Bonum Therapeutics (Seattle, WA, USA) ーケンのバイオベンチャー探索（第286回）ー

必要な場所にのみ強力な生物学的活性をもたらすように設計された、新しいクラスの制御されたたんぱく質治療薬の開発を行っているバイオベンチャー。がん局所でのみ活性化されるサイトカインなどをデザインできる技術を持つ。

ホームページ：https://bonumtx.com/

背景とテクノロジー：

・サイトカインを用いた免疫療法の初期の障害は、臨床試験に必要な十分かつ純粋なサイトカインを再現性よく製造することが困難であったことに起因する。1980年代初頭、組換えDNA技術とたんぱく質の生化学的特性評価の進歩により、このハードルは克服された。そして、1986年、IFN-αは、がんに対するサイトカイン療法の単剤療法として初めてFDAの承認を得た。それ以来、何百、何千もの研究が、前臨床腫瘍モデルに対して40以上のサイトカインを評価してきた。GM-CSF、IL-1、TNFα、IFN-γ、IL-12など多くの有望なサイトカインは、その後単剤で臨床試験に入ったが、臨床的な有用性を得ることはできなかった。現在、40種類以上のサイトカインのうち、単剤で免疫療法として承認されているのは、限られた適応症の2種類のみである（IFN-αとIL-2）。

・これまでのサイトカイン免疫療法開発で最も期待はずれだったのは、おそらくIL-12である。IL-12は、強力な炎症性サイトカインで、通常は微生物病原体に応答して抗原提示細胞によって産生される。IL-12は、p35とp40の2つのサブユニットからなり、3つのジスルフィド結合によってp70のヘテロダイマーを形成している。IL-12は、主に細胞媒介性免疫の誘導と増強に関与している。その多様な機能の中で、IL-12は次のようなことが示されている。

(1) TH1 細胞の分化を誘導する

(2) T 細胞や NK 細胞の活性化や細胞傷害能を高める

(3) 腫瘍関連マクロファージ (TAM) や骨髄由来抑制細胞 (MDSC) などの免疫抑制細胞を抑制したり再プログラムする

IL-12はまた、大量のIFNγの産生を誘導し、それ自体が細胞障害性/細胞毒性、抗血管新生、腫瘍細胞上のMHC IおよびII発現をアップレギュレートして認識と溶解を促進する。IL-12は非臨床試験で様々な悪性腫瘍に対して顕著な抗腫瘍効果を示す。これらの効果は、CD8+ T細胞、NK細胞、NK T細胞に大きく依存している。

・IL-12はヒトでは強力な免疫賦活能を示したが、IL-12の全身投与は非常に毒性が強いことが示されている。初期の臨床研究では、IL-12の頻繁な全身投与による2名の研究中の死亡を含む重度の毒性があり、大規模なPhase II試験での期待はずれの臨床効果とともに、IL-12を用いた免疫療法への熱意をそぐものであった。

・臨床試験で期待はずれの抗腫瘍効果があったため、IL-12はヒトでは単に活性が低いだけだという可能性が出てきた。しかし、上記のような重篤な毒性は、IL-12がヒトにおいて強力な生物学的活性を持っていることを示している。臨床効果が限定的であるもう一つの可能性は、ヒトではIL-12が腫瘍の微小環境へ十分に送達されないことである。IL-12は、多くのサイトカインと同様に、パラクラインおよびオートクラインメカニズムを通じて局所的に機能する。IL-12免疫療法の理想的な標的は、循環しているリンパ球ではなく、腫瘍やその近くのリンパ節に存在する免疫細胞であり、活性化しているが疲弊しているT細胞、NK細胞、TAMs、MDSCsなどがその例である。したがって、腫瘍に到達するIL-12の量を最大にすることが、強力な抗腫瘍反応には重要であると思われる。

