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JP-2026514595-A - 複数のサプレッサートランスファーRNAを含む医薬組成物

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Abstract

少なくとも5種類の異なるサプレッサートランスファーRNA、ここで、a)サプレッサートランスファーRNAのうち少なくとも1種類はUGA終止コドンと塩基対を形成することができ、サプレッサートランスファーRNAのうち少なくとも1種類はUAA終止コドンと塩基対を形成することができ、サプレッサートランスファーRNAのうち少なくとも1種類はUAG終止コドンと塩基対を形成することができ;b)サプレッサートランスファーRNAは、組成物中に全て同量で存在するわけではない、と薬学上許容される担体とを含む医薬組成物に関する。 【選択図】図2

Inventors

  • イグナトヴァ、ゾヤ
  • バーティ、ニキール
  • ダビト、マルコス

Assignees

  • ウニヴェルズィテート ハンブルク

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20240429
Priority Date
20230502

Claims (20)

  1. 少なくとも5種類の異なるサプレッサートランスファーRNA、ここで、 a)前記サプレッサートランスファーRNAのうち少なくとも1つはUGA終止コドンと塩基対を形成することができ、前記サプレッサートランスファーRNAのうち少なくとも1つはUAA終止コドンと塩基対を形成することができ、前記サプレッサートランスファーRNAのうち少なくとも1つはUAG終止コドンと塩基対を形成することができ; b)前記サプレッサートランスファーRNAは、組成物中に全て同量で存在するわけではない; と薬学上許容される担体とを含む ことを特徴とする医薬組成物。
  2. 前記少なくとも5種類のサプレッサートランスファーRNAが、tRNA-Arg-UR 1 R 2 、tRNA-Ser-UR 1 R 2 、tRNA-Gln-UR 1 R 2 、tRNA-Cys-UR 1 R 2 、tRNA-Glu-UR 1 R 2 、tRNA-Gly-UR 1 R 2 、tRNA-Tyr-UR 1 R 2 、tRNA-Lys-UR 1 R 2 、tRNA-Trp-UR 1 R 2 、およびtRNA-Leu-UR 1 R 2 からなるサプレッサートランスファーRNA群から選択され、ここで、R 1 およびR 2 は互いに独立にAまたはGであり、ただし、R 1 とR 2 は両方ともGであることはなく、好ましくは、tRNA-Arg-UGA、tRNA-Ser-UAG、tRNA-Ser-UAA、tRNA-Ser-UGA、tRNA-Gln-UAA、tRNA-Gln-UAG、tRNA-Cys-UGA、tRNA-Glu-UAG、tRNA-Glu-UAA、tRNA-Gly-UGA、tRNA-Tyr-UAG、tRNA-Tyr-UAA、tRNA-Lys-UAA、tRNA-Lys-UAG、tRNA-Trp-UGA、tRNA-Trp-UAG、tRNA-Leu-UGA、tRNA-Leu-UAA、および、tRNA-Leu-UAGからなるサプレッサートランスファーRNA群から選択される 請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 組成物が、同じ終止コドンと塩基対を形成する、3種類以下のサプレッサートランスファーRNAを含み、ただし、前記組成物が、同じ終止コドンと塩基対を形成する、2種類以上のサプレッサートランスファーRNAを含む場合は、同じ終止コドンと塩基対を形成するサプレッサートランスファーRNAは、それらの同族アミノ酸が異なり、好ましくは、非同族tRNAのみに由来するtRNA本体、またはその一部を有する 請求項1または2に記載の医薬組成物。
