通过调节细胞活化状态改变体内免疫细胞的炎症状态制造技术

技术编号:25530139 阅读:25 留言:0更新日期:2020-09-04 17:18
描述了调节体内免疫细胞的活化状态的系统和方法。所述系统和方法可用于将支持癌症生长和转移的免疫抑制性巨噬细胞转化为高度活化的杀肿瘤性巨噬细胞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过调节细胞活化状态改变体内免疫细胞的炎症状态相关申请的交叉引用本申请要求2018年1月18日提交的临时专利申请序列号62/618,908的优先权权益,所述临时专利申请特此以引用的方式整体并入,如同在本文中完整阐述一样。关于序列表的声明与本申请相关的序列表以文本格式代替纸质副本提供,并且特此以引用的方式并入本说明书中。含有序列表的文本文件的名称是18-073-WO-PCTSequenceListing_ST25.txt。文本文件是145KB,于2019年1月14日创建,并且经由EFS-Web以电子方式提交。
本公开提供了调节体内免疫细胞的活化状态的系统和方法。所述系统和方法可用于将支持癌症生长和转移的免疫抑制性巨噬细胞转化为高度活化的杀肿瘤性巨噬细胞。专利技术背景许多不利的生理疾患都与免疫系统活化(例如自身免疫性病症)或免疫系统抑制(例如癌症)相关。例如,巨噬细胞是大量浸润癌性组织的关键免疫效应细胞。然而,在肿瘤微环境内,巨噬细胞经历从活化的杀肿瘤状态到实际上促进肿瘤生长和转移的免疫抑制表型的转变。Pollard,NatRevCancer4,71-78(2004);Mantovani等人,NatRevClinOncol(2017)。认识到肿瘤微环境内免疫抑制的巨噬细胞促进癌症生长和转移,因此已经投入了很多精力来开发靶向免疫抑制性肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的疗法。用于解决TAM的许多努力一直集中于杀伤TAM以减轻肿瘤微环境中的免疫抑制。然而,通过这种方法,在肿瘤环境中,TAM仅被新出现的巨噬细胞替代。此外,即使在成功杀伤一些TAM时,迄今为止开发的大多数疗法仍不能充分渗透到肿瘤微环境中。尽管一些小分子药物和抗体已显示出一定的成功,但这些方法抑制了体内所有的巨噬细胞,从而诱导危险的副作用。Bowman和Joyce,Immunotherapy6,663-666(2014)。因此,正如受癌症影响的每个人所理解的那样,迫切需要具有更少副作用的更有效的治疗策略。
技术实现思路
本公开提供了用于调节体内免疫细胞的功能的系统和方法。在特定实施方案中,所述系统和方法用于使肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的免疫抑制性肿瘤支持状态逆转,并且将这些TAM转变为高度活化的杀伤肿瘤细胞的巨噬细胞。因此,本文公开的系统和方法不仅旨在杀伤TAM,而且使它们的活性从肿瘤促进转向肿瘤破坏。在特定实施方案中,所述系统和方法用作治疗剂以诱导杀伤癌细胞和/或减少或预防新的癌细胞的生长或发育。本文公开的数据表明,这些系统和方法能够完全根除并抑制卵巢癌,卵巢癌是非常难以控制的癌症类型。本文公开的系统和方法可用于改变肿瘤中的免疫抑制状态,从而提供重构肿瘤微环境的机制。在这些实施方案中,重构的肿瘤微环境可使肿瘤对于伴随治疗,如疫苗、嵌合抗原受体(CAR)疗法和/或化学疗法更敏感。重要的是,本文公开的系统和方法可在肿瘤微环境局部使用,从而无需依靠整体破坏免疫系统稳态的全身治疗。此外,已经优化了特定实施方案以成功地浸润肿瘤微环境。特定实施方案通过利用颗粒来递送编码活化调控因子如转录因子的核苷酸来改变体内免疫细胞的活化状态。特别有用的颗粒具有正核和中性或带负电荷的表面,并且与激酶IKKβ组合递送编码转录因子干扰素调控因子5(IRF5)的核苷酸。<130nm的粒度确保肿瘤浸润。此外,颗粒可包括TAM靶向配体,以指导TAM更选择性地吸收所述颗粒。作为一个实例,TAM表达CD206,所述CD206是可通过在颗粒表面上包括甘露糖来靶向的细胞表面受体。附图简述本文提交的许多附图在彩色情况下更好理解。申请人将附图的彩色版本视为原始提交的一部分,并且保留在以后的诉讼中呈递附图的彩色图像的权利。