BRPI0611766A2 - métodos e composições para o tratamento de infecções persistentes e cáncer por inibição da rota de morte celular programada - Google Patents

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BRPI0611766A2
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Sharpe Arlene
M. Dorfman David
Barber Daniel Ahmed Rafi
Wherry John
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Abstract

MéTODOS E COMPOSIçõES PARA O TRATAMENTO DE INFECçõES PERSISTENTES E CáNCER POR INIBIçãO DA ROTA DE MORTE CELULAR PROGRAMADA. A presente invenção fornece métodos e composições para o tratamento, prevenção ou redução de infecções persistentes tais como infecções crónicas, infecções latentes, e infecções lentas e câncer. Os métodos e composições da invenção são úteis também para aliviar um ou mais sintomas associados a tais infecções e câncer.

Description

"MÉTODOS E COMPOSIÇÕES PARA O TRATAMENTO DE INFEC- ÇÕES PERSISTENTES"
DECLARAÇÃO QUANTO A PESQUISAS PATROCINADAS
Esta invenção foi realizada com o apoio do governo norte-americano sob as concessões dos NIH η— AI39671 e CA84500. O governo tem certos direitos sobre a invenção.
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
Genericamente, a presente invenção refere-se a mé- todos e composições para o tratamento de infecções persis- tentes e câncer.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Embora o desenvolvimento de vacinas preventivas tenha reduzido significativamente a taxa de mortalidade de infecções virais, o uso dessas vacinas contra virus que cau- sam infecções persistentes (por exemplo, virus da hepatite C) tem alcançado sucesso limitado. Em contraste com os vi- rus que causam infecções agudas e autolimitadas, a resposta imune que é montada contra micróbios causadores de infecções persistentes é freqüentemente transiente e insuficiente para eliminar a infecção. Como resultado, o micróbio infeccioso permanece dentro do indivíduo infectado por períodos de tem- po prolongados, sem necessariamente causar dano constante ao hospedeiro.
Um impedimento importante na erradicação de micró- bios causadores de infecções persistentes é a capacidade de esses micróbios se evadirem do sistema imunológico do orga- nismo hospedeiro. Por exemplo, certos vírus e parasitas re- gulam de forma descendente a expressão de moléculas hospe- deiras necessárias para a distinção eficiente entre células T e células infectadas. As infecções persistentes causam também o enfraquecimento funcional de células T CD8+ especi- ficas, que são vitais para o controle e erradicação de in- fecções virais. Embora a combinação de vacinas terapêuticas com adjuvantes de citocinas tenha sido animadora, as respos- tas imunes resultantes não erradicaram exitosamente o pató- geno.
Assim sendo, são necessários métodos melhores para tratar, prevenir ou aliviar infecções persistentes.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção fornece métodos e composições para o tratamento, prevenção ou redução, alternativamente o alivio de um ou mais sintomas, de uma infecção persiste ou câncer. A invenção baseia-se na descoberta de que as célu- las T CD8+ especificas de antigeno tornam-se funcionalmente tolerantes ("exauridas") ao agente infeccioso após a indução do polipeptideo de morte programada 1 (PD-1). Conseqüente- mente, reduzindo a expressão ou a atividade de PD-1, PD-Ll ou PD-L2, a proliferação de células T CD8+ funcionalmente tolerantes, a produção de citocinas e a taxa de depuração de um agente infeccioso (por exemplo, viral, bacteriano, fúngi- co, parasitário, micoplasma ou câncer) são aumentadas, de tal modo que a resposta imune especifica ao agente infeccio- so seja intensificada.
Conseqüentemente, a invenção fornece um método pa- ra aliviar ou prevenir um sintoma de uma infecção persisten- te (por exemplo, uma infecção viral, uma infecção bactéria- na, uma infecção fúngica, uma infecção micoplásmica, e uma infecção parasitica) ou câncer, administrando, a um indiví- duo (por exemplo, um ser humano) que dele necessita, um com- posto que reduz a atividade ou a expressão de um membro de ligantes da família semelhante a CD28 (por exemplo, PD-Ll ou PD-L2). Alternativamente, o indivíduo recebe a administra- ção de uma célula T ou célula B específica de antígeno que foi colocada em contato com um composto que reduz a expres- são ou a atividade de um polipeptídeo PD-I na célula. Por exemplo, a célula T ou célula B específica de antígeno é es- pecífica para um antígeno viral. A célula T ou célula B é derivada de uma fonte autóloga ou é derivada de outro indi- víduo da mesma espécie ou de uma espécie diferente do indi- víduo que está sendo tratado.
Além disso, a invenção fornece um método para au- mentar a atividade citotóxica de uma célula T (por exemplo, célula T anérgica ou célula T que tem maior tolerância a an- tígenos) colocando a célula T em contato com um composto que reduz a atividade ou a expressão de um polipeptídeo PD-I.
Em todos aspectos precedentes da invenção, as in- fecções virais persistentes resultam de infecções tais como um vírus da hepatite, um vírus da imunodeficiência humana (HIV), um vírus linfotrófico T humano (HTLV), um vírus do herpes, um vírus Epstein-Barr, ou vírus do papiloma humano. As infecções virais persistentes podem incluir também infec- ções causadas por um vírus latente. Os cânceres incluem distúrbios Iinfoproliferativos tais como linfoma angioimuno- blástico e linfoma de Hodgkin linfocítico nodular. Deseja- velmente, o composto da invenção aumenta uma resposta imune especifica de antigeno por aumentar a atividade de células T citotóxicas (por exemplo, um amento na produção de citocinas citotóxicas tais como IFNy, TNFa, ou IL-2, um aumento na proliferação de células T, ou um aumento na depuração viral) no indivíduo que está sendo tratado. Por exemplo, o compos- to reduz a expressão ou a atividade de um ligante de PD 1 (PD-L1) ou um ligante de PD 2 (PD-L2) ou reduz a interação entre PD-1 e PD-L1 ou a interação entre PD-1 e PD-L2. Os compostos exemplificativos incluem anticorpos (por exemplo, um anticorpo anti-PD-1, um anticorpo anti-PD-L1, um anticor- po anti-PD-L2), moléculas de RNAi (por exemplo, moléculas anti-RNAi de PD-1, anti-RNAi de PD-L1, e um anti-RNAi de PD- L2), moléculas antisense (por exemplo, um RNA antisense an- ti-PD-1, um RNA antisense anti-PD-L1, e um RNA antisense an- ti-PD-L2), proteínas negativas predominantes (por exemplo, uma proteína de PD-I negativa dominante, uma proteína de PD- L1 negativa dominante, e uma proteína de PD-L2 negativa do- minante) , e inibidores de moléculas pequenas. Os anticorpos incluem anticorpos monoclonais, anticorpos humanizados, an- ticorpos desimunizados, e proteínas de fusão de Ig. Um an- ticorpo anti-PD-L1 exemplificativo inclui o clone EH12.
Além do composto que reduz a expressão ou ativida- de de PD-1, o indivíduo que está sendo tratado pode receber também a administração de uma vacina que pode ou não incluir um adjuvante ou uma injeção de reforço. Opcionalmente, o indivíduo recebe a administração de um segundo composto, tal como um composto antiviral (por exemplo, vidarabina, aciclo- vir, ganciclovir, valganciclovir, inibidor de transcriptase reversa análogo a nucleosideo (NRTI) tal como AZT (Zidovudi- ne), DDI (Didanosine), ddC (Zalcitabine), d4T (Stavudine) ou 3TC (Lamivudine), inibidor de transcriptase reversa não- nucleosideo (NNRTI) tal como nevirapina ou delavirdina, ini- bidor de proteases, tal como saquinavir, ritonavir, indina- vir, ou nelfinavir, ribavirina e interferon), um composto antibacteriano, um composto antifúngico, um composto antipa- rasitário, um composto antiinflamatório, compostos antineo- plásicos ou um analgésico. 0 segundo composto pode ser tam- bém um composto que reduz a expressão ou atividade do antí- geno de linfócitos T citotóxicos 4 (CTLA-4) ou um atenuador de linfócitos BeT (BTLA). Outros compostos exemplificati- vos que podem ser administrados ao indivíduo são anticorpos anti-CTLA-4, anticorpos anti-BTLA, anticorpos anti-CD28, an- ticorpos anti-ICOS, anticorpos anti-ICOS-L, anticorpos anti- B7-1, anticorpos anti-B7-2, anticorpos anti-B7-H3, e anti- corpos anti-B7-H4.
A presente invenção fornece ainda um método para identificar um composto candidato que modula a atividade ou a expressão de um polipeptídeo PD-1, incluindo as etapas de: (a) colocar uma célula que expressa um gene de PD-I (por e- xemplo, um gene de fusão de PD-1) em contato com um composto candidato; (b) medir a expressão ou atividade de PD-I na cé- lula (por exemplo, medindo a expressão do RNAm de PD-I ou da proteína); e (c) comparar a expressão ou atividade de PD-I na célula em comparação com esta expressão ou atividade em uma célula de controle não colocada em contato com o compos- to. Um aumento ou decréscimo na atividade ou e expressão de PD-1 indica o composto candidato como sendo útil para modu- lar a atividade ou expressão de um polipeptideo PD-1.
Alternativamente, o método de triagem pode envol- ver as etapas de: (a) colocar uma célula T que superexpressa um gene de PD-1 em contato com um composto candidato; (b) determinar a atividade citotóxica da célula T; e (c) compa- rar a atividade citotóxica da célula T com esta atividade em uma célula de controle que não foi colocada em contato com o composto. Um aumento ou decréscimo nesta atividade ou indi- ca o composto candidato como sendo útil para modular a ati- vidade ou expressão de um polipeptideo PD-1. A atividade citotóxica inclui a produção de citocinas, proliferação de células T e depuração viral.
A invenção fornece ainda um método de triagem que envolve as etapas de: (a) colocar um polipeptideo PD-1 em contato com um composto candidato; (b) determinar se o com- posto candidato interage com o polipeptideo PD-1; e (c) i- dentificar um composto candidato como útil para modular a expressão ou atividade de PD-1. Desejavelmente, o composto candidato identificado interage com o polipeptideo PD-I e reduz sua atividade.
O composto candidato identificado pelos métodos de triagem aqui descritos pode reduzir a interação entre PD-1 e PD-L1 ou a interação entre PD-1 e PD-L2. As células empre- gadas em qualquer um dos métodos de triagem aqui descritos incluem células de mamíferos, tais como células de roedores ou células humanas. A célula é uma célula imune, tal como uma célula Τ. Desejavelmente, o polipeptideo PD-1 usado nestes métodos de triagem é um polipeptideo PD-1 humano.
Fornece-se aqui também um método para diagnosticar se um indivíduo tem ou está em risco de ter uma infecção persistente ou câncer, envolvendo as etapas de: (a) disponi- bilizar uma amostra que contém células imunes (por exemplo, células T ou células B) de um indivíduo, e (B) medir a ex- pressão ou atividade de PD-1 na amostra. Um aumento na ex- pressão ou atividade de PD-1 em comparação com esta expres- são ou atividade em uma amostra de controle identifica se o indivíduo tem ou está em risco de ter uma infecção persis- tente ou câncer. Desejavelmente, a etapa (b) envolve iden- tificar células imunes específicas do antígeno, tal como um antígeno viral, um antígeno bacteriano, um antígeno parasi- tário, ou um antígeno fúngico.
As amostras retiradas dos indivíduos incluem amos- tras de sangue, biópsias de tecidos, e amostras da medula óssea. Além disso, as células de controle podem ser retira- das de um indivíduo que não tem ou não está em risco de ter uma infecção persistente.
A invenção fornece ainda uma composição que con- tém: (a) um composto que reduz o nível ou a atividade de PD- 1; e (b) um segundo composto, tal como um composto antivi- ral, um composto antibacteriano, um composto antifúngico, um composto antiparasitário, um composto antiinflamatório, um analgésico, um anticorpo anti-CTLA-4, um anticorpo anti- BTLA, um anticorpo anti-CD28, um anticorpo anti-ICOS, um an- ticorpo anti-ICOS-L, um anticorpo anti-B7-l, um anticorpo anti-B7-2, um anticorpo anti-B7-H3, ou um anticorpo anti-B7- H 4 .
A invenção fornece também um kit que contém: (a) um composto que reduz o nível ou a atividade de PD-I; e (b) instruções para a distribuição do composto para um indiví- duo. Alternativamente, um kit que contém: (a) um primeiro composto que reduz o nível ou a atividade de PD-I; (b) um segundo composto, tal como um composto antiviral, um compos- to antibacteriano, um composto antifúngico, um composto an- tiparasitário, um composto antiinflamatório, um analgésico, um anticorpo anti-CTLA-4, um anticorpo anti-BTLA, um anti- corpo anti-CD28, um anticorpo anti-ICOS, um anticorpo anti- ICOS-L, um anticorpo anti-B7-l, um anticorpo anti-B7-2, um anticorpo anti-B7-H3, ou um anticorpo anti-B7-H4; e (c) ins- truções para a distribuição do primeiro composto e do segun- do composto para um indivíduo.
A presente invenção proporciona vantagens signifi- cativas sobre as terapias convencionais para o tratamento, prevenção e redução, ou alternativamente, o alívio de um ou mais sintomas de infecções persistentes. A administração do agente terapêutico que reduz o nível ou a atividade de PD-I aumenta a citotoxicidade de células T CD8 + , o que por sua vez aumenta a resposta imune ao agente infeccioso que tem a capacidade de estabelecer uma infecção persistente. Além disso, os métodos de triagem de compostos candidatos forne- cidos por esta invenção permitem a identificação de produtos terapêuticos inusitados que modificam o processo lesivo ao invés de meramente mitigar os sintomas. A menos que diferentemente definidos, todos os termos técnicos e científicos utilizados neste relatório descritivo têm o mesmo significado comumente entendido pelos versados nas técnicas às quais a invenção pertence. Embora métodos e materiais similares ou equivalentes àqueles aqui descritos possam ser usados na prática ou nos testes da pre- sente invenção, os métodos e materiais apropriados estão descritos abaixo. Todas publicações, pedidos de patente, patentes e outras referências aqui mencionadas são aqui in- corporadas como referência em sua totalidade. No caso de conflito, o presente relatório descritivo, incluindo as de- finições, prevalecerão. Além disso, os materiais, métodos, e os exemplos são meramente ilustrativos e não pretendem ser limitativos.
Outras características e vantagens da invenção fi- carão evidentes a partir da descrição detalhada e das rei- vindicações .
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura IA é um gráfico de barras que ilustra os níveis do RNAm de PD-I em células T específicas de DbGP33-41 e/ou DbGP27 6-28 6 de camundongos transgênicos naíve, camun- dongos imunes infectados com o vírus da coriomeningite Iin- focítica (LCMV) de Armstrong (aproximadamente 30 dias após a infecção), ou camundongos infectados com LCMV-C1-13 depleta- dos de CD4 (aproximadamente 30 dias após a infecção), medido por análise de formação de genes.
A Figura IB é uma série de imagens de um experi- mento de citometria de fluxo, que ilustra a expressão super- ficial de PD-I sobre células T tetrâmero+ CD8+ em camundon- gos imunes e infectados com LCMV-C1-13 de Armstrong depleta- dos de CD4 aproximadamente 60 dias após a infecção. As cé- lulas T CD8+ anérgicas expressam altos níveis do polipeptí- deo PD-I sobre a superfície celular aproximadamente 60 dias após a infecção crônica com o vírus LCMV-C1-13 (marcada "crônica"), mas as células T Cd8+ específicas do vírus não expressam o polipeptídeo PD-I depois da depuração de uma in- fecção aguda com LCMV de Armstrong (marcada "imune").
A Figura IC é uma série de imagens de um experi- mento de citometria de fluxo, demonstrando a presença de PD- Ll em esplenócitos de camundongos com infecção crônica e não-infectados. Ela demonstra que a expressão de PD-Ll é mais alta nos esplenócitos infectados pelo vírus.
A Figura 2A é uma série de plotagens espalhadas que ilustram que, quando camundongos infectados com Cl-13 são tratados a partir dos dias 2 a 37 após a infecção, houve um aumento de aproximadamente 3 vezes no número de células T CD8 específicas de DbNP396-404 e específicas de DbGP33-41 em comparação com os controles não-tratados. Para determinar quaisquer mudanças na função, a produção de IFN-γ e TNF-a foi medida em resposta a 8 epítopos de LCMV diferentes.
A Figura 2B é uma plotagem espalhada que ilustra que, quando todas as especificidades de células T CD8 são medidas, há um aumento de 2,3 vezes no número total de célu- las T CD8 específicas de LCMV.
A Figura 2C é uma série de gráficos de citometria de fluxo, ilustrando a produção de IFN-γ e TNF-α em resposta a oito epitopos de LCMV diferentes.
A Figura 2D é uma plotagem espalhada que ilustra que mais células T CD8 especificas do virus em camundongos tratados têm a capacidade de produzir TNF-α.
A Figura 2E é uma série de gráficos de barra, i- lustrando que o bloqueio de PD-Ll também resultou em maior controle viral no baço, fígado, pulmão e soro.
A Figura 3A é um gráfico que demonstra a aumento nas células T CD8+ específicas de DbGP33-41 e DbGP276-286 (marcadas "GP33" e "GP276") em camundongos infectados com Cl-13 depletados de CD4 tratados com anti-PD-Ll (marcados "aPD-Ll") a partir dos Dias 46 a 60 após a infecção versus o controle (marcados "untx"), o que demonstra que os camundon- gos tratados com anti-PD-Ll continham aproximadamente 7 ve- zes mais células T CD8+ esplênicas específicas de DbGP33-41 do que os camundongos não-tratados.
A Figura 3B é uma série de imagens que demonstram a maior freqüência de células T CD8+ específicas de DbGP33- 41 e DbGP276-286 no baço de camundongos infectados com Cl-13 depletados de CD4 tratados com anti-PD-Ll (marcados "αPD-Ll Tx") a partir dos Dias 46 a 60 após a infecção versus o con- trole (marcados "untx").
A Figura 3C é uma série de imagens que demonstram a maior proliferação de células T CD8+ específicas de DbGP276-286 em camundongos tratados com anti-PD-Ll, medida por incorporação de BrdU e expressão de Ki67.
