としては、例えば、DP細胞をCD3抗体により刺激しながら培養することが例示される。CD3抗体による刺激に加え、IL-7およびIL-2を培養液に添加することが好ましい。CD3抗体を含む培養液による培養期間は3~10日間、例えば4~8日、例えば約6日間とすればよい。
 DP細胞培養物が、所望の抗原に対する特異的受容体(例えばTCR)を有するiPS細胞から誘導されたDP細胞培養物である場合には、当該抗原による刺激または当該抗原を提示する抗原提示細胞による刺激を加えることによってもDP細胞からCD8SP細胞へ分化誘導することが可能である。
 濃縮したDP細胞培養物をT細胞受容体に刺激を加えた時に生じる活性化経路の何れかを直接活性化することによって分化誘導して得られるCD8SP細胞は、そのほとんどがCD8αβヘテロダイマーを発現するCD8αβヘテロダイマー型のT細胞である。
 上記iPS細胞からCD8T細胞を分化誘導する方法において、上記工程(2)を行わずに、DN細胞の細胞傷害活性を抑制する物質の存在下で、工程(1)で得られた細胞培養物中のDP細胞をCD8SP細胞へと分化させてもよい。DN細胞の細胞傷害活性を抑制する物質としては、パーフォリン阻害剤、グランザイム阻害剤、Fas経路阻害剤、カスパーゼ阻害剤、NK活性化レセプター阻害抗体等が例示される。DP細胞からCD8SP細胞への分化誘導は、上記工程(3)と同様に行われ得る。
 上記iPS細胞からCD8T細胞を分化誘導する方法の詳細については、WO2016/010154、WO2017/179720等に記載されている。
 上記iPS細胞から分化誘導されたCD8T細胞(iPS細胞由来CD8T細胞)は、細胞傷害活性を有する細胞傷害性T細胞(CTL)であり得、当該細胞傷害性CD8T細胞に抗CD38-CARをコードする遺伝子が導入および発現されたCAR-T細胞もまた、細胞傷害性を有し得る。
 図1は、本発明で用いられ得る抗CD38-CARをコードする遺伝子を含むDNAコンストラクトの一例を説明する概略図である。抗CD38-CARをコードするDNAコンストラクト1は、CD8αのシグナルペプチドをコードする塩基配列(a)、抗CD38抗体のL鎖可変領域(例えば、配列番号1で表されるアミノ酸配列)をコードする塩基配列(b)、リンカーをコードする塩基配列(c)、抗CD38抗体のH鎖可変領域(例えば、配列番号2で表されるアミノ酸配列)をコードする塩基配列(d)、CD8αのヒンジドメインおよび膜貫通ドメインをコードする塩基配列(e)、4-1BB細胞内ドメインをコードする塩基配列(f)、およびCD3ζ鎖をコードする塩基配列(g)が順次連結された構成を有する。抗CD38-CARおよびこれをコードするDNAコンストラクトの詳細については、例えばWO2007/142241を参照することができる。
 抗CD38-CARをコードする遺伝子をiPS細胞由来CD8T細胞に導入および発現させる方法としては任意の適切な方法を用いることができる。例えば、ウイルスベクターを用いた生物学的遺伝子導入法、エレクトロポレーション等の物理的遺伝子導入法、およびリポフェクション、リン酸カルシウム法等の化学的遺伝子導入法が挙げられる。なかでも、ウイルスベクターを用いる遺伝子導入法が好ましく用いられ得る。
 ウイルスベクターとしては、産生されるウイルス粒子がiPS細胞由来CD8T細胞に感染し、該細胞が抗CD38-CARを発現する限り、特に制限されない。導入遺伝子が高い効率で宿主細胞の染色体に組み込まれ、該遺伝子の高発現の維持が可能である観点から、レトロウイルスベクターが好ましく用いられ得る。ここで、レトロウイルスベクターは、いわゆるオンコレトロウイルスベクターを意味し(以下、単にレトロウイルスベクターという)、レンチウイルスベクター等を含む。
 レトロウイルスベクターを用いるiPS細胞由来CD8T細胞への遺伝子導入は、例えば、目的の遺伝子配列、LTR、およびパッケージングシグナルを含むベクタープラスミドと、gag配列、pol配列、およびenv配列を含み、パッケージングシグナルを含まないパッケージングプラスミドとをパッケージング細胞(例えば、Cos細胞、293T細胞)にコトランスフェクトすること、および、産生されたウイルス粒子(ビリオン)を回収し、iPS細胞由来CD8T細胞に感染させることによって行われ得る。代替的に、gag、pol、およびenvを発現し、空ウイルス粒子を産生しているパッケージング細胞に目的の遺伝子配列を含むベクタープラスミドをトランスフェクトして、ウイルス粒子(ビリオン)を産生させてもよい。