・IL-12免疫治療薬は、新しい送達技術を使って腫瘍内に送達され維持されれば、より効果的で毒性が低くなると指摘されている。IL-12を局所的に持続的に投与することにはいくつかの利点がある。その一つは、全身投与に比べてIL-12の時空間的分布が向上することである。IL-12を用いた免疫療法が広く臨床的成功を収めることができなかったのは、少なくとも部分的には、全身投与されたIL-12の耐容量がヒト腫瘍内で治療濃度に達しないことに起因していると思われる。

・また、IL-12は文脈に依存した結果をもたらす多面的なサイトカインである。IL-12を全身投与すると、IFN-γ、TNF-α、IL-6などの炎症性サイトカインが急激に増加する。この「サイトカインストーム」は、末梢血リンパ球、単球、好中球の急激な減少と相まって、致死的となりうる。しかし、多面的なサイトカインは、局所的に制御されれば、複数の抗腫瘍エフェクター機構に関与する可能性を持っている。例えば、IL-12は、CD8+ T細胞やNK細胞の活性化と細胞溶解能を高め、IFN-γの産生を誘導する。IFN-γは、腫瘍細胞を直接殺し、血管新生を抑制し、NK細胞、細胞傷害性Tリンパ球（CTL）、マクロファージを刺激する一方、がん細胞の表面でMHC IおよびII分子をアップレギュレートする可能性がある。

・また、局所的に活性化された高レベルのIL-12は、腫瘍を支える免疫抑制を逆転させることができる。免疫抑制性の腫瘍微小環境は、すべてのがん免疫療法の臨床的有効性を妨げる大きな障害である。実際、がんワクチンの文献によると、臨床試験に参加した患者の大多数は有意な抗原特異的T細胞応答を獲得することができるが、臨床的な利益を経験する患者はほとんどいない。同様に、血液悪性腫瘍に対するCAR-T細胞の並外れた活性は、固形がんに対しては並以下となる。多くの固形がんは、細胞傷害性T細胞をリクルートするのに必要なケモカインや炎症を欠いている。高い腫瘍内IL-12濃度は、腫瘍内のCD4+CD25+Foxp3+サプレッサーT細胞のアポトーシスと排除を引き起こすことができる。さらに、TAMの腫瘍抑制フェノタイプは、局在化したIL-12の存在下で細胞障害性、抗腫瘍性の表現型に変換することができる。また、IL-12は腫瘍関連MDSCの抑制活性を調節し、変化させることが示されている。

・加えて、IL-12存在下でのT細胞の活性化は、CTL機能を高めるだけでなく、PD-1/PD-L1シグナルやオートクラインIFNγ誘導アポトーシスなどの負の調節機構を低下させることができる。IL-12の存在下でex vivoプライミングした腫瘍特異的CD8+T細胞の養子移入は、抗腫瘍反応の増強、注入T細胞の持続性の増大、ならびにIL-2Rα（CD25）、ICOS、OX40、グランザイムBおよびIFNγの発現増大をもたらした。重要なことは、IL-12で刺激したCTLは、IFNαで刺激したCTLよりも養子移入後の腫瘍の制御に効果的であったことである。IL-12で刺激したT細胞は、IFNαで刺激したT細胞と比較して、PD-1の発現量が少なく、IFNγとIL-2の発現量が多かった。

・今回紹介するBonum Therapeuticsは、必要な場所にのみ強力な生物学的活性をもたらすように設計された、新しいクラスの制御されたたんぱく質治療薬の開発を行っているバイオベンチャーである。このたんぱく質分子にはセンサー・ドメインがあり、ターゲットに結合すると、分子の治療成分を活性化させる。センサー・ドメインは、ペプチド、たんぱく質、代謝物など、抗体が結合できるあらゆる物質を標的とするよう設計することができる。これらの技術を用いて、Bonum Therapeuticsでは現在がん治療のために、状況依存的な活性を持つ制御型サイトカインの開発に注力している。また、自己免疫疾患、代謝性疾患、疼痛治療など、より安全で効果的な治療が必要とされる分野にも応用できる可能性がある。