图1A、图1B.使用靶向mRNA纳米颗粒将肿瘤相关巨噬细胞(TAM)遗传转化为杀肿瘤性细胞的方案。(图1A)开发了可注射的纳米载体以用于递送编码M1极化转录因子的体外转录的mRNA,作为出于治疗目的使TAM合理地重编程而不会引起全身毒性的新方法。示出第一计划的临床应用,旨在通过重复腹膜内输注mRNA纳米颗粒来治疗卵巢癌患者。(图1B)使用靶向mRNA纳米颗粒将颅内TAM遗传上重编程为杀肿瘤性巨噬细胞的方案。图2A-2K.携带编码IRF5和IKKβ的mRNA的纳米颗粒可压印促炎性M1样表型。(图2A)用编码巨噬细胞极化的关键调控因子的mRNA配制的靶向巨噬细胞的聚合物NP的设计。所述颗粒由涂有PGA-二-甘露糖层的PbAE-mRNA聚合复合物核心组成,所述PGA-二-甘露糖层使颗粒靶向M2类巨噬细胞表达的甘露糖受体(CD206)。还描绘了封装在NP中的合成mRNA,其经工程改造以编码重编程转录因子。(图2B)NP群体(比例尺200nm)和单个NP(插图,比例尺50nm)的透射电子显微术。(图2C)使用NanoSightNS300仪器测量的NP的粒度分布。(图2D)在1h暴露后显示出高骨髓源性巨噬细胞(BMDM)转染率(46%)的NP。(图2E)纳米颗粒转染后24小时,通过流式细胞术测量的基因转移至骨髓源性巨噬细胞(BMDM)中的效率。(图2F)NP转染的和未转染的巨噬细胞的相对存活力(通过用膜联蛋白V和PI染色评估)。N.s.:不显著。(图2G)通过qRT-PCR测量的密码子优化的IRF5mRNA(蓝色,左Y轴)和内源性IRF5mRNA(黑色,右Y轴)的表达动力学,对于每个时间点n=3。(图2H)描绘用于图2I-2K中使用的BMDM的NP转染方案和培养条件的时间线(图2I)与用Toll样受体6激动剂MPLA刺激的标签M1细胞相比,IRF5/IKKβNP转染的巨噬细胞的基因表达谱。结果以火山图描绘,所述火山图示出基因表达的倍数变化的分布。指示M1标签基因。通过GSEA确定IRF5/IKKβNP转染的巨噬细胞与M1标签基因集之间的重叠的P值。(图2J)在IL-4中培养的巨噬细胞对比在IL-4中培养并用IRF5/IKKβNP转染的细胞中M1标签基因表达的热图。(图2K)示出所指示基因的平均计数和S.E.M的盒形图。图3.体外筛选干扰素调控因子(IRF)家族的不同成员(结合或不结合它们的活化激酶递送)对小鼠巨噬细胞的表型的影响。将来自C57BL/6小鼠的BMDM在M-CSF条件培养基中孵育,并用携带合成mRNA的mRNA-PBAENP转染,所述合成mRNA编码(1)对照GFP,(2)鼠IRF5,(3)鼠IRF5和磷酸化IRF5的IKKβ,(4)鼠IRF8和IKKβ激酶,(5)鼠IRF8K310R,其是IRF8的突变体,具有Lys-310至Arg(K310R)转化(White等人,JBiolChem.2016年6月24日),或(6)鼠IRF7/3(5D)。这种融合蛋白包括IRF-7的DNA结合结构域(DBD)和组成型活性结构域(CAD)以及IRF3的核输出信号(NES)和IRF缔合结构域(Lin等人,MolecularandCellularBiology.18.5,1998)。在NP转染后两天,收获细胞用于TA本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种改变体内肿瘤内的巨噬细胞的活化状态的方法,所述方法包括:/n在肿瘤部位施用包含聚(β)-氨基酯核心和聚谷氨酸包衣的纳米颗粒,所述纳米颗粒具有体外转录的编码(i)一种或多种干扰素调控因子(IRF)和(ii)包封在所述核心内的IKKβ的mRNA,并且其中所述巨噬细胞的所述活化状态从失活状态改变为活化的状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180118 US 62/618,9081.一种改变体内肿瘤内的巨噬细胞的活化状态的方法,所述方法包括:
在肿瘤部位施用包含聚(β)-氨基酯核心和聚谷氨酸包衣的纳米颗粒,所述纳米颗粒具有体外转录的编码(i)一种或多种干扰素调控因子(IRF)和(ii)包封在所述核心内的IKKβ的mRNA,并且其中所述巨噬细胞的所述活化状态从失活状态改变为活化的状态。