A Figura 3D é um gráfico que ilustra que os camun- dongos que têm altos níveis de expansão de células T CD8 + demonstram uma resposta apreciável nas células mononucleares do sangue periférico, como indicado comparando as células T CD8 + específicas de DbGP276-286 no PBMC em comparação com as células T CD8+ específicas de DbGP276-286 no baço.
A Figura 4A é uma série de gráficos que demonstram o amento nas células T CD8+ específicas de DbGP276-286 e DbGP-33-41 produtoras de IFN-γ em camundongos tratados com anti-PD-Ll, em comparação com os controles. As freqüências mais altas de células T CD8+ específicas de DbNP396-404, KbNP205-212, DbNP166-175 e DbGP92-101 também foram detecta- das em camundongos tratados com anti-PD-Ll.
A Figura 4B é um gráfico que demonstra que, em ca- mundongos tratados com anti-PD-Ll, 50% das células T CD8 + específicas de DbGP276-286 produzem IFN-γ, em comparação com 20% de células T CD8+ específicas de DbGP276-286 em camun- dongos do controle.
A Figura 4C é uma série' de imagens demonstrando que camundongos com infecção crônica, tratados com anti-PD- Ll, produzem níveis mais altos de IFN-γ do que os camundon- gos com infecção crônica não-tratados, mas ainda produzem níveis mais baixos de TNF-α do que os camundongos imunes in- fectados com o vírus da LCMV de Armstrong.
A Figura 4D é um gráfico que demonstra que o tra- tamento de camundongos infectados com LCMV-Cl-13 com anti- PD-Ll renova a atividade lítica ex vivo das células T espe- cíficas do vírus, em comparação com os camundongos não- tratados, medida usando um ensaio de liberação de 51Cr.
A Figura 4E é uma série de gráficos que demonstram a redução das titulações virais em vários órgãos após o tra- tamento com α-PD-L1 de camundongos infectados com LCMV-C1- 13. As titulações virais diminuíram aproximadamente 3 vezes no baço, 4 vezes no fígado, 2 vezes no pulmão e 2 vezes no soro depois de 2 semanas de tratamento com anti-PD-Ll, em comparação com os camundongos não-tratados.
A Figura 5A é uma série de imagens de um experi- mento de citometria de fluxo, ilustrando a expressão super- ficial de PD-1, usando 10 tetrâmeros de HIV específicos para epítopos dominantes assestados em infecção por HIV clade C crônica. As porcentagens indicam a porcentagem de células tetrâmero+ que são PD-1+.
A Figura 5B é uma série de gráficos demonstrando que a porcentagem e o MFI de PD-1 são reguladas de forma significativamente ascendente em células T CD8 específicas de HIV, em comparação com a população total de células T CD8 (p = 0, 0033 e ρ < 0,0001, respectivamente). 120 manchas de tetrâmeros de HIV de 65 indivíduos infectados com HIV e 11 controles soronegativos de HIV foram incluídos na análise.
A Figura 5C é uma série de gráficos que ilustram a porcentagem média e o MFI da expressão de PD-1 em células tetrâmero+ por especificidade de epítopo.
A Figura 5D é um gráfico que representa a variação na porcentagem de células PD-1+ em diferentes populações di- ferentes específicas de epítopo dentro de indivíduos com múltiplas respostas detectáveis. As barras horizontais in- dicam a porcentagem média de células tetrâmero+ de HIV PD-1+ em cada indivíduo. A Figura 6A é uma série de gráficos que demonstram que não há qualquer correlação entre o número de células T CD8 especificas de HIV, medido por coloração do tetrâmero, e a carga viral plasmática, enquanto que há uma correlação po- sitiva entre a porcentagem e MFI de PD-I em células tetrâme- ro+ e carga viral plasmática (p = 0,0013 e ρ < 0,0001, res- pectivamente).
A Figura 6B é uma série de gráficos que ilustram que não há qualquer correlação entre o número de células te- trâmero+ de HIV e a contagem de CD4, enquanto que há uma correlação inversa entre a porcentagem e MFI de PD-I em cé- lulas tetrâmero+ de HIV e a contagem de CD4 (p = 0, 0046 e ρ = 0,0150, respectivamente).
A Figura 6C é uma série de gráficos que demonstram que a porcentagem e o MFI da expressão de PD-I na população total de células T CD8 se correlacionam positivamente com a carga viral plasmática (p = 0,0021 e ρ < 0,0001, respectiva- mente).
A Figura 6D é uma série de gráficos que represen- tam a porcentagem e o MFI da expressão de PD-1 na população total de células T CD8 inversamente correlacionados com a contagem de CD4 (p = 0,0049 e ρ = 0,0006, respectivamente).
A Figura IA é uma série de imagens de um experi- mento de citometria de fluxo que ilustra a coloração fenotí- pica representativa de células T CD8 especificas de B*4201 TL9 do indivíduo SK222 no qual 98% das células T CD8 especí- ficas de B*4201 TL9 são PD-1+.
A Figura 7B é um gráfico que ilustra o resumo dos dados fenotípicos de pessoas nas quais > 95% das células T CD8 especificas de HIV são PD-I+. Sete a dezenove amostras foram analisadas para cada um dos marcadores fenotipicos in- dicados. A barra horizontal indica a porcentagem média de células PD-I+ tetrâmero+ que eram positivas quanto ao marca- dor indicado.
A Figura 8A é uma série de imagens de um experi- mento de citometria de fluxo, ilustrando os dados represen- tativos de um ensaio de proliferação de um indivíduo B*4201 positivo. Depois de uma estimulação de 6 dias com o peptí- deo, a porcentagem de células T CD8 específicas de B*4201 TL9 aumentou de 5,7% para 12,4% na presença do anticorpo bloqueador anti-PD-Ll.
A Figura 8B é um gráfico de linhas que representa o resumo dos dados do ensaio de proliferação, indicando um aumento significativo na proliferação de células T CD8 espe- cíficas de HIV na presença do anticorpo bloqueador anti-PD- Ll (n =28, p= 0,0006, teste t pareado).
A Figura 8C é um gráfico de barras que ilustra os efeitos diferençais do bloqueio de PD-1/PD-L1 sobre a proli- feração de células T CD8 específicas de HIV em uma base de pacientes individuais. As barras brancas indicam o aumento em vezes de células tetrâmero+ na presença de peptídeo ape- nas, as barras pretas indicam ao aumento em vezes de células tetrâmero+ na presença de peptídeo mais anticorpo bloqueador anti-PD-Ll. Os indivíduos nos quais os ensaios de CFSE fo- ram realizados quanto a mais do que um epítopo estão indica- dos com os símbolos de asterisco, quadrados ou triângulos. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O uso de antibióticos e vacinas nas últimas déca- das reduziu significativamente a taxa de mortalidade devido a infecções microbianas. 0 sucesso das modalidades de tra- tamento antimicrobiano, entretanto, foi limitado pela capa- cidade de certos agentes infecciosos se evadirem do sistema imunológico do organismo hospedeiro, e por sua vez, estabe- lecem uma infecção persistente. Por exemplo, a resposta i- munológica que é montada contra virus tais como o virus da hepatite e HIV não é suficiente pata depurar o agente infec- cioso que permanece no indivíduo infectado. Nessas infec- ções, as células CD8+ específicas do antígeno tornam-se fun- cionalmente tolerantes ao agente infeccioso, em um estado conhecido como "anergia" ou "exaustão". As células T anér- gicas perdem sua atividade citotóxica, isto é, sua capacida- de de produzir citocinas, proliferar, e depurar o agente in- feccioso .
A presente invenção baseia-se na descoberta sur- preendente que a anergia celular T é concomitante com uma indução na expressão de PD-I e que a expressão de PD-I se correlaciona com certos tipos de distúrbios linfoprolifera- tivos. Conseqüentemente, a invenção fornece métodos para aumentar a citotoxicidade de células T colocando uma célula T em contato com um agente que reduz a expressão ou a ativi- dade de PD-1, , ligante 1 de PD-I (PD-Ll) ou ligante 2 de PD-I (PD-L2). Mais especificamente, a invenção fornece mé- todos para tratar ou prevenir uma infecção persistente ou distúrbios Iinfoproliferativos (por exemplo, cânceres tais como linforaa angioimunoblástico e linfoma de Hodgkin predo- minante linfocitário), administrando a um indivíduo um agen- te que reduz a expressão ou a atividade de PD-I. A redução da expressão ou atividade de PD-1, PD-Ll ou PD-L2 resulta em um aumento na atividade citotóxica de células T, aumentando a resposta imune específica ao agente infeccioso. Os resul- tados aqui proporcionados indicam que a administração de an- ticorpos bloqueadores de anti-ligante 1 de morte programada (PD-Ll) a camundongos infectados persistentemente aumentou a atividade citotóxica de células T anérgicas. Especificamen- te, o rompimento da sinalização de PD-I induziu a expansão de células T CD8+ anérgicas, intensificou a produção de ci- tocinas e aumentou a depuração viral. Além disso, as célu- las T CD8+ geradas durante as infecções persistentes de ca- mundongos depletados de CD4 proliferaram e readquiriram mui- to da sua função após o tratamento anti-PD-Ll.
Para que as células T respondam a proteínas estra- nhas, dois sinais devem ser enviados por células apresenta- doras de antígeno (APCs) para linfócitos Τ. O primeiro si- nal, que confere especificidade à resposta imunológica, é transduzido por intermédio do receptor de células T (TCR) após o reconhecimento do peptídeo antigênico estranho apre- sentado no contexto do complexo de histocompatibilidade principal (MHC). O segundo sinal, denominado co- estimulação, induz as células T a proliferarem e tornarem-se funcionais. A co-estimulação não é nem específica de antí- geno nem restrita a MHC e é proporcionada por um ou mais po- lipeptídeos distintos da superfície celular, expressados por APCs. Caso as células T sejam apenas estimuladas através do receptor de células T, sem receber um sinal co-estimulador adicional, elas se tornam não-responsivas, enérgicas, ou morrem, resultando na modulação descendente da resposta imu- nológica.
As proteínas CD 80 (B7-1) e CD86 (B7-2), expressa- das em APCs, são polipeptídeos co-estimuladores críticos. Embora B7-2 desempenhe um papel predominante durante as res- postas imunes primárias, B7-1 é regulado de forma ascendente mais tarde no curso de uma resposta imune para prolongar as respostas de células T primárias ou co-estimular respostas secundárias de células T. Os polipeptídeos B7 são capazes de proporcionar sinais co-estimuladores ou inibitórios para células imunes a fim de promover ou inibir respostas de cé- lulas imunes. Por exemplo, quando ligado a um receptor co- estimulador, PD-Ll (B7-4) induz co-estimulação de células imunes ou inibe a co-estimulação de células imunes quando presente em uma forma solúvel. Quando ligadas a um receptor inibitório, as moléculas de B7-4 podem transmitir um sinal inibitório para uma célula imune. Os membros exemplificati- vos da família de B7 incluem B7-1, B7-2, B7-3 (reconhecido pelo anticorpo BB-1), B7h (PD-Ll) e B7-4, e seus fragmentos ou derivados solúveis. Os membros da família B7 se ligam a um ou mais receptores em uma célula imune, tais como CTLA4, CD28, IC0S, PD-I e/ou outros receptores, e dependendo do re- ceptor, têm a capacidade de transmitir um sinal inibitório ou um sinal co-estimulador para uma célula imune.
CD28 é um receptor que é expressado constitutiva- mente em células T quiescentes. Depois da sinalização atra- vés do receptor de células T, a ligação de CD28 e a transdu- ção de um sinal co-estimulador induzem as células T a proli- ferarem e secretarem IL-2. CTLA4 (CD152), um receptor homó- logo a CD28, está ausente em células T quiescentes, as sua expressão é induzida depois da ativação de células T. CTLA4 desempenha um papel na regulação negativa da respostas de células T. ICOS, um polipeptideo relacionado a CD28 e CTLA4, está envolvido na produção de IL-10. PD-1, o recep- tor ao qual PD-Ll e PD-L2 se ligam, também é induzido rapi- damente sobre a superfície de células T. PD-1 também é ex- pressado sobre a superfície de células T (em resposta a an- ti-IgM) e em um subconjunto de timócitos e células mielóides.
O engate de PD-1 (por exemplo, reticulando ou a-
gregando) leva à transmissão de um sinal inibitório em uma célula imune, resultando em uma redução de respostas imunes concomitanteraente com um aumento na energia de células imu- nes. Os membros da família de PD-I se ligam a um ou mais receptores, tais como PD-Ll e PD-L2 em células apresentado- ras de antígenos.
PD-Ll e PD-L2, ambos sendo polipeptídeos ligantes de PD-1, são membros da família B7 de polipeptídeos. Cada ligante de PD-1 contém uma seqüência de sinais, um domínio IgV, um domínio IgC, um domínio transmembrana, e uma cauda citoplasmática curta. Estes ligantes são expressados na placenta, baço, nodos linfáticos, timo, e no coração. PD-L2 é expressado também no pâncreas, pulmão e fígado, enquanto que PD-Ll é expressado no fígado fetal, células T ativadas e células endoteliais. Ambos ligantes de PD-I são regulados de forma ascendente em monócitos ativados e células dendrí- ticas.
Definições
Como aqui utilizado, o termo "infecção persisten- te" significa uma infecção na qual o agente infeccioso (por exemplo, vírus, bactéria, parasita, micoplasma ou fungo) não é depurado ou eliminado do hospedeiro infectado, mesmo de- pois da indução de uma resposta imune. As infecções persis- tentes podem ser infecções crônicas, infecções latentes, ou infecções lentas. Embora as infecções agudas sejam relati- vamente breves (durando alguns dias até algumas semanas) e eliminadas do corpo pelo sistema imunológico, as infecções persistentes podem durar meses, anos ou mesmo a vida intei- ra. Estas infecções podem ser recorrentes freqüentemente durante um período de tempo longo, envolvendo estágios de infecção silenciosa e produtiva sem exterminar células ou mesmo produzir dano excessivo às células hospedeiras. Os agentes causadores de infecções podem ser também detectados no hospedeiro (por exemplo, dentro de células específicas de indivíduos infectados) mesmo depois de a resposta imune ter solucionado, usando técnicas convencionais. Os mamíferos são diagnosticados côo tendo uma infecção persistente de a- cordo com qualquer método usual conhecido nessas técnicas e descrito, por exemplo, nas patentes n— US 6.368.832, 6.579.854 e 6.808.710, e nos pedidos de patente publicados n— US 2004/0137577, 2003/0232323, 2003/0166531, 2003/0064380, 2003/004 47 68, 2003/0039653, 2002/0160000, 2002/0110836, 2002/0107363 e 2002/0106730, sendo todos aqui incorporados como referência. Por exemplo, um indivíduo po- de ser diagnosticado como tendo uma clamidíase persistente após a detecção da espécie clamídica em uma amostra biológi- ca deste indivíduo, usando análise por PCR. Os mamíferos não precisam ser diagnosticados com uma infecção persistente para serem tratados de acordo com a invenção. Os agentes microbianos capazes de estabelecer uma infecção persistente incluem vírus (por exemplo, vírus do papiloma, vírus da he- patite, vírus da imunodeficiência humana, e vírus do her- pes), bactérias (por exemplo, Eschericchia coli e Chlamydia spp.), parasitas (por exemplo, Plasmodium, Leishmania spp., Schistosoma spp., Trypanosoma spp., Toxoplasma spp.) e fun- gos.
O termo "aliviar um sintoma de uma infecção per- sistente" significa melhorar qualquer uma das condições ou sintomas associados com a infecção persistente antes ou de- pois que ela ocorreu. Alternativamente, aliviar um sintoma de uma infecção persistente pode envolver reduzir a carga microbiana infecciosa (por exemplo, a carga viral, bacteria- na, fúngica, micoplásmica, ou parasítica) no indivíduo em relação a essa carga em um controle não-tratado. Em compa- ração com um controle equivalente não-tratado, essa redução ou grau de prevenção é de pelo menos 5%, 10%, 20%, 40%, 50%, 60%, 80%, 90%, 95% ou 100%, medida por qualquer técnica con- vencional. Desejavelmente, a infecção persistente é depura- da completamente quando detectada por qualquer método con- vencional conhecido nessas técnicas, em cujo caso a infecção persistente é considerada como tendo sido tratada. Um paci- ente que está sendo tratado de uma infecção persistente é um que um médico diagnosticou como tendo tal condição. 0 diag- nóstico pode ser por qualquer meio apropriado. 0 diagnósti- co e o monitoramento podem envolver, por exemplo, detectar o nivel da carga microbiana em uma amostra biológica (por e- xemplo, biópsia de tecido, análise do sangue, ou análise de urina), detectar o nivel de um marcador substituto da infec- ção microbiana em uma amostra biológica, detectar sintomas associados com infecções persistentes, ou detectar células imunes envolvidas na resposta imune típica de infecções per- sistentes (por exemplo, detecção de células T específicas de antígenos que são anérgicas). Um paciente no qual o desen- volvimento de uma infecção persistente está sendo prevenida pode ou não ter recebido tal diagnóstico. Os versados nes- sas técnicas devem entender que estes pacientes podem ter sido submetidos aos mesmos exames descritos acima ou podem ter sido identificados sem exames, que um em alto risco de- vido à presença de um ou mais fatores de risco (por exemplo, histórico familiar ou exposição a um agente infeccioso).
Como aqui utilizado o termo "PD-1" significa um polipeptídeo que forma um complexo com as proteínas PD-Ll ou PD-L2 e está, portanto, envolvido em respostas imunes, tais como a co-estimulação de células T. As proteínas PD-1 da invenção são substancialmente idênticas ao PD-I de ocorrên- cia natural (vide, por exemplo, Ishida et al., EMBO J. 11:3887-3895 (1992); Shinohara et AL. Genomics 23:704-706 (1994); e patente η- US 5.698.520, aqui incorporados como referência) . A sinalização de PD-I pode reduzir, por exem- plo, a citotoxicidade de células T CD8+ por reduzir a proli- feração de células T, pela produção de citocinas, ou pela depuração viral. De acordo com esta invenção, o polipeptí- deo PD-I reduz a atividade citotóxica de células T CD8+ em pelo menos 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou mais do que 100% abaixo dos níveis do controle, medido por qualquer método convencional.
