Отличные от человека животные с гуманизированным геном сигнального регуляторного белка - RU2671166C2

Чертежи

Показать все 33 чертежа(ей)

Описание

Ссылка на родственную заявку

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на патент США №61/881261, поданной 23 сентября 2013 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Иммунная система состоит из нескольких различных типов клеток, которые участвуют во многих жестко регулируемых процессах и вместе производят иммунные ответы, которые эффективны при ликвидации чужеродных белков. Кроме того, было обнаружено, что эти же иммунные клетки обладают свойством самоуравновешивания в силу, в частности, регуляторных мембранных белков, которые регулируют межклеточные взаимодействия. Такое взаимодействие характеризуется решающим значением для выживания таких организмов, так как предлагается, что эти же белки представляют собой важный фактор, определяющий приживление трансплантата. Тем не менее не существует ни одной системы in vivo, определяющей молекулярные аспекты иммунных межклеточных взаимодействий человека и их регулирование. Такая система предусматривает источник для оценки у людей связанных с кроветворной и иммунной системой функций in vivo, выявления новых способов лечения и вакцин.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Настоящее изобретение охватывает признание того, что желательно получение отличных от человека животных, чтобы обеспечить улучшенное приживление гемопоэтических стволовых клеток человека. Настоящее изобретение также охватывает признание того, что отличные от человека животные с гуманизированным геном SIRPα и/или иным образом экспрессирующие, содержащие или производящие человеческий или гуманизированный белок SIRPα желательны, например, для использования в приживлении гемопоэтических стволовых клеток человека.

Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению экспрессирует полипептид SIRPα, содержащий внеклеточную часть человеческого белка SIRPα и внутриклеточную часть мышиного белка SIRPα.

Согласно некоторым вариантам осуществления внеклеточная часть человеческого белка SIRPα содержит аминокислоты, соответствующие остаткам 28-362 человеческого белка SIRPα, который содержится в последовательности SEQ ID NO: 4.

Согласно некоторым вариантам осуществления внеклеточная часть человеческого белка SIRPα характеризуется процентом идентичности, составляющим по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% или по меньшей мере 98% по отношению к соответствующей внеклеточной части человеческого белка SIRPα, который представлен в Таблице 3. Согласно некоторым вариантам осуществления внеклеточная часть человеческого белка SIRPα характеризуется 100% идентичностью (или идентична) по отношению к соответствующей внеклеточной части человеческого белка SIRPα, который представлен в Таблице 3.

Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению также не экспрессирует эндогенный отличный от человеческого белок SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное представляет собой грызуна и также не экспрессирует эндогенный белок SIRPα грызуна. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное представляет собой мышь и также не экспрессирует эндогенный белок SIRPα мыши, содержащий последовательность, которая представлена в Таблице 3.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении представлено отличное от человека животное, содержащее ген SIRPα, который содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека, функционально связанные с отличным от человеческого промотором SIRPα.

Согласно некоторым вариантам осуществления ген SIRPα отличного от человека животного согласно настоящему изобретению содержит экзоны 1, 5, 6, 7 и 8 эндогенного отличного от человеческого гена SIRPα.

Согласно различным вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой грызуна. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления грызуна согласно настоящему изобретению выбирают из мыши или крысы.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении представлен полипептид SIRPα, кодируемый геном описанного в настоящем документе отличного от человека животного.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрена клетка или ткань, выделенная из описанного в настоящем документе отличного от человека животного. Согласно некоторым вариантам осуществления клетку выбирают из лимфоцита (например, В или Т-клетки), миелоидной клетки (например, макрофага, нейтрофила, гранулоцита, миелоидной дендритной клетки и тучной клетки) и нейрона. Согласно некоторым вариантам осуществления ткань выбирают из жировой ткани, мочевого пузыря, головного мозга, молочной железы, костного мозга, глаза, сердца, кишечника, почки, печени, легкого, лимфатического узла, мышцы, поджелудочной железы, плазмы, сыворотки крови, кожи, селезенки, желудка, тимуса, семенника, яичника и/или их комбинации.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрена выделенная клетка или ткань мыши, геном которой содержит ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанную с внутриклеточной частью белка SIRPα мыши. Согласно некоторым вариантам осуществления ген SIRPα согласно настоящему изобретению функционально связан с мышиным промотором SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления ген SIRPα согласно настоящему изобретению содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрена отличная от человеческой эмбриональная стволовая (ЭС) клетка, геном которой содержит описанный в настоящем документе ген SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления ЭС клетка содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека, функционально связанные с отличным от человеческого промотором SIRPα. Согласно некоторым конкретным вариантам осуществления ЭС клетка представляет собой ЭС клетку грызуна. Согласно некоторым вариантам осуществления отличная от человеческой эмбриональная стволовая клетка согласно настоящему изобретению представляет собой эмбриональную стволовую клетку мыши или крысы.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрен отличный от человеческого эмбрион, содержащий, сделанный из, полученные из или произведенный из отличной от человеческой эмбриональной стволовой клетки, содержащей описанный в настоящем документе ген SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления отличный от человеческого эмбрион согласно настоящему изобретению представляет собой эмбрион грызуна. Согласно некоторым вариантам осуществления описанный в настоящем документе эмбрион грызуна представляет собой эмбрион мыши или крысы.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрен способ получения отличного от человека животного, которое экспрессирует белок SIRPα из эндогенного локуса SIRPα, причем белок SIRPα содержит человеческую последовательность, причем способ предусматривает направленное воздействие на эндогенный локус SIRPα в отличной от человеческой ЭС клетке геномным фрагментом, содержащим нуклеотидную последовательность, кодирующую человеческий белок SIRPα полностью или частично; получение модифицированной отличной от человеческой ЭС клетки, содержащей эндогенный локус SIRPα, который содержит указанную человеческую последовательность, и получение отличного от человека животного с использованием указанной модифицированной ЭС клетки.

Согласно некоторым вариантам осуществления указанная нуклеотидная последовательность содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека. Согласно некоторым вариантам осуществления указанная нуклеотидная последовательность содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека, содержащие последовательность, которая по меньшей мере на 50%, по меньшей мере на 55%, по меньшей мере на 60%, по меньшей мере на 65%, по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или по меньшей мере на 98% идентична человеческому гену SIRPα, который представлен в Таблице 3.

Согласно некоторым вариантам осуществления указанная нуклеотидная последовательность кодирует аминокислотные остатки 28-362 человеческого белка SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления указанная нуклеотидная последовательность кодирует аминокислотные остатки 28-362 человеческого белка SIRPα, содержащего последовательность, которая по меньшей мере на 50%, по меньшей мере на 55%, по меньшей мере на 60%, по меньшей мере на 65%, по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или по меньшей мере на 98% идентична человеческому белку SIRPα, который представлен в Таблице 3.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрен способ получения мыши, геном которой содержит ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанного с внутриклеточной частью белка SIRPα мыши, причем способ предусматривает модификацию генома мыши таким образом, чтобы он содержал ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанную с внутриклеточной частью мышиного белка SIRPα, таким образом, получая указанную мышь. Согласно некоторым вариантам осуществления ген SIRPα представляет собой описанный в настоящем документе ген 3 SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления ген SIRPα содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрен способ трансплантации человеческих клеток в мышь, причем способ предусматривает стадии получения мыши, геном которой содержит ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанного с внутриклеточной частью мышиного белка SIRPα, и трансплантации одной или нескольких человеческих клеток в мышь. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления способ дополнительно предусматривает стадию оценки приживления одной или нескольких человеческих клеток у мыши. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления стадия оценки предусматривает сравнение приживления одной или нескольких человеческих клеток с приживлением в одной или нескольких мышах дикого типа. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления стадия оценки предусматривает сравнение приживления одной или нескольких человеческих клеток с приживлением в одной или нескольких мышах, геном которых не содержит ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанного с внутриклеточной частью белка SIRPα мыши.

Согласно некоторым вариантам осуществления человеческие клетки представляют собой гемопоэтические стволовые клетки. Согласно некоторым вариантам осуществления человеческие клетки трансплантируют внутривенно. Согласно некоторым вариантам осуществления человеческие клетки трансплантируют внутрибрюшинно. Согласно некоторым вариантам осуществления человеческие клетки трансплантируют подкожно.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрен способ, предусматривающий стадии предоставления одной или нескольких клеток, геном которых содержит ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанного с внутриклеточной частью мышиного белка SIRPα, инкубирования одной или нескольких клеток с меченым субстратом и измерения фагоцитоза меченого субстрата с помощью одной или нескольких клеток. Согласно некоторым вариантам осуществления клетки представляют собой клетки мыши.

Согласно некоторым вариантам осуществления субстрат представляет собой флуоресцентно меченый. Согласно некоторым вариантам осуществления субстрат метят антителом. Согласно некоторым вариантам осуществления субстрат представляет собой один или несколько эритроцитов. Согласно некоторым вариантам осуществления субстрат представляет собой одну или несколько бактериальных клеток.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрен способ, предусматривающий стадии получения мыши, геном которой содержит ген SIRPα, который кодирует внеклеточную часть человеческого белка SIRPα, связанного с внутриклеточной частью белка SIRPα мыши, подвергания мыши воздействию антигеном и измерения фагоцитоза антигена одной или несколькими клетками мыши. Согласно некоторым вариантам осуществления стадия воздействия предусматривает подвергание мыши воздействию антигена, который представляет собой флуоресцентно меченый. Согласно некоторым вариантам осуществления стадия воздействия предусматривает воздействие на мышь одной или несколькими клетками, которые содержат антиген. Согласно некоторым вариантам осуществления стадия воздействия предусматривает подвергание мыши воздействию одной или несколькими содержащими антиген человеческими клетками. Согласно некоторым вариантам осуществления стадия воздействия предусматривает воздействие на мышь одной или несколькими содержащими антиген бактериальными клетками.

Согласно различным вариантам осуществления ген SIRPα согласно настоящему изобретению содержит экзоны 2, 3, и 4 гена SIRPα человека. Согласно различным вариантам осуществления внеклеточная часть человеческого белка SIRPα согласно настоящему изобретению содержит аминокислоты, соответствующие остаткам 28-362 человеческого белка SIRPα, который представлен в Таблице 3. Согласно различным вариантам осуществления ген SIRPα согласно настоящему изобретению функционально связан с промотором SIRPα мыши.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрено отличное от человека животное, полученное описанными в настоящем документе способами. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению не экспрессируют обнаруживаемую внеклеточную часть эндогенного белка SIRPα.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрены способы идентификации или проверки лекарственного средства или вакцины, причем способ предусматривает стадии введения лекарственного средства или вакцины описанному в настоящем документе отличному от человека животному, а также мониторинг одного или нескольких иммунных ответов на лекарственное средство или вакцину, профиля безопасности лекарственного средства или вакцины или влияния на заболевание или состояние. Согласно некоторым вариантам осуществления контроль профиля безопасности предусматривает определение того, проявляется ли у отличного от человека животного побочный эффект или нежелательная реакция в результате введения лекарственного средства или вакцины. Согласно некоторым вариантам осуществления побочный эффект или нежелательную реакцию выбирают из заболеваемости, смертности, изменения массы тела, изменения содержания одного или нескольких ферментов (например, печени), изменения в массе одного или нескольких органов, потери функции (например, сенсорной, моторной, органной и т.д.), повышенной восприимчивости к одному или нескольким заболеваниям, изменения в геноме отличного от человека животного, увеличения или уменьшения потребления пищи и осложнений одного или нескольких заболеваний.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрено применение отличного от человека животного согласно настоящему изобретению в разработке лекарственного средства или вакцины для применения в медицине, например, использования в качестве лекарственного средства.

Согласно некоторым вариантам осуществления в настоящем изобретении предусмотрено применение описанного в настоящем документе отличного от человека животного для оценки эффективности терапевтического направленного воздействия лекарственного средства на клетки человека. Согласно различным вариантам осуществления отличному от человека животному согласно настоящему изобретению трансплантируют человеческие клетки, и животному вводят потенциальное лекарственное средство, которое направленно воздействуют на такие клетки человека. Эффективность лекарственного средства определяют путем мониторинга человеческих клеток у отличного от человека животного после введения лекарственного средства.

Согласно различным вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению представляют собой грызунов, предпочтительно мышь или крысу.

Используемые в настоящей заявке термины "около" и "приблизительно" используются эквивалентно. Любые цифры, используемые в настоящей заявке, со словом «около/приблизительно» или без него предназначены для покрытия любых нормальных колебаний, оцененных специалистом в соответствующей области техники.

Другие особенности, объекты и преимущества настоящего изобретения очевидны в подробном описании, которое следует далее. Следует понимать, однако, что подробное описание с указанием вариантов осуществления настоящего изобретения предоставлено только в качестве иллюстрации, а не ограничения. Различные изменения и модификации в пределах объема настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в настоящей области техники из подробного описания.

Краткое описание графических материалов

Включенные в настоящий документ графические материалы предоставлены только для целей иллюстрации, а не для ограничения.

На фиг. 1 показана блок-схема, без соблюдения масштаба, эндогенного гена SIRPα мыши (вверху) с каждым пронумерованным экзоном. Показан гуманизированный эндогенный ген SIRPα (внизу), содержащий экзоны 2-4 гена SIRPα человека, и неомициновая кассета (Ub-Neo), фланкированная сайтами распознавания сайт-специфической рекомбиназы (например, loxP). Направленная вставка экзонов 2-4 гена SIRPα человека приводит к получению эндогенного гена, который экспрессирует гуманизированный ген SIRPα, содержащий внеклеточную область, соответствующую человеческому белку SIRPα.

На фиг. 2 показана перекрывающаяся экспрессия SIRPα дикого типа и мышей, гетерозиготных по гуманизированному гену SIRPα.