  4. 組成物が5種類または6種類のサプレッサートランスファーRNA、好ましくは、5種類または6種類以下のサプレッサートランスファーRNAを含み、組成物は以下のサプレッサーtRNA: a)tRNA-Arg-UGA、tRNA-Ser-UAG、tRNA-Ser-UAA、tRNA-Gln-UAA、およびtRNA-Cys-UGA;または b)tRNA-Glu-UAG、tRNA-Glu-UAA、tRNA-Ser-UGA、tRNA-Gly-UGA、tRNA-Tyr-UAG、およびtRNA-Lys-UAA;または c)tRNA-Trp-UGA、tRNA-Trp-UAG、tRNA-Gln-UAG、tRNA-Lys-UAG、およびtRNA-Tyr-UAA を含む 請求項1ないし3のいずれかに記載の医薬組成物。
  5. 組成物内の各サプレッサートランスファーRNAの割合が、所与の対象遺伝子におけるPTC変異の頻度に合わせて、最も高頻度のPTCを抑制するように構成された第1のサプレッサートランスファーRNAは組成物中に最大の割合で存在し、より低頻度のPTCを抑制するように構成された第2、第3、第4およびそれ以降のサプレッサートランスファーRNAは、対象遺伝子における標的PTCの頻度に応じて、対応する低い割合で組成物中に存在するように調整される 請求項1ないし4のいずれかに記載の医薬組成物。
  6. 前記対象遺伝子における、少なくとも0,5%頻度のPTCを標的とする、組成物中に存在するサプレッサートランスファーRNAの割合が、組成物中に存在するサプレッサートランスファーRNA全体の少なくとも95重量%である 請求項5に記載の医薬組成物。
  7. a)それぞれ異なるサプレッサートランスファーRNAをコードする少なくとも5種類の核酸、および、b)前記5種類の核酸のうち少なくとも1種類が構築物中の他の核酸に依存せずに発現可能なように前記核酸に機能的に連結されたDNA調節エレメントを含む ことを特徴とする合成DNA構築物。
  8. i.請求項7に記載の合成DNA構築物、またはii.a)少なくとも5種類の異なる合成DNA構築物、ここで、前記合成DNA構築物のそれぞれは、異なるサプレッサートランスファーRNAをコードする核酸と、医薬組成物中の前記5種類の核酸のうち少なくとも1種類が組成物中の他の核酸の発現レベルとは異なる発現レベルで発現可能であるか、または前記少なくとも5種類の異なる合成DNA構築物のうち少なくとも1種類が他の合成DNA構築物よりも高いコピー数で医薬組成物中に存在するように前記核酸に機能的に連結されたDNA調節エレメントとを含む、および、b)薬学上許容される担体を含む ことを特徴とする医薬組成物。
  9. 前記少なくとも5種類の核酸のそれぞれが異なるトランスファーRNAをコードし、前記核酸のうち少なくとも1種類、2種類、3種類、4種類、5種類または全てがそれぞれ5’リーダー配列に機能的に連結され、前記5’リーダー配列は、 a)配列モチーフTGACCTAAGTGTAAAGT、I H (配列番号28)、TGAGATTTCCTTCAGGTT、II H (配列番号29)、TATATAGTTCTGTATGAGACCACTCTTTCCC、III H (配列番号30)、ACCATAAACGTGAAATG、I L (配列番号31)、TCTTTGGATTTGGGAATC、II L (配列番号32)、およびTTATAAGTTCTGTATGAGACCACTCTTTCCC、III L (配列番号33)からなる群から選択される配列モチーフ;ならびに/または、 b)配列モチーフVNANANTVHANANNTTNNNATRANATTCNGDGVGNAANATABTNCTVGND、50nt H (配列番号34)およびGCNGGDGGCGNGTTCBBCTGTNVNAGCNTNCGDNGNCGTTTNNCNTCGGT、50nt L (配列番号35)からなる群から選択される配列モチーフ;ならびに/または、 c)配列モチーフGAAATGCCTT、10nt H1 (配列番号36)、GTGGGAACTA 10nt H2 (配列番号37)、およびGTGTTGCTTG 10nt H3 (配列番号38)からなる群から選択される配列モチーフ を含み;サプレッサートランスファーRNAをコードする前記核酸のうち少なくとも1種類は、サプレッサートランスファーRNAをコードする他の核酸とは異なる5’リーダー配列を有する 請求項7に記載の合成DNA構築物または請求項8に記載の医薬組成物。