O termo "gene de PD-1" significa um ácido nucléico que codifica uma proteína PD-1.
O termo "gene de fusão de PD-1" significa um pro- motor de PD-I e/ou a totalidade ou parte de uma região codi- ficadora de PD-I ligada operacionalmente a uma segunda se- qüência de ácidos nucléicos heteróloga. Em modalidades pre- feridas, a segunda seqüência de ácidos nucléicos heteróloga é um gene repórter, isto é, um gene cuja expressão pode ser testada; os genes repórteres incluem, sem limitações, aque- les que codificam glicuronidase (GUS), luciferase, cloranfe- nicol transacetilase (CAT), proteína fluorescente verde (GFP), fosfatase alcalina, e beta-galactosidase.
O termo "reduzir a expressão ou a atividade de PD- 1" significa reduzir o nível ou a atividade biológica de PD- 1 em relação ao nível ou atividade biológica em um controle não-tratado. De acordo com esta invenção, esse nível ou a- tividade é reduzido em pelo menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, ou mesmo mais do que 100% em rela- ção a um controle não-tratado. Por exemplo, a atividade bi- ológica de PD-1 é reduzida caso a ligação de PD-1 a PD-L1, PD-L2 ou ambos é reduzida, resultando desta forma em uma re- dução na sinalização de PD-1 e, portanto, resultando em um aumento na citotoxicidade de células T CD8+. Como aqui uti- lizado, o termo "atividade" com relação a um polipeptideo PD-1 inclui qualquer atividade inerente à proteína PD-I de ocorrência natural, tal como a capacidade de modular um si- nal inibitório em uma célula imune, por exemplo, engatando um ligante natural em uma célula apresentadora de antígeno. Tal modulação de um sinal inibitório em uma célula imune re- sulta na modulação da proliferação e/ou secreção de citoci- nas por uma célula imune. PD-1 pode também modular um sinal co-estimulador competindo com um receptor co-estimulador pe- la ligação a uma molécula de B7. Assim sendo, o termo "ati- vidade de PD-1" inclui a capacidade de um polipeptideo PD-I se ligar a seu ligante ou ligantes naturais, a capacidade de modular sinais co-estimuladores ou inibitórios de células imunes, e a capacidade de modular uma resposta imune. Con- seqüentemente, reduzir a atividade de PD-1 inclui reduzir a interação de PD-1 com PD-L1 ou PD-L2. Isto pode ser reali- zado, por exemplo, bloqueando PD-L1 ou PD-L2.
O termo "célula imune" significa uma célula de o- rigem hematopoiética que desempenha um papel na resposta i- mune. As células imunes incluem linfócitos (por exemplo, células B e células T), células exterminadoras naturais, e células mielóides (por exemplo, monócitos, macrófagos, eosi- nófilos, células-tronco, basófilos, e granulócitos).
O termo "célula T" significa uma célula T CD4+ ou uma célula T CD8+. O termo "célula T" inclui células THl e células TH2.
O termo "citotoxicidade de células T" inclui qual- quer resposta imune que é mediada pela ativação de células T CD8+. As respostas imunes exemplificativas incluem a produ- ção de citocinas, a proliferação de células T CD8 + , a produ- ção de granzima ou perforina, e a depuração do agente infec- cioso .
O termo "não-responsivividade" inclui refratarie- dade de células imunes à estimulação, por exemplo, estimula- ção por intermédio de um receptor ativador ou uma citocina. A não-responsividade pode ocorrer, por exemplo, por causa da exposição a imunossupressores ou exposição a altas doses de antigeno. Como aqui utilizado, o termo "anergia" ou "tole- rância" inclui refratariedade à estimulação mediada por um receptor ativador. Tal refratariedade é genericamente espe- cifica de antigeno e persiste depois que a exposição ao an- tigeno causador da tolerância cessou. Por exemplo, a aner- gia em células T (ao contrário da não-responsividade) carac- teriza-se por pela falta da produção de citocinas, por exem- plo, IL-2. A anergia de células T ocorre quando as células T são expostas ao antigeno e recebem um primeiro sinal (um receptor de células T ou sinal mediado por CD-3) na ausência de um segundo sinal (um sinal co-estimulador). Sob estas condições, a reexposição das células ao mesmo antigeno (mes- mo se a reexposição ocorra na presença de uma molécula co- estimuladora) resulta no malogro em produzir citocinas, e assim sendo, falta de proliferação. As células T anérgicas, entretanto, conseguem montar respostas a antigenos não- relacionados e conseguem proliferar se cultivadas com cito- cinas (por exemplo, IL-2) . Por exemplo, a anergia de célu- las T pode ser observada também pela falta de produção de IL-2 por linfócitos T, medida por ELISA ou por um ensaio de proliferação, usando uma linhagem de células indicadoras. Alternativamente, pode-se usar uma construção de gene repór- ter. Por exemplo, as células T anérgicas deixam de iniciar a transcrição do gene de IL-2 induzida por um promotor hete- rólogo sob o controle do intensificador 5' do gene de IL-2 ou por multímero da seqüência de APl que pode ser encontrado dentro do intensificador (Kang et al., Science 257:1134 (1992)) . As células anérgicas especificas de antigenos po- dem ter um a redução de pelo menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ou mesmo 100% na atividade citotóxi- ca em relação a uma célula T especifica de antigeno de con- trole correspondente.
O termo "anticorpo purificado" significa um anti- corpo que é pelo menos 60% em peso isento de proteínas e mo- léculas orgânicas de ocorrência natural com as quais ele es- tá naturalmente associado. De preferência, a preparação é pelo menos 75%, mais preferivelmente 90%, e mais preferivel- mente ainda pelo menos 99% em peso anticorpo, por exemplo, um anticorpo específico de PD-If PD-Ll ou PD-L2. Um anti- corpo purificado pode ser obtido, por exemplo, por cromato- grafia de afinidade, usando proteína produzida de forma re- combi nante ou peptídeos—modelo conservados e técnicas usu- ais . O termo "liga-se especificamente" significa um an- ticorpo que reconhece e se liga a um antigeno, tal como um peptideo PD-1, PD-L1 ou PD-L2, mas que não reconhece e não se liga substancialmente a outras moléculas diferentes do antigeno em uma amostra, por exemplo, uma amostra biológica, que inclui a proteina naturalmente. Um anticorpo preferido se liga aos polipeptideos PD-1, PD-Ll ou PD-L2 descritos na patente n£ US 6.808.710 e nos pedidos de patente publicados nos US 2004/0137577, 2003/0232323, 2003/0166531, 2003/0064380, 2003/0044768, 2003/0039653, 2002/0160000, 2002/0110836, 2002/0107363 e 2002/0106730, sendo todos aqui incorporados como referência.
O termo "anticorpos neutralizadores" significa an- ticorpos que interferem com qualquer um das atividades bio- lógicas de um polipeptideo PD-1, particularmente a capacida- de de um polipeptideo PD-1 reduzir uma resposta imune, tal como a citotoxicidade de células Τ. O anticorpo neutraliza- dor pode reduzir a capacidade de um polipeptideo PD-1 redu- zir uma resposta imune em, de preferência 50%, mais preferi- velmente em 70%, e mais pref erivelmente ainda, em 90% ou mais. Qualquer ensaio padrão para medir respostas imunes, incluindo aqueles aqui descritos, pode ser usado para avali- ar anticorpos potencialmente neutralizadores.
O termo "substancialmente idêntico", quando se re- fere a uma proteina ou um polipeptideo, significa uma prote- ina ou polipeptideo que apresenta pelos menos 75%, mas de preferência 85%, mais preferivelmente 90%, mais preferivel- mente ainda 95%, ou mesmo 99% de identidade com uma seqüên- cia de aminoácidos referencial. No caso de proteínas ou po- lipeptideos, o comprimento das seqüências de comparação deve ser genericamente de pelo menos 20 aminoácidos, de preferên- cia pelo menos 30 aminoácidos, mais preferivelmente 40 ami- noácidos, e com a maior preferência 50 aminoácidos ou o com- primento inteiro da proteína ou polipeptídeo. Os ácidos nu- cléicos que codificam essas proteínas ou polipeptídeos 'substancialmente idênticos" constituem um exemplo de ácidos nucléicos "substancialmente idênticos"; reconhece-se que os ácidos nucléicos incluem qualquer seqüência em virtude da degeneração do código genético que codifica essas proteínas e polipeptídeos. Além disso, uma seqüência de ácidos nu- cléicos "substancialmente idêntica" inclui também um poli- peptídeo que hibridiza para uma molécula de ácido nucléico referencial sob condições de alta severidade.
O termo "condições de alta severidade" significa qualquer conjunto de condições que se caracterizam por alta temperatura e baixa intensidade iônica e permitem uma hibri- dização comparável com aquela resultante do uso de uma sonda de DNA com pelo menos 4 0 nucleotídeos de comprimento, em um tampão que contém NaHPO4 0,5 M, pH 7,2, 7% de SDS, EDTA 1 mM, e 1% de BSA (Fração V), em uma temperatura de 65 °C, ou um tampão que contém 48% de formamida, 4,8xSSc, Tris-Cl 0,2 M, pH 7,6, Ix solução de Denhardt, 10% de sulfato de dex- trano, e 0,1% de SDS, em uma temperatura de 42 °C. Outras condições para hibridização em alta severidade, tais como PCR, Northern, Southern, ou hibridização in situ, seqüencia- mento de DNA, etc., são bem conhecidas pelos versados nessas técnicas de biologia molecular. Vide, por exemplo, F. Au- subel et al., "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons, New York, NY, 1998, aqui incorporado como re- ferência .
O termo "substancialmente puro" significa um ácido nucléico, polipeptideo, ou outra molécula que foi separada dos componentes que a acompanham naturalmente. Tipicamente, o polipeptideo é substancialmente puro quando ele é pelo me- nos 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ou mesmo 99% em peso isento de proteínas e moléculas de ocorrência natural com as quais ele está naturalmente associado. Por exemplo, um polipeptideo substancialmente puro pode ser obtido por extração a partir de uma fonte natural, por expressão de um ácido nucléico re- combinante em uma célula que normalmente não expressa essa proteína ou por síntese química.
0 termo "DNA isolado" significa um DNA que é isen- to dos genes que, no genoma de ocorrência natural do orga- nismo a partir do qual o dado DNA é derivado, flanqueiam o DNA. Assim sendo, o termo "DNA isolado" engloba, por exem- pio, o DNAc, o DNA genômico clonado, e o DNA sintético.
O termo "uma quantidade eficaz" significa uma quantidade de um composto, isoladamente ou em combinação, necessária para reduzir ou prevenir hipertensão ou para tra- tar uma infecção crônica em um mamífero. A quantidade efi- caz de composto(s) ativo(s) varia dependendo da via de admi- nistração, e da idade, peso corporal, saúde geral do indiví- duo. Finalmente, o médico ou veterinário atendente decidirá a quantidade apropriada e o esquema de dosagem. O termo "composto candidato" significa um produto químico, seja ele de ocorrência natural ou produzido artifi- cialmente. Os compostos candidatos podem incluir, por exem- plo, peptídeos, polipeptídeos, moléculas orgânicas sintéti- cas, moléculas orgânica de ocorrência natural, moléculas de ácidos nucléicos, moléculas de ácidos nucléicos peptidicos, e seus componentes e derivados. Por exemplo, um composto candidato útil, de acordo com a presente invenção, reduz a ligação de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos.
O termo "composição farmacêutica" significa qual- quer composição que contém pelo menos um agente terapeutica- mente ou biologicamente ativo e é apropriada para adminis- tração ao paciente. Qualquer uma destas formulações pode ser preparada por métodos bem conhecidos e aceitos nessas técnicas. Vide, por exemplo, "Remington: The Science and Practice of Pharmacy", 20- edição suplementar (editor A.R. Genaro), Mack Publising Co., Easton, PA, 2000.
Métodos de Tratamento
A citotoxicidade de células T é aumentada colocan- do uma célula T em contato com um composto que reduz a ex- pressão ou a atividade de PD-I. A célula T é uma célula T nativa, uma célula T com memória ou uma célula T ativada. Alternativamente, a célula T é uma célula T específica de antígeno. A célula T específica de antígeno é anérgica ou tolerante ao agente infeccioso. A citotoxicidade de células T se caracteriza por um aumento na proliferação celular e liberação de citocinas.
Os métodos são úteis para aliviar os sintomas de uma série de infecções e cânceres. Uma infecção ou câncer é tratado, prevenido ou um seu sintoma é aliviado administran- do um inibidor de PD-1 a um paciente. 0 indivíduo é um ma- mífero, tal como um ser humano, um primata, camundongo, ra- to, cão, gato, cavalo e porco. 0 indivíduo está sofrendo ou está em risco de desenvolver infecção. Um indivíduo que so- fre ou está em risco de desenvolver infecção é por métodos usuais apropriados para a infecção específica.
A infecção, por exemplo, infecção bacteriana, vi- ral, fúngica, micoplásmica, ou parasítica é uma infecção persistente. As infecções persistentes, em contraste com as infecções agudas, não são depuradas eficazmente pela indução de uma resposta imune do hospedeiro. 0 agente infeccioso e a resposta imune atingem o equilíbrio, de tal modo que o in- divíduo infectado permanece infectado durante um longo perí- odo de tempo sem necessariamente expressar sintomas. As in- fecções persistentes incluem, por exemplo, infecções laten- tes, crônicas e lentas.
Em uma infecção crônica, o agente infeccioso pode ser detectado no corpo em todas as vezes. Entretanto, os sinais e sintomas da doença podem estar presentes ou ausen- tes por um período de tempo prolongado. Os exemplos de in- fecções crônicas incluem hepatite B (causada por HBV) e he- patite C (causada por HCV), adenovírus, citomegalovírus, ví- rus Epstein-Barr, vírus do herpes simples 1, vírus do herpes simples 2, herpes-vírus humano 6, vírus da varicela-zóster, vírus da hepatite B, vírus da hepatite D, papilomavírus, parvovírus B19, poliomavírus BK, poliomavírus JC, vírus do sarampo, vírus da rubéola, vírus da imunodeficiência humana (HIV), vírus da leucemia de células T humana I, e vírus da leucemia de células T humana II. As infecções parasíticas persistentes podem advir como resultado de uma infecção por Leishmania,Toxoplasma, Trypanosoma, Plasmodium, Schistosoma, e Encephalalitozoon.
Em uma infecção latente, o agente infeccioso (por exemplo, um vírus) está supostamente inativo e dormente, de tal modo que o indivíduo sempre apresenta sinais ou sinto- mas. Em uma infecção viral latente, o vírus permanece em equilíbrio com o hospedeiro por longos períodos de tempo an- tes que os sintomas apareçam novamente; entretanto, os vírus reais não podem ser detectados até que ocorra a reativação da doença. Os exemplos de infecções latentes incluem infec- ções causadas por HSV-I (vesículas febris), HSV-2 (herpes genital), e VZV (vesículas da catapora).
Em uma infecção lenta, os agentes infecciosos au- mentam gradualmente em número durante um período de tempo muito longo, durante o qual nenhum sinal ou sintoma signifi- cativo é observado. Os exemplos de infecções lentas incluem AIDS (causada por HIV-I e HIV-2) lentivírus que causam tumo- res em animais, e príons.
Além disso, as infecções persistentes freqüente- mente aparecem como complicações tardias de infecções agu- das. Por exemplo, a pan-encefalite esclerosante subaguda (SSPE) pode ocorrer depois de infecção aguda de sarampo, ou a encefalite regressiva pode ocorrer depois de infecção de rubéola. Os cânceres incluem, por exemplo, linfoma angioi- munoblástico ou linfoma de Hodgkin linfocitico nodular pre- dominante .
O linfoma angioimunoblástico (AIL) é um tipo a- gressivo (de progressão rápida) de linfoma não-Hodgkin de células T, marcado por nodos linfáticos engrandecidos e hi- pergamaglobulinemia (anticorpos aumentados no sangue). Ou- tros sintomas podem incluir erupção cutânea,, febre, perda de peso, teste de Coomb positivo ou sudorese noturna. Esta ma- lignidade ocorre usualmente em adultos. Os pacientes têm usualmente 40-90 anos de idade (média de cerca de 65) e são mais freqüentemente homens. À medida que o AIL progride, podem se desenvolver hepatoesplenomegalia, anemia hemolíti- ca, e hipergamaglobulinemia policlonal. A pele está envol- vida em aproximadamente 40-50% dos pacientes.
O linfoma de Hodgkin linfocitico nodular predomi- nante é um neoplasma de células B que parece ser derivado de células B centrais germinais com genes de imunoglobulina mu- tados não-funcionais. Similarmente ao linfoma angioimuno- blástico, as células neoplásicas estão associadas a uma re- ticulação de células dendriticas foliculares. A expressão de PD-I é observada em células T intimamente associadas com células CD20+ neoplásicas no linfoma de Hodgkin linfocitico nodular predominante, em um padrão similar àquele observado para células T CD57+. CD57+ foi identificada como outro marcador de células T associadas ao centro germinal, junto com CXCR5, descobertas que fundamentam a conclusão que as células neoplásicas no linfoma de Hodgkin nodular linfociti- co predominante têm uma associação próxima com as células T associadas ao centro germinal.
Um inibidor de PD-I é qualquer agente que tem a capacidade de reduzir a expressão ou a atividade de PD-1, PD-Ll ou PD-L2 em uma célula. A expressão ou atividade de PD-I é reduzida em pelo menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, ou 100% em comparação com essa expressão ou atividade em uma célula de controle. A célula do controle é uma célula que não foi tratada com o inibidor de PD-1. A expressão ou a atividade de PD-I é determinada por qualquer método usual nessas técnicas, incluindo aqueles aqui descri- tos. Opcionalmente, o inibidor de PD-I inibe ou reduz a li- gação de PD-I a PD-Ll, PD-L2 ou ambos. Os inibidores de PD- 1 incluem polipeptideos, polinucleotideos, antagonistas de moléculas pequenas, ou RNAsi.
Um polipeptideo inibidor de PD-I inclui, por exem- plo, um anticorpo ou fragmento dele, que reduz a expressão ou sinalização de PD-1. Os anticorpos exemplificativos in- cluem anticorpos anti-PD-1, anticorpos anti-PD-Ll, anticor- pos anti-PD-L2, anticorpos anti-CTLA-4, anticorpos anti- BTLA, anticorpos anti-CD28, anticorpos anti-ICOS, anticorpos anti-ICOS-L, anticorpos anti-B7-l, anticorpos anti-B7-2, an- ticorpos anti-B7-H3, ou anticorpos anti-B7-H4.
