Иммунотерапевтические композиции на основе дрожжей-muc1 и способы их применения

Иммунотерапевтические композиции на основе дрожжей-muc1 и способы их применения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Права государства на изобретение

Настоящее изобретение было создано в соответствии с Соглашением о сотрудничестве в исследованиях и разработках Национального института здравоохранения и Департамента здравоохранения и социальных служб. Правительство Соединенных Штатов имеет определенные права на это изобретение.

Перекрестная ссылка на родственные заявки

В настоящей заявке испрашивается преимущество приоритета предварительной заявки на патент США №61/524407, поданной 17 августа 2011 г., в соответствии со ст. 35 Кодекса законов США (CFR) § 119(e). Полное описание предварительной заявки на патент США №61/524407 вводится в настоящее описание посредством ссылки.

Документ по Договору о совместных исследованиях

Настоящее изобретение было создано заинтересованными сторонами или по поручению заинтересованных сторон Договора о сотрудничестве по исследованиям и разработкам от 8 мая 2008 г. Сторонами Договора о сотрудничестве по исследованиям и разработкам являются: GlobeImmune, Inc. и Департамент здравоохранения и социальных служб США при Национальном институте рака, Научно-исследовательском центре здравоохранения или отделении Национального института здравоохранения.

Ссылка на список последовательностей

Настоящая заявка содержит список последовательностей, поданный в электронном виде как текстовой файл EFS-Web. Текстовой файл под именем «3923-40-PCT_ST25» имеет размер 89 килобайт (кб) и был зарегистрирован 16 августа 2012 г. Информация, содержащаяся в данном текстовом файле, во всей своей полноте вводится в настоящее описание посредством ссылки согласно ст. 37 Кодекса законов США (CFR) § 1.52(e)(5).

Область, к которой относится изобретения

В общих чертах, настоящее изобретение относится к дрожжевой иммунотерапевтической композиции и к способам лечения и/или предупреждения рака, характеризующегося экспрессией и сверхэкспрессией муцина-1 (MUC1).

Предшествующий уровень техники

Рак является лидирующей причиной смертности людей во всем мире, и разработка эффективных способов лечения рака представляет собой одну из наиболее важных сфер исследований и разработки лекарственных препаратов. Хотя уже было предложено несколько инновационных подходов для лечения и предупреждения рака, однако, многие раковые заболевания до сих пор остаются причиной высокой смертности среди населения, что обусловлено трудностями, связанными с лечением этих заболеваний стандартными методами, или их относительной невосприимчивостью к таким методам лечения.

Большое число человеческих карцином и злокачественных заболеваний крови характеризуются, по меньшей мере частично, аберрантной сверхэкспрессией белка, известного как муцин-1 (MUC1), и нормальная функция этого белка заключается в защите эпителиальных клеток от токсинов, микроорганизмов и других стрессов, возникающих под действием окружающей среды (Kufe et al., Hybridoma 1984; 3:223-32). MUC1 представляет собой гетеродимерный белок, образующийся в результате нековалентного связывания двух субъединиц, кодируемых одним транскриптом, и последующего посттрансляционного процессинга в субъединицы, известные как MUC1-N и MUC1-C. MUC1 обычно присутствует в апикальных пограничных областях секреторных эпителиальных клеток, и если эти клетки теряют свою полярность в ответ на стресс, что является обратимым процессом для нормальных клеток, то MUC1 может взаимодействовать с молекулами, которые обычно локализуются в базолатеральных пограничных областях. Кроме того, в ответ на стрессовое воздействие окружающей среды, субъединица MUC1-N, то есть крупный белок, содержащий варьирующееся число тандемных повторов (VNTR), которые интенсивно гликозилируются под действием О-связанных гликанов, может слущиваться. Другая субъединица MUC1, известная как MUC1-C, имеет внеклеточный домен, трансмембранный домен и цитоплазматический хвост и может связываться с лигандом, ответственным за физическую ассоциацию MUC1 с рецептором эпидермального фактора роста (EGFR) (Li et al., J. Biol. Chem. 2001; 276:35239-42; Schroeder et al., J. Biol. Chem. 2001; 276:13057-64), а также с другими тирозинкиназными рецепторами, такими как ErbB2-4,20 FGFR321 и PDGFR (Li et al., Mol. Cancer Res. 2003; 1:765-75; Ren et al., Mol. Cancer Res. 2006; 4:873-83; Singh et al., Cancer Res. 2007; 67:5201-10). Кроме того, MUC1-C связывается с различными компонентами путей передачи сигнала, которыми являются рецепторы ErbB, c-Src, β-катенин, факторы транскрипции (p53, ERa) и другие эффекторы, такие Grb2/SOS (Pandey et al., Cancer Res. 1995; 55:4000-3; Kinlough et al., J. Biol. Chem. 2004; 279:53071-7).