 レトロウイルスベクタープラスミドとしては、MSCV(Murine Stern Cell Virus)ベクタープラスミド、レンチウイルスベクタープラスミド等が好ましく例示できる。レトロウイルスベクタープラスミドとしては、種々の市販品を用いることができ、例えば、MSCV Retro viral Expression System(クロンテック社製)を用いることもできる。レトロウイルスベクタープラスミドには、標準的なクローニング方法を用いて目的の遺伝子配列をマルチクローニングサイト(MCS)に挿入することができる。
 1つの実施形態においては、IRES(Internal ribosome entry site)配列を有するレトロウイルスベクタープラスミドが用いられる。IRES配列とは、mRNA鎖の内部に存在し、リボソームが直接結合する構造をコードする配列をいい、そのリボソームの直接結合により翻訳を開始する機構、いわゆる内部開始機構に用いられる。IRES配列を有するレトロウイルスベクタープラスミドによれば、真核細胞mRNAの翻訳をキャップ構造非依存性翻訳とすることができる。
 1つの実施形態においては、遺伝子導入細胞の選択、分取等の観点から、マーカー遺伝子を有するレトロウイルスベクタープラスミドが用いられる。マーカーとしては、例えばGFP、EGFP等の蛍光タンパク質が用いられ得る。
 パッケージ細胞およびパッケージ細胞へのレトロウイルスベクタープラスミド等のトランスフェクト方法としては、レトロウイルスベクターを用いた遺伝子導入において通常用いられているものを適用することができる。
 パッケージング細胞から産生されたウイルス粒子は、例えば培養上清をフィルターろ過することで、ウイルス溶液として得ることができる。
 得られたウイルス粒子をiPS細胞由来CD8T細胞に導入し、感染させる方法としては、任意の適切な方法を用いることができる。例えば、上記ウイルス溶液をプラス荷電の遺伝子導入補助剤と混合し、得られた混合液をiPS細胞由来CD8T細胞に添加して培養する方法(例えばポリブレン法、プロタミン法)が用いられ得る。また、レトロネクチン法を用いることもできる。
 上記感染後、例えばフローサイトメーターにより、蛍光抗G4Sリンカー抗体または蛍光抗マウスIgG抗体を用いることで、蛍光を発現する細胞を抗CD38-CARを発現する細胞として容易に選別および単離することができる。
 以上、抗CD38-CAR-iPS-CD8T細胞の作製方法について説明したが、抗CD38-CAR-iPS-CD8T細胞以外の多能性幹細胞由来の抗CD38-CARキラー細胞についても、上記と同様にして作製することができる。例えば、既報の方法に従ってiPS細胞からのNK細胞等の他の細胞傷害性免疫担当細胞への分化誘導、または、ES細胞等の他の多能性幹細胞からの細胞傷害性免疫担当細胞への分化誘導を行い、得られた細胞傷害性免疫担当細胞に上記と同様の方法で抗CD38-CAR遺伝子を導入および発現させればよい。
B.医薬組成物
 本発明の別の局面によれば、A項に記載の多能性幹細胞由来の抗CD38-CARキラー細胞を含む、CD38の発現に関連する疾患を治療または予防するための医薬組成物が提供される。上記抗CD38-CARキラー細胞は、必要により活性化されて、CD38を発現する細胞、好ましくはCD38を高発現する細胞を殺傷することができる。よって、本発明の実施形態による医薬組成物は、例えば、CD38の発現に関連する疾患に対するCAR-T療法(CAR-γδT療法を含む)、CAR-NK療法等のCAR遺伝子療法に適用され得る。
 CD38の発現に関連する疾患としては、がん等の悪性腫瘍が挙げられる。がんは、白血病、リンパ腫、骨髄腫、およびB細胞リンパ腫等の血液悪性腫瘍を含む。血液悪性腫瘍としては、多発性骨髄腫(MM)、バーキットリンパ腫(BL)等の非ホジキンリンパ腫(NHL)、慢性Bリンパ球性白血病(B-CLL)、急性BおよびTリンパ球性白血病(ALL)、急性骨髄性白血病(AML)、慢性リンパ球性白血病(CLL)、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、慢性骨髄性白血病(CML)、ヘアリー細胞白血病(HCL)、濾胞性リンパ腫、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、マントル細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫(HL)、形質細胞性骨髄腫、前駆B細胞リンパ芽球性白血病/リンパ腫、形質細胞腫、巨細胞骨髄腫、形質細胞性骨髄腫、重鎖骨髄腫、軽鎖またはベンスジョーンズ骨髄腫、リンパ腫様肉芽腫症等が挙げられる。