Alternativamente, o inibidor de PD-I é uma proteí- na negativa dominante ou um ácido nucléico que codifica uma proteina negativa dominante que interfere com a atividade biológica de PD-I (isto é, a ligação de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos). Uma proteina negativa dominante é qualquer molé- cuia de aminoácido que tem uma seqüência que tem pelo menos 50%, 70%, 80%, 90%, 95% ou mesmo 99% de identidade de se- qüência com pelo menos 10, 20, 35, 50, 10 ou mais do que 150 aminoácidos da proteína do tipo selvagem à qual a proteína negativa dominante corresponde. Por exemplo, um PD-I nega- tivo dominante tem uma mutação de tal modo que ele não seja mais capaz de se ligar a PD-Ll.
A proteína dominante negativa pode ser administra- da como um vetor de expressão. O vetor de expressão pode ser um vetor não-viral ou um vetor viral (por exemplo, re- trovírus, vírus adenoasssociado recombinante, ou um vetor adenoviral recombinante). Alternativamente, a proteína do- minante negativa pode ser administrada diretamente como uma proteína recombinante por via sistêmica ou à área infectada, usando, por exemplo, técnicas de microinjeção.
As moléculas pequenas incluem, porém sem limita- ções, peptídeos peptidomiméticos (por exemplo, peptóides), aminoácidos, análogos de aminoácidos, polinucleotídeos, aná- logos de polinucleotídeos, nucleotídeos, análogos de nucleo- tídeos, compostos orgânicos e inorgânicos (incluindo compos- tos heteroorgânicos e organometálicos) que têm um peso mole- cular menor do que cerca de 5.000 g/mol, compostos orgânicos ou inorgânicos que têm um peso molecular menor do que cerca de 2.000 g/mol, compostos orgânicos ou inorgânicos que têm um peso molecular menor do que 1.000 g/mol, compostos orgâ- nicos ou inorgânicos que têm um peso molecular menor do que 500 g/mol, e sais, ésteres e outras formas farmaceuticamente aceitáveis desses compostos. O inibidor de PD-I é uma molécula antisense, uma molécula de interferência de RNA (RNAsi), ou um antagonista de molécula pequena que assesta a expressão ou a atividade de PD-I. O termo "RNAsi" significa uma moécula de RNA de filamento duplo que impede a tradução de um RNAm-alvo. São usadas técnicas usuais para introduzir um RNAsi em uma célu- la, incluindo aquelas nas quais o DNA é um modelo a partir do qual um RNA de RNAsi é transcrito. 0 RNAsi inclui uma seqüência de ácidos nucléicos sense de PD-1, PD-Ll ou PD-L2, uma seqüência de ácidos nucléicos antisense de PD-1, PD-Ll ou PD-L2, ou ambas. Opcionalmente, o RNAsi é construído de tal modo que um único transcrito tenha as seqüências sense e antisense complementar do gene-alvo, por exemplo, um grampo (hairpin) . A ligação do RNAsi a um transcrito de PD-1, PD- Ll ou PD-L2 na célula-alvo resulta em uma redução na produ- ção de PD-1, PD-Ll ou PD-L2 pela célula. 0 comprimento do oligonucleotídeo é de pelo menos 10 nucleotídeos e pode ser tão longo quanto o do transcrito de PD-1, PD-Ll ou PD-L2 de ocorrência natural. De preferência, o oligonucleotídeo tem um comprimento de 19-25 nucleotídeos. Mais preferivelmente, o oligonucleotídeo tem um comprimento de 75, 50, 25 nucleo- tídeos.
Outros inibidores de PD-I apropriados estão des- critos, por exemplo, na patente n- US 6.808.710 e nos pedi- dos de patente publicados n— US 2 004/0137577, 2003/0232323, 2003/0166531, 2003/0064380, 2 003/0044768, 2003/0039653, 2002/0160000, 2002/0110836, 2002/0107363 e 2002/0106730, sendo todos aqui incorporados como referência. A dose preferida do inibidor de PD-I é uma dose biologicamente ativa. Uma dose biologicamente ativa é uma dose que induzirá um aumento na atividade citotóxica de cé- lulas T CD8 + , isto é, um aumento na resposta imune específi- ca para o agente infeccioso. Desejavelmente, o inibidor de PD-I tem a capacidade de reduzir a expressão ou atividade de PD-I em células imunes especificas de antigeno (por exemplo, células T, tais como células T CD8+) em pelo menos 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, ou mais do que 100%, abaixo dos níveis do controle não-tratado. Os níveis ou a atividade de PD-I em células imunes é medido por qualquer método conhecido nessas técnicas, incluindo, por exemplo, análise Western blot, imunoistoquímica, ELISA, e análise Northern blot. Alternativamente, a atividade biológica de PD-I é medida avaliando a ligação de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos. A atividade de PD-I é determinada de acordo com sua capacidade de aumentar a citotoxicidade de células T CD8+, incluindo, por exemplo, a produção de citocinas, depuração do agente infeccioso, e proliferação de células T CD8+ espe- cíficas do antigeno. De preferência, o agente que reduz a expressão ou atividade de PD-I pode aumentar a resposta imu- ne específica para o agente infeccioso em pelo menos 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, ou mais do que 100%, acima dos níveis do controle não-tratado. O agente da presente invenção é, portanto, qualquer agente que tem qual- quer um ou mais destas atividades. Embora o agente da in- venção seja, de preferência, expressado em células T CD8+, deve-se entender que qualquer célula que pode influenciar a resposta imune a infecções persistentes também é utilizável nos métodos da invenção e incluem, por exemplo, células B.
Opcionalmente, o indivíduo recebe a administração de um ou mis agentes terapêuticos adicionais. Os agentes terapêuticos adicionais incluem, por exemplo, compostos an- tivirais (por exemplo, vidarabina, aciclovir, ganciclovir, valganciclovir, inibidor de transcriptase reversa análogo a nucleosídeo (NRTI) tal como AZT (Zidovudine), DDI (Didanosi- ne) , ddC (Zalcitabine), d4T (Stavudine) ou 3TC (Lamivudi- ne)), inibidor de transcriptase reversa não-nucleosídeo (NNRTI) (por exemplo, nevirapina ou delavirdina) , inibidor de proteases (saquinavir, ritonavir, indinavir ou nelfina- vir) , ribavirina ou interferon), compostos antibacterianos, compostos antifúngicos, compostos antiparasitários, compos- tos antiinflamatórios, compostos antineoplásicos ou analgé- sicos.
O agente terapêutico adicional é administrado an- tes, concomitantemente, ou depois da administração do inibi- dor de PD-I. Por exemplo, o inibidor de PD-I e o agente a- dicional são administrados em formulações separadas dentro de um intervalo de pelo menos 1, 2, 4, 6, 10, 12, 18 ou mais do que 24 horas. Opcionalmente, o agente adicional é formu- lado junto com o inibidor de PD-I. Quando o agente adicio- nal está presente em uma composição diferente, podem ser u- sadas vias de administração diferentes. O agente é adminis- trado em doses conhecidas como sendo eficazes para tal agen- te para tratar, reduzir ou prevenir uma infecção.
As concentrações do inibidor de PD-I e do agente adicional dependem de diferentes fatores, incluindo o meio de administração, local-alvo, estado fisiológico do mamífe- ro, e outra medicação administrada. Assim sendo, as dosa- gens do tratamento podem ser tituladas para otimizar a segu- rança e a eficácia, e estão dentro do conhecimento dos ver- sados nessas técnicas. A determinação da dosagem apropriada e do esquema de administração para uma situação específica está dentro do conhecimento dos versados nessas técnicas.
Opcionalmente, o indivíduo recebe ainda a admi- nistração de uma vacina que elicia uma resposta imune prote- tora contra o agente infeccioso que causa uma infecção per- sistente. Por exemplo, o indivíduo recebe uma vacina que elicia uma resposta imune protetora contra o vírus da imuno- deficiência humana (HIV), tuberculose, influenza ou hepatite C. As vacinas exemplificativas estão descritas, por exem- plo, em Berzofsky et al., J. Clin. Invest. 114:456-462 (2004) . Caso desejado, a vacina é administrada com uma in- jeção de reforço ou com adjuvantes.
Os inibidores de PD-I são administrados em uma quantidade suficiente para aumentar a citotoxicidade das cé- lulas T, por exemplo, células T CD8+. Um aumento na citoto- xicidade de células T resulta em uma maior resposta imune e uma redução na infecção persistente. Uma maior resposta i- mune é medida, por exemplo, por um aumento na proliferação de células imunes, por exemplo, células T ou células B, um aumento na produção de citocinas, e um aumento na depuração do um agente infeccioso. Esta redução inclui o alívio de um ou mais sintomas associados com a infecção persistente. A administração do inibidor de PD-I reduz a infecção em pelo menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou 100%, em comparação com um indivíduo não-tratado.
O tratamento é eficaz caso o tratamento leve a um benefício clínico, tal como uma redução da carga do agente infeccioso no indivíduo. Quando o tratamento é aplicado de forma profilática, "eficaz" significa que o tratamento re- tarda ou previne o estabelecimento da invenção. A eficácia pode ser determinada usando qualquer método conhecido para diagnosticar ou tratar a infecção específica.
Administração Terapêutica
A invenção inclui administrar a um indivíduo uma composição que inclui um composto que reduz a expressão ou a atividade de PD-I (aqui referido como um "inibidor de PD-1" ou "composto terapêutico").
Uma quantidade eficaz de um composto terapêutico é, de preferência, entre cerca de 0,1 mg/kg e cerca de 150 mg/kg. As doses eficazes variam, como reconhecido pelos versados nessas técnicas, dependendo da via de administração uso de excipientes, e co-administração com outros tratamen- tos terapêuticos, incluindo o uso de outros agentes antiin- fecciosos ou agentes para tratar, prevenir ou aliviar um sintoma de uma infecção específica ou câncer. Um esquema terapêutico é conduzido identificando um mamífero, por exem- pio, um paciente humano que sofre (ou está em risco de de- senvolver) uma infecção ou câncer, usando métodos convencio- nais.
O composto farmacêutico é administrado a um indi- víduo usando métodos conhecidos nessas técnicas. De prefe- rência, o composto é administrado por via oral, retal, na- sal, tópica ou parenteral, por exemplo, por via subcutânea, intraperitoneal, intramuscular ou intravenosa. O composto é administrado de forma profilática, ou depois da detecção de uma infecção. O composto é opcionalmente formulado como um componente de um coquetel de fármacos terapêuticos para tra- tar a infecção. Os exemplos de formulações apropriadas pa- ra administração parenteral incluem soluções aquosas do a- gente ativo em uma solução salina isotônica, uma solução de glicose a 5%, ou outro excipiente farmaceuticamente aceitá- vel. Os agentes auxiliares de solubilização apropriados tais como PVP ou ciclodextrinas também são utilizados como excipientes farmacêuticos para distribuir os compostos tera- pêuticos.
Os compostos terapêuticos aqui descritos são for- mulados em composições para outras vias de administração, utilizando métodos convencionais. Por exemplo, o inibidor de PD-I é formulado em uma cápsula ou um comprimido para ad- ministração oral. As cápsulas podem conter quaisquer mate- riais farmaceuticamente aceitáveis padronizados, tais como gelatina ou celulose. Os comprimidos podem ser formulados de acordo com procedimentos convencionais, prensando mistu- ras de um composto terapêutico com um carreador sólido e um lubrificante. Os exemplos de carreadores sólidos incluem amido e açúcar ou bentonita. 0 composto é administrado na forma de um comprimido com casca dura ou uma cápsula que contém um aglutinante, como por exemplo, lactose ou manitol, uma carga convencional, e um agente para prensagem de com- primidos. Outras formulações incluem uma pomada, supositó- rio, pasta, spray, emplastro, creme, gel, esponja reabsorví- vel, ou espuma. Tais formulações são produzidas usando mé- todos bem conhecidos nessas técnicas.
Quando o composto terapêutico é um ácido nucléico que codifica uma proteína, o ácido nucléico terapêutico é administrado in vivo para promover a expressão de sua prote- ína codificada, construindo-a como parte de um vetor de ex- pressão do ácido nucléico apropriado e administrando-o de tal modo que ele se torne intracelular (por exemplo, pelo uso de um vetor retroviral, por injeção direta, pelo uso de bombardeio de micropartícuias, revestindo com lipídeos ou receptores da superfície celular ou agentes para transfec- ção, ou administrando-o em ligação com um peptídeo semelhan- te a homeobox que reconhecidamente entra no núcleo (vide, por exemplo, Joliot et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA 88:1864-1868 (1991)), e similares. Alternativamente, um á- cido nucléico terapêutico é introduzida de forma intracelu- lar e incorporado dentro do DNA da célula hospedeira para expressão, por recombinação homóloga ou permanece epissômi- co.
Para administração local de DNA, são usados veto- res de terapia gênica usuais. Tais vetores incluem vetores virais, incluindo aqueles derivados a partir de vírus de he- patite com replicação defeituosa (por exemplo, HBV e HCV) , retrovírus (vide, por exemplo, documento n2 WO 89/07136; Ro- senberg et al., N. Eng. J. Med. 323(9) :570-578 (1990)), ade- novírus (vide, por exemplo, Morsey et al., J. Cell. Bio- chem., Suplemento 17E (1993)), vírus adenoasssociados (Kotin et al., Proc. Natl. Acad. Sei. 87:2211-2215 (1990)), vírus do herpes simples com replicação defeituosa (HSV; Lu et al 1992, Resumo, página 66, "Abstracts of the Meeting on Gene Therapy",22-26 de setembro, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York), e quaisquer versões modifica- das dessas vetores. A invenção pode utilizar outro sistema de distribuição que realize a transferência in vivo de áci- dos nucléicos para dentro de células eucarióticas. Por e- xemplo, os ácidos nucléicos podem ser embalados dentro de lipossomas, por exemplo, lipossomas catiônicos (Lepofectin), sistemas de distribuição mediados por receptores, vetores baseados em ácidos nucléicos não virais, eritrócitos- fantasma, ou microsferas (por exemplo, micropartículas; vi- de, por exemplo, patente n- US 4.789.734; patente n- US 4.925.673; patente n£ US 3.625.214; Gregoriadis, "Drug Car- riers in Biology and Medicine", 1979, páginas 287-341 (Aca- demic Press)). O DNA nu também pode ser administrado.
O DNA para a terapia gênica pode ser administrado a pacientes por via parenteral, por exemplo, por via intra- venosa, subeutânea, intramuscular e intraperitoneal. O DNA ou um agente indutor é administrado em um carreador farma- ceuticamente aceitável, isto é, um veículo biologicamente aceitável que é apropriado para administração a um animal, por exemplo, solução salina fisiológica. Uma quantidade te- rapeuticamente eficaz é uma quantidade que é capaz de produ- zir um resultado medicamente desejável, por exemplo, um de- créscimo de um produto gênico de PD-I em um animal tratado. Tal quantidade pode ser determinada pelos versados nessas técnicas. Como é sabido nas técnicas médicas, a dosagem pa- ra qualquer dado paciente depende de muitos fatores, inclu- indo o porte do paciente, área superficial do corpo, idade, o composto especifico a ser administrado, sexo, tempo e via de administração, saúde geral, e outros fármacos que estão sendo administrados concomitantemente. As dosagens podem variar, mas uma dosagem preferida para administração intra- venosa do DNA é de aproximadamente IO6 a IO22 cópias da molé- cula de DNA. Tipicamente, os plasmideos são administrados a um mamífero em uma quantidade de cerca de 1 nanograma a a cerca de 5.000 nanogramas do DNA. Desejavelmente, as compo- sições contêm cerca de 5 nanogramas a 1.000 microgramas de DNA, 10 nanogramas a 800 nanogramas de DNA, 0,1 micrograma a 500 microgramas de DNA, 1 micrograma a 350 microgramas de DNA, 25 microgramas a 250 microgramas de DNA, ou 100 micro- gramas a 200 microgramas de DNA. Alternativamente, a admi- nistração de vetores adenovirais recombinantes que codificam o inibidor de PD-I em um mamífero pode ser em uma concentra- ção de pelo menos IO5, IO6, IO7, IO8, IO9, IO10 ou 1011, unida- des formadoras de placas (pfu).
Os produtos gênicos de PD-I são administrados ao paciente por via intravenosa em um carreador farmaceutica- mente aceitável, tal como solução salina fisiológica. Podem ser usados métodos usuais para a distribuição intracelular de peptídeos, por exemplo, embalados em lipossomas. Tais métodos são bem conhecidos pelos versados nessas técnicas. Espera-se que uma dosagem intravenosa de aproximadamente 1 a 100 moles do polipeptideo da invenção ser administrada por quilograma de peso corporal por dia. As composições da in- venção são úteis para administração parenteral, tal como ad- ministração intravenosa, subcutânea, intramuscular e intra- peritoneal.
Os inibidores de PD-I são eficazes após o contato direto do composto com o tecido afetado. Conseqüentemente, o composto pode ser administrado por via tópica. Alternati- vãmente, os inibidores de PD-I podem ser administrados por via sistêmica. Adicionalmente, os compostos podem ser admi- nistrados implantando (seja diretamente dentro de um órgão (por exemplo, intestino ou fígado) ou por via subcutânea) uma matriz sólida ou reabsorvível que libera lentamente o composto para dentro de tecidos adjacentes e circundantes do indivíduo. Por exemplo, para o tratamento de infecção gas- trointestinal, o composto pode ser administrado por via sis- têmica (por exemplo, por via intravenosa, retal ou oral) ou localmente (por exemplo, diretamente dentro do tecido gás- tricô). Alternativamente, uma bolacha impregnada com o ini- bidor ou uma esponja reabsorvível é colocada em contato di- reto com o tecido gástrico. O inibidor de PD-I é liberado lentamente in vivo por difusão do fármaco a partir da bola- cha e erosão da matriz polimérica. Alternativamente, o com- posto é infundido para dentro do cérebro ou do líquido cere- brospinal usando métodos usuais. Por exemplo, um anel de furo de broca com um cateter para uso como orifício de inje- ção fica posicionado para engatar o crânio em um furo de broca perfurado dentro do crânio. Um reservatório de liqui- do conectado ao cateter é acessado por uma agulha ou estile- te através de um septo posicionado sobre o topo do anel com furo de broca. Um conjunto de cateter (descrito, por exem- pio, na patente n- US 5.954.687) proporciona um trajeto para o fluxo do fluido, apropriado para a transferência de flui- dos, para um local selecionado ou a partir dele, perto ou dentro do cérebro para permitir a administração do fármaco durante um período de tempo.
