基因编辑以改善关节功能制造技术

本公开提供了用于治疗以炎性组分为特征的关节病症的组合物和方法。在一些方面，所述组合物和方法用于预防哺乳动物关节中骨关节炎和其他关节炎的进展，以及治疗骨关节炎和其他关节炎。他关节炎。他关节炎。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基因编辑以改善关节功能
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月16日提交的美国临时专利申请第63/052,881号和2020年7月23日提交的美国临时专利申请第63/055,808号的优先权，所述美国临时专利申请的内容出于所有目的据此通过引用以其整体并入。


[0003]本文描述了用于治疗滑膜关节功能障碍的组合物和方法。此外，本文公开了用于基因编辑滑膜细胞(synovial cell)和/或滑膜细胞(synoviocyte)、软骨细胞、滑膜巨噬细胞和滑膜成纤维细胞的方法，以及基因编辑的滑膜细胞、软骨细胞、滑膜巨噬细胞和滑膜成纤维细胞在治疗如骨关节炎的疾病中的用途。

技术介绍

[0004]骨关节炎、退行性关节疾病和其他关节功能障碍的治疗是复杂的，并且对于症状缓解或恢复关节功能几乎没有长期选项。骨关节炎(OA)是由疼痛导致的残疾的主要原因。Neogi,《骨关节炎软骨病(Osteoarthritis Cartilage)》，2013；21:1145
‑
53。所有哺乳动物物种都受到影响：役用动物、家畜及其所有者都经历与OA相关的不适、疼痛和残疾，这取决于疾病进展的程度。
[0005]OA是以进行性残疾过程为特征的复杂疾病。全身性炎症与OA和OA疾病进展相关联。炎症是由促炎性细胞因子水平增加驱动的。迫切需要用于治疗这种疾病的新的方法和组合物。本文公开了可用于治疗OA以及其他炎性关节病症的组合物和方法。