 上記医薬組成物は、抗CD38抗体薬と組み合わせて用いられ得る。上記抗CD38-CARキラー細胞の細胞傷害作用と抗体薬の作用(例えば、CDC活性、ADCC活性、ADCP活性等)との相加または相乗効果により、上記疾患に対する治療または予防効果がより好適に得られ得る。
 上記医薬組成物は、上記抗CD38-CARキラー細胞と抗CD38抗体薬とを含む合剤であってよい。あるいは、上記医薬組成物は、抗CD38抗体薬を含まず、別途に調製された抗CD38抗体薬と組み合わせて投与されてもよい。その場合、医薬組成物と抗CD38抗体薬とは、同時に投与されてもよく、各々が適切なタイミングで個別に投与されてもよい。投与量、投与速度、投与間隔等は、処置対象の条件(身長、体重、年齢、性別等)、病状等に応じて適宜設定され得る。
 抗CD38抗体薬としては、現在、互いに異なるCD38のエピトープを認識する2種類の抗体が臨床上、使用されている。上記抗CD38-CARキラー細胞はこれらの認識するエピトープとは違った部位に結合することが好ましい。
 抗CD38抗体薬としては、例えば、ダラツムマブ、イサツキシマブ等が挙げられる。
 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例の記載において、細胞傷害性を有するiPS細胞由来CD8T細胞を「reCTL」と称する場合がある。
[細胞の準備および培養]
 レトロウイルス調製細胞株「G3T-hi細胞」は、TaKaRa社より購入した。
 レトロウイルスパッケージング細胞株「PG13細胞」、骨髄腫由来細胞株「RPMI8226細胞」、「KMM1細胞」、および急性単球性白血病由来細胞株「THP-1細胞」、「HT細胞」は、ATCCより購入した。RPMI8226細胞、KMM1細胞、THP-1細胞、およびHT細胞はTarget細胞として用いられる。
 G3T-hi細胞およびPG13細胞は、10%ウシ胎児血清(FBS)(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)および100U/mLペニシリン・100μg/mLストレプトマイシン(PS)(富士フィルム和光純薬,大阪)を加えたダルベッコ改変イーグル培地(D-MEM)(富士フィルム和光純薬、大阪)で培養した。
 RPMI8226細胞、KMM1細胞、THP-1細胞、およびHT細胞は、10%FBSおよび100U/mL・100μg/mL PSを加えたロズウェルパーク記念研究所培地1640(RPMI 1640)(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)で培養した。
 reCTLは、10%FBS、100U/mL・100μg/mL PS、10ng/mL IL-2(PeproTech,Cranbury,NJ)、5ng/mL IL-7(PeproTech,Cranbury,NJ)、10ng/mL IL-21(PeproTech,Cranbury,NJ)、および0.03g/mL ビタミンC(ナカライテスク,京都)を加えたMEMα(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)で培養した。reCTLを増殖する場合は、抗CD3抗体(BioLegend,San Diego,CA)と抗CD28抗体(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)をMEMαに添加した。
[実験例1:iPS由来CD8T細胞の作製]
 WO2017/179720に記載の方法によりヒトiPS細胞由来CD8T細胞(reCTL)を得た。具体的には、以下のとおりである。ヒトiPS細胞を中胚葉誘導系であるEB法を用いた分化誘導によりCD34CD43ダブルポジティブ細胞である血球前駆細胞へ誘導した。それらの細胞をOP9DL1フィーダー細胞上に播種し、Notchシグナルを加えながら培養することで、T前駆細胞であるDP細胞まで誘導してDN細胞およびDP細胞を含む細胞培養物を得た。次いで、DP細胞を単離し、単離されたDP細胞に対しCD3抗体を用いてTCR刺激を加えることでCD8SP細胞(reCTL)へ分化させた。このようにして作製されたreCTLは、以降CD3抗体を用いた刺激を繰り返すことにより増幅させることが可能であり、本CAR-T細胞の土台細胞として使用した。
[実験例2:レトロウイルスベクターの作製]
