白血病の治療を目的とした、CD71を標的とする新規抗体薬物複合体「INA03」の開発

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Brattiら INA03：急性白血病治療の安全性向上を目指す、CD71を標的とする強力なトランスフェリン競合型抗体薬物複合体、『Molecular Cancer Therapeutics』、2024年

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CD71（TFRC）を標的とする新規抗体薬物複合体（ADC）であるINA03の安全性は、genOway社が開発した二重ヒト化マウスモデルを用いて評価され、新たながん治療法の開発を裏付ける結果となった。

CD71：抗がん治療における有望な標的

抗体薬物複合体（ADC）は、^{がん治療において}有望な戦略^である1。ADCは、標的に対して高い特異性を持つヒト化抗体と、切断可能なリンカーを介して結合した細胞毒性薬物から構成される。ADCが特異的な抗原に結合すると、標的細胞に取り込まれ、そこでリンカーが切断されて細胞毒性薬物が放出され、がん細胞の死滅が促進される。 がん細胞は、TFRC遺伝子によってコードされ、血漿中の鉄輸送に不可欠なタンパク質であるトランスフェリン受容体CD71の発現を亢進させることが知られている。 CD71は、その発現レベルは異なるものの、すべての細胞に存在し、鉄の取り込みにおいて重要な役割を果たしている。がん細胞は、^{増殖に伴う}高い鉄需要に応えるために、CD71の発現を上昇させることが知られている²。細胞表面での発現増加により、CD71受容体は抗がん療法における有用なバイオマーカーとして注目されている。

^{最近の研究³において}、Brattiらは白血病の治療を目的として、INA03と名付けられた新しい抗体薬物複合体を開発した。INA03は、増殖が活発な細胞で高発現^{されるCD714を}特異的に標的とし、トランスフェリンと競合するヒト化抗体から構成されている。この抗体は、^{細胞分裂を}阻害⁵し、細胞死を誘導する抗有糸分裂薬MMAEと結合している。 INA03の特性評価の結果、ヒトCD71に対する高い親和性と特異性が確認された。CD71は効率的に細胞内取り込みが行われ、これによりMMAEが細胞内に放出され、この戦略がMMAEをがん細胞に送達する有効な方法であることが実証された。

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INA03の細胞毒性作用は、ヒトCD71を発現する細胞に対して特異的である

続いて著者らは、MMAEの細胞内取り込みが、がん細胞を死滅させるという期待される効果をもたらすかどうかを評価した。トランスフェリンの有無下でINA03とインキュベートしたHL60細胞およびU937細胞について、細胞生存率を測定した。その結果、INA03は細胞毒性を誘導することに成功したが、トランスフェリンが存在する場合、細胞死の誘導効率は低下することが観察された。 INA03とのインキュベーション後の細胞毒性は、ヒトCD71を発現する細胞でのみ観察され、マウスCD71を発現する細胞では観察されなかった。このことは、細胞毒性が高密度のヒトCD71に対する特異的な標的化を通じて誘導されることを示唆している。INA03の活性は、in vivo でも検証された。腫瘍負荷を低減し得る細胞毒性剤としてのINA03の機能を検証するため、免疫不全マウスにTHP-1、HL60、TL-Om1細胞株を接種し、INA03による治療を行った（下図のパネルB、C、Dを参照）。 注目すべきことに、INA03の投与により、マウスの生存率と腫瘍の減少が効率的に促進された（パネルG）。しかし、この効果は、使用された白血病モデル（パネルB、C、D）に加え、薬剤濃度および投与方法にも依存する。

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論文の図4：（ B） THP-1を異種移植したヌードマウスに対し、示された濃度のINA03またはPBSを腹腔内投与した場合の生存曲線（4日ごとに1回、計4回投与）。 (C) HL60を異種移植したヌードマウスに対し、指定された濃度のINA03またはPBSを静脈内（i.v.）投与した場合の生存曲線。(D) TL-Om1を異種移植したヌードマウスに対し、指定された濃度のINA03またはPBSを静脈内（i.v.）投与した場合の生存曲線。(G) 正位移植されたHL60-Luc細胞を有するNSGマウスの生物発光画像。 0.5 mg/kgのINA03を静脈内投与（4日ごとに1回、計8回）。赤い矢印はHL60-Luc細胞を注入した日を示す。i.p.：腹腔内、i.v.：静脈内。Bratti et al.,²⁰²⁴³より転載。

ヒトの生理学的状況において、高い予測可能性をもってINA03の効果を研究するため、genOway社は、ヒト化CD71（hCD71）、ヒト化トランスフェリン（hTf）、あるいはその両方（hCD71/hTfのダブルノックイン、2KI）を有するマウスモデルを開発した。これは、ヒトTfおよびCD71をノックインし、マウス由来の遺伝子を不活性化することで実現された。 hCD71/hTfマウス（2KI）では、INA03は完全に細胞内取り込みされず、ヒトトランスフェリンとINA03との競合が認められた。 in vivo 、INA03の薬物動態および毒性を評価するため、WTマウスおよび2KIマウスに異なる用量のINA03を投与した。2KIマウスではWTマウスに比べてINA03のクリアランスが速く、これにより、hCD71に対するINA03の特異性および薬物動態研究における2KIマウスモデルの有用性の両方が実証された。 高用量（15 mg/kg）で投与した場合、INA03はマウスに毒性や体重減少を引き起こさず、IFNγ、TNFα、IL-1β、およびIL-10の放出に変化が見られなかったことから、強い炎症誘発反応も誘導しなかった。

本研究は、がん治療の標的としてCD71（TFRC）を用いることの意義、およびADCを採用する利点について新たな知見を提供している。 INA03は、CD71を豊富に発現するがん細胞を特異的に死滅させる薬剤を送達するだけでなく、トランスフェリンと競合することで、がん細胞の鉄取り込みを阻害する。重要なことに、hCD71/hTfマウスモデルの開発により、ヒト白血病およびリンパ腫に対する新規治療法の高特異性かつ高予測性での検証が可能となり、新規化学療法の有効性と毒性を評価することができるようになった。

ヒト化TFRCモデルは、免疫腫瘍学、代謝、心血管疾患、神経科学など、さまざまな研究分野における複数の前臨床モデルを開発・提供しているgenOway社から、既製品として入手可能です。

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参考文献

1. Drago, J. Z., Modi, S. & Chandarlapaty, S. 「がん治療における抗体薬物複合体の可能性を解き放つ」。Nat. Rev. Clin. Oncol. 18, 327–344 (2021).
2. Gatter, K. C., Brown, G., Trowbridge, I. S., Woolston, R. E. & Mason, D. Y. 「ヒト組織におけるトランスフェリン受容体：その分布と臨床的意義の可能性」.J. Clin. Pathol. 36, 539–545 (1983).
3. Bratti, M. ほか. CD71を標的とする強力なトランスフェリン競合型抗体薬物複合体（ADC）であるINA03による、より安全な急性白血病治療。Mol. Cancer Ther.(2024) doi:10.1158/1535-7163.MCT-23-0548.
4. Callens, C. et al. 成人T細胞白血病治療における最近の進展：新規抗トランスフェリン受容体モノクローナル抗体に焦点を当てて。Leukemia 22, 42–48 (2008).‍
5. Chen, H., Lin, Z., Arnst, K., Miller, D. & Li, W. がん治療のためのチューブリン阻害剤を基盤とした抗体薬物複合体。Molecules. 22, 1281 (2017).