На фиг. 3 показан процент CD45⁺-клеток у различных линий мышей с трансплантированными CD34⁺-клетками человека.

На фиг. 4 показан процент CD45⁺CD3⁺-клеток у различных линий мышей с трансплантированными CD34⁺-клетками человека.

На фиг. 5 показан процент CD45⁺CD19⁺-клеток у различных линий мышей с трансплантированными CD34⁺-клетками человека.

На фиг. 6 показано, что антитело Ab 1 подавляло рост опухолей Raji зависимым от дозы образом у мышей BRG SIRPα с трансплантацией hCD34⁺. Объем опухоли Raji измеряли через 3, 6, 9, 13, 16, 20, 23, 27, 30 и 34 дня после имплантации опухоли. Представлены данные для отдельных животных (панели A-D). Мышам BRG SIRPα с трансплантацией hCD34⁺ вводили 2×10⁶ опухолевых клеток Raji подкожно в день 0. Контрольные группы не получали антитело (наполнитель-контроль) (панель А). Для экспериментальных групп в день 0 мышам вводили IP несвязывающее контрольное антитело (контрольное антитело Ab 5) в дозе 0,4 мг/кг (панель В) или антитело Ab 1 в дозе 0,4 мг/кг (панель С) или 0,04 мг/кг (панель D), а затем два раза в неделю дозы на протяжении исследования. Сводные данные для всех отдельных исследуемых групп показаны на фиг. 7.

На фиг. 7 показано, что антитело Ab 1 значительно подавляло рост опухолей Raji по сравнению с контролями у мышей BRG SIRPα с трансплантацией hCD34⁺. Данные представляют собой составные данные из n=4-5 мышей в группе, как показано на фиг. 6. Данные выражены в виде среднего значения (SEM) и их анализировали с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) и ретроспективного анализа, чтобы исследовать значимые эффекты (Тьюки для двухфакторного дисперсионного анализа). Одна мышь в группе наполнителя-контроля, группе контрольного антитела Ab 5 и группе антитела Ab 1 0,4 мг/кг была исключена из этого составного графа из-за преждевременной гибели для того, чтобы проанализировать данные с помощью двухфакторного дисперсионного анализа.

На фиг. 8 показано, что антитело Ab 1 не влияло на массу тела мышей BRG SIRPα с трансплантацией hCD34⁺. Массу тела измеряли через 3, 6, 9, 13, 16, 20, 23, 27, 30 и 34 дней после имплантации опухоли. Измеряли данные для отдельных животных (панели A-D). Мышам BRG SIRPα с трансплантацией hCD34⁺ вводили 2×10⁶ клеток опухоли Raji подкожно в день 0. Контрольные группы не получали антитела (наполнитель-контроль) (панель А). Для экспериментальных групп, в день 0 мышам вводили IP не связывающее контрольное антитело Ab 5 IgG1 в дозе 0,4 мг/кг (панель В) или антитело Ab 1 в дозе 0,4 мг/кг (панель С) или 0,04 мг/кг (панель D), а затем два раза в неделю дозы на протяжении исследования.

Определения

Настоящее изобретение не ограничивается конкретными способами, а также описанными экспериментальными условиями, поскольку такие способы и условия могут варьировать. Также следует понимать, что терминология, использованная в настоящем документе, предназначена для целей описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения, поскольку объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения.

Если не указано иное, все используемые в настоящем документе термины и фразы предусматривают значения, которыми термины и фразы характеризуются в настоящей области техники, если иное явно не указано или явно не следует из контекста, в котором используется этот термин или фраза. Хотя любые способы и материалы, подобные или эквивалентные описанным в настоящем документе, могут быть использованы в практике или при тестировании настоящего изобретения, конкретные способы и материалы описаны ниже. Все упомянутые публикации включены в настоящий документ посредством ссылки.

Термин "приблизительно" применяется в настоящем документе для одного или нескольких представляющих интерес значений, относится к значению, которое похоже на указанное эталонное значение. Согласно некоторым вариантам осуществления термин "приблизительно" относится к диапазону значений, попадающих в пределы 25%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или меньше в любом направлении (больше или меньше чем) от заявленного эталонного значения, если иное не указано или иным образом не очевидно из контекста (кроме случаев, когда такое количество будет превышать 100% от возможного значения).

Используемый в настоящем документе термин "биологически активный" относится к характеристике любого средства, которое обладает активностью в биологической системе, in vitro или in vivo (например, в организме). Например, средство, которое, если оно присутствует в организме, оказывает биологическое действие внутри этого организма, считается биологически активным. Согласно конкретным вариантам осуществления, в которых белок или полипептид представляет собой биологически активный, часть этого белка или полипептида, которая характеризуется по меньшей мере одной биологической активностью белка или полипептида, как правило, называют "биологически активной" частью.

Используемый в настоящем документе термин "сопоставимые" относится к двум или более средствам, объектам, ситуациям, совокупностям условий и т.д., которые не могут быть идентичны друг другу, но которые представляют собой достаточно близкие, чтобы обеспечить сравнение между ними, так что могут быть сделаны разумные выводы на основании наблюдаемых различий или сходств. Обычным специалистам в настоящей области техники будет понятно, в контексте, какова степень идентичности требуется в тех или иных обстоятельствах для двух или более таких средств, объектов, ситуаций, совокупностей условий и т.п., чтобы считаться сопоставимыми.

Используемый в настоящем документе термин "консервативный" для описания консервативной аминокислотной замены относится к замене остатка аминокислоты другим аминокислотным остатком, содержащим группу R боковой цепи с аналогичными химическими свойствами (например, зарядом или гидрофобностью). В общем случае, консервативная аминокислотная замена существенно не будет изменять функциональные свойства представляющего интерес белка, например, способность рецептора связываться с лигандом. Примеры групп аминокислот, содержащих боковые цепи со сходными химическими свойствами, включают в себя алифатические боковые цепи, такие как глицин, аланин, валин, лейцин и изолейцин; алифатические-гидроксильные боковые цепи, такие как серии и треонин; амидсодержащие боковые цепи, такие как аспарагин и глутамин; ароматические боковые цепи, такие как фенилаланин, тирозин и триптофан; основные боковые цепи, такие как лизин, аргинин, гистидин, и кислотные боковые цепи, такие как аспарагиновая кислота и глутаминовая кислота; и серосодержащие боковые цепи, такие как цистеин и метионин. Консервативные группы аминокислотных замен включают в себя, например, валин/лейцин/изолейцин, фенилаланин/тирозин, лизин/аргинин, аланин/валин, глутамат/аспартат и аспарагин/глутамин. Согласно некоторым вариантам осуществления консервативная аминокислотная замена может представлять собой замену любого нативного остатка в белке на аланин, что используется, например, в сканирующем аланином мутагенезе. Согласно некоторым вариантам осуществления производят консервативную замену, которая характеризуется положительным значением в логарифмическом правдоподобии матрицы РАМ250, раскрытом в Gonnet et al. (1992) Exhaustive Matching of the Entire Protein Sequence Database, Science 256:1443-45, включенной в настоящий документ посредством ссылки. Согласно некоторым вариантам осуществления замена представляет собой умеренно консервативную замену, причем замена характеризуется неотрицательным значением в матрице логарифмического правдоподобия РАМ250.

Используемый в настоящем документе термин "нарушение" относится к результату события гомологичной рекомбинации с молекулой ДНК (например, с эндогенной гомологичной последовательностью, такой как ген или локус гена). Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может приводить к или представлять собой вставку, делецию, замену, замещение, миссенс-мутацию или сдвиг рамки считывания последовательности(ей) ДНК или любой их комбинации. Вставки могут включать в себя вставку целых генов или фрагментов генов, например, экзонов, которые могут содержать точку начала репликации отличную от эндогенной последовательности. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может увеличивать экспрессию и/или активность гена или продукта гена (например, белка, кодируемого геном). Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может уменьшать экспрессию и/или активность гена или продукта гена. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может изменять последовательность гена или кодируемого продукта гена (например, кодируемого белка). Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может укорачивать или фрагментировать ген или кодируемый продукт гена (например, кодируемый белок). Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может продлевать ген или кодируемый продукт гена; согласно некоторым таким вариантам осуществления нарушение может приводить к сборке слитого белка. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может влиять на содержание, но не на активность гена или продукта гена. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может влиять на активность, но не содержание гена или продукта гена. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может не оказывать существенного влияния на содержание гена или продукта гена. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может не оказывать существенного влияния на активность гена или продукта гена. Согласно некоторым вариантам осуществления нарушение может не оказывать никакого существенного влияния ни на содержание, ни на активность гена или продукта гена.

Используемый в настоящем документе термин "эндогенный локус" или "эндогенный ген" относится к генетическому локусу, обнаруженному в исходном или эталонном организме до введения описанного в настоящем документе нарушения, делеции, замещения, изменения или модификации. Согласно некоторым вариантам осуществления эндогенный локус содержит последовательность, обнаруживаемую в природе. Согласно некоторым вариантам осуществления эндогенный локус представляет собой дикий тип. Согласно некоторым вариантам осуществления эталонный организм представляет собой организм дикого типа. Согласно некоторым вариантам осуществления эталонный организм представляет собой сконструированный организм. Согласно некоторым вариантам осуществления эталонный организм представляет собой выведенный в лаборатории организм (либо дикого типа, либо сконструированный).

Термин "эндогенный промотор" относится к промотору, который естественным образом связан, например, в организме дикого типа, с эндогенным геном.

Используемый в настоящем документе термин "гетерологичный" относится к средству или объекту из другого источника. Например, при использовании в отношении к полипептиду, гену или генному продукту, присутствующему в конкретной клетке или организме, термин уточняет, что соответствующий полипептид, ген или генный продукт 1) был сконструирован человеком; 2) был введен в клетку или организм (или его предшественника) человеком (например, с помощью генной инженерии) и/или 3) не естественным образом производится или присутствует в соответствующей клетке или организме (например, соответствующем типе клетки или типе организма).

Используемый в настоящем документе термин "клетка-хозяин" относится к клетке, в которую была введена гетерологичная (например, экзогенная) нуклеиновая кислота или белок. Специалисты в настоящей области техники после прочтения этого раскрытия поймут, что такие термины относятся не только к конкретной исследуемой клетке, но также используются для обозначения потомства такой клетки. Поскольку некоторые модификации могут происходить в последующих поколениях вследствие мутации или воздействий окружающей среды, такое потомство может не быть, на самом деле, идентичным исходной клетке, но по-прежнему будет включенным в объем используемого в настоящем документе термина "клетка-хозяин". Согласно некоторым вариантам осуществления клетка-хозяин представляет собой или содержит прокариотическую или эукариотическую клетку. В общем случае, клетка-хозяин представляет собой любую клетку, которая подходит для получения и/или производства гетерологичной нуклеиновой кислоты или белка, не зависимо от царства жизни, к которой относится клетка. Иллюстративные клетки включают в себя клетки прокариот и эукариот (одноклеточные или многоклеточные), бактериальные клетки (например, штаммы E.coli, Bacillus spp., Streptomyces spp.и т.п.), клетки микобактерий, клетки грибов, дрожжевые клетки (например, S. cerevisiae, С. pombe, P. pastoris, Р. methanolica и т.п.), растительные клетки, клетки насекомых (например, SF-9, SF-21, клетки насекомых, инфицированных бакуловирусом, Trichoplusia ni и т.п.), клетки отличных от человека животных, клетки человека или слияния клеток, такие как, например, гибридомы или квадромы. Согласно некоторым вариантам осуществления клетка представляет собой клетку человека, мартышки, обезьяны, хомяка, крысы или мыши. Согласно некоторым вариантам осуществления клетка представляет собой эукариотическую и ее выбирают из следующих клеток: СНО (например, СНО Kl, DXB-11 СНО, Veggie-CHO), COS (например, COS-7), клетка сетчатки глаза, Vero, CV1, почки (например, НЕK293, 293 EBNA, MSR 293, MDCK, НаK, ВНK), HeLa, HepG2, WI38, MRC 5, Colo205, НВ 8065, HL-60, (например, ВНK21), Jurkat, Daudi, А431 (эпидермальная), CV-1, U937, 3Т3, L клетка, С127 клетка, SP2/0, NS-0, ММТ 060562, клетка Сертоли, BRL 3А клетка, НТ1080 клетка, клетка миеломы, опухолевая клетка и линия клеток, полученная из вышеупомянутой клетки. Согласно некоторым вариантам осуществления клетка содержит один или несколько вирусных генов, например, клетка сетчатки глаза, которая экспрессирует вирусный ген (например, клетка PER.C6™). Согласно некоторым вариантам осуществления клетка-хозяин представляет собой или содержит выделенную клетку. Согласно некоторым вариантам осуществления клетка-хозяин представляет собой часть ткани. Согласно некоторым вариантам осуществления клетка-хозяин представляет собой часть организма.

Термин "гуманизированный" используется в настоящем документе в соответствии с его понимаемым в настоящей области техники значением для обозначения нуклеиновых кислот или белков, структуры которых (т.е. нуклеотидные или аминокислотные последовательности) включают в себя части, которые соответствуют по существу или идентичны структурам конкретного гена или белка, обнаруженного в природе у отличного от человека животного, а также включают в себя части, которые отличаются от обнаруженного в соответствующем конкретном отличном от человеческого гене или белке, и вместо этого соответствуют более тесно сопоставимым структурам, обнаруженным в соответствующем гене или белке человека. Согласно некоторым вариантам осуществления "гуманизированный" ген представляет собой тот, который кодирует полипептид, содержащий значимую аминокислотную последовательность, как и у полипептида человека (например, полипептида человека или его части, например, его характеристической части). В качестве лишь одного примера, в случае мембранного рецептора "гуманизированный" ген может кодировать полипептид, содержащий внеклеточную часть, характеризующуюся аминокислотной последовательностью, как таковая у человеческой внеклеточной части, и оставшейся последовательностью, как таковая у отличного от человеческого (например, мышиного) полипептида. Согласно некоторым вариантам осуществления гуманизированный ген содержит по меньшей мере часть последовательности ДНК человеческого гена. Согласно некоторым вариантам осуществления гуманизированный ген содержит полную последовательность ДНК человеческого гена. Согласно некоторым вариантам осуществления гуманизированный белок содержит последовательность, содержащую часть, которая появляется в человеческом белке. Согласно некоторым вариантам осуществления гуманизированный белок содержит всю последовательность человеческого белка и экспрессируется из эндогенного локуса отличного от человека животного, который соответствует гомологу или ортологу гена человека.