В трансформированных эпителиальных клетках полярность мембраны является необратимой, а экспрессия MUC1 активируется на всей поверхности клеток карциномы (Kufe et al., 1984, см. выше). Сверхэкспрессия MUC1 ассоциируется с пониженным уровнем О-гликозилирования MUC1-N и с высокими уровнями MUC1-N на клеточной поверхности, достигаемыми посредством стерических взаимодействий комплексов «клетка-клетка» и «клетка-внеклеточная мембрана», которые ассоциируются со злокачественными фенотипами (Ligtenberg et al., Cancer Res. 1992; 52:223-32; van de Wiel-van Kemenade et al., J. Immunol. 1993; 151:767-76; Wesseling et al., Mol. Biol. Cell 1996; 7:565-77). Поскольку субъединица MUC1-C участвует в различных путях передачи сигналов, ассоциированных с канцерогенезом, то в настоящее время она рассматривается как онкопротеин, и было показано, что сверхэкспрессия этой субъединицы участвует в блокировании индуцирования апоптоза в ответ на повреждение ДНК (Ren et al., Cancer Cell 2004; 5:163-75; Raina et al., J. Biol. Chem. 2004; 279:20607-12), в ответ на окислительный стресс (Yin and Kufe, J. Biol. Chem. 2003; 278:35458-64; Yin et al., J. Biol. Chem. 2004; 279:45721-7) и гипоксию (Yin et al., J. Biol. Chem. 2007; 282:257-66), а также способствует субстрат-независимому росту опухолей и канцерогенезу (Li et al., Oncogene 2003; 22:6107-10; Huang et al., Cancer Biol. Ther. 2003; 2:702-6; Huang et al., Cancer Res. 2005; 65:10413-22; Schroeder et al., Oncogene 2004; 23:5739-47).

Как обсуждалось выше, данные, полученные в различных лабораториях, показали, что MUC1-N (α-субъединица) играет определенную роль в развитии рака путем сообщения клетке соответствующих свойств, которые способствуют ее «ускользанию» от иммунного надзора и, потенциально, распространению метастазов. MUC1-C (β-субъединица) участвует в путях передачи сигнала, ответственных за развитие и прогрессирование опухоли. Эти двойные функции MUC1 можно объяснить тем, что этот антиген играет различные роли в различных раковых заболеваниях. Так, например, MUC1, очевидно, представляет собой ранний маркер ракового заболевания, такого как рак молочной железы и рак толстой кишки (см., например, Kretschmer et al., Mol. Cancer. 2011 Feb 11; 10(1):15; Mukhopadhyay et al., Biochim Biophys Acta. 2011 Apr; 1815(2):224-40; Saeki et al., Gastroenterology. 2011 Mar; 140(3):892-902), причем MUC1 ассоциируется с путями эпителиально-мезенхимальной транзиции (EMT) и метастазированием рака, такого как рак поджелудочной железы и рак пищевода (см., например, Xu et al., Life Sci. 2011 Jun 6; 88(23-24):1063-9; Besmer et al., Cancer Res. 2011 Jul 1; 71(13):4432-42; Roy et al., Oncogene 2011 Mar 24; 30(12):1449-59; Ye et al., Lab Invest. 2011 May; 91(5):778-87), и предупреждает терминальную дифференцировку раковых клеток под действием молекул активного кислорода при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) (см., например, Yin et al., Blood. 2011 May 5; 117(18):4863-70; Fatrai et al., Exp Hematol. 2008 Oct; 36(10):1254-65), что приводит к неограниченному самообновлению этих клеток.