  10. aa)上記のa)に関して、 i.前記5’リーダー配列は、配列モチーフI L を含む場合には、配列モチーフI H を含まず、またその逆であり、前記5’リーダー配列が配列モチーフI H もしくはI L の一方を含む場合には、配列モチーフI H もしくはI L は、5’-3’方向に、好ましくは-66~-50位を有し; ii.前記5’リーダー配列は、配列モチーフII L を含む場合には、配列モチーフII H を含まず、またその逆であり、前記5’リーダー配列が配列モチーフII H もしくはII L の一方を含む場合には、配列モチーフII H もしくはII L は、5’-3’方向に、好ましくは-49~-32位を有し、 iii.前記5’リーダー配列は、配列モチーフIII L を含む場合には、配列モチーフIII H を含まず、またその逆であり、前記5’リーダー配列が配列モチーフIII H もしくはIII L の一方を含む場合、配列モチーフIII H もしくはIII L は、5’-3’方向に、好ましくは-31~-1位を有し;または、 bb)上記のb)に関して、前記5’リーダー配列は、配列モチーフ50nt L を含む場合には、配列モチーフ50nt H を含まず、またその逆であり、前記5’リーダー配列が配列モチーフ50nt H もしくは50nt L の一方を含む場合には、配列モチーフ50nt H もしくは50nt L は、5’-3’方向に、好ましくは-50~-1位を有する 請求項9に記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  11. 前記5’リーダー配列が、 aa)上記のa)に関して、配列モチーフI L 、II L 、III L 、I H 、II H またはIII H から選択される少なくとも2つの配列モチーフ、ここで、前記少なくとも2つの配列モチーフは、5’-3’方向に、I H -II H 、II H -III H 、I H -III H 、I L -II L 、II L -III L 、I L -III L 、I H -II L 、I H -III L 、II H -III L 、I L -II H 、II L -III H 、もしくはI L -III H の順に配置される;または、 cc)上記のc)に関して、配列モチーフ10nt H1 、10nt H2 、および10nt H3 のうち少なくとも2つの配列モチーフ、前記少なくとも2つの配列モチーフは、 i.GAAATGCCTT,10nt H1 (配列番号9)およびGTGTTGCTTG,10nt H3 (配列番号11)、ここで、前記配列モチーフは、5’-3’方向に、以下の順:10nt H3 -10nt H1 に配置される、または、 ii.GAAATGCCTT,10nt H1 (配列番号9)およびGTGGGAACTA,10nt H2 (配列番号10)、ここで、前記配列モチーフは、5’-3’方向に、以下の順:10nt H1 -10nt H2 に配置される、または、 iii.GTGGGAACTA,10nt H2 (配列番号10)、およびGTGTTGCTTG,10nt H3 (配列番号11)、ここで、前記配列モチーフは、5’-3’方向に、以下の順:10nt H3 -10nt H2 に配置される を含む 請求項9または10に記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  12. 