技术实现思路

[0006]本公开提供了用于治疗以炎性组分为特征的关节病症的组合物和方法。在一些方面，所述组合物和方法用于预防哺乳动物关节中骨关节炎和其他关节炎的进展，以及治疗骨关节炎和其他关节炎。根据示例性的实施例，至少一部分关节滑膜细胞和/或滑膜细胞、软骨细胞、滑膜巨噬细胞或滑膜成纤维细胞被基因编辑以减少炎性细胞因子的表达。在一些方面，对至少一部分关节滑膜细胞和/或滑膜细胞、软骨细胞、滑膜巨噬细胞或滑膜成纤维细胞进行基因编辑，以降低IL
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1α、IL
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1β或IL
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1α、IL
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1β两者的表达。
[0007]在一些实施例中，基因编辑使一个或多个细胞因子和/或生长因子基因的表达在包括哺乳动物关节的细胞的至少一部分中被沉默或减少。在一些方面，细胞是滑膜细胞(synovial cell)。在一些方面，细胞是滑膜成纤维细胞。在一些方面，细胞是滑膜细胞(synoviocyte)。在一些方面，细胞是软骨细胞。在一些方面，细胞是滑膜巨噬细胞。
[0008]在一些实施例中，一个或多个细胞因子和/或生长因子基因选自包括IL
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1a和IL
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1Bb的组。
[0009]在一些实施例中，基因编辑包括使用在所述一个或多个细胞因子和/或生长因子基因处介导双链或单链断裂的产生的可编程核酸酶。
[0010]在一些实施例中，基因编辑包括选自CRISPR方法、TALE方法、锌指方法及其组合的一种或多种方法。
[0011]在一些实施例中，基因编辑包括CRISPR方法。
[0012]在一些实施例中，CRISPR方法是CRISPR
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Cas9方法。
[0013]在一些实施例中，基因编辑包括TALE方法。
[0014]在一些实施例中，基因编辑包括锌指方法。
[0015]在一些实施例中，基因编辑使一个或多个细胞因子和/或生长因子基因的表达在包括关节的细胞的至少一部分中被沉默或降低。在一些实施例中，编辑的细胞部分是滑膜细胞。一方面，编辑的细胞部分是滑膜成纤维细胞。在一些实施例中，编辑的细胞部分是滑膜细胞。在一些实施例中，编辑的细胞部分是软骨细胞。在一些实施例中，编辑的细胞部分是滑膜巨噬细胞。
[0016]在一些实施例中，腺相关病毒(AAV)递送系统用于递送基因编辑系统。在一些实施例中，将AAV递送系统注射到关节中。
[0017]本公开的一些方面提供了用于治疗或预防关节疾病或病症的药物组合物，其包括基因编辑系统和药学上可接受的载剂。在一方面，基因编辑系统包括靶向选自由IL
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1α、IL
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1β、TNF
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α、IL
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6、IL
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8和IL
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18组成的群组的一个或多个基因基因座的一个或多个核酸。
[0018]一个实施例提供了一种治疗犬科动物跛行的方法，所述方法包括施用基因编辑组合物，其中所述组合物使在跛行关节的滑膜细胞、软骨细胞、滑膜巨噬细胞或滑膜成纤维细胞的一部分中IL
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1α和IL
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1β的表达被沉默或降低。
[0019]在一些实施例中，上述方法进一步包括在本文所述的方法和组合物中的任何一种列举的一个或多个特征。
附图说明
[0020]将参考附图进一步解释本专利技术公开的实施例。所示的附图不一定按比例绘制，而是重点通常放在说明本专利技术公开的实施例的原理上。
[0021]图1A示出了针对小家鼠Il1a和Il1b基因设计的100ng小鼠DNA(gBlocks，Integrated DNATechnologies)的琼脂糖凝胶电泳分析，该小鼠DNA在体外被0.5μg SpyCas9(TrueCut
TM Cas9蛋白v2，ThermoFisher Scientific)和200ng经硫代磷酸酯修饰的针对Il1a基因(#43
‑
46)和Il1b基因(#47
‑
50)靶向的单链引导(sg)RNA切割。
[0022]图1B示出了针对小家Il1a和Il1b基因设计的100ng小鼠DNA(gBlocks，Integrated DNATechnologies)的琼脂糖凝胶电泳分析，该小鼠DNA被0.5μgSauCas9(GeneSnipper
TM Cas9、BioVision)和200ng经硫代磷酸酯修饰的针对Il1a(#51
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53)和IL1b(#54
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56)基因的引导sgRNAs切割。
[0023]图2A、2B、2C和2D共同示出了显示在J774.2(“J”)和NIH3T3(“N”)细胞中与一系列引导RNA一起使用的SpyCas9和SauCas9的编辑效率的图；图2A：在两种细胞系NIH 3T3(“N”)和J774.2(“J”)之间，在两个单独的池(池1和池2)中用4 x sgRNAs(Spy Cas9)编辑的Il1a的体内切割；图2B：在两种细胞系NIH 3T3(“N”)和J774.2(“J”)之间，在两个单独的池(池1和2)中用4 x sgRNAs(Spy Cas9)编辑的Il1b的体内切割；图2C：在两种细胞系NIH 3T3(“N”)和J774.2(“J”)之间，在两个单独的池(池1和2)中用3 x sgRNAs(Sau Cas9)编辑的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于治疗或预防关节疾病或病状的药物组合物，其包括：治疗有效量的一个或多个核酸，所述核酸编码成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)基因编辑系统，所述系统包括：(i)CRISPR相关蛋白9(Cas9)蛋白；和(ii)靶向IL
‑
1α或IL
‑
1β基因的至少一个引导RNA，其中所述靶序列邻近所述Cas9蛋白的前间区序列邻近基序(PAM)序列。2.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:298
‑
387组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。3.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:298
‑
387组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。4.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:298
‑
387组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。5.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:298
‑
387组成的群组的crRNA序列。6.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:388
‑
496组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。7.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:388
‑
496组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。8.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:388
‑
496组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。9.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:388
‑
496组成的群组的crRNA序列。10.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:522
‑
590组成的群组的序列具有至少
85％同一性的crRNA序列。11.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:522
‑
590组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。12.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:522
‑
590组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。13.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:522
‑
590组成的群组的crRNA序列。14.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。15.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。16.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。17.根据权利要求1所述的药物组合物，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的crRNA序列。18.根据权利要求1至17中任一项所述的药物组合物，其中所述组合物包括共同包括所述一个或多个核酸的一个或多个病毒载体。19.根据权利要求18所述的药物组合物，其中所述一个或多个病毒载体包括选自逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、慢病毒和单纯疱疹病毒
‑
1的重组病毒。20.根据权利要求18所述的药物组合物，其中所述一个或多个病毒载体包括重组腺相关病毒(AAV)。21.根据权利要求20所述的药物组合物，其中所述重组AAV是血清型5(AAV5)的。22.根据权利要求20所述的药物组合物，其中所述重组AAV是血清型6(AAV6)的。23.根据权利要求18至22中任一项所述的药物组合物，其中所述一个或多个病毒载体包括：第一病毒载体，所述第一病毒载体包括编码所述Cas9蛋白的所述一个或多个核酸中的第一核酸；和