Принимая во внимание очевидную роль MUC1 в сообщении раковым клеткам злокачественного фенотипа, MUC1, в частности, MUC1-N, можно сказать, что MUC1 является главным объектом противораковой терапии. Действительно, большинство терапевтических подходов направлено на MUC1-N, то есть на внеклеточную часть гетеродимера MUC1. Однако такие подходы, направленные на MUC1-N, пока оказались безуспешными при их клиническом применении, что, вероятно, обусловлено проблемами, связанными со слущиванием MUC1-N с клеток. В совсем недавно проведенных исследованиях, для нацеливания на субъединицу MUC1-C было предложено использовать антитела против этого внеклеточного домена или их пептиды; пептиды, конъюгированные с углеводным полимером и с небольшими молекулами; препараты опухолевых клеток, экспрессирующих MUC1; и гибриды дендритная клетка/опухолевая клетка. Однако в настоящее время не было получено разрешения на проведение противораковой терапии, специфически нацеленной на MUC1. В соответствии с этим, необходимо разработать новые продукты, которые были бы эффективными для лечения и/или предупреждения рака, ассоциирующегося с экспрессией или сверхэкспрессией MUC1.

Описание сущности изобретения

В одном из своих вариантов настоящее изобретение относится к иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей-MUC1, содержащей: (a) дрожжевой носитель; и (b) гибридный белок, экспрессирующийся дрожжевым носителем и содержащий по меньшей мере один антиген MUC1. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 состоит, в направлении от N-конца к C-концу, из: SEA/внеклеточного домена (ED) MUC1, где SEA/ED-домен MUC1 включает ED MUC1, фланкированный у N-конца одной или более аминокислотами, происходящими от не-ED части SEA-домена MUC1; по меньшей мере двух доменов с варьирующимся числом тандемных повторов (VNTR); трансмембранного домена (TM) MUC1; и цитоплазматического домена (СD) MUC1.

В одном из аспектов изобретения антиген включает два домена VNTR. В одном из аспектов изобретения домен VNTR имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности в положениях 126-145 SEQ ID NO: 11; любым смежным 20 аминокислотам в положениях 61-1020 SEQ ID NO: 11; любым смежным 20 аминокислотам в положениях 126-965 SEQ ID NO: 11; SEQ ID NO: 12; любым смежным 20 аминокислотам в положениях 90-130 SEQ ID NO: 14; любым смежным 20 аминокислотам в положениях 60-100 SEQ ID NO: 15; и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения домен VNTR имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична любым смежным 20 аминокислотам в положениях 90-130 SEQ ID NO: 14 или любым смежным 20 аминокислотам в положениях 60-100 SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения гибридный белок имеет два домена VNTR, и аминокислотная последовательность этих двух доменов VNTR находится в положениях 90 и 130 SEQ ID NO: 14 или в положениях 60 и 100 SEQ ID NO: 15.

В одном из аспектов изобретения ED MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из аминокислотной последовательности в положениях 116-173 SEQ ID NO: 2; в положениях 107-164 SEQ ID NO: 4; в положениях 107-164 SEQ ID NO: 6; в положениях 98-155 SEQ ID NO: 8; в положениях 1098-1155 SEQ ID NO: 11; в положениях 32-89 SEQ ID NO: 14; в положениях 2-59 SEQ ID NO: 15; и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения ED MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности в положениях 32-89 SEQ ID NO: 14 или в положениях 2-59 SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения ED MUC1 имеет аминокислотную последовательность в положениях 32-89 SEQ ID NO: 14 или в положениях 2-59 SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения SEA/ED MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из аминокислотной последовательности в положениях 115-173 SEQ ID NO: 2; в положениях 106-164 SEQ ID NO: 4; в положениях 106-164 SEQ ID NO: 6; в положениях 97-155 SEQ ID NO: 8; в положениях 1097-1155 SEQ ID NO: 11; в положениях 31-89 SEQ ID NO: 14; в положениях 1-59 SEQ ID NO: 15; и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения SEA/ED MUC1 имеет аминокислотную последовательность в положениях 31-89 SEQ ID NO: 14 или в положениях 1-59 SEQ ID NO: 15.

В одном из аспектов изобретения ТМ-домен MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из аминокислотной последовательности в положениях 174-201 SEQ ID NO: 2, в положениях 165-192 SEQ ID NO: 4, в положениях 165-192 SEQ ID NO: 6, в положениях 156-183 SEQ ID NO: 8, в положениях 1156-1183 SEQ ID NO: 11, в положениях 131-158 SEQ ID NO: 14, в положениях 101-128 SEQ ID NO: 15, и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения ТМ-домен MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности в положениях 131-158 SEQ ID NO: 14 или в положениях 101-128 SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения ТМ-домен MUC1 имеет аминокислотную последовательность в положениях 131-158 SEQ ID NO: 14 или в положениях 101-128 SEQ ID NO: 15.