前記5’リーダー配列が、 aa)上記のa)に関して、配列モチーフI L 、II L 、III L 、I H 、II H もしくはIII H から選択される3つの配列モチーフ、好ましくは、5’-3’方向に、以下の順:I L -II L -III L 、I H -II H -III H 、I H -II L -III L 、I L -II H -III L 、I L -II L -III H 、I H -II H -III L 、I H -II L -III H 、もしくはI L -II H -III H ;または、 cc)上記のc)に関して、3つの配列モチーフ10nt H1 、10nt H2 、および10nt H3 の全て、好ましくは、5’-3’方向に、以下の順:10nt H3 -10nt H1 -10nt H2 を含む 請求項9ないし11のいずれかに記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  13. 前記5’リーダー配列が、特徴a)の配列モチーフI H 、II H 、III H 、I L 、II L 、およびIII L から選択される配列モチーフのうち1つと5’-3’方向においてそのすぐ後に特徴b)の配列モチーフ50nt L および50nt H から選択される配列モチーフのうち1つを含む 請求項9ないし11のいずれかに記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  14. 前記5’リーダー配列が配列番号78~89の配列のうち1つ、好ましくは配列番号90~161の配列のうち1つを含むまたは有する 請求項13に記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  15. 前記5’リーダー配列が配列モチーフI H 、II H 、III H 、のうち1つと5’-3’方向においてそのすぐ後に配列モチーフ50nt H ;または配列モチーフI L 、II L 、III L のうち1つと5’-3’方向においてそのすぐ後に配列モチーフ50nt L を含む 請求項13に記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  16. 前記5’リーダー配列が上記の特徴a)の配列モチーフI H 、II H 、III H 、I L 、II L 、およびIII L から選択される配列モチーフのうち1つと、5’-3’方向においてそのすぐ後に8~12、好ましくは9~11、より好ましくは10ヌクレオチドのスペーサー配列の10~30リピートを含むまたはから構成されるスペーサー領域と、5’-3’方向においてそのすぐ後に上記の特徴b)の配列モチーフ50nt L および50nt H から選択される配列モチーフのうち1つを含む 請求項9ないし11のいずれかに記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  17. 前記核酸が天然トランスファーRNAをコードし、前記5’リーダー配列が前記天然トランスファーRNAに由来しない 請求項9ないし16のいずれかに記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  18. 前記5’リーダー配列が、 aa)上記のa)に関して、配列番号39~64のうち1つの配列、 bb)上記のb)に関して、配列番号66~77のうち1つの配列、 を有するまたは含む 請求項9ないし17のいずれかに記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  19. 配列H 54 T 55 C 56 G 57 A 58 N 59 T 60 、好ましくは、T 54 T 55 C 56 G 57 A 58 N 59 T 60 (指数はトランスファーRNAのヌクレオチドの位置を表し、位置のナンバリングはトランスファーRNAナンバリング規則に従う)を含むBボックスを含む天然または合成トランスファーRNAのコード配列をさらに含む 請求項9ないし18のいずれかに記載の合成DNA構築物または医薬組成物。
  20. 薬剤として使用するための、請求項1ないし6のいずれかに記載の医薬組成物、請求項7、9ないし19のいずれかに記載の合成DNA構築物、または、請求項8ないし19のいずれかに記載の医薬組成物。