Термин "идентичность", используемый в настоящем документе в связи со сравнением последовательностей, относится к идентичности, которая определяется множеством различных алгоритмов, известных в настоящей области техники, которые могут быть использованы для измерения идентичности нуклеотидной и/или аминокислотной последовательности. Согласно некоторым вариантам осуществления описанные в настоящем документе идентичности определяются с использованием выравнивания ClustalW v. 1.83 (медленно) с использованием штрафа за внесение пропуска 10,0, штрафа за удлинение пропуска 0,1 и с использованием матрицы подобия Гонне (MACVECTOR™ 10.0.2, Mac Vector Inc., 2008).

Используемый в настоящем документе термин "выделенный" относится к веществу и/или объекту, которое было (1) отделено по меньшей мере от некоторых из компонентов, с которыми оно было связано, когда первоначально производилось (в природе и/или в экспериментальных условиях) и/или (2) разработано, произведено, подготовлено и/или изготовлено человеком. Выделенные вещества и/или объекты могут быть отделены от приблизительно 10%, приблизительно 20%, приблизительно 30%, приблизительно 40%, приблизительно 50%, приблизительно 60%, приблизительно 70%, приблизительно 80%, приблизительно 90%, приблизительно 91%, приблизительно 92%, приблизительно 93%, приблизительно 94%, приблизительно 95%, приблизительно 96%, приблизительно 97%, приблизительно 98%, приблизительно 99% или более чем приблизительно 99% других компонентов, с которыми они первоначально были связаны. Согласно некоторым вариантам осуществления выделенные средства характеризуются чистотой, составляющей приблизительно 80%, приблизительно 85%, приблизительно 90%, приблизительно 91%, приблизительно 92%, приблизительно 93%, приблизительно 94%, приблизительно 95%, приблизительно 96%, приблизительно 97%, приблизительно 98%, приблизительно 99% или более чем приблизительно 99%. Используемое в настоящем описании вещество представляет собой "чистое", если оно по существу свободно от других компонентов. Согласно некоторым вариантам осуществления, как будет понятно специалистам в настоящей области техники, вещество может все еще считаться "выделенным" или даже "чистым" после сочетания с некоторыми другими компонентами, такими как, например, один или несколько из носителей или вспомогательных веществ (например, буфер, растворитель, вода и т.п.); согласно таким вариантам осуществления процент выделения или чистоты вещества рассчитывается без учета таких носителей или вспомогательных веществ. В качестве лишь одного из примеров, согласно некоторым вариантам осуществления биологический полимер, такой как полипептид или полинуклеотид, который встречается в природе, считается "выделенным", когда а) в силу своего происхождения или источника получения не связан с некоторыми или всеми компонентами, которые сопровождают его в естественном состоянии в природе; b) он по существу свободен от других полипептидов или нуклеиновых кислот того же вида из вида, который производит его в природе; с) экспрессируется с помощью или иным образом находится в сочетании с компонентами из клетки или другой системой экспрессии, которая не представляет собой вид, который производит его в природе. Так, например, согласно некоторым вариантам осуществления полипептид, который химически синтезирован или синтезирован в клеточной системе, отличной от той, которая производит его в природе, считается "выделенным" полипептидом. Альтернативно или дополнительно, согласно некоторым вариантам осуществления полипептид, который был подвергнут одному или нескольким способам очистки, может рассматриваться как "выделенный" полипептид до степени, при которой он был отделен от других компонентов а) с которыми связан по своей природе и/или b) с которыми он был связан, когда первоначально производился.

Используемая в настоящем документе фраза "отличное от человека животное" относится к любому позвоночному организму, которое не представляет собой человека. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное представляет собой круглоротое, костную рыбу, хрящевую рыбу (например, акулу или ската), амфибию, рептилию, млекопитающее и птицу. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека млекопитающее представляет собой примата, козу, овцу, свинью, собаку, корову или грызуна. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное представляет собой грызуна, такого как крыса или мышь.

Используемый в настоящем документе термин "нуклеиновая кислота" в самом широком смысле относится к любому соединению и/или веществу, которое представляет собой или может быть включено в цепь олигонуклеотида. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой соединение и/или вещество, которое представляет собой или может быть включено в олигонуклеотидную цепь посредством фосфодиэфирной связи. Как будет понятно из контекста, согласно некоторым вариантам осуществления "нуклеиновая кислота" относится к отдельным остаткам нуклеиновых кислот (например, нуклеотидов и/или нуклеозидов); согласно некоторым вариантам осуществления "нуклеиновая кислота" относится к олигонуклеотидной цепи, содержащей отдельные остатки нуклеиновых кислот. Согласно некоторым вариантам осуществления "нуклеиновая кислота" представляет собой или содержит РНК; согласно некоторым вариантам осуществления "нуклеиновая кислота" представляет собой или содержит ДНК. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой, содержит или состоит из одного или нескольких остатков природных нуклеиновых кислот. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой, содержит или состоит из одного или нескольких аналогов нуклеиновых кислот. Согласно некоторым вариантам осуществления аналог нуклеиновой кислоты отличается от нуклеиновой кислоты в том, что он не использует фосфодиэфирный остов. Например, согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой, содержит или состоит из одной или нескольких "пептидных нуклеиновых кислот", которые известны в настоящей области техники и содержат пептидные связи вместо фосфодиэфирных связей в основной цепи, рассматриваются в рамках настоящего изобретения. Альтернативно или дополнительно, согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота содержит одну или несколько фосфоротиоатных и/или 5'-N-фосфорамидатных связей, а не фосфодиэфирные связи. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой, содержит или состоит из одного или нескольких природных нуклеозидов (например, аденозина, тимидина, гуанозина, цитидина, уридина, дезоксиаденозина, дезокситимидина, деоксигуанозина и дезоксицитидина). Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой, содержит или состоит из одного или нескольких нуклеозидных аналогов (например, 2-аминоаденозина, 2-тиотимидина, инозина, пирролпиримидина, 3-метиладенозина, 5-метилцитидина, C-5-пропинилцитидина, C-5-пропинилуридина, 2-аминоаденозина, С5-бромуридина, С5-фторуридина, С5-йодуридина, С5-пропинилуридина, С5-пропинилцитидина, С5-метилцитидина, 2-аминаденозина, 7-деазаденозина, 7-деазгунаозина, 8-оксоаденозина, 8-оксогуанозина, O(6)-метилгуанина, 2-тиоцитидина, метилированных оснований, интеркалированных оснований, а также их комбинации). Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота содержит один или несколько модифицированных сахаров (например, 2'-фторрибозу, рибозу, 2'-дезоксирибозу, арабинозу, андгексозу) по сравнению с встречающимися в природе нуклеиновыми кислотами. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота характеризуется нуклеотидной последовательностью, которая кодирует функциональный генный продукт, такой как РНК или белок. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота включает в себя один или несколько интронов. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновые кислоты получают с помощью одного или нескольких из следующего: выделение из природного источника, ферментативный синтез путем полимеризации на основе комплементарной матрицы (in vivo или in vitro), размножение в рекомбинантной клетке или системе, а также химический синтез. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота составляет по меньшей мере 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 20, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000 или более остатков в длину. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой одноцепочечную; согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота представляет собой двухцепочечную. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота характеризуется нуклеотидной последовательностью, содержащей по меньшей мере один элемент, который кодирует или комплементарен последовательности, которая кодирует полипептид. Согласно некоторым вариантам осуществления нуклеиновая кислота обладает ферментативной активностью.

Используемый в настоящем документе термин "функционально связанный" относится к смежному положению, при котором описанные компоненты находятся в такой связи друг с другом, которая позволяет им функционировать предназначенным им способом. Контрольная последовательность, "функционально связанная" с кодирующей последовательностью, лигирована таким образом, что экспрессия кодирующей последовательности достигается в условиях, совместимых с контрольными последовательностями. "Функционально связанные" последовательности включают в себя как контролирующие экспрессию последовательности, которые представляют собой смежные с представляющим интерес геном, так и контролирующие экспрессию последовательности, которые действуют в транс-положении или на расстоянии, чтобы контролировать представляющий интерес ген. Используемый в настоящем документе термин "контролирующая экспрессию последовательность" относится к полинуклеотидным последовательностям, которые необходимы для осуществления экспрессии и процессинга кодирующих последовательностей, к которым они лигированы. Контролирующие экспрессию последовательности включают в себя соответствующие последовательности инициации транскрипции, терминации транскрипции, промоторные и энхансерные последовательности; эффективные сигналы процессинга РНК, такие как сигналы сплайсинга и полиаденилирования; последовательности, которые стабилизируют цитоплазматическую мРНК; последовательности, которые повышают эффективность трансляции (т.е. консенсусная последовательность Козака); последовательности, которые повышают стабильность белка; и, при желании, последовательности, которые усиливают секрецию белка. Природа таких контрольных последовательностей различается в зависимости от организма-хозяина. Например, у прокариот, такие контрольные последовательности, как правило, включают в себя промотор, сайт связывания рибосом и последовательность терминации транскрипции, в то время как у эукариот, как правило, такие контрольные последовательности включают в себя промоторы и последовательность терминации транскрипции. Термин "контрольные последовательности" предназначен для включения компонентов, присутствие которых необходимо для экспрессии и процессинга, а также может включать в себя дополнительные компоненты, присутствие которых предоставляет преимущество, например, лидерные последовательности и последовательности партнеров слияния.

Используемый в настоящем документе термин "полипептид" относится к любой полимерной цепи аминокислот. Согласно некоторым вариантам осуществления полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая встречается в природе. Согласно некоторым вариантам осуществления полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая не встречается в природе. Согласно некоторым вариантам осуществления полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая сконструирована, разработана и/или производится посредством человека.

Используемый в настоящем документе термин "рекомбинантный" предназначен для обозначения полипептидов (например, описанных в настоящем документе сигнальных регуляторных белков), которые разрабатывают, конструируют, получают, экспрессируют, создают или выделяют рекомбинантными способами, таких как полипептиды, экспрессированные с использованием рекомбинантного вектора экспрессии, трансфицированного в клетку-хозяина, полипептиды, выделенные из рекомбинантной комбинаторной библиотеки полипептидов человека (Hoogenboom Н.R., (1997) TIB Tech. 15:62-70; Azzazy Н., and Highsmith W.E., (2002) Clin. Biochem. 35:425-445; Gavilondo J.V., and Larrick J.W. (2002) BioTechniques 29:128-145; Hoogenboom H., and Chames P. (2000) Immunology Today 21:371-378), антитела, выделенные из животных (например, мыши), которые представляют собой трансгенные для генов иммуноглобулина человека (смотрите, например, Taylor, L. D., et al. (1992) Nucl. Acids Res. 20:6287-6295; Kellermann S-A., and Green L.L. (2002) Current Opinion in Biotechnology 13:593-597; Little M. et al (2000) Immunology Today 21:364-370) или полипептиды, полученные, экспрессированные, созданные или выделенные любыми другими средствами, которые включают в себя использование сплайсинга выбранных элементов последовательности друг с другом. Согласно некоторым вариантам осуществления один или несколько из таких элементов выбранной последовательности встречается в природе. Согласно некоторым вариантам осуществления один или несколько из таких элементов выбранной последовательности разрабатываются in silico. Согласно некоторым вариантам осуществления один или несколько таких выбранных элементов последовательности представляют собой результаты мутагенеза (например, in vivo или in vitro) известного элемента последовательности, например, из природного или синтетического источника. Например, согласно некоторым вариантам осуществления рекомбинантный полипептид состоит из последовательностей, обнаруженных в геноме представляющего интерес организма-источника (например, человека, мыши и т.п.). Согласно некоторым вариантам осуществления рекомбинантный полипептид характеризуется аминокислотной последовательностью, которая представляет собой результат мутагенеза (например, in vitro или in vivo, например, в отличном от человека животном), так, что аминокислотные последовательности рекомбинантных полипептидов представляют собой последовательности, которые, в то время как происходят из и связаны с полипептидными последовательностями, не могут существовать в природе в геноме отличного от человека животного in vivo.