 WO2007/142241の実施例で構築されたレンチウイルスベクターから、CD8αのシグナルペプチド、抗CD38scFV、ヒンジドメイン、CD8αの膜貫通ドメイン、4-1BBの細胞内ドメイン、およびCD3ζドメインを含む抗CD38-CARをコードする遺伝子配列を制限酵素により切り出し、レトロウイルスベクターpMS3-1(タカラバイオ社)のMCSに挿入した。得られたレトロウイルスベクターの概略構成を図2に示す。
[実験例3:抗CD38-CAR-reCTLの作製]
 トランスダクションの24時間前に6wellプレートにG3T-hi細胞を播種した。TransIT-293 Reagent(Mirus,Madison,WI)により、実験例2で作製した抗CD38-CARをコードする遺伝子を含むレトロウイルスベクターをgag-pol発現ベクターおよびenv発現ベクターとともにトランスフェクトした。
 48時間後に産生されたエコトロピックレトロウイルスを含む上清を回収し、0.45μmフィルターでろ過し、保存した。
 PG13細胞を6wellプレートに播種し、24時間後D-MEM培地で4倍希釈したエコトロピックレトロウイルス上清と終濃度8μg/mLになるよう調製したポリブレンを添加した。4時間以上経過した後、上清を捨て、新たなエコトロピックレトロウイルス上清およびポリブレンを添加した。PG13細胞に対する感染作業は計5回実施した。
 最終感染後のPG13細胞培養上清を回収し、0.45μmフィルターでろ過してレトロウイルス溶液とした。
 reCTLに対してトランスダクションの直前に抗CD3抗体、抗CD28抗体により増殖刺激を与えた。レトロネクチンでコートしたポリプロピレンチューブに活性化したreCTL懸濁液およびレトロウイルス溶液を液量1:1で添加し、1200gで1.5時間遠心し感染させた。24時間後、再度同様の手順でレトロウイルスを感染させ、抗CD38-CAR-reCTLを作製した。
[実験例4:抗CD38-CAR-reCTLにおける抗CD38-CAR発現の評価]
 実験例3の抗CD38-CAR-reCTLの作製に供された細胞における抗CD38-CAR遺伝子の発現をフローサイトメトリーによって評価した。
 具体的には、蛍光標識されたscFVのリンカー配列に対する抗体(G4S Linker(E7O2V)Rabbit mAb(Alexa Fluor(R)647 Conjugate)#69782,cell signaling)を用いて感染後の細胞を染色し、BD Accuri C6 Plusフローサイトメーター(BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ)を用いて測定を行った。データはBD Accuri C6 Plus Software(FlowJo)を使用して解析した。
 未染色サンプルを用いてネガティブゲートを設定し、染色したTarget細胞を用いてポジティブゲートを設定した。死細胞集団はヨウ化プロピジウム(PI)染色を用いて除外した。結果を図3に示す。図中、「anti-Linker Ab」は、G4S Linker(E7O2V)Rabbit mAbである。
 図3に示されるとおり、抗CD38-CAR遺伝子の導入効率は95%以上であった。現在、臨床展開されているCAR-T療法で用いられるCAR-T細胞の作製におけるCAR-T遺伝子の導入効率は約25%であることから、上記抗CD38-CAR遺伝子の導入効率は顕著に高効率であった。
[実験例5:抗CD38-CAR-reCTLにおけるCD38発現の評価]
 実験例3の抗CD38-CAR-reCTLの作製に供された細胞におけるCD38発現をフローサイトメトリーによって評価した。
 具体的には、蛍光標識された抗CD38抗体:CD38-APC(HIT2,BD Pharmingen)を用いて染色した細胞に対して、BD Accuri C6 Plusフローサイトメーター(BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ)を用いて測定を行った。データはBD Accuri C6 Plus Software(FlowJo)を使用して解析した。
 未染色サンプルを用いてネガティブゲートを設定し、染色したTarget細胞を用いてポジティブゲートを設定した。蛍光標識されたscFVのリンカー配列に対する抗体を用いて染色した細胞をイソ型コントロールとして用いた。死細胞集団はヨウ化プロピジウム(PI)染色を用いて除外した。結果を図4に示す。