В одном из аспектов изобретения СD-домен MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из аминокислотной последовательности в положениях 202-273 SEQ ID NO: 2, в положениях 193-264 SEQ ID NO: 4, в положениях 193-264 SEQ ID NO: 6, в положениях 184-255 SEQ ID NO: 8, в положениях 1184-1255 SEQ ID NO: 11, в положениях 159-230 SEQ ID NO: 14, в положениях 129-200 SEQ ID NO: 15, в положениях 7-78 SEQ ID NO: 17, в положениях 79-150 SEQ ID NO: 17, в положениях 151-222 SEQ ID NO: 17; в положениях 1-72 SEQ ID NO: 18, в положениях 73-144 SEQ ID NO: 18, в положениях 145-216 SEQ ID NO: 18, и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения CD-домен MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности в положениях 159-230 SEQ ID NO: 14 или в положениях 129-200 SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения СD-домен MUC1 имеет аминокислотную последовательность в положениях 159-230 SEQ ID NO: 14 или в положениях 129-200 SEQ ID NO: 15.

В одном из аспектов этого варианта осуществления изобретения, антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97% или 98% идентична последовательности SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 содержит SEQ ID NO: 15 или аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 99% идентична последовательности SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 15.

В одном из аспектов этого варианта осуществления изобретения, гибридный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность MUC1, присоединенную к N-концу SEA/ED MUC1. В одном из аспектов изобретения сигнальная последовательность MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из последовательностей в положениях 1-27 SEQ ID NO: 2, в положениях 1-32 SEQ ID NO: 4, в положениях 1-32 SEQ ID NO: 6, в положениях 1-27 SEQ ID NO: 8, в положениях 1-23 SEQ ID NO: 11, в положениях 1-30 SEQ ID NO: 14, и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения сигнальная последовательность MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности в положениях 1-30 SEQ ID NO: 14. В одном из аспектов изобретения сигнальная последовательность MUC1 имеет аминокислотную последовательность в положениях 1-30 SEQ ID NO: 14. В одном из аспектов изобретения гибридный белок имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97% или 98% идентична последовательности SEQ ID NO: 14. В одном из аспектов изобретения гибридный белок содержит SEQ ID NO: 14 или аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 99% идентична последовательности SEQ ID NO: 14. В одном из аспектов изобретения гибридный белок имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 14.

В одном из аспектов этого варианта осуществления изобретения, антиген MUC1, по сравнению с последовательностью MUC1 дикого типа, содержит 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или более аминокислотных замен, вводимых для создания 1-11 эпитопов-агонистов в антигене MUC1, также называемом здесь антигеном-агонистом MUC1. В одном из аспектов этого варианта осуществления изобретения, аминокислотные замены выбраны из A96Y, P97L, G104V, S105Y, T106L, A147Y, C161V, T199L, D200F, S215Y и T239L, которые были введены в часть антигена MUC1, имеющего последовательность SEQ ID NO: 14 или SEQ ID NO: 15. В одном из аспектов изобретения антиген-агонист MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97% или 98% идентична SEQ ID NO: 23. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 содержит SEQ ID NO: 23 или аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 99% идентична SEQ ID NO: 23. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 23. Иммунотерапевтическая композиция на основе дрожжей-MUC1 заявлена в п. 1 формулы изобретения, где антиген MUC1 содержит от 1 до 11 аминокислотных замен, введенных для создания антигена-агониста MUC1.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей-MUC1, содержащей: (a) дрожжевой носитель; и (b) гибридный белок, экспрессирующийся дрожжевым носителем и содержащий по меньшей мере один антиген MUC1. Антиген MUC1 состоит из двух или более цитоплазматических доменов (CD) MUC1. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 состоит из трех цитоплазматических доменов (CD) MUC1. В одном из аспектов изобретения три CD происходят от одного и того же белка MUC1. В одном из аспектов изобретения каждый CD-домен содержит аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из аминокислотной последовательности в положениях 202-273 SEQ ID NO: 2, в положениях 193-264 SEQ ID NO: 4, в положениях 193-264 SEQ ID NO: 6, в положениях 184-255 SEQ ID NO: 8, в положениях 1184-1255 SEQ ID NO: 11, в положениях 159-230 SEQ ID NO: 14, в положениях 129-200 SEQ ID NO: 15, в положениях 7-78 SEQ ID NO: 17, в положениях 79-150 SEQ ID NO: 17, в положениях 151-222 SEQ ID NO: 17; в положениях 1-72 SEQ ID NO: 18, в положениях 73-144 SEQ ID NO: 18, в положениях 145-216 SEQ ID NO: 18, и соответствующей последовательности, происходящей от другого человеческого белка MUC1. В одном из аспектов изобретения каждый CD-домен содержит аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из аминокислотной последовательности в положениях 129-200 SEQ ID NO: 15, в положениях 7-78 SEQ ID NO: 17, в положениях 79-150 SEQ ID NO: 17, в положениях 151-222 SEQ ID NO: 17; в положениях 1-72 SEQ ID NO: 18, в положениях 73-144 SEQ ID NO: 18, и в положениях 145-216 SEQ ID NO: 18.