Термин "замещение" используется в настоящем документе для обозначения процесса, посредством которого "замещенная" последовательность нуклеиновой кислоты (например, ген), обнаруженная в локусе-хозяине (например, в геноме), удаляется из этого локуса и другая, "замещающая" нуклеиновая кислота помещается на ее место. Согласно некоторым вариантам осуществления замещенная последовательность нуклеиновой кислоты и замещающие последовательности нуклеиновых кислот сравнимы друг с другом в том, что, например, они гомологичны друг другу и/или содержат соответствующие элементы (например, кодирующие белок элементы, регулирующие элементы и т.п.). Согласно некоторым вариантам осуществления замещаемая последовательность нуклеиновой кислоты включает в себя одно или несколько из следующего: промотор, энхансер, донорный сайт сплайсинга, принимающий сайт сплайсинга, интрон, экзон, нетранслируемая область (UTR); согласно некоторым вариантам осуществления замещающая последовательность нуклеиновой кислоты включает в себя одну или несколько кодирующих последовательностей. Согласно некоторым вариантам осуществления замещающая последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой гомолог замещаемой последовательности нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам осуществления замещающая последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой ортолог замещаемой последовательности. Согласно некоторым вариантам осуществления замещающая последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой или содержит человеческую последовательность нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам осуществления в том числе, когда замещающая последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой или содержит человеческую последовательность нуклеиновой кислоты, замещаемая последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой или содержит последовательность грызуна (например, последовательность мыши). Последовательность нуклеиновой кислоты, помещенная таким образом, может включать в себя одну или несколько регуляторных последовательностей, которые представляют собой часть последовательности нуклеиновой кислоты-источника, используемого для получения таким образом размещенной последовательности (например, промоторы, энхансеры, 5'- или 3'-нетранслируемые области и т.п.). Например, согласно различным вариантам осуществления замещение представляет собой замену эндогенной последовательности гетерологичной последовательностью, которая приводит к получению продукта гена из таким образом помещенной последовательности нуклеиновой кислоты (содержащей гетерологичную последовательность), но не экспрессию эндогенной последовательности; замещение представляет собой замещение эндогенной геномной последовательности последовательностью нуклеиновой кислоты, которая кодирует белок, который характеризуется аналогичной функцией, что и белок, кодируемый эндогенной последовательностью (например, эндогенная геномная последовательность кодирует белок SIRPα и фрагмент ДНК кодирует один или несколько человеческих белков SIRPα). Согласно различным вариантам осуществления эндогенный ген или его фрагмент замещается соответствующим человеческим геном или его фрагментом. Соответствующий человеческий ген или его фрагмент представляет собой человеческий ген или фрагмент, который представляет собой ортолог или по существу аналогичный или такой же по структуре и/или функции, что и эндогенный ген или его фрагмент, который замещается.

Используемый в настоящем документе термин "сигнальный регуляторный белок" или "SIRP" относится к рецептору сигнального регуляторного белка, например, рецептору SIRPα. Гены SIRP включают в себя рецептор плазматической мембраны, который экспрессируется на поверхности клетки и служит в качестве регулирующего белка, участвующего во взаимодействии между мембранными поверхностными белками на лейкоцитах. В генах SIRP полиморфные варианты были описаны у субъектов-людей. В качестве иллюстрации, нуклеотидные и аминокислотные последовательности генов SIRP человека и мыши представлены в Таблице 1. Специалистам в настоящей области техники при чтении настоящего раскрытия будет понятно, что один или несколько эндогенных генов рецепторов SIRP в геноме (или все) могут быть заменены одним или несколькими гетерологичными генами SIRP (например, полиморфными вариантами, подтипами или мутантами, генами от других видов, гуманизированными формами и т.п.).

Используемый в настоящем документе термин "экспрессирующая SIRP клетка" относится к клетке, которая экспрессирует рецептор сигнального регуляторного белка. Согласно некоторым вариантам осуществления экспрессирующая SIRP клетка экспрессирует рецептор сигнального регуляторного белка на своей поверхности. Согласно некоторым вариантам осуществления белок SIRP экспрессируется на поверхности клетки в количестве, достаточном, чтобы опосредовать межклеточное взаимодействие с помощью белка SIRP, экспрессируемого на поверхности клетки. Иллюстративные экспрессирующие SIRP клетки включают в себя нейроны, лимфоциты, миелоидные клетки, макрофаги, нейтрофилы и клетки-натуральные киллеры (NK). Экспрессирующие SIRP клетки регулируют взаимодействие клеток иммунной системы, чтобы регулировать иммунный ответ на различные чужеродные антигены или патогены. Согласно некоторым вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению демонстрируют регуляцию иммунных клеток через гуманизированные рецепторы SIRP, экспрессируемые на поверхности еще одних клеток отличного от человека животного.

Используемый в настоящем документе термин "по существу" относится к качественному состоянию проявляемой полной или почти полной величине или степени представляющей интерес характеристики или собственности. Специалисту в настоящей области биологии будет понятно, что биологические и химические явления редко, если когда-либо, идут к завершению и/или переходят к завершенности или достигают или избегают абсолютного результата. Термин "по существу", таким образом, используется в настоящем документе, чтобы захватить потенциальную неполноту, присущую многим биологическим и химическим явлениям.

Используемое в настоящем документе выражение "существенная гомология" относится к сравнению между аминокислотными последовательностями или последовательностями нуклеиновых кислот. Как будет понятно специалистам в настоящей области техники, две последовательности, как правило, считаются "по существу гомологичными", если они содержат гомологичные остатки в соответствующих положениях. Гомологичные остатки могут представлять собой идентичные остатки. Альтернативно, гомологичные остатки могут представлять собой не идентичные остатки, которые будут характеризоваться соответствующими аналогичными структурными и/или функциональными характеристиками. Например, как хорошо известно специалистам в настоящей области техники, некоторые аминокислоты, как правило, классифицируются как "гидрофобные" или "гидрофильные" аминокислоты и/или как содержащие "полярные" или "неполярные" боковые цепи. Замену одной аминокислоты на другую того же типа часто можно рассматривать как "гомологичную" замену. Типичные аминокислотные классификации представлены в Таблице 1 и 2.

Как хорошо известно в настоящей области техники, аминокислотные последовательности или последовательности нуклеиновых кислот могут быть сравнены с использованием любого из множества алгоритмов, включая в себя те, которые доступны в коммерческих компьютерных программах, таких как BLASTN для нуклеотидных последовательностей и BLASTP, содержащая пробелы BLAST и PSI-BLAST для аминокислотных последовательностей. Примеры таких программ описаны в Altschul, et al., Basic local alignment search tool, J. Mol. Biol., 215(3): 403-410, 1990; Altschul, et al., Methods in Enzymology; Altschul, et al, "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res. 25:3389-3402, 1997; Baxevanis, et al., Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, Wiley, 1998 и Misener, et al., (eds.), Bioinformatics Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, Vol.132), Humana Press, 1999. В дополнение к идентификации гомологичных последовательностей, упомянутые выше программы, как правило, обеспечивают индикацию степени гомологии. Согласно некоторым вариантам осуществления две последовательности считаются по существу гомологичными, если по меньшей мере 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более их соответствующих остатков гомологичны на соответствующем фрагменте остатков. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент представляет собой полную последовательность. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент составляет по меньшей мере 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 или более остатков. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент включает в себя смежные остатки вдоль всей последовательности. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент включает в себя прерывистые остатки вдоль всей последовательности. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент составляет по меньшей мере 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 или более остатков.

Используемое в настоящем документе выражение "по существу идентичный" относится к сравнению аминокислотных последовательностей или последовательностей нуклеиновых кислот. Как будет понятно специалистам в настоящей области техники, две последовательности, как правило, рассматриваются как "по существу идентичные", если они содержат идентичные остатки в соответствующих положениях. Как хорошо известно в настоящей области техники, аминокислотные последовательности или последовательности нуклеиновых кислот могут быть сравнены с использованием любого из множества алгоритмов, включая в себя те, которые доступны в коммерческих компьютерных программах, таких как BLASTN для нуклеотидных последовательностей и BLASTP, содержащая пробелы BLAST и PSI-BLAST для аминокислотных последовательностей. Примеры таких программ описаны в Altschul, et al., Basic local alignment search tool, J. Mol. Biol., 215(3): 403-410, 1990; Altschul, et al., Methods in Enzymology; Altschul, et al, Nucleic Acids Res. 25:3389-3402, 1997; Baxevanis, et al, Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, Wiley, 1998 и Misener, et al., (eds.), Bioinformatics Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, Vol.132), Humana Press, 1999. В дополнение к идентификации идентичных последовательностей, упомянутые выше программы, как правило, обеспечивают индикацию степени идентичности. Согласно некоторым вариантам осуществления две последовательности считаются по существу идентичными, если по меньшей мере 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более их соответствующих остатков идентичны на соответствующем фрагменте остатков. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент представляет собой полную последовательность. Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующий фрагмент составляет по меньшей мере 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 или более остатков.

Используемое в настоящем документе выражение "направленный вектор" или "направленный конструкт" относится к полинуклеотидной молекуле, которая содержит направленную область. Направленная область содержит последовательность, которая идентична или по существу идентична последовательности в клетке-мишени, ткани или животном, и предусматривает интеграцию направленного конструкта в положение в геноме клетки, ткани или животного с помощью гомологичной рекомбинации. Также включены направленные области, которые направленно воздействуют с использованием сайтов распознавания сайт-специфической рекомбиназы (например, сайты loxP или Frt). Согласно некоторым вариантам осуществления направленный конструкт согласно настоящему изобретению дополнительно содержит представляющую особый интерес последовательность нуклеиновой кислоты или ген, селективный маркер, контрольные и/или регуляторные последовательности и другие последовательности нуклеиновых кислот, которые позволяют рекомбинации происходить опосредовано через экзогенное добавление белков, которые помогают или содействуют рекомбинации с участием таких последовательностей. Согласно некоторым вариантам осуществления направленный конструкт согласно настоящему изобретению дополнительно содержит представляющий интерес ген в целом или частично, причем представляющий интерес ген представляет собой гетерологичный ген, который кодирует белок в целом или частично, который характеризуется аналогичной функцией, что и белок, кодируемый эндогенной последовательностью.

Используемый в настоящем документе термин "вариант" относится к объекту, который указывает на значительную структурную идентичность эталонному объекту, но структурно отличается от эталонного объекта наличием или содержанием одного или нескольких химических фрагментов по сравнению с эталонным объектом. Согласно многим вариантам осуществления вариант также функционально отличается от эталонного объекта. В общем, определенный объект рассматривается как "вариант" эталонного объекта основываясь на его степени структурной идентичности с эталонным объектом. Как будет понятно специалистам в настоящей области техники, любой биологический или химический эталонный объект характеризуется определенными характерными структурными элементами. Вариант, по определению, представляет собой отдельный химический объект, который разделяет одну или несколько таких характерных структурных элементов. В качестве лишь нескольких примеров, небольшая молекула может содержать характерный сердцевинный структурный элемент (например, макроциклическую сердцевину) и/или один или несколько характерных боковых фрагментов, так что вариант малой молекулы представляет собой тот, который характеризуется сердцевинным структурным элементом и характерными боковыми фрагментами, но отличается другими боковыми фрагментами и/или типами присутствующих связей (одинарными против двойных, Е против Z и т.п.) в пределах сердцевины, полипептид может содержать характерный элемент последовательности, состоящий из множества аминокислот с соответствующими положениями по отношению друг к другу в линейном или трехмерном пространстве и/или способствующих определенной биологической функции, нуклеиновая кислота может содержать характерный элемент последовательности, состоящий из множества нуклеотидных остатков с обозначенными положениями по отношению к другому в линейном или трехмерном пространстве. Например, вариантный полипептид может отличаться от эталонного полипептида в результате одного или нескольких отличий в аминокислотной последовательности и/или одного или нескольких отличий в химических фрагментах (например, углеводах, липидах и т.п.), ковалентно присоединенных к полипептидному остову. Согласно некоторым вариантам осуществления вариантный полипептид показывает общую идентичность последовательности с эталонным полипептидом, которая составляет по меньшей мере 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97% или 99%. Альтернативно или дополнительно, согласно некоторым вариантам осуществления вариантный полипептид не разделяет по меньшей мере один характерный элемент последовательности с эталонным полипептидом. Согласно некоторым вариантам осуществления эталонный полипептид характеризуется одной или несколькими биологическими активностями. Согласно некоторым вариантам осуществления вариантный полипептид характеризуется наличием одного или нескольких видов биологической активности эталонного полипептида. Согласно некоторым вариантам осуществления вариантный полипептид не характеризуется наличием одной или нескольких биологических активностей эталонного полипептида. Согласно некоторым вариантам осуществления вариантный полипептид показывает пониженный уровень одной или нескольких биологических активностей по сравнению с эталонным полипептидом. Согласно многим вариантам осуществления представляющий интерес полипептид считается "вариантом" исходного или эталонного полипептида, если представляющий интерес полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая идентична исходной, за исключением небольшого числа изменений последовательности в конкретных положениях. Как правило, менее 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% остатков в варианте замещены по сравнению с исходным. Согласно некоторым вариантам осуществления вариант содержит 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 замещенный остаток по сравнению с исходным. Часто, вариант содержит очень небольшое количество (например, менее 5, 4, 3, 2 или 1) замещенных функциональных остатков (т.е. остатков, которые участвуют в определенной биологической активности). Кроме того, вариант, как правило, содержит не более чем 5, 4, 3, 2 или 1 добавление или делецию и часто не содержит добавлений или делеций, по сравнению с исходным. Кроме того, любые добавления или делеции составляют, как правило, менее чем приблизительно 25, приблизительно 20, приблизительно 19, приблизительно 18, приблизительно 17, приблизительно 16, приблизительно 15, приблизительно 14, приблизительно 13, приблизительно 10, приблизительно 9, приблизительно 8, приблизительно 7, приблизительно 6 и, как правило, составляют менее чем приблизительно 5, приблизительно 4, приблизительно 3 или приблизительно 2 остатка. Согласно некоторым вариантам осуществления исходный или эталонный полипептид представляет собой полипептид природного происхождения. Как будет понятно специалистам в настоящей области техники, множество вариантов конкретного представляющего интерес полипептида, как правило, можно найти в природе, в частности, когда представляющий интерес полипептид представляет собой полипептид-инфекционный патоген.

Используемый в настоящем документе термин "вектор" относится к молекуле нуклеиновой кислоты, способной транспортировать другую нуклеиновую кислоту, с которой она связана. Согласно некоторым вариантам осуществления векторы способны к экстра-хромосомной репликации и/или экспрессии нуклеиновых кислот, к которым они прикреплены в клетке-хозяине, такой как эукариотическая и/или прокариотическая клетка. Векторы, способные направлять экспрессию функционально связанных генов, называются в настоящем документе как "экспрессирующие векторы".