 図4に示されるとおり、抗CD38-CAR-reCTLはCD38の発現が陰性であった。実験例4で確認された抗CD38-CAR遺伝子の高い導入効率は、reCTLが遺伝子導入の刺激によってCD38を発現せず、フラトリサイドが抑制されたことが寄与すると推測される。
 なお、実験例1と同様にして作製したロット違いのreCTLを用いて、実験例3と同様にして抗CD38-CAR-reCTLを作製したところ、3つ以上の異なるロット由来の抗CD38-CAR-reCTLの全てにおいて、CD38の発現が陰性であることが確認された。このことから、iPS細胞から分化誘導されたreCTLにおいては、遺伝子導入の刺激によるCD38の発現が生じないことがわかる。
[実験例6:in vitroでの細胞傷害活性の評価1]
 Target細胞(RPMI8226細胞、KMM1細胞)とEffector細胞(抗CD38-CAR-reCTLまたはreCTL)とを96wellプレートで共培養した。Effector細胞数に依存した細胞傷害活性を確認するため、Effector対Target比(E:T)を1:20~1:2の範囲で播種し、48時間後に生存しているTarget細胞数をフローサイトメトリーで評価した。結果を図5および図6に示す。
 図5および図6に示されるとおり、抗CD38-CAR-reCTLは、RPMI8226細胞およびKMM1細胞のいずれに対してもEffector細胞数に依存した細胞傷害活性を示した。
[実験例7:in vitroでの細胞傷害活性の評価2]
 共培養時間に依存した細胞傷害活性を評価した。具体的には、Target細胞(RPMI8226細胞、KMM1細胞)を1×10cells/well、Effector細胞を5×10cells/wellの密度で播種し、0時間~48時間の間のTarget細胞数をフローサイトメトリーで測定した。結果を図7および図8に示す。図中、「CD38 CAR」および「Control」として表されるデータはそれぞれ、Effector細胞として抗CD38-CAR-reCTLおよびreCTLを用いた測定結果を示す。
 図7および図8に示されるとおり、抗CD38-CAR-reCTLは、RPMI8226細胞およびKMM1細胞の両方に対して共培養時間に依存した細胞傷害活性を示した。
[実験例8:in vitroでの細胞傷害活性の評価3]
 xCELLigence RTCA S16(Agilent,Santa Clara,CA)を用いた細胞傷害活性のリアルタイム解析を行った。専用プレートにTarget細胞(RPMI8226細胞)を5×10cells/wellの密度で播種し、Effector細胞はE:Tが1:5~1:1の範囲になるよう播種した。RPMI8226細胞の専用プレートへの接着はxCELLigence Immunotherapy Kit Liquid Tumor Killing Assay(anti-CD9) (Agilent, Santa Clara, CA)を用いた。メーカーのプロトコルに従い、細胞の播種と経時的なモニタリングを行った。結果を図9に示す。
 図9に示されるとおり、抗CD38-CAR-reCTLは、RPMI8226細胞に対して、Effector細胞数依存的および時間依存的な細胞傷害活性を示した。
[実験例9:in vitroでの細胞傷害活性の評価4]
 抗CD38抗体薬との競合試験を行った。具体的には、Target細胞(RPMI8226細胞)を1×10cells/wellの密度で播種した。次いで、Daratumumab(Janssen Pharmaceutica,Beerse,Belgium)またはIsatuximab(Sanofi,Paris,France)を終濃度100μg/mLまたは1000μg/mLになるよう各wellに添加し、その2時間後にEffector細胞を5×10cells/wellの密度で播種した。Effector細胞の播種から48時間後に生存しているTarget細胞数をフローサイトメトリーで評価した。結果を図10に示す。
 図10に示されるとおり、抗CD38-CAR-reCTLとDaratumumabまたはIsatuximabとを共存させた場合、抗CD38-CAR-reCTLを単独で用いた場合に比べて高い細胞傷害活性が得られることが確認された。
[実験例10:in vitroでの細胞傷害活性の評価5]
 96wellプレートでTarget細胞(THP-1、HT)を単独培養、あるいは、reCTLまたは抗CD38-CAR-reCTLと共培養した。共培養のET比はE:T=1:5であった。播種から48時間後に生存しているTarget細胞数をフローサイトメトリーで評価した。結果を図11および図12に示す。