В одном из аспектов этого варианта осуществления изобретения, антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97% или 98% идентична SEQ ID NO: 18. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 18 или аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 99% идентична SEQ ID NO: 18. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 18. В одном из аспектов изобретения гибридный белок имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97% или 98% идентична SEQ ID NO: 17. В одном из аспектов изобретения гибридный белок имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 17 или аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 99% идентична SEQ ID NO: 17. В одном из аспектов изобретения гибридный белок имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 17.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей-MUC1, содержащей: (a) дрожжевой носитель; и (b) гибридный белок, экспрессирующийся дрожжевым носителем и содержащий по меньшей мере один антиген-агонист MUC1. В одном из аспектов этого варианта осуществления изобретения, антиген-агонист MUC1, по сравнению с последовательностью MUC1 дикого типа, содержит 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или более аминокислотных замен, вводимых для создания 1-11 эпитопов-агонистов в антигене MUC1, также называемом здесь антигеном-агонистом MUC1. В одном из аспектов изобретения антиген-агонист MUC1 имеет аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95%, 96%, 97% или 98% идентична SEQ ID NO: 23 или SEQ ID NO: 25. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 содержит SEQ ID NO: 23 или SEQ ID NO: 25 или аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 99% идентична SEQ ID NO: 23 или SEQ ID NO: 25. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 23 или SEQ ID NO: 25.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к способу снижения опухолевой нагрузки, ингибирования роста опухоли и/или увеличения продолжительности жизни индивидуума, имеющего раковую опухоль, экспрессирующую MUC1. Этот способ включает стадию введения индивидууму иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей-MUC1, описанной в настоящей заявке. В одном из аспектов изобретения экспрессию MUC1 в раковой опухоли индивидуума детектируют на момент первого введения композиции. В одном из аспектов изобретения индивидуум страдает раковым заболеванием на стадии I. В одном из аспектов изобретения индивидуум страдает раковым заболеванием на стадии II. В одном из аспектов изобретения индивидуум страдает раковым заболеванием на стадии III. В одном из аспектов изобретения индивидуум страдает раковым заболеванием на стадии IV.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к применению любой из описанных здесь иммунотерапевтических композиций на основе дрожжей-MUC1 для лечения заболевания. В одном из аспектов изобретения указанным заболеванием является рак.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к применению любой из описанных здесь иммунотерапевтических композиций на основе дрожжей-MUC1 для замедления, прекращения, обратного развития или предупреждения метастатического прогрессирования рака у индивидуума, страдающего раком.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к применению любой из описанных здесь иммунотерапевтических композиций на основе дрожжей-MUC1 для предупреждения или для отсрочки начала развития MUC1-экспрессирующей раковой опухоли.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к применению комбинации иммунотерапевтических композиций для лечения рака, где указанные иммунотерапевтические композиции содержат: (a) первую композицию, которая представляет собой любую из описанных здесь иммунотерапевтических композиций на основе дрожжей-MUC1; и (b) по меньшей мере одну дополнительную иммунотерапевтическую композицию, содержащую дрожжевой носитель и антиген, не являющийся антигеном MUC1. В одном из аспектов изобретения антиген, не являющийся антигеном MUC1, выбран из мутированного Ras, карциноэмбрионального антигена (CEA) и/или антигена Brachyury.