Используемый в настоящем документе термин "дикий тип" характеризуется своим понимаемым в настоящей области техники значением, которое относится к объекту, характеризующемуся структурой и/или активностью, обнаруживаемой в природе в "нормальном" (в отличие от мутантного, больного, измененного и т.п.) состоянии или контексте. Обычным специалистам в настоящей области техники будет понятно, что гены и полипептиды дикого типа часто существуют в нескольких различных формах (например, аллелях).

Подробное описание настоящего изобретения

В настоящем изобретении предусмотрены, помимо всего прочего, улучшенные и/или сконструированные отличные от человека животные, характеризующиеся наличием гуманизированного генетического материала, кодирующего сигнальный регулирующий белок (например, SIRP) для анализов приживления трансплантата, активации фагоцитоза и сигнальной трансдукции. Предполагается, что такие отличные от человека животные обеспечивают улучшение в приживлении трансплантата человеческих клеток. Таким образом, настоящее изобретение особенно применимо для поддержания гемопоэтических клеток человека у отличных от человека животных. В частности, настоящее изобретение охватывает гуманизацию гена SIRPα грызуна, приводя к экспрессии гуманизированного белка на поверхности плазматической мембраны клеток отличного от человека животного. Такие гуманизированные белки обладают способностью распознавать трансплантированные человеческие клетки с помощью захвата гуманизированных белков и лигандов SIRPα, присутствующих на поверхности трансплантированных клеток человека. Согласно некоторым вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению способны принимать трансплантированные гематопоэтические клетки человека; согласно некоторым вариантам осуществления такие отличные от человека млекопитающие развивают и/или характеризуются наличием иммунной системы, содержащей клетки человека. Согласно некоторым вариантам осуществления гуманизированные белки SIRPα содержат последовательность, соответствующую аминокислотным остаткам 28-362 белка SIRPα человека. Согласно некоторым вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению содержат эндогенный ген SIRPα, который содержит генетический материал от отличного от человека животного и гетерологичного вида (например, человека). Согласно некоторым вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению содержат гуманизированный ген SIRPα, причем гуманизированный ген SIRPα содержит экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека.

Различные аспекты настоящего изобретения подробно описаны в следующих разделах. Использование разделов не предназначено для ограничения настоящего изобретения. Каждый раздел может относиться к любому аспекту настоящего изобретения. В настоящей заявке использование "или" означает "и/или", если не указано иное.

Семейство генов сигнального регуляторного белка (SIRP)

Сигнальные регуляторные белки (SIRP) составляют семейство гликопротеинов клеточной поверхности, которые экспрессируются на лимфоцитах, миелоидных клетках (включая в себя макрофаги, нейтрофилы, гранулоциты, миелоидные дендритные клетки и тучные клетки) и нейронах (например, смотрите Barclay and Brown, 2006, Nat Rev Immunol 6, 457-464). Существует несколько известных генов SIRP и они могут быть классифицированы по их соответствующим лигандам и типам сигналов, в которых они участвуют. SIRPα (также упоминается как CD172A, SHPS1, Р84, MYD-1, BIT и PTPNS1) экспрессируется на иммунных клетках миелоидного происхождения и функционирует в качестве ингибирующего рецептора через иммунорецепторный основанный на тирозине ингибиторный мотив (ITEM). Экспрессия SIRPα также наблюдалось на нейронах. Известные лиганды для SIRPα включают в себя, в первую очередь, CD47, но также включают в себя поверхностно-активные белки А и D. SIRPβ (также называемый CD172b) экспрессируется на макрофагах и нейтрофилах, однако, нет данных о каких-либо известных лигандах. SIRPβ содержит короткую цитоплазматическую область по сравнению с SIRPα и, как известно, ассоциирует с сигнальным компонентом, известным как белок активации 12 DNAX (DAP12). Таким образом, SIRPβ считается активирующим рецептором. SIRPγ (также упоминаемый как CD172g и SIRPβ2) экспрессируется на лимфоцитах и клетках натуральных киллеров, а также связывается с CD47, однако, ни об одной из функций сигнализации не сообщалось, поскольку цитоплазматический хвост содержит только четыре аминокислоты и не содержит последовательность, которая бы способствовала ассоциации с DAP12. Другой представитель, SIRPS, был описан и существует в виде растворимого рецептора.

Роль SIRPα, в частности, был исследован в отношении его ингибиторной роли в фагоцитозе клеток-хозяев макрофагами. Например, связывание CD47 с SIRPα на макрофагах запускает ингибирующие сигналы, которые отрицательно регулируют фагоцитоз. Альтернативно, сообщалось о положительных эффектах передачи сигналов, опосредованных через связывание SIRPα (Shultz et al., 1995, J Immunol, 154, 180-91).

Последовательности SIRPα

Иллюстративные последовательности SIRPα для человека и мыши приведены в Таблице 3. Для последовательностей кДНК следующие подряд экзоны разделены чередующимся подчеркнутым текстом. Для белковых последовательностей сигнальные пептиды подчеркнуты, а трансмембранные и цитоплазматические последовательности выделены курсивом.

Гуманизированные SIRPα отличных от человека животных

Предусмотрены отличные от человека животные, которые экспрессируют гуманизированные белки SIRPα на поверхности иммунных клеток (например, миелоидных клеток) отличных от человека животных в результате генетической модификации эндогенного локуса отличного от человека животного, который кодирует белок SIRPα. Подходящие примеры, описанные в настоящем документе, включают в себя грызунов, в частности, мышей.

Гуманизированный ген SIRPα согласно некоторым вариантам осуществления содержит генетический материал от гетерологичного вида (например, человека), причем гуманизированный ген SIRPα кодирует белок SIRPα, который содержит кодированную часть генетического материала от гетерологичных видов. Согласно некоторым вариантам осуществления гуманизированный ген SIRPα согласно настоящему изобретению содержит геномную ДНК гетерологичного вида, который соответствует внеклеточной части белка SIRPα, который экспрессируется на плазматической мембране клетки. Также предусмотрены отличные от человека животные, эмбрионы, клетки и направленные конструкты для получения отличных от человека животных, отличных от человеческих эмбрионов и клеток, содержащих указанный гуманизированный ген SIRPα.

Согласно некоторым вариантам осуществления эндогенный ген SIRPα удаляют.Согласно некоторым вариантам осуществления эндогенный ген SIRPα изменяют, причем часть эндогенного гена SIRPα заменяют на гетерологичную последовательность (например, последовательность SIRPα человека в целом или частично). Согласно некоторым вариантам осуществления весь или по существу весь эндогенный ген SIRPα замещают гетерологичным геном (например, геном SIRPα человека). Согласно некоторым вариантам осуществления часть гетерологичного гена SIRPα встраивают в эндогенный отличный от человеческого ген SIRPα в эндогенном локусе SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления гетерологичный ген представляет собой ген человека. Согласно некоторым вариантам осуществления производят модификацию или гуманизацию одной из двух копий эндогенного гена SIRPα, что приводит к гетерозиготности отличного от человека животного по отношению к гуманизированному гену SIRPα. Согласно другим вариантам осуществления предусмотрено отличное от человека животное, которое представляет собой гомозиготное для гуманизированного гена SIRPα.

Отличное от человека животное согласно настоящему изобретению содержит человеческий ген SIRPα полностью или частично в эндогенном отличном от человеческого локусе SIRPα. Таким образом, такие отличные от человека животные могут быть описаны как содержащие гетерологичный ген SIRP. Замещенный, вставленный или модифицированный ген SIRPα в эндогенном локусе SIRPα может быть обнаружен с помощью различных способов, включающих в себя, например, ПЦР, вестерн-блоттинг, саузерн-блоттинг, полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) или анализ появления или потери аллеля. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное представляет собой гетерозиготное по отношению к гуманизированному гену SIRPα.

Согласно различным вариантам осуществления гуманизированный ген SIRPα в соответствии с настоящим изобретением включает в себя ген SIRPα, который содержит второй, третий и четвертый экзон, у каждого из которых последовательность по меньшей мере на 50% (например, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более) идентична второму, третьему и четвертому экзону, которые представлены в гене SIRPα человека в Таблице 3.

Согласно различным вариантам осуществления гуманизирований ген SIRPα в соответствии с настоящим изобретением включает в себя ген SIRPα, который содержит нуклеотидную кодирующую последовательность (например, последовательность кДНК), по меньшей мере на 50% (например, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более) идентичную нуклеотидам 352-1114, которые представлены в последовательности кДНК SIRPα человека Таблицы 3.

Согласно различным вариантам осуществления гуманизированный белок SIRPα, производимый отличным от человека животным согласно настоящему изобретению, содержит внеклеточную часть, характеризующуюся последовательностью, которая по меньшей мере на 50% (например, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более) идентична внеклеточной части белка SIRPα человека, который представлен в Таблице 3.

Согласно различным вариантам осуществления гуманизированный белок SIRPα, производимый отличным от человека животным согласно настоящему изобретению, содержит внеклеточную часть, характеризующуюся последовательностью, которая по меньшей мере на 50% (например, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более) идентична аминокислотным остаткам 28-362, которые представлены в белке SIRPα человека Таблицы 3.

Согласно различным вариантам осуществления гуманизированный белок SIRPα, производимый отличным от человека животным согласно настоящему изобретению, характеризуется аминокислотной последовательностью, которая по меньшей мере на 50% (например, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более) идентична аминокислотной последовательности гуманизированного белка SIRPα, который представлен в Таблице 3.

Предусмотрены композиции и способы получения отличных от человека животных, экспрессирующих гуманизированный белок SIRPα, включая в себя специфические полиморфные формы или аллельные варианты (например, с различиями в одной аминокислоте), включая в себя следующие композиции и способы получения отличных от человека животных, которые экспрессируют такие белки из человеческого промотора и человеческой регуляторной последовательности. Согласно некоторым вариантам осуществления также предусмотрены композиции и способы получения отличных от человека животных, которые экспрессируют такие белки из эндогенного промотора и эндогенной регуляторной последовательности. Способы предусматривают вставку генетического материала, кодирующего человеческий белок SIRPα полностью или частично в точном месте в геноме отличного от человека животного, которое соответствует эндогенному гену SIRPα, тем самым создавая гуманизированный ген SIRPα, который экспрессирует белок SIRPα, который представляет собой человеческий полностью или частично. Согласно некоторым вариантам осуществления способы предусматривают вставку геномной ДНК, соответствующей экзонам 2-4 гена SIRPα человека, в эндогенный ген SIRPα отличного от человека животного, тем самым создавая гуманизированный ген, который кодирует белок SIRPα, содержащий человеческую часть, содержащую аминокислоты, кодируемые вставленными экзонами.

Подход с гуманизированным геном SIRPα использует относительно минимальную модификацию эндогенного гена и приводит к естественной опосредованной SIRPα сигнальной трансдукции в отличном от человека животном, согласно различным вариантам осуществления, так как геномная последовательность последовательностей SIRPα модифицируется в одном фрагменте и поэтому сохраняет нормальную функциональность, включая в себя необходимые регуляторные последовательности. Таким образом, согласно таким вариантам осуществления модификация гена SIRPα не влияет на другие окружающие гены или другие эндогенные гены SIRP. Кроме того, согласно различным вариантам осуществления модификация не влияет на сборку функционального рецептора в плазме и поддерживает нормальные эффекторные функции посредством связывания и последующей передачи сигнала через цитоплазматическую часть рецептора, которая не зависит от модификации.

Схематическая иллюстрация (без соблюдения масштаба) эндогенного мышиного гена SIRPα и гуманизированного гена SIRPα представлена на фиг. 1. Как показано, геномную ДНК, содержащую экзоны 2-4 гена SIRPα человека, встраивают в эндогенный локус гена SIRPα мыши с помощью направленного конструкта. Эта геномная ДНК содержит участок гена, который кодирует внеклеточную часть (например, остатки аминокислот 28-362) белка SIRPα человека, отвечающего за связывание лиганда.

Отличное от человека животное (например, мышь), характеризующееся наличием гуманизированного гена SIRPα в эндогенном локусе SIRPα, может быть получено любым способом, известным в настоящей области техники. Например, может быть получен направленный вектор, который вводит ген SIRPα человека полностью или частично с селективным маркерным геном. На фиг. 1 показан геном мыши, содержащий вставку экзонов 2-4 человеческого SIRPα. Как показано, направленный конструкт содержит 5' плечо гомологии, содержащее последовательность выше по ходу транскрипции от экзона 2 эндогенного гена SIRPα мыши, за которым следует геномный ДНК-фрагмент, содержащий экзоны 2-4 гена SIRPα человека, кассету выбора лекарственного средства (например, ген устойчивости к неомицину, фланкированный с обеих сторон последовательностями loxP), и 3' плечо гомологии, содержащее последовательность ниже против хода транскрипции от экзонов 4 эндогенного гена SIRPα мыши. После гомологичной рекомбинации экзоны 2-4 эндогенного гена SIRPα мыши замещают последовательностью, содержащейся в направленном векторе. Создается гуманизированный ген SIRPα, приводя в результате к получению клетки или отличного от человека животного, которое экспрессирует гуманизированный белок SIRPα, который содержит аминокислоты, кодируемые экзонами 2-4 гена SIRPα человека. Кассета выбора лекарственного средства может быть необязательно удалена путем последующего добавления рекомбиназы (например, путем обработки Cre).

В дополнение к мышам, характеризующимся наличием описанных в настоящем документе гуманизированных генов SIRPα, в настоящем документе также предусмотрены другие генетически модифицированные отличные от человека животные, которые содержат гуманизированный гены SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления такие отличные от человека животные содержат гуманизированный ген SIRPα, функционально связанный с эндогенным промотором SIRPα. Согласно некоторым вариантам осуществления такие отличные от человека животные экспрессируют гуманизированный белок SIRPα из эндогенного локуса, причем гуманизированный белок SIRPα содержит аминокислотные остатки 28-362 человеческого белка SIRPα.