Para infecções cardíacas, o composto pode ser dis- tribuído, por exemplo, para o tecido cardíaco (isto é, mio- cárdio, pericárdio ou endocárdio) por injeção intracoronária direta através da parede do peito ou usando métodos baseados em cateter percutâneo convencional, sob orientação fluoros- cópica. Assim sendo, o inibidor pode ser injetado direta- mente dentro do tecido ou pode ser infundido a partir de uma sonda ou cateter que é inserido dentro da luz corporal. Qualquer tipo de cateter coronário ou cateter de perfusão pode ser usado para administrar o composto. Alternativamen- te, o composto é aplicado como um revestimento ou impregnado sobre uma sonda que é colocada no vaso coronariano.
As infecções pulmonares podem ser tratadas, por exemplo, administrando o composto por inalação. Os compos- tos são distribuídos na forma de um spray de aerossol a par- tir de um recipiente ou distribuidor pressurizado que contém um propelente apropriado, por exemplo, um gás tal como dió- xido de carbono ou um nebulizador.
Os versados nessas técnicas devem entender que os pacientes tratados de acordo com a invenção podem ser subme- tidos aos mesmos testes para diagnosticar um indivíduo in- fectado persistentemente ou podem ser sido diagnosticados sem exames, como um que está em risco devido à presença de um ou mais fatores de risco (por exemplo, exposição a um a- gente infeccioso, exposição a um indivíduo infectado, pre- disposição genética, ou tendo uma condição patológica que o predispõe a infecções secundárias). A redução dos sintomas ou danos de infecções persistentes pode incluir também, po- rém sem limitações, alívio dos sintomas, diminuição da ex- tensão da doença, estado estabilizado (isto é, não piora) da doença, retardamento ou desaceleração da progressão da doen- ça, e melhora ou paliação do estado doentio. 0 tratamento pode ocorrer em caso com supervisão próxima do médico, ou pode ocorrer em um estabelecimento próprio para tratamento da saúde.
Métodos para Medir Resposta Imune
Os métodos para medir a resposta imune após o tra- tamento de acordo com a presente invenção são bem conhecidos nessas técnicas. A atividade de células T pode ser avalia- da, por exemplo, por ensaios que detectam a produção de ci- tocinas, ensaios que medem a proliferação de células T, en- saios que medem a depuração do agente microbiano, e ensaios que medem a citotoxicidade de células T CD8+. Estes ensaios estão descritos, por exemplo, na patente n2 US 6.88.710 e nos pedidos de patente publicados n— US 2004/0137577, 2003/0232323, 2003/0166531, 2003/0064380, 2003/004 4 7 68, 2003/0039653, 2 002/0160000, 2002/0110836, 2002/0107363 e 2002/0106730, sendo todos aqui incorporados como referência.
Opcionalmente, a capacidade de um inibidor de PD-I aumentar a citotoxicidade de células T CD8+ é avaliada por ensaios que medem a proliferação de células T CD8+ (por e- xemplo, incorporação de timidina, ensaios com BrdU, e colo- ração com marcadores do ciclo celular (por exemplo, Ki67 e CFSE), descritos, por exemplo, por Dong et al.,em Nature 5:1365-1369 (1999). Em um exemplo, a proliferação de célu- las T é monitorada cultivando as células T purificadas que expressam PD-I com um inibidor de PD-1, um sinal de ativação primário, como descrito acima, e 3H-timidina. 0 nivel da proliferação de células T é determinado medindo a incorpora- ção de timidina.
A citotoxicidade de células T CD8+ é avaliada tam- bém por ensaios de Iise (por exemplo, ensaios de liberação de 51Cr ou ensaios que detectam a liberação de perforina ou granzima), ensaios que detectam a ativação de caspases, ou ensaios que medem a depuração do agente infeccioso do indi- víduo infectado. Por exemplo, a carga viral em uma amostra biológica do indivíduo infectado (por exemplo, soro, baço, fígado, pulmão, ou o tecido para o qual o vírus é trópico) pode ser medida antes e depois do tratamento.
A produção de citocinas tais como IFNy, TNF-α e IL-2 também pode ser medida. Por exemplo, as células T pu- rificadas são cultivadas na presença do inibidor de PD-I e um sinal de ativação primário. 0 nível de várias citocinas no sobrenadante pode ser determinado por ensaios imunoabsor- ventes ligados a enzimas em sanduíche ou outros ensaios con- vencionais descritos, por exemplo, por Dong et al.,em Nature 5:1365-1369 (1999).
Caso desejado, a eficácia do inibidor de PD-I é avaliada por sua capacidade de induzir a co-estimulação de células T. Por exemplo, um método para a co-estimulação de células T in vitro envolve disponibilizar células T purifi- cadas que expressam PD-I com um primeiro sinal de ativação ou um sinal de ativação primário por um anticorpo monoclonal anti-CD3 ou éster forbólico, ou em associação com MHC classe II. A capacidade de um agente composto candidato de reduzir a expressão ou atividade de PD-1, e, portanto, fornecer o sinal secundário ou co-estimulador necessário para modular a função imunológica para essas células T, pode ser, então, avaliada por qualquer um dos vários ensaios convencionais bem conhecidos nessas técnicas.
Uma resposta de célula B é avaliada por ELISA es- pecifica de antigeno (por exemplo, LCMV, HIV, tuberculose ou malária), ELISPOT de células plasmáticas, ensaio de memória de células B, fenotipagem de célula B, e análise de centros germinais por imunoistoquimica.
Ensaios de Triagem
A presente invenção fornece métodos de triagem pa- ra identificar compostos que conseguem inibir a expressão ou a atividade de PD-1. Os compostos úteis incluem qualquer agente que inibe a atividade biológica ou reduz o nivel ce- lular de PD-1. Por exemplo, os compostos candidatos podem reduzir a ligação de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos. Usando tais agentes como compostos mais importantes, por exemplo, os presentes métodos de triagem permitem também a identifi- cação de outros inibidores de PD-I inusitados que funcionam para tratar, reduzir ou prevenir infecções persistentes, ou alternativamente, que aliviam um ou mais sintomas associados com tais infecções. 0 método de triagem pode envolver téc- nicas de alto volume de produção.
O termo "composto candidato" significa um produto químico, seja ele de ocorrência natural ou produzido artifi- cialmente. Os compostos candidatos podem incluir, por exem- pio, peptídeos, polipeptídeos, moléculas orgânicas sintéti- cas, moléculas orgânicas de ocorrência natural, moléculas de ácidos nucléicos, moléculas de peptídeos e ácidos nucléicos, e seus componentes e derivados. Por exemplo, um composto candidato útil, de acordo com a presente invenção, reduz a ligação de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos.
Inúmeros métodos estão disponíveis para conduzir tais ensaios de triagem. De acordo com uma abordagem, os compostos candidatos são adicionados em concentrações varia- das ao meio de cultura de células que expressam PD-I. O termo "gene de PD-1" significa um ácido nucléico que codifi- ca uma proteína PD-1. 0 termo "gene de fusão de PD-1" sig- nifica um promotor de PD-I e/ou a totalidade ou parte de uma região codificadora de PD-I ligada operacionalmente a uma segunda seqüência de ácidos nucléicos heteróloga. Em moda- lidades preferidas, a segunda seqüência de ácidos nucléicos heteróloga é um gene repórter, isto é, um gene cuja expres- são pode ser testada; os genes repórteres incluem, sem limi- tações, aqueles que codificam glicuronidase (GUS), lucifera- se, cloranfenicol transacetilase (CAT), proteína fluorescen- te verde (GFP), fosfatase alcalina e beta-galactosidase.
A expressão gênica de PD-I é então medida, por e- xemplo, por análise Northern blot convencional (Ausubel et al. , supra), usando qualquer fragmento apropriado a partir da molécula de ácido nucléico de PD-I como sonda de hibridi- zação ou por PCR em tempo real com iniciadores apropriados. O nível da expressão gênica na presença do composto candida- to é comparado com o nível medido em um meio de cultura do controle sem a molécula candidata. Caso desejado, o efeito dos compostos candidatos pode ser alternativamente medido no nível do polipeptídeo PD-I usando a mesma abordagem genérica e técnicas imunológicas convencionais, tais como Western blotting ou imunoprecipitação com um anticorpo específico para PD-1, por exemplo. Por exemplo, podem ser usados imu- noensaios para detectar ou monitorar o nível de PD-1. Anti- corpos policlonais ou monoclonais, que são capazes de se li- gar a PD-1, podem ser usados em qualquer formato de imunoen- saio usual (por exemplo, ensaio ELISA ou RIA), para medir os níveis de PD-1. PD-I pode ser medido também usando espec- trometria de massas, cromatografia líquida de alto desempe- nho, técnicas espectrofotométricas ou fluorimétricas, ou combinações delas.
Alternativamente, os métodos de triagem da inven- ção podem ser usados para identificar compostos candidatos que diminuem a atividade biológica de PD-I reduzindo a liga- ção de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos em pelo menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ou 100% em relação a um controle não-tratado. Por exemplo, um composto candidato pode ser testado quanto à sua capacidade de diminuir a ati- vidade de PD-I em células que expressam PD-I naturalmente, depois da transfecção com DNAc para PD-1, ou em soluções i- sentas de células contendo PD-1, como descrito adicionalmen- te abaixo. O efeito de um composto candidato sobre a liga- ção ou ativação de PD-I pode ser testado por ensaios de li- gação radioativos e não-radioativos, ensaios de competição, e ensaios de sinalização de receptores.
Como um exemplo especifico, células de mamíferos (por exemplo, células de roedores) que expressam um ácido nucléico que codifica PD-I são cultivadas na presença de um composto candidato (por exemplo, um peptídeo, polipeptídeo, molécula orgânica sintética, molécula orgânica de ocorrência natural, molécula de ácido nucléico, ou seus componentes) . As células podem expressar PD-I de forma endógena ou podem, alternativamente, ser manipuladas geneticamente por qualquer técnica usual conhecida nesta área (por exemplo, transfecção e infecção viral) para superexpressar PD-1. O nível da ex- pressão de PD-I é medido nessas células por meio de análise Western blot, e subseqüentemente, comparado com o nível da expressão da mesma proteína em células do controle que não foram colocadas em contato com o composto candidato. Um composto que promove um decréscimo no nível da atividade de PD-I como resultado da redução da sua síntese ou atividade biológica é considerado útil na invenção.
Em um exemplo específico, um composto que interfe- re com a ligação de PD-I a PD-L1, PD-L2 ou ambos (reduzindo desta forma a atividade biológica de PD-I), levando a um a- mento em uma resposta imune, é útil de acordo com a presente invenção. Dada sua capacidade de diminuir a atividade de PD-1, tal molécula pode ser usada, por exemplo, como um a- gente terapêutico para tratar, reduzir ou prevenir uma in- fecção persistente, ou alternativamente, para aliviar um ou mais sintomas associados com essas infecções. Como um exem- plo especifico, um composto candidato pode ser colocado em contato com duas proteínas, sendo a primeira proteína um po- lipeptídeo substancialmente idêntico a PD-I e a segunda pro- teína sendo PD-Ll ou PD-L2 (isto é, uma proteína que se liga ao polipeptídeo PD-I sob condições que permitem a ligação e que resultam em uma resposta imune reduzida). De acordo com este método de triagem específico, a interação entre estas duas proteínas é medida depois da adição de um composto can- didato. Um decréscimo na ligação de PD-I ao segundo poli- peptídeo depois da adição do composto candidato (em relação a essa ligação na ausência do composto) identifica o compos- to candidato como tendo a capacidade de inibir a interação entre as duas proteínas. Finalmente, o ensaio de triagem da invenção pode ser conduzido, por exemplo, em um sistema i- sento de células ou usando um sistema de levedura com dois híbridos. Caso desejado, uma das proteínas ou o composto candidato pode ser imobilizado sobre um suporte, como des- crito acima, ou pode ter um grupo detectável.
Alternativamente ou adicionalmente, os compostos candidatos podem ser triados quanto aos que se ligam especi- ficamente e desta forma inibem PD-1. A eficácia de tal com- posto candidato depende da sua capacidade de interagir com PD-I. Esta interação pode ser testada facilmente usando i- númeras técnicas de ligação e ensaios funcionais convencio- nais (por exemplo, como descrito em Ausubel et al., supra).
Por exemplo, um composto candidato pode ser testado ín vitro quanto à interação e ligação com PD-1, e sua capacidade para modular respostas imunes pode ser testada por qualquer en- saio convencional (como por exemplo, aqueles aqui descri- tos ).
Por exemplo, um composto candidato que se liga a PD-I pode ser identificado usando uma técnica baseada em cromatografia. Por exemplo, um PD-I recombinante pode ser identificado por técnicas usuais a partir de células manipu- ladas para expressar PD-I (por exemplo, aquelas descritas acima) e podem ser imobilizadas em uma coluna. Uma solução de compostos candidatos é então passada através da coluna, e um composto especifico para PD-I é identificado na base da sua capacidade de se ligar a PD-I e ser imobilizado na colu- na. Para isolar o composto, a coluna é lavada para remover moléculas não ligadas especificamente, e o composto de inte- resse é então liberado da coluna e coletado. Os compostos isolados por este método (ou qualquer outro método apropria- do) podem, caso desejado, ser purificados adicionalmente (por exemplo, por cromatografia liquida de alto desempenho).
A triagem de novos inibidores e a otimização de compostos mais interessantes podem ser avaliadas, por exem- plo, avaliando sua capacidade de modular a atividade de cé- lulas T citotóxicas ou a resposta imune usando técnicas usu- ais. Além disso, estes compostos candidatos podem ser tes- tados quanto à sua capacidade de funcionar como agentes an- timicrobianos (por exemplo, como aqui descrito). Os compos- tos isolados por esta abordagem podem ser usados também, por exemplo, como produtos terapêuticos para tratar, reduzir ou prevenir infecções persistentes, ou alternativamente, para aliviar um ou mais sintomas associados com tais infecções. Os compostos que são identificados como ligantes de PD-I com uma constante de afinidade menor ou igual a 10 mM são consi- derados particularmente úteis na invenção.
Os agentes terapêuticos potenciais incluem molécu- las orgânicas, peptideos, peptidomiméticos, polipeptideos, e anticorpos que se ligam a uma seqüência de ácidos nucléicos ou polipeptideo que codifica PD-I e desta forma inibem ou extinguem sua atividade. Os agentes antimicrobianos poten- ciais incluem também moléculas pequenas que se ligam e ocu- pam o sitio de ligação de tais polipeptideos impedindo desta forma a ligação a moléculas ligantes celulares, de tal modo que a atividade biológica normal seja impedida. Outros a- gentes antimicrobianos potenciais incluem moléculas antisen- se.
Métodos de Diagnóstico e Prognóstico
O câncer, por exemplo, o linfoma de células T an- gioimunoblástico ou o linfoma de Hodgkin linfocitico nodular predominante são detectados examinando a quantidade de um polipeptideo PD-I em uma amostra de teste (isto é, uma amos- tra derivada de um paciente). Uma mudança no nível do poli- peptideo PD-I em comparação com uma amostra do controle é indicativa de câncer no indivíduo. A mudança pode ser um aumento ou um decréscimo no polipeptídeo PD-I em relação a uma amostra de controle. A amostra de controle é preparada (isto é, fracionada) de uma maneira similar à da amostra do teste.
Uma amostra é, por exemplo, sangue, soro, líquido ascítico, urina, ou outros fluidos corporais. De preferên- cia, a amostra é uma célula T ou uma célula B.
A quantidade de PD-I é determinada na amostra do teste e comparada com a expressão do nível normal do contro- le. O termo "nível normal do controle" significa o nível de expressão de um polipeptídeo PD-I encontrado tipicamente em um indivíduo que não sofre de um câncer. Um aumento do ní- vel de um polipeptídeo PD-I na amostra retirada do paciente indica que o indivíduo está sofrendo ou está em risco de de- senvolver câncer. Em contraste, quando os métodos são apli- cados de forma profilática, um nível similar ou um decrésci- mo no nível de um polipeptídeo PD-I na amostra retirada do paciente indica que o indivíduo não está sofrendo em risco de desenvolver câncer. Um aumento do nível de um polipeptí- deo PD-I na amostra retirada do paciente indica que o indi- víduo está sofrendo ou em risco de desenvolver câncer.
A alteração na quantidade do polipeptídeo PD-I é estatisticamente significante. 0 termo "estatisticamente significante" significa que a alteração é maior do que seria esperado acontecer apenas pela mudança. A significância es- tatística é determinada por métodos conhecidos nessas técni- cas. Por exemplo, a significância estatística é determinada pelo valor de ρ. 0 valor de ρ é uma medida da probabilidade que uma diferença entre grupos durante um experimento acon- teça por acaso (p(z > zobServado) ) · Por exemplo, um valor de ρ de 0,01 significa que há uma chance de 1 em 100 de que o re- sultado ocorra por acaso. Quanto mais baixo o valor de p, mais provável que a diferença entre grupos seja causada pelo tratamento. Uma alteração é estatisticamente significante se o valor de ρ é de pelo menos 5. De preferência, o valor de ρ é 0,04, 0,03, 0,02, 0,01, 0,005, ,001 ou menos.
A "precisão do diagnóstico" de um teste, ensaio ou método refere-se à capacidade de o teste, ensaio ou método distinguir entre paciente que têm câncer ou em risco de cân- cer, baseia-se no fato de se os pacientes têm uma "presença clinicamente significante" de um polipeptideo PD-I. O termo "presença clinicamente significante" significa que a presen- ça do polipeptideo PD-I no paciente (tipicamente, em uma a- mostra retirada do paciente) é mais alta ou mais baixa do que o ponto de corte predeterminado (valor limite) para esse polipeptideo PD-1, e portanto, indica que o paciente tem um câncer para o qual a presença suficientemente alta dessa proteína é um marcador.