В одном из аспектов любого из своих вариантов, настоящее изобретение относится к способу, осуществляемому с использованием описанной здесь иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей-MUC1, или к применению указанной композиции, где указанный индивидуум проходит или проходил другую терапию рака, которая может включать, но не ограничивается ею, химиотерапию, направленную противораковую терапию, лучевую терапию, адоптивный Т-клеточный перенос, хирургическое удаление опухоли у индивидуума и/или введение одной или более дополнительных иммунотерапевтических композиций. В одном из аспектов изобретения дополнительные иммунотерапевтические композиции содержат второй раковый антиген, который представляет собой антиген MUC1 или раковый антиген, не являющийся антигеном MUC1. В одном из аспектов изобретения дополнительные иммунотерапевтические композиции содержат дрожжевой носитель и второй раковый антиген, который не включает антиген MUC1. В одном из аспектов изобретения дополнительные иммунотерапевтические композиции содержат второй раковый антиген, которым являются, но не ограничиваются ими, мутированный Ras, карциноэмбриональный антиген (CEA), антиген Brachyury, EGFR, BCR-Abl, MART-1, MAGE-1, MAGE-3, GAGE, GP-100, MUC-2, PSMA, тирозиназа, TRP-1 (gp75), NY-ESO-1, TRP-2, TAG72, KSA, CA-125, PSA, HER-2/neu/c-erb/B2, hTERT, p73, B-RAF, антиген, вызывающий аденоматозный кишечный полипоз (APC), Myc, белок фон Хиппеля-Линдау (VHL), Rb-1, Rb-2, андрогенный рецептор (AR), Smad4, MDR1, Flt-3, BRCA-1, BRCA-2, pax3-fkhr, ews-fli-1, HERV-H, HERV-K, TWIST, мезотелин и/или NGEP. В одном из аспектов изобретения второй раковый антиген выбран из группы, состоящей из мутированного Ras, карциноэмбрионального антигена (CEA) и антигена Brachyury. В одном из аспектов изобретения дополнительной иммунотерапевтической композицией является вакцина на основе вирусного вектора. В одном из аспектов изобретения дополнительной иммунотерапевтической композицией является гибрид дендритная клетка/опухолевая клетка.

В другом своем варианте настоящее изобретение относится к способу предупреждения или отсрочки начала развития MUC1-экспрессирующей раковой опухоли. Этот способ включает стадию введения индивидууму любой из описанных здесь иммунотерапевтических композиций на основе дрожжей-MUC1. В одном из аспектов изобретения рак не был диагностирован у индивидуума. В одном из аспектов изобретения у индивидуума имеется высокий риск развития рака. В одном из аспектов изобретения, указанный индивидуум имеет предраковое поражение. В одном из аспектов изобретения указанный индивидуум имеет раковую опухоль, однако, в этой опухоли не были обнаружены MUC1-экспрессирующие раковые клетки.

В одном из аспектов изобретения, относящихся к способам, осуществляемым с использованием описанной здесь иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей-MUC1, или к применению указанной композиции, указанная раковая опухоль ассоциируется с поражением эпителиальных клеток. В одном из аспектов изобретения указанными раковыми заболеваниями являются, но не ограничиваются ими, рак молочной железы, рак тонкого кишечника, рак желудка, рак поджелудочной железы, рак почек, рак мочевого пузыря, рак матки, рак яичника, рак яичек, рак легких, рак толстой кишки, рак предстательной железы, меланома, множественный миелогенный лейкоз (MMЛ), хронический лимфоцитарный лейкоз (ХЛЛ), острый миелоидный лейкоз (ОМЛ), лимфома Беркитта, ходжкинская лимфома, раковые опухоли секреторных тканей и их метастазы. В одном из аспектов изобретения рак выбран из рака молочной железы и рака толстой кишки. В одном из аспектов изобретения рак выбран из рака молочной железы, рака толстой кишки, рака поджелудочной железы, рака яичника, рака пищевода и ОМЛ. В одном из аспектов изобретения, где раком является ОМЛ, иммунотерапевтическую композицию на основе дрожжей-MUC1 вводят донору и реципиенту, подвергаемому терапии путем трансплантации костного мозга (ТКС). В одном из аспектов изобретения, где раком является ОМЛ, иммунотерапевтическую композицию на основе дрожжей-MUC1 вводят индивидууму в комбинации с терапией цитарабином и антрациклином.

В одном из аспектов любого из описанных здесь вариантов осуществления изобретения, указанным дрожжевым носителем являются цельные дрожжи. В одном из аспектов изобретения указанный дрожжевой носитель является термоинактивированным. В одном из аспектов изобретения указанный дрожжевой носитель происходит от мутированного дрожжевого штамма, который, в отличие от дрожжевого штамма дикого типа, продуцирует частично гликозилированные белки. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 экспрессируется на клеточной стенке дрожжевого носителя. В одном из аспектов изобретения антиген MUC1 экспрессируется в периплазме или цитоплазме дрожжевого носителя. В одном из аспектов изобретения дрожжевой носитель происходит от Saccharomyces. В одном из аспектов изобретения, дрожжевой носитель происходит от Saccharomyces cerevisiae.

