生物学相关的正交细胞因子/受体对制造技术

本发明专利技术提供了工程化的正交细胞因子受体/配体对及其使用方法。配体对及其使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物学相关的正交细胞因子/受体对
[0001]交叉引用
[0002]本专利申请案要求于2018年3月9日提交的编号为15/916,689的美国临时专利接续申请案的优先权，上述专利申请全文以引用方式并入本文中。
[0003]联邦资助的研究与开发
[0004]本专利技术专利获得了政府的支持，其中，美国国立卫生研究院的资助项目为AI513210。政府拥有本专利技术的某些权利。

技术介绍

[0005]操纵细胞尤其是免疫细胞，以分化、开发特异性功能、扩大细胞数量，在临床上具有重要意义。本领域已知许多影响这些活性的蛋白质因子，特别是细胞因子和趋化因子。然而，这些信号分子对未靶向操纵的细胞也具有多效性，因此需要在靶细胞群中选择性激活信号传递的方法。尤其是工程化T细胞以进行受控行为是有意义的。例如，在过继性免疫疗法中，从血液中分离T细胞，离体处理，并重新注入患者体内。T细胞已被工程化应用于治疗，例如识别和杀死癌细胞、细胞内病原体和参与自身免疫的细胞。
[0006]基于细胞疗法中的一项关键挑战是在过继性转移的细胞中工程化期望的行为，例如激活，扩增等，其免受内源性信号传递途径的影响，不影响非靶向内源性细胞，且可受控曾给药的患者。这与T细胞工程化尤其相关，因为发育可塑性和环境因素在决定T细胞命运，功能和定位方面发挥巨大影响。
[0007]操纵蛋白质以独立于或正交于天然蛋白质或配体的影响的方式结合和响应修饰的配体的能力构成蛋白质工程化的重大挑战。迄今为止，已经产生了许多与类似的自然交互正交的合成配体-直接同源物-受体对。用于此研究的蛋白质包括了核激素受体和G蛋白偶联受体。尽管为设计由合成小分子配体激活的受体进行了大量工作，但生物学相关蛋白对的工程化仍然是一项重大挑战。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了工程化正交细胞因子受体/配体对及其使用方法。工程化(正交)细胞因子特异性结合对应的工程化(正交)受体。结合后，正交受体激活通过天然细胞元件转导的信号传递，以提供模拟该天然应答但对表达正交受体的工程化细胞特异的生物活性。正交受体表现出与内源性对应细胞因子(包括正交细胞因子的天然配对物)的结合显著降低，而正交细胞因子表现出与任何内源性受体(包括正交受体的天然配对物)的结合显着降低。在一些实施例中，正交细胞因子对正交受体的亲和力与天然细胞因子对天然受体的亲和力相当。
[0009]设计正交细胞因子-受体对的方法可包括以下步骤：(a)将氨基酸改变工程化为天然受体以破坏与天然细胞因子的结合；(b)产生多种细胞因子类似物，其具有选择性氨基酸改变受体结合的接触残基处的天然细胞因子，(c)选择与直接同源受体结合的细胞因子直接同源物；(d)丢弃与天然受体显着结合的直接同源细胞因子，或者可选地丢弃步骤(c)和
(d)；(e)选择结合直接同源细胞因子的受体直接同源物；(f)丢弃与天然细胞因子结合的直接同源受体。在优选的实施例中，使用细胞因子/受体复合物结构的知识来选择用于定点或易错突变的氨基酸位置。酵母展示系统可以方便地用于选择过程，尽管其他显示和选择方法也是有用的。
[0010]在一些实施例中，提供了一种工程化细胞，其中通过引入本专利技术的正交受体来修饰细胞。任何细胞都可以用于此目的。在一些实施例中，细胞是T细胞，包括但不限于初始CD8
+
T细胞、细胞毒性CD8
+
T细胞、初始CD4
+
T细胞、辅助性T细胞，例如T
H
1、T
H
2、T
H
9、T
H
11、T
H
22、T
FH
；调节性T细胞，例如T
R
1、天然
R
1、天然T
Reg
、诱导型T
Reg
；记忆T细胞，例如中枢记忆T细胞、效应记忆T细胞、NKT细胞、γδT细胞和包括CAR-T细胞等的此类T细胞的工程化变体等。在其他实施例中，所述工程化细胞是干细胞，例如造血干细胞、NK细胞、巨噬细胞或树突细胞。在一些实施例中，所述细胞在转移到受试者中之前，在离体处理中被遗传修饰。所述工程化细胞可以以单位剂量提供用于治疗，可以是相对于预期接收者的同种异体，自体等。