第二病毒载体，所述第二病毒载体包括编码所述至少一个引导RNA的所述一个或多个核酸中的第二核酸。24.根据权利要求18至22中任一项所述的药物组合物，其中所述一个或多个病毒载体包括有包括单一核酸的病毒载体，其中所述单一核酸编码所述Cas9蛋白和至少一个引导RNA。25.根据权利要求1至17中任一项所述的药物组合物，其中所述组合物包括共同包括所述一个或多个核酸的一个或多个脂质体。26.根据权利要求1至17中任一项所述的药物组合物，其中所述一个或多个核酸以裸状态存在。27.根据权利要求1至26中任一项所述的药物组合物，其中所述Cas9蛋白是化脓性链球菌Cas9多肽。28.根据权利要求1至26中任一项所述的药物组合物，其中所述Cas9蛋白是金黄色葡萄球菌Cas9多肽。29.根据权利要求1至28中任一项所述的药物组合物，其中所述组合物被配制成用于肠胃外施用。30.根据权利要求1至28中任一项所述的药物组合物，其中所述组合物被配制成用于在受试者的关节内的关节内注射。31.一种用于治疗或预防有此需要的受试者的关节疾病或病状的方法，所述方法包括：向所述受试者的关节施用药物组合物，所述药物组合物包括药学有效量的组合物，所述组合物包括一个或多个核酸，所述核酸编码成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)基因编辑系统，所述系统包括：(i)CRISPR相关蛋白9(Cas9)蛋白；和(ii)靶向IL
‑
1α或IL
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1β基因的至少一个引导RNA，其中所述靶序列邻近所述Cas9蛋白的前间区序列邻近基序(PAM)序列。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述关节疾病或病状是关节炎。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述关节炎是骨关节炎。34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其中所述受试者是人。35.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:298
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387组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。36.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:298
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387组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。37.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:298
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387组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。
38.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
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1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:298
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387组成的群组的crRNA序列。39.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:388
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496组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。40.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:388
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496组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。41.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:388
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496组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。42.根据权利要求34所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向人IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:388
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496组成的群组的crRNA序列。43.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其中所述受试者是犬科动物。44.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:522
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590组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。45.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:522
‑
590组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。46.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
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1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:522
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590组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。47.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
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1α基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:522
‑
590组成的群组的crRNA序列。48.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的序列具有至少85％同一性的crRNA序列。49.根据权利要求43所述的方法，其中：
所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的序列具有至少90％同一性的crRNA序列。50.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
‑
1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括与选自由SEQ ID NOs:497
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551组成的群组的序列具有至少95％同一性的crRNA序列。51.根据权利要求43所述的方法，其中：所述至少一个引导RNA靶向犬科动物IL
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1β基因，并且所述至少一个引导RNA包括选自由SEQ ID NOs:497
‑
551组成的群组的crRNA序列。52.根据权利要求31至51中任一项所述的方法，其中所述施用包括将所述药物组合物关节内注射到所述受试者的关节中。53.根据权利要求31至52中任一项所述的方法，其中所述药物组合物在手术期间施用。54.根据权利要求31至52中任一项所述的方法，其中所述药物组合物在手术后施用。55.根据权利要求31至54中任一项所述的方法，其中所述药物组合物是控释药物组合物。56.根据权利要求31至55中任一项所述的方法，其中所述药物组合物包括共同包括所述一个或多个核酸的一个或多个病毒载体。57.根据权利要求56所述的方法，其中所述一个或多个病毒载体包括选自逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、慢病毒和单纯疱疹病毒
‑
1的重组病毒。58.根据权利要求57所述的方法，其中所述一个或多个病毒载体包括重组腺相关病毒(AAV)。59.根据权利要求58所述的方法，其中所述重组AAV是血清型5(AAV5)的。60.根据权利要求58所述的方法，其中所述重组AAV是血清型6(AAV6)的。61.根据权利要求56至60中任一项所述的方法，其中所述一个或多个病毒载体包括：第一病毒载体，所述第一病毒载体包括编码所述Cas9蛋白的所述一个或多个核酸中的第一核酸；和第二病毒载体，所述第二病毒载体包括编码所述至少一个引导RNA的所述一个或多个核酸中的第二核酸。62.根据权利要求56至60中任一项所述的方法，其中所述一个或多个病毒载体包括有包括单一核酸的病毒载体，其中所述单一核酸编码所述Cas9蛋白和至少一个引导RNA。63.根据权利要求31至55中任一项所述的方法，其中所述药物组合物包括共同包括所述一个或多个核酸的一个或多个脂质体。64.根据权利要求31至55中任一项所述的方法，其中所述一个或多个核酸以裸状态存在。65.根据权利要求31至64中任一项所述的方法，其中所述Cas9蛋白是化脓性链球菌Cas9多肽。66.根据权利要求31至64中任一项所述的方法，其中所述Cas9蛋白是金黄色葡萄球菌Cas9多肽。
67.一种用于治疗或预防关节疾病或病状的药物组合物，所述药物组合物包括基因编辑系统，其中所述基因编辑系统靶向与关节功能相关的至少一个基因座。68.根据权利要求67所述的药物组合物，其中所述基因编辑系统靶向IL
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1α和/或IL
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1β中的一种或多种。69.根据权利要求67或68所述的药物组合物，其中所述基因编辑系统使与关节功能有关的所述至少一个基因座的表达在包括所述关节的所述细胞的至少一部分中被沉默或减少。70.根据权利要求67所述的药物组合物，其中与关节功能相关的所述至少一个基因座是细胞因子和/或生长因子基因座。71.根据权利要求70所述的药物组合物，其中所述细胞因子和/或生长因子基因座选自由IL
‑
1α、IL
‑
1β、TNF

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：奥泽生物疗法公司，
类型：发明
国别省市：