Такие отличные от человека животные могут быть выбраны из группы, состоящей из мыши, крысы, кролика, свиньи, крупного рогатого скота (например, коровы, быка, буйвола), оленя, овцы, козы, курицы, кошки, собаки, хорька, примата (например, мартышки, макака-резуса). Для отличных от человека животных, у которых подходящие генетически модифицируемые ЭС клетки не всегда доступны, применяются другие способы для получения отличного от человека животного, содержащего описанные в настоящем документе генетические модификации. Такие способы предусматривают, например, модификацию генома отличных от ЭС клеток (например, фибробластов или индуцированных плюрипотентных клеток), а также использование переноса ядер для передачи модифицированного генома в подходящую клетку, например, ооцит, и выращивание модифицированной клетки (например, модифицированного ооцита) в отличном от человека животном в подходящих условиях для образования эмбриона.

Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой млекопитающее. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой небольшое млекопитающее, например, надсемейства Dipodoidea или Muroidea. Согласно некоторым вариантам осуществления генетически модифицированный животное согласно настоящему изобретению представляет собой грызуна. Согласно некоторым вариантам осуществления грызуна согласно настоящему изобретению выбирают из мыши, крысы и хомяка. Согласно некоторым вариантам осуществления грызуна согласно настоящему изобретению выбирают из надсемейства Muroidea. Согласно некоторым вариантам осуществления генетически модифицированный животное согласно настоящему изобретению представляет собой животное из семейства, выбранного из Calomyscidae (например, мышеподобные хомяки), Cricetidae (например, хомяк, крысы и мыши Нового мира, полевки), Muridae (истинные мыши и крысы, песчанки, колючие мышей, хохлатые крысы), Nesomyidae (рипидомисы, скальные крысы, хвостатые крысы, Малагасийские крысы и мыши), Platacanthomyidae (например, колючий сони) и Spalacidae (например, слепыш, бамбуковые крысы и цокоры). Согласно некоторым определенным вариантам осуществления генетически модифицированного грызуна согласно настоящему изобретению выбирают из истинной мыши или крысы (семейство Muridae), песчанки, колючей мыши и хохлатой крысы. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления генетически модифицированная мышь согласно настоящему изобретению представляет собой мышь из семейства Muridae. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой грызуна. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления грызуна согласно настоящему изобретению выбирают из мыши и крысы. Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой мышь.

Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой грызуна, который представляет собой мышь линии C57BL, выбранной из C57BL/A, C57BL/An, C57BL/GrFa, C57BL/KaLwN, C57BL/6, C57BL/6J, C57BL/6ByJ, C57BL/6NJ, C57BL/10, C57BL/10ScSn, C57BL/10Cr и C57BL/01a. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления мышь согласно настоящему изобретению представляет собой линию 129, выбранную из группы, состоящей из линии 129Р1, 129Р2, 129Р3, 129X1, 129S1 (например, 129S1/SV, 129Sl/SvIm), 129S2, 129S4, 129S5, 129S9/SvEvH, 129/SvJae, 129S6 (129/SvEvTac), 129S7, 129S8, 129T1, 129T2 (смотрите, например, Festing et al., 1999, Mammalian Genome 10:836; Auerbach et al., 2000, Biotechniques 29(5): 1024-1028, 1030, 1032). Согласно некоторым определенным вариантам осуществления генетически модифицированная мышь согласно настоящему изобретению представляет собой сочетание указанной выше линии 129 и указанной выше линии C57BL/6. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления мышь согласно настоящему изобретению представляет собой сочетание указанных выше линий 129 или сочетание указанных выше линий BL/6. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления описанная в настоящем документе линия 129 сочетания представляет собой линию 129S6(129/SvEvTac). Согласно некоторым вариантам осуществления мышь согласно настоящему изобретению представляет собой линию BALB, например, линию BALB/C. Согласно некоторым вариантам осуществления мышь согласно настоящему изобретению представляет собой сочетание линии BALB и другой указанной выше линии.

Согласно некоторым вариантам осуществления отличное от человека животное согласно настоящему изобретению представляет собой крысу. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления крысу согласно настоящему изобретению выбирают из крысы линии Вистар, линии LEA, линии Спраг Доули, линии Фишер, F344, F6 и Dark Agouti. Согласно некоторым определенным вариантам осуществления описанная в настоящем документе линия крыс представляет собой смесь из двух или более линий, выбранных из группы, состоящей из Вистар, LEA, Спраг Доули, Фишер, F344, F6 и Dark Agouti.

Способы использования отличных от человека животных, характеризующихся наличием гуманизированных генов SIRPα

Сообщалось о мутантных и трансгенных по SIRPα животных (например, мышах) (Inagaki et al., 2000, EMBO Journal 19(24):6721-6731; Strowig et al., 2011, Proc. Nat. Acad. Sci. 108(32): 13218-13223). Таких животных использовали в различных анализах для определения молекулярных аспектов экспрессии, функции и регуляции SIRPα. Тем не менее они не без ограничения. Например, использование мутантных по SIRPα мышей было ограничено из-за пагубного для здоровья состояния в результате неспособности клеток, содержащих мутантную форму SIRPα, к сигналу. Кроме того, поскольку CD47, лиганд для SIRPα, может присутствовать в той же клетке, что и мутантная форма SIRPα, и оба белка способны обеспечивать внутриклеточные сигналы, не представляется возможным различить, полученные данные представляют собой результат отсутствия сигнализации SIRPα или отсутствия связывания CD47. В случае трансгенных в отношении человеческого SIRPα мышей, SIRPα мыши представляет собой интактный и функциональный. Таким образом, зависимые от SIRPα функции в различных биологических процессах (например, приживлении) не могут быть четко отнесены к функции только либо человеческого SIRPα, либо мышиного SIRPα у этих мышей, поскольку как человеческие, так и мышиные рецепторы SIRPα присутствуют и функционируют.

Отличные от человека животные согласно настоящему изобретению обеспечивают улучшенную систему in vivo и источник биологических материалов (например, клеток), экспрессирующих SIRPα человека, которые применимы для множества анализов. Согласно различным вариантам осуществления отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют для разработки терапевтических средств, которые направленно воздействуют на SIRPα и/или модулируют передачу сигналов SIRPα-CD47. Согласно различным вариантам осуществления мыши согласно настоящему изобретению используются для скрининга и разработки кандидатных терапевтических средств (например, антител), которые связываются с SIRPα человека. Согласно различным вариантам осуществления отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют для определения профиля связывания антагонистов и/или агонистов гуманизированного SIRPα на поверхности клетки описанного в настоящем документе отличного от человека животного.

Согласно различным вариантам осуществления отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют для измерения терапевтического эффекта блокирования или модулировании сигнальной трансдукции SIRPα (например, фосфорилирования) и влияния на экспрессию гена в результате клеточных изменений. Согласно различным вариантам осуществления выделенные из отличного от человека животного согласно настоящему изобретению клетки подвергаются воздействию потенциального терапевтического средства, которое связывается с SIRPα человека на поверхности клетки из отличного от человека животного и после последующего периода времени их анализируют на предмет воздействия на зависимые от SIRPα процессы, например, пролиферацию В и/или Т-клеток, клиренс тромбоцитов и индукцию экспрессии цитокинов.

Отличные от человека животные согласно настоящему изобретению экспрессируют гуманизированный белок SIRPα, таким образом, могут быть получены клетки, клеточные линии и клеточные культуры, чтобы служить в качестве источника гуманизированного SIRPα для использования в анализах связывания и функциональных анализах, например, для анализа связывания или функции антагониста или агониста SIRPα, в частности, когда антагонист или агонист представляет собой специфический для последовательности или эпитопа SIRPα человека. Согласно различным вариантам осуществления гуманизированный белок SIRPα, экспрессированный описанным в настоящем документе отличным от человека животным, может содержать вариантную аминокислотную последовательность. Сообщалось о вариантных белках SIRPα человека, содержащих вариации, связанные с остатками связывающих лигандов. Согласно различным вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению экспрессируют гуманизированный вариант белка SIRPα. Согласно различным вариантам осуществления вариант представляет собой полиморфный в аминокислотном положении, связанном со связывающим лигандом. Согласно различным вариантам осуществления отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют для определения влияния лиганда, связывающего посредством взаимодействия с полиморфным вариантом SIRPα человека.

Клетки от отличных от человека животных согласно настоящему изобретению могут быть выделены и использованы на специально подобранной основе или могут поддерживаться в культуре в течение многих поколений. Согласно различным вариантам осуществления клетки от отличного от человека животного согласно настоящему изобретению иммортализуют и поддерживают в культуре до бесконечности (например, в серийных культурах).

Согласно различным вариантам осуществления клетки отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют в анализе миграции или распространения клеток для скрининга и разработки потенциальных терапевтических средств, которые модулируют SIRPα человека. Такие процессы необходимы для многих клеточных процессов, включая в себя заживление ран, дифференцировку, пролиферацию и выживание.

Согласно различным вариантам осуществления клетки отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют в клональных анализах для мегакариоцитных колониеобразующих клеток для исследования фармакотоксикологических аспектов потенциальных терапевтических средств, которые направленно воздействуют на SIRPα человека.

Согласно различным вариантам осуществления клетки отличных от человека животных согласно настоящему изобретению используют в анализах фагоцитоза для определения терапевтического потенциала соединений или биологических средств для модулирования зависимой от SIRPα регуляции фагоцитоза.

Отличные от человека животные согласно настоящему изобретению обеспечивают систему in vivo для анализа и тестирования лекарственного средства или вакцины. Согласно различным вариантам осуществления потенциальное лекарственное средство или вакцина может быть введена одному или нескольким отличным от человека животным согласно настоящему изобретению с последующим мониторингом отличных от человека животных для определения одного или нескольких иммунных ответов на лекарственное средство или вакцину, профиля безопасности лекарственного средства или вакцины или воздействия на заболевания или состояние. Такие лекарственные средства или вакцины могут быть улучшены и/или развиты в таких отличных от человека животных.

Отличные от человека животные согласно настоящему изобретению обеспечивают улучшенную систему in vivo выяснения механизмов межклеточного взаимодействия клеток человека через адоптивный перенос. Согласно различным вариантам осуществления отличным от человека животным согласно настоящему изобретению может быть имплантирован опухолевый ксенотрансплантат, после чего может быть выполнена вторая имплантация проникающих в опухоль лимфоцитов отличным от человека животным посредством адоптивного переноса для определения эффективности в ликвидации солидных опухолей или других злокачественных опухолей. Такие эксперименты могут быть выполнены с человеческими клетками благодаря исключительному присутствию SIRPα человека без конкуренции с эндогенными SIRPα отличного от человека животного. Кроме того, способы лечения и лекарственные средства для использования при ксенотрансплантации могут быть улучшены и/или разработаны в таких отличных от человека животных.

Отличные от человека животные согласно настоящему изобретению обеспечивают улучшенную систему in vivo для поддержания и развития человеческих гемопоэтических стволовых клеток через приживление. Согласно различным вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению обеспечивают улучшенное развитие и поддержание стволовых клеток человека в отличном от человека животном. Согласно различным вариантам осуществления увеличенные популяции дифференцированных В- и Т-клеток человека наблюдаются в крови, костном мозге, селезенке и тимусе отличного от человека животного. Согласно различным вариантам осуществления отличные от человека животные согласно настоящему изобретению обеспечивают увеличение уровня приживления клеток человека, по сравнению с отличными от человека животными, которые экспрессируют SIRPα как мыши, так и человека.

Отличные от человека животные согласно настоящему изобретению могут быть использованы для оценки эффективности направленного воздействия терапевтического средства на клетки человека. Согласно различным вариантам осуществления отличному от человека животному согласно настоящему изобретению трансплантируют человеческие клетки и вводят таким животным потенциальное лекарственное средство, направленно воздействующее на такие клетки человека. Терапевтическую эффективность лекарственного средства затем определяют путем мониторинга человеческих клеток у отличного от человека животного после введения лекарственного средства. Лекарственные средства, которые могут быть исследованы в отличных от человека животных, включают в себя как низкомолекулярные соединения, т.е. соединения с молекулярной массой менее 1500 кДа, 1200 кДа, 1000 кДа или 800 дальтон, так и высокомолекулярные соединения (такие как белки, например, антитела), которые предназначены для терапевтических эффектов при лечении заболеваний и состояний человека путем направленного воздействия (например, связывания и/или действия на) на клетки человека.

Согласно некоторым вариантам осуществления лекарственное средство представляет собой противораковое лекарственное средство, а человеческие клетки представляют собой злокачественные клетки, которые могут представлять собой клетки первичной злокачественной опухоли или клетки клеточных линий, созданных из первичной злокачественной опухоли. Согласно этим вариантам осуществления отличному от человека животному согласно настоящему изобретению трансплантируют злокачественные клетки человека и отличному от человека животному дают противораковое лекарственное средство. Эффективность лекарственного средства может быть определена путем оценки того, ингибируется ли рост или метастазирование злокачественных клеток человека у отличного от человека животного в результате введения лекарственного средства.

Согласно конкретным вариантам осуществления противораковое лекарственное средство представляет собой молекулу антитела, которая связывается с антигеном на злокачественных клетках человека. Согласно конкретным вариантам осуществления противораковое лекарственное средство представляет собой биспецифическое антитело, которое связывается с антигеном на злокачественных клетках человека и с антигеном на других клетках человека, например, клетках иммунной системы человека (или "человеческих иммунных клетках"), таких как В-клетки и Т-клетки.