Os termos "alto grau de precisão diagnostica" e "grau muito alto de precisão diagnostica" referem-se ao tes- tou ensaio para esse polipeptideo PD-I com o ponto de cor- te predeterminado que indica corretamente (precisamente) a presença ou ausência do câncer. Um teste perfeito teria precisão perfeita. Assim sendo, para indivíduos que têm di- abetes, o teste indicaria apenas resultados positivos do teste e não relatariam qualquer um dos indivíduos como sendo "negativos" (também não haveria "falso-negativos"). Em ou- tras palavras, a "sensibilidade" do teste (a taxa de positi- vos verdadeiros) seria de 100%. Por outro lado, para indi- víduos que não tinham diabetes, o teste indicaria apenas re- sultados negativos do teste e relataria qualquer um destes indivíduos como sendo "positivos" (não haveria "falso- positivos"). Em outras palavras, a "especificidade" (a taxa de negativos verdadeiros) seria de 100%. Vide, por exemplo, 0'Marcaigh, A.S., Jacobson, R.M., "Estimating the Predictive Value of a Diagnostic Test, How to Prevent Misleading or Confusing Results", Clin. Ped. 32 (8) :485-491, que discute a especificidade, a sensibilidade e os valores preditivos po- sitivos e negativos de um teste, por exemplo, um teste diag- nóstico clínico.
Mudar o ponto de corte ou valor limite de um teste (ou ensaio) usualmente muda a sensibilidade e a especifici- dade, mas em uma relação quantitativamente inversa. Por e- xemplo, se o ponto de corte é baixado, mais indivíduos na população testada terão tipicamente resultados do teste aci- ma do ponto de corte ou valor limite. Devido ao fato de que os indivíduos que têm os resultados acima do ponto de corte são considerados como tendo a doença, a condição ou a sín- drome para a qual o teste está sendo feito, baixar o ponto de corte fará com que mais indivíduos sejam considerados co- mo tendo resultados positivos (isto é, que eles têm câncer). Assim sendo, uma proporção mais alta dos indivíduos serão indicados pelo teste como tendo câncer. Conseqüentemente, a sensibilidade (taxa de positivos verdadeiros) do teste será aumentada. Entretanto, ao mesmo tempo, haverá mais falso- positivos porque mais pessoas que não têm a doença, condição ou sindrome (isto é, pessoas que são "negativos verdadeiros" serão indicadas pelo teste como tendo valores do polipeptí- deo PD-I acima do ponto de corte, e portando, considerados como positivos (isto é, como tendo a doença, condição ou sindrome), ao invés de serem indicados corretamente pelo teste como sendo negativos. Conseqüentemente, a especifici- dade (taxa de negativos verdadeiros) do teste será diminuí- da. Similarmente, elevar o ponto de corte tenderá a diminu- ir a sensibilidade do teste e aumentar a especificidade. Portanto, ao avaliar a precisção e a utilidade de um teste, ensaio ou método médico proposto, para avaliar a condições de um paciente, deve-se sempre levar em conta a sensibilida- de è também especificidade e ficar atento de qual é o ponto de corte no qual a sensibilidade e a especificidade estão sendo relatadas porque a sensibilidade e a especificidade podem variar significativamente em uma ampla faixa de pontos de corte.
Há, entretanto, um indicador que permite a repre- sentação da sensibilidade e especificidade de um teste, en- saio ou método na faixa inteira de pontos de corte com ape- nas um único valor. Este indicador é derivado a partir de uma curva de Características Operacionais de Receptores ("ROC") para o teste, ensaio ou método em questão. Vide, por exemplo, Schultz, "Clinicai Interpretation of Laboratory Procedures", capítulo 14 em Teitz, "Fundamentais PF Clinicai Chemistry", Burtis e Ashwood (editores), A- edição, 1996, W.B. Saunders Company, páginas 192-199; e Zweig et al.r "ROC Curve Analysis: An Example Showing the Relationships Among Serum Lipid and Apolipoprotein Concentrations in Iden- tifying Patients with Coronary Disease", Clin. Chem. 38(8) :1425-1428 (1992) .
Uma curva ROC é uma plotagem x-y da sensibilidade no eixo y, em uma escala de zero a um (isto é, 100%) contra um valor igual a um menos a especificidade no eixo x, em uma escala de zero a um (isto é, 100%) . Em outras palavras, ela é uma plotagem da taxa de positivos verdadeiros contra a ta- xa de falsos positivos para esse teste, ensaio ou método. Para construir a curva de ROC para o teste, ensaio ou método em questão, os pacientes são avaliados usando um método per- feitamente preciso ou "padrão-ouro" que é independente do teste, ensaio ou método em questão para determinar se os pa- cientes são verdadeiramente positivos ou negativos para a doença, condição ou sindrome (por exemplo, a angiografia co- ronária é um teste padrão-ouro quanto à presença de ateros- clerose coronariana). Os pacientes são testados também u- sando o teste, ensaio ou método em questão, e para pontos de corte variados, os pacientes são relatados como sendo posi- tivos ou negativos de acordo com o teste, ensaio ou método. A sensibilidade (taxa de positivos verdadeiros) e o valor igual a um menos a especificidade (cujo valor é igual à taxa de falsos positivos) são determinados para cada ponto de corte, e cada par de valores x-y é plotado como um único ponto no diagrama x-y. A "curva" que une esses pontos é a curva de ROC.
A área sob a curva ("AUC") é o indicador que per- mite a representação da sensibilidade e especificidade de um teste, ensaio ou método na faixa inteira de pontos de corte com apenas um único valor. A AUC máxima é 1 (um teste per- feito) e a área mínima é Quanto mais próxima a AUC é de 1, melhor é a precisão do teste.
O termo "alto grau de precisão diagnostica" signi- fica um teste ou ensaio (tal como o teste da invenção para determinar a presença clinicamente significativa do polipep- tídeo PD-1, que desta forma indica a presença de diabetes), no qual a AUC (área sob a curva de ROC para o teste ou en- saio) é de pelo menos 0,70, desejavelmente pelo menos 0,75, mais desejavelmente pelo menos 0,80, de preferência pelo me- nos 0,85, mais preferivelmente pelo menos 0,90, e com a mai- or preferência, pelo menos 0,95.
O termo "grau muito, alto de precisão diagnostica" significa um teste ou ensaio no qual a AUC (área sob a curva de ROC para o teste ou ensaio) é de pelo menos 0, 875, dese- javelmente pelo menos 0,90, mais desejavelmente pelo menos 0,925, de preferência pelo menos 0,95, mais preferivelmente pelo menos 0, 975, e com a maior preferência, pelo menos 0,98.
Opcionalmente, a expressão de outros biomarcadores conhecidos para um câncer específico também são determinados como outra indicação de se o indivíduo é ou não portador de um câncer. Por exemplo, CD10, bcl-6, CD20 ou CXCR5 é detec- tado . O polipeptideo PD-I e os biomarcadores adicionais são detectados de qualquer maneira apropriada, mas são de- tectados tipicamente colocando uma amostra retirada e um pa- ciente em contato com um anticorpo que se liga a PD-I ou ao biomarcador, e depois detectando a presença ou ausência de um produto da reação. 0 anticorpo pode ser monoclonal, po- liclonal, quimérico, ou um fragmento dos precedentes, como discutido detalhadamente abaixo, e a etapa de detectar o produto da reação pode ser conduzida com qualquer imunoen- saio apropriado. A amostra retirada do indivíduo é tipica- mente um fluido biológico como descrito acima, e pode ser a mesma amostra de fluido biológico usada para conduzir o mé- todo descrito acima.
A expressão de um polipeptideo PD-I permite também que o curso do tratamento de câncer seja monitorado. Neste método, uma amostra biológica é providenciada a partir de um indivíduo que está sofrendo tratamento, por exemplo, trata- mento cirúrgico, quimioterápico ou hormonal de um câncer. Caso desejado, as amostras biológicas são obtidas do indiví- duo em vários pontos no tempo, antes, durante ou deposi do tratamento, A expressão de um PD-I é então determinada e comparada com uma referência, por exemplo, um controle cujo estado canceroso é conhecido. A amostra referencial foi ex- posta ao tratamento. Alternativamente, a amostra referenci- al não foi exposta ao tratamento. Opcionalmente, tal moni- toramento é conduzido preliminarmente por procedimentos ci- rúrgicos de desambigüização de confirmação e subseqüentemen- te procedimentos cirúrgicos de desambigüização. Por exem- pio, as amostras podem ser retiradas de indivíduos que rece- beram tratamento cirúrgico inicial para câncer e subseqüente tratamento com agentes antineoplásicos para este câncer a fim de monitorar a progressão do tratamento.
Caso a amostra referencial seja de um indivíduo que não tem câncer, uma similaridade ou um decréscimo na quantidade do polipeptídeo PD-I na amostra em teste e na a- mostra referencial indica que o tratamento é eficaz. Entre- tanto, um aumento na quantidade do polipeptídeo na amostra em teste e na amostra referencial indica um resultado ou prognóstico clínico menos favorável.
O termo "eficaz" significa que o tratamento leva a um decréscimo na quantidade de um polipeptídeo PD-1, ou um decréscimo no tamanho, prevalência ou potencial metastático de um tumor em um indivíduo. A avaliação do câncer é feita usando protocolos clínicos convencionais. A eficácia é de- terminada em associação com qualquer método conhecido para diagnosticar ou tratar o tumor específico. A expressão de um polipeptídeo PD-I permite também a identificação de paci- entes que serão responsivos à terapia sistêmica, por exem- plo, quimioterápica hormonal ou radioativa. Neste método, uma amostra biológica é retirada de um indivíduo antes de sofrer tratamento cirúrgico para um câncer. A expressão de um polipeptídeo PD-I é então determinada e comparada com uma amostra biológica obtida do indivíduo depois da remoção ci- rúrgica do câncer. O paciente possivelmente será responsivo ao tratamento sistêmico se a quantidade do polipeptídeo di- minuir depois da remoção cirúrgica do câncer. Em contraste, o paciente possivelmente não será responsivo ao tratamento sistêmico se a quantidade do polipeptideo permanecer cons- tante ou aumentar depois da remoção cirúrgica do câncer.
A expressão do polipeptideo PD-I ou de outros bio- marcadores de câncer é determinada no nivel de proteínas ou ácidos nucléicos, usando qualquer método conhecido nessas técnicas. Por exemplo, pode ser usada a análise de hibridi- zação Northern, usando sondas que reconhecem especificamente uma ou mais dessas seqüências, para determinar a expressão gênica. Alternativamente, a expressão é medida usando en- saios de PCR baseados em transcrição inversa, por exemplo, usando iniciadores específicos para a seqüência de genes ex- pressada diferencialmente. A expressão é determinada também no nível de proteínas, isto é, medindo os níveis de peptí- deos codificados pelos produtos gênicos aqui descritos, ou suas atividades. Tais métodos são bem conhecidos e incluem, por exemplo, imunoensaios baseados em anticorpos para as proteínas codificadas pelos genes. Qualquer material bioló- gico pode ser usado para a detecção/quantificação da proteí- na ou sua atividade. Alternativamente, um método apropriado pode ser selecionado para determinar a atividade de proteí- nas codificadas pelos genes marcadores de acordo com a ati- vidade de cada proteína analisada.
O indivíduo é, de preferência, um mamífero. 0 ma- mífero é, por exemplo, um humano, primata não-humano, camun- dongo, rato, cavalo ou bovídeo. Os indivíduos são tipica- mente fêmeas humanas ou machos humanos. 0 indivíduo foi di- agnosticado anteriormente como portador de um câncer, e pos- sivelmente já está passando por tratamento para o câncer. Alternativamente, o indivíduo não foi diagnosticado anteri- ormente como portador de um câncer. A presente invenção é útil com todos os pacientes em risco de ter um câncer. Em- bora cada tipo de câncer tenha seu próprio conjunto de fato- res de risco, o risco de desenvolver câncer aumenta com a idade, gênero, raça e histórico médico pessoal e familial. Outros fatores de risco são largamente relacionados a esco- lhas de estilo de vida, embora certas infecções, exposições ocupacionais e alguns fatores ambientais também possam estar relacionados ao desenvolvimento de câncer.
O diagnóstico de câncer é feito tipicamente atra- vés da identificação de uma massa em um exame, embora ele possa ser através de outros meios tais como diagnóstico ra- diológico, ou ultra-som. O tratamento é tipicamente através de cirurgia citorredutora, e em seguida, tratamento com a- gentes antineoplásicos tais como docetaxel, vinorrelbina, gencitabina, capecitabina ou combinações de ciclofosfamida, metotrexato, e fluorouracila; ciclofosfamida, doxorrubicina e fluorouracila; doxorrubicina e ciclofosfamida; doxorrubi- cina e ciclofosfamida com paclitaxel; doxorrubicinba e de- pois CMF; ou ciclofosfamida, epirrubicina e fluorouracila. Alem disso, muitos pacientes precisarão terapia de radiação.
Os imunoensaios conduzidos de acordo com a presen- te invenção podem ser ensaios homogêneos ou ensaios hetero- gêneos. Em um ensaio homogêneo, a reação imunológica envol- ve usualmente o anticorpo específico (por exemplo, polipep- tídeo PD-1), um analisado marcado, e a amostra de interesse. O sinal gerado pelo marcador é modificado, direta ou indire- tamente, depois da ligação do anticorpo ao analisado marca- do. A reação imunológica e a detecção da sua extensão são conduzidas em uma solução homogênea. Os marcadores imuno- químicos que podem ser empregados incluem radicais livres, radioisótopos, corantes fluorescentes, enzimas, bacteriófa- gos, ou coenzimas.
Em uma abordagem de ensaio homogêneo, os reagentes são usualmente a amostra, o anticorpo, e o meio para produ- zir um sinal detectável. As amostras descritas acima podem ser usadas. O anticorpo é genericamente imobilizado sobre um suporte, tal como uma pérola, placa ou lâmina, e colocado em contato com o espécime suspeito de conter o antígeno em uma fase líquida. O suporte é então separado da fase líqui- da e a fase do suporte ou a fase líquida é examinada quanto a um sinal detectável, empregando o meio para produzir esse sinal. O sinal está relacionado à presença do analisado na amostra. Os meios para produzir um sinal detectável incluem o uso de marcadores radioativos, marcadores fluorescentes, ou marcadores enzimáticos. Por exemplo, caso o antígeno a ser detectado contenha um segundo sítio de ligação, um anti- corpo que se liga a este sítio pode ser conjugado a um grupo detectável e adicionado à solução da reação na fase líquida antes da etapa de separação. A presença do grupo detectável sobre o suporte sólido indica a presença do antígeno na a- mostra em teste. Os exemplos de imunoensaios apropriados são radioimunoensaios, métodos de imunofluorescência ou imu- noensaios ligados a enzima. Os versados nessas técnicas devem estar familiari- zados com inúmeros formatos de imunoensaios específicos e variações deles, que podem ser úteis para conduzir o método aqui descrito. Vide genericamente E. Maggio, "Enzyme- Immunoassay" (1980) (CRC Press, Inc., Boca Raton, FL); vide também patente n2 US 4.727.022, expedida para Skold et al., intitulada "Methods for Modulating Ligand-Receptor Interac- tions and their Application", patente n- US 4.659.678, expe- dida para Forrest et al., intitulada "Immunoassay of Anti- gens", patente n- US 4.376.110, expedida para David et al., intitulada "Immunometric Assays Using Monoclonal Antibodi- es", patente n2 US 4.275.149, expedida para Litman et al., intitulada "Macromolecular Environment Control in Specific Receptor Assays", patente n2 US 4.233.402, expedida para Maggio et al., intitulada "Reagents and Method Employing Chanelling", e patente n2 US 4.230.767, expedida para Bogus- laski et al., intitulada "Heterogeneous Specific Binding As- say Employing a Coenzyme as Label". Os anticorpos são con- jugados a um suporte sólido apropriado para um ensaio diag- nóstico (por exemplo, pérolas, placas, lâminas ou poços for- mados a partir de materiais tais como látex ou poliestire- no) , de acordo com técnicas conhecidas, tal como precipita- ção. Os anticorpos aqui descritos podem ser similarmente conjugados a grupos detectáveis tais como radiomarcadores (por exemplo, 35S,125 I, 131I), marcadores enzimáticos (por exemplo, peroxidase de rábano, fosfatase alcalina), e marca- dores fluorescentes (por exemplo, fluoresceina), de acordo com técnicas conhecidas. Os kits diagnósticos para conduzir os métodos aqui descritos são produzidos de inúmeras maneiras. Em uma moda- lidade, o kit diagnóstico compreende (a) um anticorpo (por exemplo, polipeptideo PD-1) conjugado a um suporte sólido, e (b) um segundo anticorpo da invenção conjugado a um grupo detectável. Os reagentes podem incluir também agentes auxi- liares tais como tampões e agentes estabilizadores de prote- ínas, como por exemplo, polissacarídeos e similares. 0 kit diagnóstico pode incluir ainda, quando necessário, outros membros do sistema produtor de sinais, do qual o grupo de- tectável é um membro (por exemplo, substratos enzimáticos) , agentes para reduzir interferência de fundo em um teste, um aparelho para conduzir o teste, e similares. Alternativa- mente, um kit de teste contém (a) um anticorpo, e (b) um parceiro de ligação específico para o anticorpo conjugado a um grupo detectável. Os agentes auxiliares descritos acima podem ser similarmente incluídos. 0 kit do teste pode ser embalado de qualquer maneira apropriada, tipicamente com to- dos elementos em um único recipiente junto com uma folha de instruções impressas para conduzir o teste.
A invenção baseia-se em parte nos experimentos descritos nos exemplos que se seguem. Estes exemplos são fornecidos para ilustrar a invenção e não devem ser inter- pretados como limitativos.