Description

本発明は、複数のサプレッサートランスファーRNAを含む医薬組成物および複数のサプレッサートランスファーRNAをコードする核酸を含む合成DNA構築物に関する。さらに、本発明は、例えば、複数のトランスファーRNAを細胞、例えば、ヒト細胞に送達するために使用することができるサプレッサーtRNAをコードする1以上の合成DNA構築物を含む医薬組成物に関する。 トランスファーリボ核酸(tRNA)は、メッセンジャーRNA(mRNA)のヌクレオチド配列をタンパク質のアミノ酸配列に翻訳するために必要な成分として、生細胞のタンパク質合成装置に不可欠な部分である。天然tRNAは、アミノ酸と共有結合できるアミノ酸結合ステムと、「アンチコドン」と呼ばれる塩基トリプレットを含むアンチコドンループを含み、mRNA上の「コドン」と呼ばれる対応する塩基トリプレットと非共有結合的に結合できる。タンパク質は、特にリボソームといくつかの補助酵素を含む多成分系の助けを借りて、mRNA上のコドン配列を鋳型として用いてtRNAが運ぶアミノ酸を組み立てることによって合成される。 トランスファーRNAは、最近、治療目的で薬物として、例えば、ナンセンス変異、すなわち遺伝コードで指定された20種のアミノ酸のうちの1つをコードするセンスコドンが、遺伝子配列中の鎖終結コドン(「未成熟終結コドン(premature termination codon)」、PTC)に変化する変異に関連した病態を治療するための遺伝子治療の一部として使用することに関心が高まっている(非特許文献1;非特許文献2;非特許文献3)。例えば、Lueckら、2016(非特許文献4;非特許文献5)には、コドンを編集したtRNAが全長野生型タンパク質を回復させるためにCFTR遺伝子のインフレーム終止コドンを天然アミノ酸に変換することを可能にすることが記載されている。 mRNAに比べ、tRNA分子は安定性が著しく高く、平均10倍短いため、標的組織への導入の問題が軽減される。これにより、未成熟終止コドンを有するmRNAからの末端切断型タンパク質の形成を防ぎ、代わりに適正なアミノ酸を導入するために、遺伝子治療にtRNAを使用する試みに至った(例えば、非特許文献6;特許文献1;特許文献2参照)。特許文献3および特許文献4には、例えばフレームシフト変異に関連する遺伝病のサプレッサーtRNAとして使用可能な延長アンチコドンループを有する合成tRNAが記載されている。特許文献5には、疾患の原因となる未成熟終止コドンを認識し、リードスルーする操作されたtRNA分子および操作されたサプレッサーtRNA分子をコードするベクターが開示されている。遺伝子治療、例えば、未成熟終結コドン(PTC)の存在に関連する疾患の遺伝子治療に関するtRNAの使用も、特に特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献5、および特許文献9に記載されている。 例えば、タンパク質の欠損または機能不全のタンパク質をもたらす、タンパク質をコードする遺伝子におけるナンセンス変異(PTC)によって引き起こされる、または関連する嚢胞性線維症のような疾患の症状はしばしば非常に類似しているが、このような疾患の遺伝的シグネチャーは極めて多様であり得る。各患者は、同じ疾患表現型を示すにもかかわらず、1以上の異なるPTCを伴って、疾患の根底にあるユニークな遺伝子変異パターンを有する可能性がある。しかしながら、同じもしくは類似の疾患表現型を有するが、PTC変異もしくはPTC変異パターンが異なる、または類似の根底にある遺伝子変異を有するが、別の疾患に関連する別の遺伝子におけるものである、少なくとも数名の患者またはより大きな患者集団の治療のための単一の薬剤を有することが望ましい。特許文献10では、第1、第2、および/または第3のサプレッサーtRNAを含む単一の発現ベクターまたは医薬組成物の使用が提案されている。 米国特許出願公開第2003/0224479(A1)号明細書米国特許第6964859号明細書国際公開第2017/121863(A1)号パンフレット国際公開第2020/208169(A1)号パンフレット国際公開第2021/113218(A1)号パンフレット国際公開第2020/069194(A1)号パンフレット国際公開第2021/211762(A2)号パンフレット国際公開第2021/087401(A1)号パンフレット米国特許出願公開第2020/291401(A1)号明細書国際公開第2022/235861(A1)号パンフレット Ai-Ming Yu, Young Hee Choi and Mei-Juan Tu, RNA Drugs and RNA Targets for Small Molecules: Principles, Progress, and Challenges, Pharmacological Reviews, 2020, 72 (4) 862-898; DOI: 10.1124/pr.120.019554Porter, JJ, Heil, CS, Lueck, JD, Therapeutic promise of engineered nonsense suppressor tRNAs, WIREs RNA. 2021; 12:e1641, DOI: 10.1002/wrna.1641Albers S, Beckert B, Matthies MC, Mandava CS, Schuster R, Seuring C, Riedner M, Sanyal S, Torda AE, Wilson DN, Ignatova Z., Repurposing tRNAs for nonsense suppression. Nat Commun. 