Согласно некоторым вариантам осуществления отличному от человека животному согласно настоящему изобретению пересаживают иммунные клетки человека или клетки, которые дифференцируются в человеческие иммунные клетки. Такому отличному от человека животному с пересаженными человеческими иммунными клетками трансплантируют злокачественные клетки человека и вводят противораковое лекарственное средство, такое как биспецифическое антитело, которое связывается с антигеном на злокачественных клетках человека и с антигеном на иммунных клетках человека (например, Т-клетках). Терапевтическая эффективность биспецифического антитела может быть оценена на основании его способности ингибировать рост или метастазирование злокачественных клеток человека в отличном от человека животном. Согласно конкретному варианту осуществления отличному от человека животному согласно настоящему изобретению трансплантируют человеческие CD34⁺ гемопоэтические клетки-предшественники, благодаря которым появляются иммунные клетки человека (включая в себя Т-клетки, В-клетки, NK-клетки, среди прочих). Клетки В-клеточной лимфомы человека (например, клетки Raji) трансплантируют в такое отличное от человека животное с пересаженными иммунными клетками человека, которые затем вводят с биспецифическим антителом, которое связывается с CD20 (антигеном на нормальных В-клетках и некоторых злокачественных В-клетках) и с субъединицей CD3 рецептора Т-клеток, чтобы проверить способность биспецифического антитела ингибировать рост опухоли у отличного от человека животного.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры предусмотрены для того, чтобы описать специалистам в настоящей области техники, как можно осуществить и применить способы и композиции согласно настоящему изобретению, и не предназначены для ограничения объема того, что авторы изобретения считают своим изобретением. Если не указано иное, температура указана в градусах Цельсия, а давление равно или близко к атмосферному.

Пример 1. Гуманизация эндогенного гена сигнального регуляторного белка (SIRP).

В этом примере показаны иллюстративные способы гуманизации эндогенного гена, кодирующего сигнальный регуляторный белок альфа (SIRPα) у отличных от человека млекопитающих, таких как грызуны (например, мыши). Человеческий SIRPα, как известно, существует по меньшей мере в 10 аллельных формах. Описанные в настоящем примере способы могут быть использованы для гуманизации эндогенного гена SIRPα отличного от человека животного с использованием любого человеческого аллеля или комбинации человеческих аллелей (или фрагментов аллелей) в качестве желаемого. В настоящем примере человеческий вариант 1 SIRPα используется для гуманизации эндогенного гена SIRPα мыши. Направленный вектор для гуманизации внеклеточной области гена SIRP (например, SIRPα) был сконструирован с использованием технологии VELOCIGENE® (смотрите, например, патент США №6586251 и Valenzuela et al. (2003) High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotech. 21(6):652-659).

Вкратце, клон bMQ-261H14 бактериальной искусственной хромосомы (ВАС) мыши модифицировали для удаления последовательности, содержащей экзоны 2-4 эндогенного гена SIRPα, и вставки экзонов 2-4 гена SIRPα человека с использованием клона CTD-3035H21 ВАС человека. Геномную ДНК, соответствующую экзонам 2-4 эндогенного гена SIRPα (~8555 п. н.), заменяли в клоне bMQ-261H14 ВАС на фрагмент ДНК длиной ~8581 п. н., содержащий экзоны 2-4 гена SIRPα человека из клона CTD-3035Н21 ВАС. Анализ последовательности аллеля SIRPα человека, содержащегося в клоне CTD-3035H21 ВАС, показал, что аллель соответствует человеческому варианту 1. Неомициновую кассету, фланкированную сайтами loxP, добавляли к концу длиной ~8581 п. н. ДНК-фрагмента человека, содержащего экзоны 2-4 гена SIRPα человека (фиг. 1).

Плечи гомологий выше и ниже хода транскрипции получали из ДНК ВАС мыши в положениях 5' и 3' экзонов 2 и 4, соответственно, и добавляли к фрагменту человека длиной ~8581 п. н. с неомициновой кассетой для создания окончательного направленного вектора для гуманизации эндогенного гена SIRPα, который содержал от 5' к 3': 5' плечо гомологии, содержащее 19 т.п.н. 5' ДНК мыши экзона 2 эндогенного гена SIRPα, фрагмент ДНК ~8581 п. н., содержащий экзоны 2-4 гена SIRPα человека, неомициновую кассету, фланкированную сайтами loxP, и 3' плечо гомологии, содержащее 21 т.п.н. мышиной 3' ДНК экзона 4 эндогенного гена SIRPα. Направленное введение направленного вектора позиционировало неомициновую кассету в пятом интроне гена SIRPα мыши между экзонами 4 и 5. Направленный вектор линеаризовали расщеплением с Swal, а затем использовали в гомологичной рекомбинации в бактериальных клетках для достижения направленного замещения экзонов 2-4 в гене SIRPα мыши с экзонами 2-4 гена SIRPα человека (фиг. 1).

Направленную ДНК ВАС (описанную выше) использовали для электропорации ЭС клеток мыши для создания модифицированных ЭС клеток, содержащих экзоны 2-4 в эндогенном гене SIRPα мыши с геномным фрагментом, содержащим экзоны 2-4 гена SIRPα человека. Позитивные ЭС клетки, содержащие геномный фрагмент, содержащий экзоны 2-4 гена SIRPα человека, идентифицировали с помощью количественной ПЦР с использованием зондов TaqMan™ (Lie and Petropoulos, 1998. Curr. Opin. Biotechnology 9:43-48). Нуклеотидная последовательность выше по ходу транскрипции от точки вставки включала в себя следующую, которая указывает на эндогенную последовательность мыши выше по ходу транскрипции от точки вставки (содержащуюся в скобках ниже), связанную смежно с геномной последовательностью SIRPα человека, присутствующей в точке ввода: (AGCTCTCCTA CCACTAGACT WO 2015/042557 PCT7US2014/056910 GCTGAGACCC GCTGCTCTGC TCAGGACTCG ATTTCCAGTA САСААТСТСС CTCTTTGAAA AGTACCACAC ATCCTGGGGT) GCTCTTGCAT TTGTGTGACA CTTTGCTAGC CAGGCTCAGT CCTGGGTTCC AGGTGGGGAC TCAAACACAC TGGCACGAGT CTACATTGGA TATTCTTGGT (SEQ ID NO: 6). Нуклеотидная последовательность по точке вставки ниже против хода транскрипции на конце 5' неомициновой кассеты включала в себя следующее, что указывает на то, что геномная последовательность SIRPα человека граничит с последовательностью кассеты ниже против хода транскрипции от точки вставки (содержащейся в скобках ниже с последовательностью loxV, выделенной курсивом): GCTCCCCATT CCTCACTGGC CCAGCCCCTC ТТСССТАСТС TTTCTAGCCC CTGCCTCATC TCCCTGGCTG CCATTGGGAG CCTGCCCCAC TGGAAGCCAG (TCGAG АТАACTTCGTAТААTGTATGCTAТАCGAAGTTAТ ATGCATGGCC TCCGCGCCGG GTTTTGGCGC CTCCCGCGGG CGCCCCCCTC CTCACGGCGA) (SEQ ID NO: 7). Нуклеотидная последовательность по точке вставки ниже против хода транскрипции на 3'-конце неомициновой кассеты включала в себя следующую, которая указывает на то, что последовательность кассеты граничит с 3' геномной последовательностью мыши экзона 4 эндогенного гена SIRPα (содержащейся в указанных ниже скобках): CATTCTCAGT ATTGTTTTGC CAAGTTCTAA TTCCATCAGA CCTCGACCTG CAGCCCCTAG ATAACTTCGT ATAATGTATG CTATACGAAG TTATGCTAGC (TGTCTCATAG AGGCTGGCGA TCTGGCTCAG GGACAGCCAG TACTGCAAAG AGTATCCTTG TTCATACCTT CTCCTAGTGG CCATCTCCCT GGGACAGTCA) (SEQ ID NO: 8). Положительные клоны ЭС клеток затем использовали для имплантации самкам мышей с использованием способа VELOCIMOUSE® (смотрите, например, патент США №7294754 и Poueymirou et al. 2007, F0 generation mice that are essentially fully derived from the donor gene-targeted ES cells allowing immediate phenotypic analyses, Nature Biotech. 25(1):91-99), чтобы получить помет детенышей, содержащих вставку экзонов 2-4 гена SIRPα человека в эндогенный ген SIRPα мыши.

Описанные выше нацеленные ЭС клетки использовали в качестве донорских ЭС клеток и их вводили в эмбрион мыши на 8-клеточной стадии способом VELOCIMOUSE® (выше). Мышей, несущие гуманизацию экзонов 2-4 эндогенного гена SIRPα, идентифицировали посредством генотипирования с использованием модификации анализа аллеля (Valenzuela et al., выше), который обнаруживал наличие последовательностей гена SIRPα человека.

Мыши, несущие гуманизированный генный конструкт SIRPα (т.е. содержащий экзоны 2-4 SIRPα человека в гене SIRPα мыши), могут быть выведены до делеторной линии мышей Cre (смотрите, например, международную публикацию патентной заявки WO 2009/114400), чтобы удалить любую неомициновую кассету с 1ох, введенную посредством направленного вектора, который не удаляется, например, на стадии эмбриональных стволовых клеток или в эмбрионе. Необязательно, неомициновая кассета сохраняется у мышей.

Детенышей генотипируют и детеныша, гетерозиготного по гуманизированному генному конструкту SIRPα, выбирают для определения характеристик.

Пример 2. Экспрессия гуманизированного SIRPα у отличных от человека животных.

Этот пример иллюстрирует характерную экспрессию белка SIRPα на поверхности клеток от отличных от человека животных, сконструированных, чтобы содержать гуманизированный генный конструкт SIRPα, как описано в примере 1, в эндогенном локусе SIRPα.

Кратко, селезенки выделяли у мышей дикого типа (WT) и мышей, гетерозиготных по гуманизированному гену SIRPα. Селезенки затем перфузировали с коллагеназой D (Roche Bioscience), а эритроциты лизировали с буфером для лизиса АСК в соответствии со спецификациями производителя. Экспрессию на клеточной поверхности мышиных и человеческих SIRPα анализировали с помощью FACS с использованием конъюгированных с флуорохромом антител к CD3 (17А2), к CD19 (1D3), к CD1Ib (M1/70), к человеческому SIRPα (SE5A5) и к мышиному SIRPα (Р84). Проточную цитометрию проводили с использованием LSRFORTESSA™ BD. Иллюстративная экспрессия SIRPα человека и мыши, обнаруженная на поверхности CD1Ib⁺-моноцитов, показана на фиг. 2.

Как показано на фиг. 2, экспрессия как мышиного, так и гуманизированного SIRPα отчетливо обнаруживалась на поверхности CD11b⁺ моноцитов от гетерозиготных мышей.

Пример 3. Приживления человеческих клеток у отличных от человека животных с гуманизированным SIRP.

В этом примере показано улучшенное приживление гемопоэтических стволовых клеток человека у отличных от человека животных согласно настоящему изобретению, характеризующихся наличием гуманизированного гена SIRPα.

Вкратце, мышей RAG2 KО IL2Rγ^nu11 с гуманизированным геном SIRPα или без него выращивали в условиях без патогена. Новорожденных мышей (возрастом от 2 до 5 дней) облучали 240 сГр и вводили внутрипеченочно гемопоэтические стволовые CD34⁺-клетки человека в количестве 1×10⁵. У мышей брали кровь через 10-12 недель после приживления и кровь анализировали с помощью FACS с использованием конъюгированных с флуорохромом антител к человеческому CD45 (HI30), к человеческому CD3 (SK7), к человеческому CD19 (HIB19) и к мышиному CD45 (30-F11), чтобы проверить восстановление человеческой иммунной системы. Генетический фон мышей представлял собой BALB/сТа x 129/SvJae.

Иллюстративное процентное содержание CD34⁺-клеток человека у дикого типа, мышей, гетерозиготных по гуманизированному SIRPα, мышей, гомозиготных по гуманизированному SIRPα и мышей BALB-Rag2^-/-IL2Rγc^-/- (DKO), показано на фиг. 3-5.

Как показано в этом примере, мыши, гомозиготные по гуманизированному гену SIRPα, демонстрируют улучшенное приживление CD34⁺-клеток человека, обеспечивая самый высокий процент CD34⁺-клеток человека на периферии (например, в крови) по сравнению с другими линиями.

Взятые вместе, эти данные показывают, что гуманизированный SIRPα функционален в мыши, как описано в настоящем документе, посредством экспрессии на поверхности клеток у мыши и способен поддерживать приживление гемопоэтических стволовых CD34⁺-клеток человека.

Пример 4. Оценка эффективности Ab 1 на росте опухоли лимфомы Raji у мышей BRG.

Краткое раскрытие

Ab 1 представляет собой биспецифическое антитело (bsAb), которое связывается с CD3, Т-клеточным антигеном, связанным с комплексом Т-клеточного рецептора (TCR), и CD20, поверхностным антигеном В-клеток, присутствующим на нормальных В-клетках, а также нескольких В-клеточных линий злокачественных опухолей. Антитело Ab 1 разработано для соединения экспрессирующих CD20 клеток с цитотоксическими Т-клетками посредством связывания с CD3-субъединицей TCR, что приводит к направленному на CD20 поликлональному уничтожению Т-клетками. CD20 представляет собой клинически подтвержденную мишень для иммунотерапии; химерное антитело ритуксимаб одобрено для лечения неходжкинских лимфом (НХЛ) и хронического лимфолейкоза (ХЛЛ). Несмотря на то, что пациенты могут стать невосприимчивыми к ритуксимабу, потеря экспрессии CD20, как правило, не наблюдается. Таким образом, биспецифическое антитело, соединяющее CD20-положительные опухолевые клетки с цитотоксическими Т-клетками, представляет собой потенциальную противоопухолевую стратегию.