Exemplo 1: Inibição da Via de PD-I em Camundongos Infectados de Forma Crônica Usando Anticorpos Anti-PD-I
Camundongos infectados com várias cepas do vírus da coriomeningite linfocítica (LCMV) foram usados para estu- dar o efeito de infecção viral crônica sobre a função de cé- lulas T CD8+. A cepa Armstrong do LCMV causa uma infecção aguda que é depurada dentro de 8 dias, deixando para trás uma população longeva de células T CD8+ altamente funcionais com memória quiescente. A cepa Cl-13 do LCMV, em contraste, estabelece uma infecção persistente no hospedeiro, CARACTERIZADA por uma viremia que dura até 3 meses. O virus permanece em alguns tecidos indefinidamente e as células T CD8+ especificas do antigeno tornam-se funcionalmente enfra- quecidas. As células T DbNP396-404 são fisicamente deleta- das, enquanto que as células T CD8+ DbGP33-41 e DbGP276-286 persistem mas perdem a capacidade de proliferar ou secretar citocinas antivirais, tais como IFN-γ e TNF-α.
Camundongos C57BL/6 foram adquiridos no National Câncer Institute (Frederick, MD). Os camundongos foram in- fectados de forma intravenosa com 2 χ 10^6 pfu de LCMV-C1-13. Depleções de CD4 foram realizadas injetando 500 μg de GKl. 5 em PBS no dia da infecção e no dia seguinte à infecção. Ca- mundongos imunes contra LCMV são gerados infectando os ca- mundongos por via intraperitoneal com 2 χ 10^5 pfu de LCMV Armstrong.
Realizou-se uma análise de formação de genes em células T CD8+ transgênicos P14 especificas de DbGP33-41 naive purificadas com FACS, células T CD8+ com memória espe- cifica de DbGP33-41 derivadas de camundongos imunes a LCMV Armstrong, e células T CD8+ especificas de DbGP33-41 ou es- pecificas de DbGP276-286 derivadas de camundongos infectados com LCMV Cl-13 depletados de CD4+. 0 isolamento do RNA e a análise da formação de genes foram realizados como descrito por Kaech et al., Cell 111:837-51 (2002). O RNAm de PD-I foi altamente expressado em células T CD8+ exauridas em re- lação às células T CD8+ de memória (Figura IA). Além disso, PD-I foi expressado sobre a superfície de células T CD8+ em camundongos infectados com LCMV Cl-13, mas não estava pre- sente sobre a superfície de células T CD8+ depois da depura- ção de LCMV Armstrong (Figura 1B) . Camundongos infectados de forma crônica também expressaram níveis mais altos de um dos ligantes de PD-1, PD-L1, na maioria dos linfócitos e APC em comparação com camundongos não-infectados. Assim sendo, a persistência do antígeno viral e a exaustão de células T CD8+ são concomitantes com uma indução na expressão de PD-1.
Para testar a hipótese de que o bloqueio da via de PD-1/PD-L1 pode restaurar a função de células T e intensifi- car o controle viral durante infecção crônica com LCMV, a via co-inibitória de PD-1/PD-L1 foi rompida durante a infec- ção crônica com LCMV usando anticorpos bloqueadores aPD-Ll. Um anticorpo monoclonal bloqueador contra PD-Ll foi adminis- trado por via intraperitoneal a cada três dias a camundongos infectados com LCMV Cl-13 (200 μg de anticorpos monoclonais do rato anti-IgG2b de PD-Ll do camundongo (clone 10F.5C5 ou 10F.9G2)) desde o Dia 23 até o Dia 37 após a infecção. No Dia 37 havia aproximadamente 2,5 vezes mais células T CD8 + específicas de DbNP396-404 e 3 vezes mais células T CD8+ es- pecíficas de DbGP33-41 nos camundongos tratados em relação aos controles não tratados (Figura 2A). A indução na proli- feração foi específica para células T CD8+ pois o número de células T CD4+ no baço foi aproximadamente o mesmo nos ca- mundongos tratados e nos camundongos não-tratados (~6 χ IO4 IAbGP61-80 de células T CD4+ por baço) .
Além de um aumento na proliferação de células T CD8+, a inibição da sinalização de PD-I também reduziu em uma população aumentada de citocinas antivirais em células T CD8+ especificas do virus. A produção de IFN-γ e TNF-α por células T CD8+ para oito epitopos de CTL diferentes foi de- terminada. A resposta combinada foi 2,3 vezes mais alta nos camundongos tratados em comparação com os camundongos não- tratados (Figuras 2B e 2C) . Um aumento de 2 vezes na fre- qüência de células produtoras de TNF-α também foi observado após o tratamento (Figura 2D). A depuração viral também foi acelerada depois que o virus foi depurado do soro, baço e fígado dos animais tratados. As titulações virais reduzidas foram observadas no pulmão e no rim (~10 vezes) no Dia 37 após a infecção (14 dias depois do início do tratamento) nos camundongos tratados. Os camundongos não-tratados, entre- tanto, apresentaram níveis significativos do vírus em todos estes tecidos (Figura 2E) . As titulações virais no soro e em homogeneizados de tecidos foram determinadas usando célu- las Vero, como descrito em Ahmed et al., J. Virol. 51:34-41 (1984). Os resultados que indicam que um inibidor de PD-I aumenta a proliferação de células T CD8+ e a depuração viral indicam, portanto, que a inibição da sinalização de PD-I restaura a função de células T CD8+. Além disso, a inibição da sinalização de PD-I intensificou também respostas de cé- lulas B pois o número de células secretoras de anticorpos específicos de LCMV no baço também foi aumentado (> 10 ve- zes) depois do tratamento.
As células T CD4+ desempenham um papel importante na geração e manutenção de respostas de células T CD8+. A este respeito, as células T CD8+ iniciadas na ausência de células T CD4+ (denominadas células T CD8+ "desamparadas") são incapazes de montar respostas imunes normais. Além dis- so, a infecção crônica por LCMV é mais grave na ausência de células T CD4 + . Conseqüentemente, as células T desamparadas geradas durante a infecção por LCMV Cl-13 apresentam enfra- quecimento funcional ainda mais profundo do que as células T geradas na presença de células T CD4+. As células T CD8+ específicas de DbNP396-404 são deletadas até níveis não- detectáveis, e as células T CD8+ específicas de DbGP33-41 e DbGP276-286 perdem completamente a capacidade de secretar IFN-γ e TNF-a.
As células T CD4+ foram depletadas na hora da in- fecção por LCMV /Cl-13 e os camundongos foram tratados com anticorpos anti-PD-Ll a partir do Dia 46 até o Dia 60 após o tratamento. As células T CD4+ específicas de LCMV não eram detectáveis por coloração com IFN-γ intracelular antes ou depois do tratamento. Depois do tratamento, os camundongos tratados tinham aproximadamente 7 vezes mais células T CD8+ DbGP276-286 e 4 vezes mais células T CD8+ DbGP33-41 em seu baço do que os camundongos não-tratados (Figura 3A). O nú- mero de células T CD8+ específicas do vírus no baço também foi aumentado (Figura 3B) . Este aumento nas células T CD8 + específicas do vírus nos camundongos tratados foi atribuído a um aumento na proliferação, como detectado por incorpora- ção de BrdU. 43% das células T CD8+ DbGP276-286 incorpora- ram níveis intermediários de BrdU e 2% incorporaram níveis altos de BrdU nos camundongos não-tratados, enquanto que 50% das células T CD8+ DbGP276-286 incorporaram níveis interme- diários de BrdU e 37% incorporaram níveis altos de BrdU nos camundongos tratados. A análise por BrdU foi realizada in- troduzindo 1 mg/mL de BrdU na água de beber durante o trata- mento e a coloração foi realizada de acordo com o protocolo do fabricante (BD Biosciences, San Diego, CA) . Além disso, os camundongos tratados continham uma porcentagem mais alta de células T CD8+ que expressam a proteína associada ao ci- clo celular Ki67 (60% versus 19% em camundongos não- tratados, Figura 3C). A resposta ao tratamento em células T CD8+ na PBMC ficou restrita aos camundongos com níveis altos de expansão de células T CD8+.
A inibição de PD-ltambém aumentou a produção de citocinas antivirais em células T CD8 + desamparadas exauri- das específicas do vírus. Depois do tratamento, o número de células T CD8+ DbGP33-41 e DbGP276-286 que produzem IFN-γ foi aumentado acentuadamente (Figura 4A) , embora números mais altos de células T CD8+ específicas de DbNP396-404, KbNP205- 212, DbNP166-175 e DbGP92-101 também tenham sido detectados em camundongos tratados (Figura 4A). 50% das células T CD8+ específicas de DbGP276-286 de camundongos tratados conseguem produzir IFN-γ em comparação com 20% das células T CD8+ es- pecíficas de DbGP276-286 nos camundongos não-tratados do controle (Figura 4B) . Os níveis de IFN-γ e TNF-α produzidos por células T CD8+ especificas de DbGP276-286 de camundongos tratados, entretanto, foram mais baixos do que o das células de memória especificas de DbGP276-286 completamente funcio- nais (Figura 4C).
A inibição de PD-I aumentou também a atividade Ii- tica de células T CD8+ desamparadas, exauridas, especificas do vírus. A atividade lítica ex vivo de células T CD8+ es- pecíficas do vírus foi detectada depois do tratamento, usan- do um ensaio de liberação de 51Cr (Wherry et al., J. Virol. 77:4911-27 (2003)). As titulações virais foram reduzidas em aproximadamente 3 vezes no baço, 4 vezes no fígado, 2 vezes no pulmão, e 2 vezes no soro depois de 2 semanas de trata- mento, em relação aos camundongos não-tratados (Figura 4E).
Estes resultados demonstram, portanto, que o blo- queio da via de PD-I rompe a tolerância periférica a CTL pa- ra uma infecção viral crônica, e que as células T CD8+ exau- ridas privadas da ajuda de células T CD4+ não são inativadas irreversivelmente.
Exemplo 2: Administração de Vacina Antiviral e I- nibidor de PD-I
Uma abordagem para reforçar respostas de células T durante uma infecção persistente é a vacinação terapêutica. A lógica para esta abordagem é que os antígenos endógenos podem não ser apresentados de uma maneira ideal ou imunogê- nica durante a infecção viral crônica, e que disponibilizar o antígeno na forma de uma vacina pode proporcionar um estí- mulo mais eficaz para células TeB específicas do vírus. Usando o modelo de LVMV crônico, camundongos receberam a ad- ministração de um vírus da vacínia recombinante que expressa o epitopo GP33 do LCMV como uma vacina terapêutica (VVGP33), o que resultou em uma intensificação módica de respostas de células T CD8+ em alguns camundongos infectados de forma crônica. Quatro dos nove camundongos infectados de forma crônica que receberam a vacina terapêutica tiveram um aumen- to significativo na resposta imune contra GP33. Quando esta vacinação terapêutica foi combinada com um inibidor de PD-1, as respostas de células T específicas de LCMV foram reforça- das para um nível mais alto em comparação com o tratamento isolado e o efeito do tratamento combinado foi mais do que aditivo.
Exemplo 3: Inibição da Via de PD-I em Camundongos Infectados de Forma Crônica Usando RNAi de PD-I
A interferência por RNA (RNAi) é capaz de silenci- ar a expressão gênica em células de mamíferos. RNAs longos de filamento duplo (dsRNAs) são introduzidos em células e são, a seguir, transformadas em RNAs menores silenciadores (siRNAs) que assestam moléculas de RNAm específicas ou um pequeno grupo de RNAm's. Esta tecnologia é particularmente útil em situações nas quais os anticorpos não são funcio- nais. Por exemplo, RNAi pode ser empregada em uma situação na qual variantes singulares de junção produzem formas solú- veis de PD-I e CTLA-4.
Os RNAs silenciadores de PD-I são inseridos em um vetor de expressão siRNA disponível no mercado, tais como os vetores de expressão ρSilencer™ ou vetores adenovirais (Am- bion, Austin, TX) . Estes vetores são então colocados em contato com células T alvo exauridas in vivo ou ex vivo (vi- de Exemplo 4).
Exemplo 4: Rejuvenescimento Ex Vivo de Células T
Exauridas
Células T CD8+ exauridas especificas de virus são isoladas a partir de camundongos infectados de forma crônica com LCMV Cl-13, usando pérolas magnéticas ou centrifugação por densidade. As células T CD8+ transfectadas são coloca- das em contato com um anticorpo monoclonal que assesta PD- LI, PD-L2 ou PD-1. Como descrito no Exemplo 1, a inibição da via de PD-1 resulta no rejuvenescimento de células T CD8+. Conseqüentemente, há um aumento na proliferação de células T CD8+ e na produção de citocinas, por exemplo. Es- tas células T CD8+ rejuvenescidas são reintroduzidas nos ca- mundongos infectados e a carga viral é medida como descrito no Exemplo 1.
Exemplo 5: Triagem In Vitro de Compostos Inusita- dos Rejuvenescedores de Células T CD8+
Os compostos que modulam a via de PD-I podem ser identificados ensaios de triagem in vivo e ex vivo baseado em sua capacidade de reverter a exaustão de células T CD8 + resultantes de infecção viral crônica.
As células T CD8+ são derivadas de camundongos quimicamente infectados com LCMV-C1-13 e depois colocadas em contato com um composto em teste. A quantidade de citocinas antivirais (por exemplo, IFN-γ ou TNF-α) liberada pela célu- la T contatada é medida, por exemplo, por ELISA ou outro mé- todo quantitativo, e comparada com a quantidade, caso haja, da citocina antiviral liberada pela célula T exaurida não contatada com o composto em teste. Um aumento na quantidade da citocina antiviral liberada pelas células tratada em re- lação a essa quantidade em células não-tratadas identifica o composto como sendo um inibidor de PD-1, útil para modular a atividade de células T.
Exemplo 6: Triagem In Vivo de Compostos Inusitados Rejuvenescedores de Células T CD8+
As células T CD8+ exauridas são derivadas de ca- mundongos quimicamente infectados de forma crônica com LCMV- Cl-13. Um composto em teste é administrado por via intrave- nosa aos camundongos infectados. A quantidade de citocinas antivirais (por exemplo, IFN-γ ou TNF-α) que é liberada para dentro do soro de camundongos tratados e não-tratados é me- dida, por exemplo, por ELISA ou outro método quantitativo, e comparada. Um aumento na quantidade de citocina antiviral encontrada no soro em camundongos tratados em relação a essa quantidade em camundongos não-tratados identifica um compos- to em teste como um inibidor de PD-1. Alternativamente, a titulação viral (por exemplo, a titulação viral sérica) pode ser determinada antes e depois do tratamento com o composto em teste.
Exemplo 7: Chimpanzés como um Modelo para Imunote- rapia de Infecção Persistente por HCV
Chimpanzés proporcionam um modelo de persistência de HCV em humanos. Os defeitos na imunidade de células T que levam a uma persistência vitalícia incluem um déficit em células auxiliadoras T CD4+ específicas de HCV e a uma ati- vidade de células T CD8+ efetoras enfraquecida ou alterada. Os chimpanzés infectados de forma crônica são tratados com anticorpos contra CTLA-4, PD-1, ou uma combinação dos dois. A eficácia do bloqueio das vias inibitórias, combinada com vacinação, usando proteínas de HCV estruturais e não- estruturais recombinantes, e a possibilidade de essas estra- tégias intensificarem a freqüência e a longevidade de célu- las T de memória específicas do vírus, são determinadas. 0 defeito na imunidade de células T é exclusivamente específi- co de HCV em humanos e chimpanzés infectados de forma per- sistente. 0 sangue e o fígado de chimpanzés infectados são examinados quanto à expressão de CTLA-4, PD-1, BTLA e seus ligantes, e quanto à presença de células Treg. A atividade antiviral pode ser então restaurada, distribuindo aos chim- panzés anticorpos monoclonais humanizados que bloqueiam a sinalização através dessas moléculas.
Os chimpanzés infectados de forma persistente são tratados com anticorpos aCTLA-4 humanizados (MDX-010, Meda- rex) ou anticorpos aPD-1. A dose inicial de MDX-010 é de 0,3 mg/kg, e depois de 2 semanas, 1,0 mg/kg, e depois 3, 10, 30 mg/kg em intervalos de três semanas. Depois do tratamen- to com anticorpos para moéculas co-inibitórias, as respostas imunes humorais e celulares, bem como a carga do RNA de HCV, devem ser determinadas. As amostras são coletadas em 1, 2, 3, 5 e 8 semanas, e depois em intervalos mensais. As amos- tras incluem: (1) soro para análise de transaminases, anti- corpos, anticorpos neutralizadores para HCV, e respostas de citocinas, (2) plasma para carga vira! e evolução do genoma, (3) PBMC para medições da imunidade in vitro, expressão e função de receptores co-estimuladores/inibitórios, (4) fíga- do fresco (não fixado) para isolamento de linfócitos intra- hepáticos e RNA, e (5) fígado fixado (embutido em for- mol/parafina) para histologia e análise imunoistoquímica. Nodos linfáticos regionais também são coletados em 2 ou 3 pontos no tempo de moléculas co-inibitórias e variantes de junção por imunoistoquímica e técnicas moleculares. Ensaios para avaliar a eficácia e a segurança dessas terapias devem ser realizados côo aqui descrito.
Para determinar se a vacinação com antígenos de HCV potencializa o efeito terapêutico de anticorpos para PD- 1, chimpanzés são tratados da seguinte maneira: (1) imuniza- ção intramuscular com glicoproteínas de envelope recombinan- tes El e E2 (em adjuvante MF59) e outras proteínas (núcleo mais NS 3, 4 e 5 formulado com ISCOMS) em O, 4 e 24 semanas; (2) imunização intramuscular com a vacina usada no item (1), mas co-administrada com anticorpos aCTLA-4 (30 mg de cada por quilograma de peso corporal, via intravenosa em 0, 4 e 24 semanas quando a vacina é dada; (3) idêntico ao item (2), exceto que os anticorpos CTLA-4 são substituídos por anti- corpos aPD-1 (ou BTLA); (4) idêntico aos Grupos 2 e 3 exceto que uma combinação CTLA-4 e PD-I (ou BTLA) é usada além da vacina. As respostas de células TeB específicas de HCV são monitoradas em intervalos mensais depois da imunização por um período de 1 ano.