2.如权利要求1所述的方法,其中所述肿瘤是卵巢癌肿瘤、成胶质细胞瘤肿瘤或转移性肺癌肿瘤。


3.如权利要求1所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF选自IRF5、IRF1、IRF3、IRF7和IRF8。


4.如权利要求1所述的方法,其中所述纳米颗粒还包含连接至所述包衣的靶向配体。


5.如权利要求1所述的方法,其中所述靶向配体是二-甘露糖。


6.一种改变体内免疫细胞的活化状态的方法,所述方法包括:
施用包含编码一种或多种干扰素调控因子(IRF)的核苷酸的纳米颗粒,从而改变体内免疫细胞的所述活化状态。


7.如权利要求7所述的方法,其中所述免疫细胞是巨噬细胞、调控性T细胞(TREG)、骨髓来源的抑制细胞(MDSC)、调控性树突细胞(DCreg)、嗜中性粒细胞、T辅助17细胞(Th17)、调控性B细胞(Breg)和/或间充质基质细胞(MSC)。


8.如权利要求7或8所述的方法,其中所述纳米颗粒包含带正电荷的核心、聚(β)-氨基酯核心、星形聚合物、聚谷氨酸包衣、透明质酸包衣、带中性电荷的包衣和/或脂质体纳米颗粒。


9.如权利要求7所述的方法,其中所述纳米颗粒<130nm。


10.如权利要求7所述的方法,其中所述核苷酸包含体外转录的mRNA。


11.如权利要求7所述的方法,其中所述核苷酸被包封在核心内。


12.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF缺乏功能性自抑制结构域。


13.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF缺乏功能性核输出信号(NES)。


14.如权利要求7所述的方法,其中所述施用是局部施用。


15.如权利要求15所述的方法,其中所述局部施用是腹膜内或颅内施用。


16.如权利要求7所述的方法,其中所述施用是全身性施用。


17.如权利要求7所述的方法,其中所述纳米颗粒还包含靶向配体。


18.如权利要求18所述的方法,其中所述靶向配体连接至包衣。


19.如权利要求7所述的方法,其中将所述活化状态从失活状态改变为活化的状态。


20.如权利要求7所述的方法,其中所述免疫细胞包括巨噬细胞。


21.如权利要求21所述的方法,其中所述巨噬细胞在肿瘤内。


22.如权利要求22所述的方法,其中所述肿瘤是卵巢癌肿瘤、成胶质细胞瘤肿瘤或转移性肺癌肿瘤。


23.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF选自IRF1、IRF3、IRF5、IRF7、IRF8和/或IRF7和IRF3的融合体。


24.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF选自与SEQIDNO:1-17具有>90%、>95%或大于98%同一性的序列。


25.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF是选自SEQIDNO:1-7的IRF5。


26.如权利要求26所述的方法,其中IRF5是具有选自S156D、S158D和T160D的一个或多个突变的SEQIDNO:1或SEQIDNO:3。


27.如权利要求26所述的方法,其中IRF5是具有选自T10D、S158D、S309D、S317D、S451D和S462D的一个或多个突变的SEQIDNO:2。


28.如权利要求26所述的方法,其中IRF5是具有选自S425D、S427D、S430D和S436D的一个或多个突变的SEQIDNO:4。


29.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF是选自SEQIDNO:8和12的IRF1。


30.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF是选自SEQIDNO:11、16和17的IRF8。


31.如权利要求31所述的方法,其中IRF8是具有K310R突变的SEQIDNO:11。


32.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF包含IRF7/IRF3融合蛋白,所述IRF7/IRF3融合蛋白包含N-末端IRF7DNA结合结构域(DBD)和组成型活性结构域(CAD)以及C-末端IRF3NES(核输出信号)和缔合结构域。