 図11に示されるとおり、THP-1細胞を抗CD38-CAR-reCTLと共培養した場合、単独培養およびreCTLとの共培養の場合に比べて回収されたTHP-1細胞数が顕著に少なかった。また、図12に示されるとおり、HT細胞を抗CD38-CAR-reCTLと共培養した場合、reCTLと共培養した場合に比べて回収されたHT細胞数が顕著に少なかった。このことから、抗CD38-CAR-reCTLは、THP-1細胞およびHT細胞に対しても細胞傷害活性を示すことが確認された。
[実験例11:in vivoでの抗腫瘍効果の評価]
 NOGマウスにルシフェラーゼ遺伝子を導入したRPMI8226(RPMI8226-Luc)細胞を1×10個、腹腔に接種した。接種後、4日および11日目に抗CD38-CAR-reCTL(導入効率:70%)またはreCTLをそれぞれ1×10個、尾静脈から投与した。接種後28日目において、Luciferinをマウスに投与後in vivo imagingでその発光強度を測定した。結果を図13に示す。
 図13に示されるとおり、抗CD38-CAR-reCTL投与群およびreCTL投与群は、Effector細胞非投与のコントロール群に比べて腫瘍の増殖が抑制された。特に、抗CD38-CAR-reCTL投与群においては、腫瘍の大部分が消失しており、顕著な抗腫瘍効果が確認された。
 本発明の実施形態による抗CD38-CARキラー細胞は、CAR-T療法等の医療分野において好適に用いられ得る。

Claims (13)

  1.  細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体が発現されており、
     前記細胞外抗原結合ドメインが、CD38を抗原として認識する、
     多能性幹細胞由来の細胞傷害性免疫担当細胞。
  2.  前記多能性幹細胞が、ヒト人工多能性幹細胞またはヒト胚性多能性幹細胞である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  3.  前記多能性幹細胞が、HLA分子を部分的にまたは全て欠損した多能性幹細胞である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  4.  T細胞である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  5.  CD8αβヘテロダイマー型のT細胞である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  6.  前記多能性幹細胞が、外来性TCR遺伝子を導入された多能性幹細胞である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  7.  CD38の発現が陰性である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  8.  前記CD38が、ヒトCD38である、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  9.  前記キメラ抗原受容体が、この順に連結された、前記細胞外抗原結合ドメイン、ヒンジドメイン、前記膜貫通ドメイン、補助刺激ドメイン、および前記細胞内シグナル伝達ドメインを含む、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  10.  前記細胞外抗原結合ドメインが、配列番号1で表されるアミノ酸配列またはその相同配列と、配列番号2で表されるアミノ酸配列またはその相同配列と、を含む、請求項1に記載の免疫担当細胞。
  11.  請求項1に記載の免疫担当細胞を含む、CD38の発現に関連する疾患を治療または予防するための医薬組成物。
  12.  抗CD38抗体薬と組み合わせて用いられる、請求項11に記載の医薬組成物。
  13.  人工多能性幹細胞から分化誘導されたCD8T細胞を準備すること、および
     前記CD8T細胞にキメラ抗原受容体をコードする遺伝子を導入することを含み、
     前記キメラ抗原受容体が、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、
     前記細胞外抗原結合ドメインが、CD38を抗原として認識する、
     人工多能性幹細胞由来CAR-CD8T細胞の製造方法。

     
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