В настоящем исследовании влияние воздействия биспецифического антитела Ab 1 CD20×CD3 на рост опухоли В-клеточной лимфомы человека (Raji) исследовали на мышиной модели опухоли. В этой модели использовали мышей BALB/c-Rag2null IL2rγnull (BRG) с привитыми hCD34⁺, которые были гуманизированы по SIRPα. Эти мыши с человеческим Т-, В- и NK-клетками, а также гранулоцитами, моноцитами и дендритными клетками (ДК) подвергались воздействию Ab 1 два раза в неделю, что приводило к значительному подавлению роста опухоли Raji, по сравнению с введением наполнителя-контроля и несвязывающего контрольного моноклонального антитела, контроля Ab 5. Лечение с Ab 1 подавляло рост опухоли как при дозе 0,4 мг/кг, так и 0,04 мг/кг с большим значением, чем в контрольной группе на протяжении всего периода лечения (р<0,0001). Существенной потери массы не наблюдалось в любой группе лечения. Эти результаты показывают, что Ab 1 направленно воздействует на опухоли Raji у мышей с иммунными клетками человека, что приводит к значительному подавлению опухоли.

Материалы и способы

Материалы

Исследуемое соединение и контрольное антитело

Исследуемое соединение: Ab 1.

Контрольное антитело: контроль Ab 5.

Реагенты

Тестовые системы

В представленных в настоящем документе исследованиях опухолей используют самцов и самок иммунодефицитных мышей BALB/c-Rag2null IL2rγnull (BRG) возрастом 24-32 недели, гуманизированных по гену сигнального регуляторного белка альфа (SIRPα). Их получали в Regeneron посредством направленного воздействия на эмбриональные стволовые (ЭС) клетки (Strowig et al., Proc Natl Acad Sci USA, 108 (32): 13218-13223 (2011)). После распознавания CD47, SIRPα ингибирует выведение CD47 положительных клеток макрофагами. Предыдущие исследования показали, что мыши BRG, экспрессирующие человеческий трансген SIRPα, характеризуются повышенным приживлением человеческих ГСК (Strowig et al., Proc Natl Acad Sci USA, 108 (32): 13218-13223 (2011)).

Новорожденных детенышей BRG SIRPα облучали и вводили им гемопоэтические клетки-предшественники hCD34⁺, полученные из фетальной печени (Traggiai, et al., Science, 304 (5667): 104-107. (2004)). Эти человеческие гемопоэтические стволовые клетки дают начало Т-, В- и NK-клеткам человека, а также гранулоцитам, моноцитам и дендритным клеткам (ДК). Из-за низкого содержания циркулирующих В-клеток человека наблюдается низкое содержание циркулирующего IgG человека. Кроме того, у этих мышей не развиваются зародышевые центры, отсутствуют лимфатические узлы и они характеризуются ограниченным пополнением Т- и В-клеток, если эти клетки истощаются. Мышиные моноциты, ДК и гранулоциты также присутствуют. Состав иммунных клеток подтверждали с помощью проточной цитометрии крови, и мышей рандомизировали по % приживления CD45-клеток человека до использования в опухолевых исследованиях. Мышам имплантировали клетки опухоли Raji в день 0 и исследовали способность Ab 1 блокировать рост опухоли в течение 4-х недель. Массу тела и объем опухоли регистрировали в дни 3, 6, 9, 13, 16, 20, 23, 27, 30 и 34 после имплантации.

Постановка эксперимента

Воссоздание иммунной системы человека у мышей BRG SIRPα

Иммунодефицитных мышей BALB/c Rag2/-γc-/- (BRG) с человеческим SIRP альфа (BRG SIRPα) выводили в стерильных изоляторах в виварии Regeneron. Новорожденных мышей облучали одной дозой 300 сГр за 8-24 ч перед инъекцией гемопоэтических стволовых CD34⁺-клеток (ГСК) человека, выделенных из фетальной печени человека. Приживлению позволяли развиваться в течение 12-16 недель, и количество приживленных клеток периодически оценивали с помощью проточной цитометрии. В течение всего времени эксперимента животные помещались в виварии Regeneron в стандартных условиях с 12-часовым дневным/ночным ритмом с неограниченным доступом к пище и воде. Число животных в клетке было ограничено до максимума 5 мышей.

Кровь мышей анализировали для определения процента приживления до начала исследования. Цельную кровь собирали в две капиллярные пробирки, содержащие 150 мкл 2% ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислоты, 15 мг/мл). Эритроциты лизировали с помощью лизирующего буфера АСК в течение 3 минут, и буфер нейтрализовали PBS (без кальция или магния). Клетки блокировали с Fc Block в течение 5 минут при 4°С, а затем окрашивали человеческим CD45, NKp46, CD19, CD3 и CD14 в течение 30 минут при температуре 4°С. Образцы анализировали с помощью 5-лазерной проточной цитометрии (BD Fortessa). Процент приживления определяли как % CD45⁺-клеток человека по отношению ко всем клеткам.

Процедура исследования опухоли Raji у мышей BRG SIRPα

В день 0 группам из 5 мышей BRG SIRPα вводили клетки опухоли Raji в количестве 2×10⁶ подкожно. В тот же день мышам вводили внутрибрюшинно (IP) дозу либо Ab 1 (0,4 или 0,04 мг/кг), несвязывающего контрольного моноклонального антитела Ab 5 (который связывает кошачий антиген без перекрестной реактивности с человеческим CD20 или CD3) в дозе 0,4 мг/кг или только наполнитель. Мыши впоследствии получали две дозы антител в неделю в течение 4-х недель. Рост опухоли измеряли калиперами через 3, 6, 9, 13, 16, 20, 23, 27, 30 и 34 дней. Исследуемые группы приведены в Таблице 5.

Специфические процедуры

Подготовка реагентов

Ab 1 и контроль Ab 5 каждый разводили до желаемой концентрации в наполнителе (10 мМ гистидина, 5% сахарозы, рН 5,8). Клетки Raji получали из главного центра Regeneron (пассаж 4) и поддерживали в культуральной среде: RPMI 1640+10% FBS+Pen Strep-L-Glu+ меркаптоэтанол. Клетки Raji разводили до желаемой концентрации в средах.

Статистический анализ

Статистический анализ проводили с использованием программного обеспечения GraphPad Prism 5.0 (версия MacIntosh). Статистическую значимость определяли с помощью двухфакторного дисперсионного анализа с апостериорным анализом множественных сравнений Тьюки. Данные, полученные в каждом из считываний, сопоставляли между группами воздействия. Порог р<0,05 считали статистически значимым, что указано знаком *. Мыши, которые умерли до окончания исследования, были исключены из графов комбинированной кривой роста опухоли (но не кривой роста отдельной мыши), как указано, и статистического анализа с целью анализа посредством двухфакторного дисперсионного анализа.

Результаты

Ab 1 подавляет рост клеток опухоли Raji у мышей BRG SIRPα с трансплантированными hCD4⁺-клетками

Антитело Ab 1 подавляло рост опухоли Raji по сравнению с наполнителем-контролем и несвязывающим контролем у мышей BRG SIRPα с трансплантированными hCD34⁺-клетками (фиг. 6). Новорожденных детенышей BRG SIRPα облучали и вводили hCD34+ фетальные клетки печени в качестве гемопоэтических клеток-предшественников (Traggiai, et al., Science, 304 (5667): 104-107 (2004)), что давало начало Т, В и NK-клеткам человека, а также гранулоцитам, моноцитам и ДК. В день 0 мышам BRG SIRPα с трансплантированными hCD34⁺-клетками вводили опухолевых клеток Raji в количестве 2×10⁶ подкожно. В тот же день мышам вводили внутрибрюшинно (IP) дозу либо Ab 1 (0,4 или 0,04 мг/кг), либо несвязывающего контрольного моноклонального антитела Ab 5 или наполнителя-контроля, а затем два раза в неделю дозы на протяжении всего исследования.

По сравнению с группами наполнителя-контроля и группами несвязывающего контроля, антитело Ab 1 значительно подавляло рост опухоли Raji при введении в дозах 0,04 мг/кг (р<0,0001) или 0,4 мг/кг (р<0,0001) через 34 дня после имплантации опухоли (фиг. 7). Кроме того, влияние воздействия Ab 1 было дозозависимым, антитело Ab 1 в дозе 0,4 мг/кг подавляло рост полностью на протяжении всего исследования, по сравнению с Ab 1 в дозе 0,04 мг/кг, которое подавляло рост опухоли полностью к 30-му дню. Ни Ab 1, ни несвязывающее контрольное моноклональное антитело не оказывало существенного влияния на массу тела мыши на протяжении всего исследования (фиг. 8).

Вывод

Влияние воздействия Ab 1, биспецифического антитела CD20×CD3, на рост опухоли Raji исследовали на мышиной модели. Антитело Ab 1 было эффективно в подавлении роста опухоли у мышей BRG SIRPα с трансплантированными hCD34⁺-клетками с человеческим Т-, В- и NK-клетками, а также гранулоцитами, моноцитами и ДК. Воздействие Ab 1 два раза в неделю приводило к значительному и дозозависимому подавлению роста опухоли В-клеточной лимфомы Raji человека, по сравнению с наполнителем-контролем и несвязывающим контролем. Не наблюдалось существенной потери массы в любой группе воздействия. Эти результаты показывают, что Ab 1 направленно воздействует на опухоли Raji у мышей с иммунными клетками человека, что приводит к значительному подавлению роста опухоли.

Эквиваленты

После описанных таким образом нескольких аспектов по меньшей мере одного варианта осуществления настоящего изобретения, специалистам в настоящей области техники должно быть понятно, что различные изменения, модификации и усовершенствования будут очевидны специалистам в настоящей области техники. Такие изменения, модификации и усовершенствования предназначены для того, чтобы быть частью настоящего раскрытия, и предназначены, чтобы находиться в пределах характера и объема настоящего изобретения. Соответственно, вышеприведенное описание и графические материалы представлены только в качестве примера, а настоящее изобретение подробно описано в формуле изобретения, которая следуют далее.

Использование порядковых терминов, таких как "первый", "второй", "третий" и т.д., в формуле изобретения для модификации элемента формулы само по себе не подразумевает какой-либо приоритет, первоочередность или порядок одного элемента формулы изобретения над другим или временный порядок, в котором выполняются действия способа, но используется лишь в качестве меток, чтобы отличить один элемент формулы изобретения, характеризующийся определенным названием, от другого элемента, характеризующегося таким же названием (но для использования порядкового термина), чтобы различать элементы формулы изобретения.

Неопределенные артикли единственного числа, используемые в настоящем документе в описании и в формуле изобретения, если явно не указано обратное, следует понимать как включающие в себя множественное число. Формула изобретения или описания, которые включают в себя "или" между одним или несколькими представителями группы, рассматриваются удовлетворяющими, если один, более одного или все представители группы присутствуют в, используются в или иным образом имеют отношение к данному продукту или процессу, если не указано иное или иным образом не очевидно из контекста. Настоящее изобретение включает в себя варианты осуществления, в которых только один представитель группы присутствует в, используется в или иным образом имеет отношение к данному продукту или процессу. В настоящем изобретении также предусмотрены варианты осуществления, в которых более одного или все представители группы присутствуют в, используются в или иным образом имеют отношение к данному продукту или процессу. Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение охватывает все варианты, комбинации и перестановки, в которых одно или несколько ограничений, элементов, пунктов, описательных терминов и т.д. из одного или нескольких из приведенных пунктов формулы изобретения вводится в другой пункт, в зависимости от того же обоснования пункта (или, по мере необходимости, любого другого пункта), если не указано иное или если для специалиста в настоящей области техники не будет очевидно, что возникает противоречие или несоответствие. Там, где элементы представлены в виде списков (например, в группе Маркуша или аналогичном формате), следует понимать, что каждая подгруппа элементов также раскрыта и что любой элемент(ы) может быть удален из группы. Следует понимать, что, в общем случае, когда настоящее изобретение или аспекты настоящего изобретения представляют собой/упоминаются как содержащие конкретные элементы, признаки и т.п., некоторые варианты осуществления настоящего изобретения или аспекты настоящего изобретения состоят или по существу состоят из таких элементов, признаков и т.п. В целях упрощения эти варианты осуществления не в каждом случае были конкретно и однозначно представлены в настоящем документе. Следует также понимать, что любой вариант осуществления или аспект настоящего изобретения может быть явно исключен из формулы изобретения, независимо от того, изложено ли конкретное исключение в спецификации.

Специалистам в настоящей области техники будут понятны типичные нормы отклонения или погрешности, относящиеся к значениям, полученным в анализах или других способах, описанных в настоящем документе.

Публикации, веб-сайты и другие справочные материалы, упоминаемые в настоящем документе для описания предпосылок настоящего изобретения и предоставления дополнительной информации о своей практике, включены в настоящий документ посредством ссылки.

Реферат

Изобретение относится к области биохимии, в частности к мыши для экспрессии гуманизированного белка SIRPα, содержащей замещение экзонов 2, 3 и 4 гена SIRPα мыши в эндогенном локусе SIRPα мыши на экзоны 2, 3 и 4 гена SIRPα человека с образованием гуманизированного гена SIRPα, а также к клетке и ткани вышеуказанной мыши. Также раскрыт способ получения вышеуказанной мыши. Изобретение также относится к способу трансплантации человеческих гематопоэтических клеток мыши, способу фагоцитоза меченого субстрата, способу изменения фагоцитоза, а также к способу оценки терапевтической эффективности потенциального лекарственного средства с использованием вышеуказанной мыши или ее клетки. Изобретение эффективно в использовании для анализов приживления трансплантата, активации фагоцитоза и сигнальной трансдукции. 8 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил., 5 табл., 4 пр.

Формула