33.如权利要求33所述的方法,其中所述IRF7/IRF3融合蛋白还包含模拟所述IRF3缔合结构域中的磷酸化的突变。


34.如权利要求33所述的方法,其中所述IRF7/IRF3融合蛋白列于SEQIDNO:15中。


35.如权利要求7所述的方法,其中所述纳米颗粒还包含编码IKKβ的核苷酸。


36.如权利要求36所述的方法,其中所述编码的IKKβ选自与SEQIDNO:18-22具有>90%、>95%或大于98%同一性的序列。


37.如权利要求36所述的方法,其中所述编码的IKKβ选自SEQIDNO:18-22。


38.如权利要求7所述的方法,其中所述核苷酸包含选自SEQIDNO:23-44的序列。


39.如权利要求18所述的方法,其中所述靶向配体结合CD206、CD163或CD23。


40.如权利要求18所述的方法,其中所述靶向配体是二-甘露糖。


41.如权利要求36所述的方法,其中将所述编码一种或多种IRF和IKKβ的核苷酸包封在同一纳米颗粒中。


42.如权利要求36所述的方法,其中将所述编码一种或多种IRF和IKKβ的核苷酸包封在不同的纳米颗粒中。


43.如权利要求7所述的方法,其中将所述活化状态从活化的状态改变为失活状态。


44.如权利要求43所述的方法,其中所述免疫细胞包括巨噬细胞。


45.如权利要求7所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF是IRF4。


46.如权利要求45所述的方法,其中所述纳米颗粒还包含编码糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链(GILZ)的核苷酸。


47.如权利要求18所述的方法,其中所述靶向配体结合CD38、G蛋白偶联受体18(Gpr18)、甲酰基肽受体2(Fpr2)、CD64或CD68。


48.一种治疗有需要的受试者的癌症的方法,所述方法包括使所述受试者内肿瘤中的肿瘤相关巨噬细胞的活化状态从失活改变为活化的,从而治疗所述有需要的受试者的癌症。


49.如权利要求48所述的方法,其中所述肿瘤是卵巢癌肿瘤、成胶质细胞瘤肿瘤或转移性肺癌肿瘤。


50.如权利要求48所述的方法,其中所述改变在施用治疗有效量的纳米颗粒之后,所述纳米颗粒包含编码一种或多种转录因子的核苷酸,所述一种或多种转录因子将肿瘤相关巨噬细胞的所述活化状态从失活改变为活化的。


51.如权利要求50所述的方法,其中所述纳米颗粒包含带正电荷的核心、聚(β)-氨基酯核心、星形聚合物、聚谷氨酸包衣、透明质酸包衣、带中性电荷的包衣和/或脂质体纳米颗粒。


52.如权利要求50所述的方法,其中所述纳米颗粒<130nm。


53.如权利要求50所述的方法,其中所述核苷酸包含体外转录的mRNA。


54.如权利要求50所述的方法,其中所述核苷酸被包封在核心内。


55.如权利要求50所述的方法,其中所述施用是局部施用。


56.如权利要求55所述的方法,其中所述局部施用是腹膜内或颅内施用。


57.如权利要求50所述的方法,其中所述施用是全身性施用。


58.如权利要求50所述的方法,其中所述编码的一种或多种转录因子包括一种或多种干扰素调控因子(IRF)。


59.如权利要求58所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF缺乏功能性自抑制结构域。


60.如权利要求58所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF缺乏功能性核输出信号(NES)。


61.如权利要求58所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF选自IRF1、IRF3、IRF5、IRF7、IRF8和/或IRF7和IRF3的融合体。


62.如权利要求58所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF选自与SEQIDNO:1-17具有>90%、>95%或大于98%同一性的序列。


63.如权利要求58所述的方法,其中所述编码的一种或多种IRF是选自SEQIDNO:1-7的IRF5。


64.如权利要求63所述的方法,其中IRF5是SEQIDNO:1。


65.如权利要求63所述的方法,其中IRF5是具有选自S156D、S158D和T160D的一个或多个突变的SEQIDNO:1或SEQIDNO:3。


66.如权利要求63所述的方法,其中IRF5是具有选自T10D、S158D、S309D、S317D、S451D和S462D的一个或多个突变的SEQIDNO:2。


67.如权利要求63所述的方法,其中IRF5是具有选自S425D、S427D、S430D和S436D的一个或多个突变的SEQIDNO:4。


68.如权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·斯特凡
申请(专利权)人:弗莱德哈钦森癌症研究中心
类型:发明
国别省市:美国;US

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