В одном из аспектов любого из описанных здесь вариантов осуществления изобретения, иммунотерапевтическую композицию получают путем культивирования цельных дрожжей, экспрессирующих антиген MUC1, в среде, которую поддерживают при рН 5,5-8. В одном из аспектов изобретения указанная среда была забуферена буферным агентом. В одном из аспектов изобретения дрожжи культивируют в среде, которую поддерживают при рН 6-8.

В одном из аспектов любого из описанных здесь вариантов осуществления изобретения, указанная композиция также содержит по меньшей мере один модификатор биологического ответа.

В одном из аспектов любого из описанных здесь вариантов осуществления изобретения, указанная композиция также содержит фармацевтически приемлемый наполнитель.

В одном из аспектов любого из описанных здесь вариантов осуществления изобретения, указанную композицию приготавливают для инъекции.

Краткое описание графического материала

На фиг. 1A схематически представлена структура полноразмерного белка MUC1.

На фиг. 1B схематически представлена структура гибридного белка, экспрессируемого в иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей, известной как GI-6101.

На фиг. 1C схематически представлена структура гибридного белка, экспрессируемого в иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей, известной как GI-6104.

На фиг. 2A представлено цифровое изображение, иллюстрирующее экспрессию гибридного белка MUC1 в композиции GI-6101.

На фиг. 2B представлено цифровое изображение, иллюстрирующее экспрессию гибридных белков MUC1 в композиции GI-6101 и 6104 до и после дегликозилирования.

На фиг. 2C представлено цифровое изображение, иллюстрирующее экспрессию гибридного белка MUC1 в композиции GI-6104.

На фиг. 3 представлено цифровое изображение, иллюстрирующее экспрессию гибридного белка MUC1 в композиции GI-6105.

Подробное описание изобретения

В общих чертах, настоящее изобретение относится к иммунотерапевтическим композициям на основе дрожжей и к способам предупреждения и/или лечения раковых опухолей, экспрессирующих или сверхэкспрессирующих муцин-1 (который обычно обозначается здесь «MUC1», и который также известен или был известен под названием «антиген DF3» или «HMFG»). Настоящее изобретение включает применение иммунотерапевтической композиции на основе дрожжей (также называемой композицией или продуктом на основе дрожжей, применяемыми в иммунотерапии), содержащей дрожжевой носитель и новые антигены MUC1 (указанная композиция также называется здесь «композицией на основе дрожжей-MUC1, применяемой в иммунотерапии», «продуктом на основе дрожжей-MUC1, применяемым в иммунотерапии» или «иммунотерапевтическими композициями на основе дрожжей-MUC1»). В настоящей заявке авторами описаны конструирование и продуцирование новых иммунотерапевтических продуктов на основе дрожжей-MUC1, и ими было продемонстрировано, что иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 приводит к созреванию человеческих клеток (ДК), к повышению уровня продуцирования цитокинов дендритными клетками (ДК), ассоциирующемуся с иммунными ответами, которые, как предполагается, являются эффективными для лечения опухолей, и к активации MUC1-специфических Т-клеточных линий. В целом, представленные здесь данные указывают на то, что иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 может быть эффективной для вырабатывания MUC1-специфических клеточных иммунных ответов (CD4⁺ и CD8⁺), и что иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1, как и предполагалось, является эффективной для предупреждения и лечения MUC1-экспрессирующих опухолей.

Иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 может быть легко адаптирована для использования дополнительных опухолевых антигенов в одной и той же дрожжевой композиции или для использования в комбинации с другими иммунотерапевтическими композициями на основе дрожжей (последовательно или одновременно), которые нацелены на другие опухолевые антигены, или в комбинации с другими иммунотерапевтическими средствами и курсами лечения/терапии рака. В соответствии с этим, иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 для лечения рака определенного типа, на определенной стадии и с определенной степенью злокачественности, может быть адаптирована к определенным антигенам, экспрессируемым данной опухолью, и к общему состоянию здоровья индивидуума (то есть, такая терапия может быть легко персонифицирована), а для индивидуума, который уже страдает раком, такая терапия может быть модифицирована по мере прогрессирования раковой опухоли у индивидуума в целях достижения максимальной эффективности на различных стадиях развития опухоли. Иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 дает возможность проводить универсальное профилактическое и/или терапевтическое лечение рака различных типов.