・治療薬は、サイトカイン、抗体結合ドメイン、受容体、酵素などのたんぱく質ベースの生理活性物質とセンサーコンポーネントで構成されている。この治療薬は、センサー成分がそのターゲットに結合したときのみ活性化する。組織や細胞種に特異的なたんぱく質や代謝マーカーに対する抗体結合ドメインがセンサーコンポーネントとなる。センサーへの結合により、治療薬が活性型にコンフォメーション変化することを誘発する。センサーは、ペプチド、たんぱく質、代謝物など、抗体と結合するあらゆる物質をターゲットとして設計することができる。

・CytomX TherapeuticsのProbodyや、Revitope OncologyのT Cell Engaging Antibody Circuit (TEAC)、Antibody Peptide Epitope Circuit (APEC)など、プロテアーゼ依存性のアプローチとは異なり、この制御メカニズムは可逆的で、治療薬が標的から外れると不活性型に戻る。

パイプライン：

・ATP-IFNα

ATP依存性IFN-αは、リコンビナントIFN-α療法に伴う全身毒性を回避するために設計されている。血中では、この治療薬は不活性なコンフォメーションに留まっている。がんの微小環境で細胞外のATPと結合すると、ATP依存性IFN-αは構造変化を起こし、IFN-α成分は細胞表面の受容体にアクセスできるようになる。そして、IFN-αは、腫瘍に常在する複数の免疫細胞集団のシグナル伝達を通じて、抗腫瘍免疫力を高める。

・ATP-IL12

ATP依存性IL-12は、リコンビナントIL-12療法に伴う全身毒性を回避するために、循環系で不活性な状態を保つように設計されている。腫瘍に存在する細胞外ATPと結合すると、ATP依存性IL-12は構造変化を起こし、活性化されたIL-12成分がIL-12Rと結合できるようになる。そして、IL-12シグナルは、エフェクター免疫細胞の分化とIFN-y産生の誘導を通じて、抗がん性免疫を駆動する。

・LRRC15-TGFβR2

LRRC15依存性TGFβR2は、血中では不活性であり、全身的なTGF-β阻害を避けるように設計されている。LRRC15は、抑制性のがん関連線維芽細胞（CAF）に高発現している。LRRC15に結合すると、治療薬はコンフォメーション変化を起こし、TGFβR2コンポーネントを現し、TGF-βデコイ受容体として機能することができる。LRRC15を発現するCAFのTGF-βシグナルを阻害することで、CAFによる免疫抑制を回復し、がんのコラーゲン量を減らし、T細胞の浸潤を増加させる可能性がある。

・PD1-IL12

PD-1依存性のIL-12は、不活性型で循環するように設計されており、それによりIL-12による毒性を軽減している。腫瘍反応性T細胞上のPD-1に結合すると、PD-1依存性IL-12は構造変化を起こし、活性型IL-12となり、シスでシグナル伝達することができる。PD-1依存性IL-12は、IL-12を選択的に送達するだけでなく、PD-1/PD-L1シグナルを機能的にブロックする。

・PDL1-IFNα

PD-L1依存性IFN-αは、遺伝子組み換えIFN-α療法に関連する全身毒性を回避するために設計されている。PD-L1に結合すると、PD-L1依存性IFN-αは構造変化を起こし、IFN-α成分はその細胞表面受容体にアクセスできるようになる。

コメント：

・様々なサイトカインについて、センサー分子の存在依存的に活性型と不活性型を構造変化させられる技術が、この会社のユニークなプラットフォームである。センサーとしてATPも利用することができるのは面白い。

・疾患部位のみで活性化し全身に作用しないTGFβシグナルの阻害薬創製は非常にホットな領域であるが、技術的に非常に難しい。Scholar Rockも異なるアプローチでTGFβシグナルの阻害固形がん治療薬創製を目指している。

キーワード：

・たんぱく質治療薬

・合成生物学

・活性化センサー付きサイトカイン

・がん免疫

免責事項：

正確な情報提供を心がけていますが、本内容に基づいた如何なるアクションに対してもケンは責任をとれません。よろしくお願いします。