[0011]在一些实施例中，提供了包含编码正交受体的多核苷酸编码序列的载体，其中所述编码序列可操作地连接至在所需细胞中有活性的启动子。本领域已知各种载体并且可以用于此目的，例如病毒载体，质粒载体，微循环载体，其载体可以整合到靶细胞基因组中，或者可以维持附加体。所述受体编码载体可以在试剂盒中提供，与编码结合并激活受体的正交细胞因子的载体组合。在一些实施例中，所述正交细胞因子的编码序列可操作地与高表达启动子连接，并且可以针对生产进行优化。在其他实施例中，提供了一种试剂盒，其中编码正交受体的载体提供正交细胞因子的纯化组合物，例如以单位剂量包装用于患者给药(例如预填充注射器)。在一些其他实施例中，提供了一种试剂盒，其中向编码正交受体的载体提供编码正交细胞因子的载体，以使正交受体能够在细胞中表达，并且还表达旨在由同一细胞分泌的正交细胞因子以实现自分泌正交细胞因子受体信号传递。
[0012]在一些实施例中，提供了一种治疗方法，该方法包括向需要其的受体中引入工程细胞群，其中通过引入编码本专利技术正交受体的序列来修饰细胞群。所述细胞群可以离体工程化，并且通常相对于受体是自体的或同种异体的。在一些实施例中，在施用工程细胞后，引入的细胞群在体内与同源正交细胞因子接触。本专利技术的优点是正交细胞因子和天然受体之间缺乏交叉反应性。
附图说明
[0013]结合附图阅读以下详细说明，可获得对本专利技术最全面的理解。需要强调的是，根据惯例，附图的各种特征并非是按比例绘制的。相反，为了清楚起见，可任意扩大或缩小各个特征的尺寸。附图中包括以下图示：
[0014]图1-1(ii).正交IL-2/IL-2受体控制T细胞扩增。
[0015]图2.工程化正交IL-2/IL-2Rβ对的工作流程。
[0016]图3.正交小鼠IL-2Rβ变体的序列。
[0017]图4.mIL-2RβH134D Y135F突变消除了野生型mIL-2的结合。
[0018]图5.工程化正交IL-2/IL-2Rβ对的工作流程。
[0019]图6.表征的正交小鼠Il-2变体的序列。
[0020]图7.正交IL-2变体以与野生型IL-2和IL-2Rβ交互相似或更大的亲和力结合正交
IL-2R。
[0021]图8.正交IL-2变体对野生型CD25阳性和CD25阴性脾细胞表现出钝化活性(磷酸化STAT5)
[0022]图9.表达正交IL-2R的小鼠CTLL-2T细胞的产生。
[0023]图10.第一组正交IL-2变体对正交T细胞具有选择性。
[0024]图11.正交IL-2变体在表达正交IL-2Rβ的CTLL-2细胞上诱导选择性STAT5磷酸化
[0025]图12.原发性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工程化人IL-2多肽，其(i)与天然人CD122的结合显著降低；(ii)在残基T51、R81处包含至少一个氨基酸替代物，而不是天然蛋白质的氨基酸，或包含氨基酸替代物M23A；(iii)在E15、H16、L19、D20的每一处包含氨基酸替代物。2.根据权利要求1所述的工程化人IL-2多肽，其中所述多肽包含一个或多个氨基酸替代物，氨基酸替代物选自：[E15D,E15T,E15A,E15S]、[H16N,H16Q]、[L19V,L19I,L19A]、[D20L,D20M]、[Q22S,Q22T,Q22E,Q22K,Q22E]、[M23A,M23W,M23H,M23Y,M23F,M23Q,M23Y]、[G27K,G27S]、[R81D,R81Y]、[N88E,N88Q]、[T51I]。3.根据权利要求1或2所述的工程化人IL-2多肽，其中所述多肽包含氨基酸替代物E15S、H16Q、L19V和D20L。4.根据权利要求1-3中任一项所述的工程化人IL-2多肽，其进一步包含氨基酸替代物Q22K。5.根据权利要求1-4中任一项所述的工程化人IL-2多肽，其包含氨基酸替代物T51I。6.根据权利要求1-5中任一项所述的工程化人IL-2多肽，其包含氨基酸替代物R81D或R81Y。7.根据权利要求1所述的工程化人IL-2多肽，其包含一组氨基酸替代物[E15D,H16N,L19V,D20L,Q22T,M23A]。8.根据权利要求1所述的工程化人IL-2多肽，其包含一组氨基酸替代物[E15D,H16N,L19V,D20L,Q22K,M23A]。9.根据权利要求1所述的工程化人IL-2多肽，其包含一组氨基酸替代物[E15S,H16Q,L19V,D20L,M23Q,R81D,T51I]。10.根据权利要求1所述的工程化人IL-2多肽，其包含一组氨基酸替代物[E15S,H16Q,L19V,D20L,M23Q,R81Y]。11.根据权利要求1-10中任一项所述的工程化人IL-2多肽，其中所述多肽结合并激活正交人CD122蛋白。12.根据权利要求11所述的工程化人IL-2多肽，其中所述正交人CD1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯南，
申请(专利权)人：小利兰，
类型：发明
国别省市：