Действительно, иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 может быть легко адаптирована для лечения различных MUC1-положительных раковых заболеваний путем разработки иммунотерапии с применением дрожжей-MUC1 в зависимости от роли, которую играет данный антиген в развитии ракового заболевания каждого типа. Так, например, поскольку MUC1 был описан как ранний маркер рака, такого как рак молочной железы или рак толстой кишки, то иммунотерапия с применением дрожжей может быть проведена в профилактических целях у пациентов с MUC1-положительной предзлокачественной гиперплазией молочной железы или с кишечными полипами. Поскольку MUC1 ассоциируется с путями эпителиальной-мезинхимальной транзиции (EMT) и распространением метастазов рака, такого как рак поджелудочной железы, рак яичника и рак пищевода, то, в другом примере, иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 может быть проведена как терапевтическая вспомогательная терапия в дополнение к стандартной терапии указанных раковых опухолей для стимуляции прекращения распространения метастазов MUC1-положительных раковых опухолей поджелудочной железы, яичника и пищевода на стадии 3. Поскольку было обнаружено, что MUC1 блокирует терминальную дифференцировку клеток посредством молекул активного кислорода при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) и способствует неограниченному самообновлению этих раковых клеток, то, в еще одном примере, иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 может быть осуществлена в качестве вспомогательной терапии в дополнение к стандартной терапии MUC1-положительного ОМЛ в целях стимуляции апоптоза и предотвращения неограниченного самообновления злокачественных клеток. Клиническое испытание иммунотерапии с применением дрожжей-MUC1 у пациентов с ОМЛ описано в примерах.

Описанные здесь композиции на основе дрожжей-MUC1 индуцируют природные иммунные ответы, а также адаптивные иммунные ответы на антиген-мишень (MUC1), включая CD4-зависимые TH17- и TH1-T-клеточные ответы и антиген-специфические CD8⁺-T-клеточные ответы, которыми являются цитотоксические Т-лимфоцитарные (CTL) ответы, и все эти композиции используют без экзогенных адъювантов, цитокинов или других иммуностимулирующих молекул, многие из которых являются токсичными. Кроме того, иммунотерапевтические композиции на основе дрожжей-MUC1 снижают число и/или функциональность регуляторных Т-клеток (Treg), что приводит к усилению ответа эффекторных Т-клеток, которые обычно могут подавляться, например, в результате присутствия опухоли. Более того, по сравнению с иммунотерапевтическими композициями, которые индуцируют иммунный ответ посредством вырабатывания гуморальных ответов, антиген-специфические универсальные и сильные клеточные иммунные ответы, вырабатываемые иммунотерапевтическими композициями на основе дрожжей-MUC1, очевидно, являются особенно эффективными для уничтожения опухолевых клеток. Действительно, многочисленные исследования показали, что иммунотерапевтические способы являются более эффективными, если на опухолевые клетки были нацелены CD8⁺-CTL, которые распознают опухолевые пептиды в присутствии молекул MHC класса I. Иммунотерапия с применением дрожжей-MUC1 обладает высокой способностью к активации антигенпрезентирующих клеток и дает уникальную возможность индуцировать перекрестный иммунный ответ с продуцированием CD8⁺-CTL-ответов, которые обычно обладают эффективным действием, направленным против опухолей, даже в присутствии какого-либо окружения, оказывающего ингибирующее действие. Поскольку при иммунотерапии такого типа используется природная способность антигенпрезентирующей клетки представлять релевантные иммуногены, то для получения эффективного иммунотерапевтического препарата согласно изобретению, совсем необязательно знать, являются ли эпитопы CTL или эпитопы МНС класса II точно идентичными MUC1. Фактически, множество CD4⁺- и CD8⁺-T-клеточных эпитопов могут быть введены в одну иммунотерапевтическую композицию на основе дрожжей-MUC1, и, таким образом, иммунотерапевтические композиции на основе дрожжей-MUC1 согласно изобретению не ограничиваются применением коротких пептидов. Действительно, применение более длинных полипептидов и гибридных белков, содержащих множество доменов антигена-мишени в этих композициях, является эффективным. В соответствии с этим, при проведении иммунотерапии с применением дрожжей-MUC1, для идентификации предполагаемых Т-клеточных эпитопо