2021 Jun 22;12(1):3850. doi: 10.1038/s41467-021-24076-x. PMID: 34158503)Lueck et al. 2016 (Lueck, J.D., Infield, DT, Mackey, AL, Pope, RM, McCray, PB, Ahern, CA. Engineered tRNA suppression of a CFTR nonsense mutation, bioRxiv 088690; doi: 10.1101/088690Lueck JD, Yoon JS, Perales-Puchalt A, Mackey AL, Infield DT, Behlke MA, Pope MR, Weiner DB, Skach WR, McCray PB Jr, Ahern CA. Engineered transfer RNAs for suppression of premature termination codons. Nat Commun. 2019 Feb 18;10(1):822. doi: 10.1038/s41467-019-08329-4Koukuntla, R., 2009, Suppressor tRNA mediated gene therapy, Graduate Theses and Dissertations, 10920, Iowa State University, http://lib.dr.iastate.edu/etd/10920Mitra S., Das P., Samadder A., Das S., Betai R., Chakrabarti J., 2015, Eukaryotic tRNAs fingerprint invertebrates vis-a-vis vertebrates, Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, doi: 10.1080/07391102.2014.990925Fujikura, K. Premature termination codons in modern human genomes. Sci Rep 6, 22468 (2016). https://doi.org/10.1038/srep22468Bulcha, J.T., Wang, Y., Ma, H. et al. Viral vector platforms within the gene therapy landscape. Sig Transduct Target Ther 6, 53, 2021, doi: 10.1038/s41392-021-00487-6Kotterman, M.A., Chalberg, T.W., Schaffer, D.V., 2015, Viral Vectors for Gene Therapy: Translational and Clinical Outlook, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2015. 17:63-89, 10.1146/annurev-bioeng-071813-104938Albers, S., et al. Repurposing tRNAs for nonsense suppression, Nature Comm 12, 3850 (2021)Sprinzl M, Horn C, Brown M, Ioudovitch A, Steinberg S. Compilation of tRNA sequences and sequences of tRNA genes. Nucleic Acids Res. 1998;26(1):148-53 一般化された「コンセンサス」tRNA構造と、tRNAナンバリング規則に従ったそのナンバリングの模式図。本発明による合成DNA構築物の実施形態の模式図。種々のtRNAカクテル濃度で処理した細胞の細胞生存率。種々のtRNAカクテル濃度で処理した細胞の細胞生存アッセイ。細胞を1×104細胞/ウェルで各ウェルに播種し、異なる濃度のtRNAを加えた(ng/104細胞)。tRNA-Arg-UGA、tRNA-Ser-UAG;tRNA-Ser-UAA、tRNA-Gln-UAAおよびtRNA-Cys-UGAを等モル濃度で混合した。細胞生存率は、非処理細胞の生存率を100%としてその割合で示した。種々のtRNAカクテル濃度で処理した細胞のリードスルー効率。種々のtRNAカクテル濃度で処理した細胞のリードスルー効率。細胞を1×104細胞/ウェルで播種し、各ウェルに種々の濃度のtRNAを加えた(ng/104細胞)。tRNA-Arg-UGA、tRNA-Ser-UAG;tRNA-Ser-UAA、tRNA-Gln-UAAおよびtRNA-Cys-UGAを等モル濃度で混合した。リードスルー活性は、細胞の野生型ルシフェラーゼ(WT-Luc)活性を100%としてその割合で示した。sup-tRNAで処理した細胞のリードスルー効率。各カクテル内で濃度が異なるサプレッサーtRNA実施形態を含む種々のtRNAカクテルで処理した細胞のリードスルー効率(プロットの下の数字)。細胞を1×104細胞/ウェルで播種し、各ウェルに種々の濃度のtRNAを加えた(ng/104細胞)。リードスルー活性は、細胞の野生型ルシフェラーゼ(WT-Luc)活性を100%としてその割合で示した。sup-tRNAで処理した細胞のリードスルー効率。ミスマッチtRNAおよびサプレッサーtRNAを本実施形態の最低濃度で含むtRNA組合せで処理した細胞のリードスルー効率(図4A)。細胞を1×104細胞/ウェルで播種し、各ウェルに種々の野地のtRNAを加えた(ng/104細胞)。リードスルー活性は、細胞の野生型ルシフェラーゼ(WT-Luc)活性を100%としてその割合で示した。0は、tRNAを含まない陰性対照反応を表