Os marcadores examinados em células HCV-tetrâmero+ e células T totais nesta análise incluem marcadores de dife- renciação (por exemplo, CD45RA/RO, CD62L, CCR7, e CD27), a- tivação (por exemplo, CD25, Cd69, CD38 e HLA-DR), sobrevi- vência/proliferação (por exemplo, bcl-2 e Ki67), potencial citotóxico (por exemplo, granzimas e perforina), e recepto- res de citocinas (CD122 e CD127). Existe uma correlação in- teressante entre os níveis pré-terapia da quimiocina IP-10 e a resposta a PEG IFN-y/ribavirina. Os níveis de IP-10 são medidos ara investigar uma correlação potencial entre vias reguladoras negativas ou respostas de células T específicas de HCV e níveis de IP-10. A expressão de receptores inibi- tórios e ligantes em PBMC é realizada por citometria de fluxo.
Exemplo 8: Imunocoloração em Tecido Linfóide Reativo
Materiais
O material do caso foi obtido no Brigham & Women's Hospital, Boston, MA, de acordo com as políticas institucio- nais. Todos diagnósticos basearam-se em características histológicas e imunofenotípicas descritas no Sistema de Classificação de Linfomas da Organização Mundial da Saúde (Jaffe, E.S., 2001) em todos os casos o material diagnóstico foi fiscalizado por um hematopatologista.
Imunocoloração
A imunocoloração para PD-1 foi realizada em seções de tecido embutido em parafina fixado com formol depois da recuperação do antígeno com micro-ondas em tampão de citrato 10 mM, pH 6,0, com um anticorpo monoclonal de PD-1 anti- humano descrito anteriormente (5H7; 5), usando um método- padrão indireto com peroxidase de rábano e avidina/biotina e revelação de cores com diaminobenzidina, como descrito ante- riormente (Jones, D. et al. , 1999; Dorfman, D.M. et al., 2003) . Os casos foram considerados como imunorreativos para PD-I se pelo menos 25% das células neoplásicas apresentassem coloração positiva. A coloração de PD-I foi comparada com a do anticorpo de controle de isótipos de IgG do camundongo diluído até uma concentração de proteína idêntica para todos os casos estudados, para confirmar a especificidade da colo- ração.
0 anticorpo monoclonal 2H7 para PD-I foi usado pa- ra corar espécimes embutidos em parafina fixados com formol de tecido linfóide reativo, timo e uma série de casos de distúrbios Iinfoproliferativos de células B e células T. Nos espécimes de tonsila que apresentavam mudanças reativas, incluindo hiperplasia folicular, um subconjunto de linfóci- tos predominantemente pequenos nos centros germinais apre- sentou coloração citoplasmática para PD-1, sendo que células PD-I positivas infreqüentes foram observadas nas zonas de células T interfoliculares. 0 padrão da coloração de PD-I em centros germinais foi virtualmente idêntico àquele obser- vado com um anticorpo para CD3, um marcador de pan-células T, enquanto que um anticorpo para CD20, um marcador de pan- células T, coloriu a vasta maioria de células B do centro germinal. Resultados similares foram observados em seções histológicas de nodos linfáticos reativos e no baço. Nenhu- ma coloração de PD-I foi observada no timo de adultos.
Exemplo 9: Imunocoloração de PD-I em Seções de Te- cido Embutido em Parafina de Distúrbios Linfoproliferativos de Células B e células T
Uma série de distúrbios Iinfoproliferativos de cé- lulas B e células T para expressão de PD-I foi estudada; os resultados estão resumidos na Tabela 1. Quarenta e dois ca- sos de distúrbios Iinfoproliferativos de células B foram e- xaminados quanto à expressão de PD-1, incluindo casos repre- sentativos de leucemia Iinfoblástica/linfoma Iinfoblástico B precursor, bem como uma série de distúrbios linfoprolifera- tivos de células B maduras, incluindo inúmeros linfomas não- Hodgkin de células B de origem folicular, incluindo 6 casos de linfoma folicular e 7 casos de Iinfoma de Burkitt. Ne- nhum dos distúrbios lonfoproliferativos de células B apre- sentou coloração para PD-1. Em alguns casos, o tecido Iin- fóide reativo não-neoplásico estava presente, e indicou um padrão de coloração de PD-I como observado na tonsila e ou- tro tecido Iinfóide reativo assinalado acima.
Similarmente, em 25 casos de linfoma de Hodgkin, incluindo 11 casos de linfoma Hodgkin clássico e 14 casos de linfoma de Hodgkin linfocitário predominante, as células ne- oplásicas não apresentaram coloração para PD-1. O interes- sante é que em todos os 14 casos de linfoma de Hodgkin lin- focitário predominante, as células T que circundam as célu- las L&H CD20-positivas foram imunorreativas para PD-1, simi- lar ao padrão de coloração notado para células T CD57+ em linfoma Hodgkin linfocitário predominante. Estas células PD-l-positivas eram um subconjunto da população total de cé- lulas T CD3+ presentes. Uma série de distúrbios linfoproliferativos de cé- lulas T foi estudada quanto à expressão de PD-1; os resulta- dos estão resumidos na Tabela 1. Os casos de leucemia lin- foblástica/linforna linfoblástico de células T precursoras, um neoplasma de células T imaturas, foram negativos para PD- 1, como o foram os neoplasmas de células T pós-timicas peri- féricas, incluindo casos de leucemia pró-linfocitica de cé- lulas T, linfoma de células T periféricas, linfoma de célu- las grandes anaplásicas inespecificas, e leucemia/linfoma de células T adultas. Em contraste, todos os 19 casos de lin- foma angioimunoblástico continham focos de células PD-I- positivas que também eram imunorreativas para marcadores de pan-células T, tal como CD3. As células PD-l-positivas fo- ram encontradas consistentemente em focos de redes de célu- las dendriticas foliculares CD21+ expandidas (FDC), uma ca- racterística típica de linfoma angioimunoblástico.
Tabela 1
Imunocoloração de PD-I em Distúrbios Linfoprolife- rativos
<table>table see original document page 84</column></row><table> <table>table see original document page 85</column></row><table>
Abreviaturas: B-LL/LL - linforaa I=linfoblásti- co/leucemia linfoblástica de células B precursoras; leucemia linfocitica crônica; MCL - linfoma de células do manto; FL - linfoma folicular; MZL - linfoma da zona marginal; HCL - leucemia de células pilosas; DLBCL - linfoma de células B grandes difusas; BL - linfoma de Burkitt; LPL - linfoma lin- foplasmacitico; MM - mieloma múltiplo; T-LL/L - leucemia linfoblástico/leucemia linfoblástica de células T precurso- ras; T-PLL - leucemia pró-linfocitica; ALCL - linforma de células grandes anaplásicas; ATLL - leucemia/linfoma de cé- lulas T adultas.
*número de casos imunorreativos/número total de casos
**células PD-l-positivas foram rosetas ao redor de células L&H neoplásicas em 14/14 casos
Exemplo 10: Métodos Gerais para Estudar a Expres- são de PD-I em Células T CD8 Humanas Específicas de HIV
Os métodos que se seguem foram usados para reali- zar os experimentos detalhados nos Exemplos 11-14. Indivíduos do Estudo
Os participantes do estudo com infecção crônica por HIV-I clade C foram recrutados em uma clínica de pacien- tes de ambulatório do Hospital McCord, Durban, África do Sul, e do St. Mary's Hospital, de Mariannhill, África do Sul. 0 sangue periférico foi coletado de 65 indivíduos nes- ta coorte, sendo que todos estavam sob terapia anti- retroviral nalve na hora da análise. Os indivíduos foram selecionados para inclusão baseado nos seus alelos HLA ex- pressados equivalentes aos dez tetrâmeros classe I que foram construídos (vide abaixo). A carga viral média da coorte era de 42.800 cópias do RNA de HIV-l/mL de plasma (faixa de 163-750.000), e a contagem média absoluta de CD4 era de 362 (faixa de 129-1.179). As informações quanto à duração da infecção não estavam disponíveis. Todos indivíduos deram consentimento por escrito para o estudo, que foi aprovado pelas diretorias de revisão das instituições locais.
Construção de Anticorpos para PD-I e PD-Ll Anticorpos monoclonais para PD-L1 humano (29E.2a3, IgG2b do camundongo) e para PD-1 humano (EH12, IgG1 do ca- mundongo) foram preparados como descrito anteriormente e de- monstraram bloquear a interação PD1:PD-L1.
Tetrâmeros Classe I de MHC
Dez tetrâmeros Classe I de MHC ,sintetizados como descrito anteriormente (Altman, J.D. et al., 1996), foram usados neste estudo: A*0205 (p24, GAFDLSFFL; SEQ ID NO: 1), A*3022 KIY9 (Integrase, KIQNFRVYY; SEQ ID NO: 2), B*0801 DI8 (p24, DIYKRWII, SEQ ID NO: 3), B*0801 FL8 (Nef, FLKEKGGL; SEQ ID NO: 4), B*4201 RM 9 (Nef, RPQVPLRPM: SEQ ID NO: 5), B*4201 TL9 (p24, TPQDLNTML, SEQ ID NO: 6), B*4201 TLlO (Nef, TPGRGVRYPL, SEQ ID NO: 7), B*4201 YL9 (RT, YPGIKVKL, SEQ ID NO: 8), B*8101 TL9 (p24, TPQDLNTML, SEQ ID NO: 9), e Cw0304 1YL9 (p24, YVDRFFKTL; SEQ ID NO: 10). As construções de plasmideos que expressam A*0205, A*3002 e Cw*0304 foram gen- tilmente fornecidas pelos Doutores Eugene Ravkov e John Alt- man, NIH Tetramer Core Facility, Atlanta, Geórgia.
Coloração de Tetrâmero Classe I de HLA e Análise Fenotipica
Células mononucleares do sangue periférico recém- isoladas (PBMC, 0,5 milhão) foram coradas com tetrâmero por 20 min a 37°C. As células foram então lavadas uma vez com solução salina tamponada com fosfato (PBS), peletizadas, e coradas diretamente com anti-CD8 (Becton Dickinson) conjuga- do com isocianato de fluoresceina (FITC), anti-PD-1 conjuga- do com ficoeritrina (clone EH12), e ViaProbe (Becton Dickin- son). As células foram incubadas por 20 min à temperatura ambiente, lavadas uma vez em PBS, e recolocadas em suspensão em 200 μL de PBS com 1% de paraformaldeido, e selecionadas em um selecionador de células ativado por fluorescência (FACSCalibur, Becton Dickinson). Um mínimo de 100.000 epi- sódios foram selecionados no FACSCalibur.
Ensaios de Proliferação de CFSE
Um milhão de PBMC recém-isoladas foram lavadas du- as vezes em PBS, peletizadas, e recolocadas em suspensão em 1 mL de diacetato de carbóxi-fluoresceina 0,5 μΜ, éster de succinimidila (CFSE, Molecular Probes) por 7 min a 37°C. As células foram lavadas duas vezes em PBS, recolocadas em suspensão em 1 mL de meio (RPMI 1640 suplementado com gluta- tiona, penicilina, estreptomicina, e 10% de soro fetal vite- linico [FCS]), e plaqueadas dentro de um poço de uma placa com 2 4 poços. Os estudos iniciais revelaram que uma concen- tração final de 0,2 μg/mL, de peptídeo produziu ótimas res- postas proliferativas, e portanto, esta foi a concentração final do peptídeo no poço usado para cada ensaio. Os poços de controle negativo consistiram em PBMC em meio apenas, ou PBMC em meio com anti-PD-Ll purificado (10 μg/mL), e os po- ços do controle positivo foram estimulados com 10 μg/mL de fitoemaglutinina (PHA). Depois de uma incubação de 6 dias em uma incubadora a 37°C, as células foram lavadas com 2 mL de PBS e coradas com tetrâmeros Classe I de MHC conjugados com PE, ViaProbe (Becton Dickinson), e anticorpos anti-CD8- APC. As células foram coletadas em um FACSCalibur e anali- sadas pelo software CellQuest® (Becton Dickinson). As célu- las foram bloqueadas sobre linfócitos ViaProbe- CD8+. 0 au- mento em vezes nas células tetrâmero+ foi calculado dividin- do a porcentagem de células CD8+ tetrâmero+ na presença do peptideo pela porcentagem células CD8+ tetrâmero+ na ausên- cia da estimulação com peptideo.
Análise Estatística
Uma correlação de Spearman, um teste de Mann- Whitney, e análises de teste t pareado foram realizadas u- sando o programa GraphPad Prism Versão 4.0a. Todos os tes- tes tinham 2 caudas e valores de ρ < 0,05 foram considerados significantes.
Exemplo 11: Expressão de PD-I em Células T CD8 Es- pecíficas de HIV
Um painel de 10 tetrâmeros Classe I de MHC especí- ficos para epítopos de células T CD8 do vírus HIV-1 clade C dominante foi sintetizado, baseado em alelos de HLA preva- lentes e epítopos freqüentemente asssestados em Gag, Nef, Integrase, e RT (Kiepiela, P. et al., 2004), permitindo a visualização direta da expressão de PD-1 na superfície des- sas células. Uma tipagem de HLA de alta resolução foi rea- lizada na coorte inteira, e um subconjunto de 65 pessoas nalve sob tratamento anti-retroviral foi selecionado para estudo, baseado na expressão de alelos de HLA relevantes. Um total de 120 epítopos individuais foi examinado, e uma coloração ex vivo representativa de PD-1 nessas células te- trâmero+ está ilustrada na Figura 5A. A expressão de PD-1 foi prontamente aparente nessas células tetrâmero+, e foi significativamente mais alta do que na população total de células T CD8 dos mesmos indivíduos (p < 0, 0001); por sua vez, a expressão de PD-1 em células T CD8 tetrâmero* e tam- bém na população total de células T CD8 foi significativa- mente mais alta do que nos controles HlV-soronegativos (Fi- gura 5 B). Para oito dos dez tetrâmeros testados, pelo me- nos uma pessoa foi identificada na qual o nivel da expressão em células CD8 especificas do antigeno era de 100% (Figura 5C). PBMC de 3 a 25 indivíduos foram coradas para cada res- posta de tetrâmero de HIV, sendo que os níveis médios da ex- pressão de PD-1 ficaram na faixa entre 68% e 94% de células tetrâmero+ (Figura 5C). Estas descobertas foram confirmadas adicionalmente por análise da intensidade média da fluores- cência (MFI) de PD-1 em células tetrâmero+ e também na popu- lação total de células T CD8 (Figuras 5B e C).
Depois, determinou-se se havia evidência de dife- renças específicas de epítopo em termos de níveis da expres- são de PD-1 em pessoas com múltiplas respostas detectáveis. Das 65 pessoas examinadas, 16 indivíduos tinham 3 e 5 res- postas tetrâmero-positivas cada um. A expressão de PD-1 foi quase idêntica e se aproximando de 100% para cada resposta analisada para três dos dezesseis indivíduos; entretanto, os outros 13 indivíduos apresentaram padrões diferentes da ex- pressão de PD-1 dependendo do epítopo (Figura 5D). Estes dados indicam que a expressão de PD-1 pode ser expressada diferencialmente em células T CD8 específicas do epítopo contemporâneo de uma única pessoa, talvez consistente com dados recentes que indicam diferenças específicas do epítopo na eficácia antiviral (Tsomides, T.J. et al., 1994; Yang, O. et al., 1996; Loffredo, J.T. et al., 2005). Exemplo 12: Relação entre Expressão de PD-I e Pro- gressão de Doença de HIV
Foi determinada a relação entre a expressão de PD- 1 em células T CD8 especificas de HIV a carga viral plasmá- tica e contagens de CD4, sendo ambas preditivas da progres- são de doença de HIV. Consistentemente com estudos anterio- res, a reação entre o número de células tetrâmero-positivas e a carga viral ou a contagem de CD4 deixou de apresentar qualquer correlação significante (Figuras 6A e B). Em con- traste, existiram correlações positivas significativas com a carga viral e a porcentagem e MFI de PG-I em células tetrâ- mero-positivas de HIV (p = 0,0013 e ρ < 0, 0001, respectiva- mente; Figura 6A). Houve também correlações inversas entre contagem de CD4 e a porcentagem e MFI de PD-I em células te- trâmero-positivas de HIV (p = 0,0046 e ρ = 0,0150, respecti- vamente; Figura 6B). Como os tetrâmeros testados possivel- mente representam apenas uma fração da população de células T CD8 especificas de HIV nesses indivíduos, a relação entre a expressão de PD-I em todas células CD8 e esses parâmetros também foi examinada. Houve correlações positivas signifi- cativas entre a carga viral e a porcentagem e o MFI da ex- pressão de PD-I na população total de células T CD8 (p = 0,0021 e ρ < 0,0001, respectivamente; Figura 6C), e correla- ções inversas também foram observadas entre contagem de CD4 e a porcentagem e MFI da expressão de PD-I na população to- tal de células T CD8 (p = 0,0049 e ρ = 0,0006, respectiva- mente; Figura 6D). Neste mesmo grupo, a expressão de PD-I em células T CD8 específicas de CMV foi testada em 5 indiví- duos, e significativamente menos PD-I foi expressado nessas células em comparação com as células T CD8 especificas de HIV (média de 23% de CMV tetrâmero* PD-I+, ρ = 0,0036, dados não ilustrados), e não foi diferente das células T CD8 volu- mosas nos mesmos indivíduos, indicando que a alta expressão de PD-I não é uma característica uniforme de todas células T CD8 específicas de vírus. Estes dados sugerem quantidades crescentes de antígeno em infecção crônica por HIV resultam na maior expressão de PD-I em células T CD8, e são consis- tentes com dados murinos em infecção crônica por LCMV, na qual a expressão de PD-I está associada à exaustão funcional de células T CD8 (Barber, D. L. et al., 2005). Além disso, eles proporcionam a primeira associação evidente, em um grande estudo que inclui a análise de múltiplos epítopos, entre células T CD8 específicas de HIV e carga viral ou con- tagem de CD4.
Exemplo 13: Relação entre Expressão de PD-I e Es- tado e Função de Memória de Células T CD8
A seguir, a expressão de PD-I foi analisada no contexto de inúmeros marcadores fenotípicos adicionais asso- ciados ao estado e função de memória de células T CD8, in- cluindo Cd27, CD28, CD45RA, CD57, CD62L, CD127, CCR7, perfo- rina, granzima B, e Ki67 (Figura 7). As colorações repre- sentativas para estes marcadores em células tetramero TL9 B*4201 de um indivíduo estão ilustradas na Figura IAr e os dados agregados para 13 indivíduos estão ilustrados na Figu- ra 7B. Estes estudos foram limitados às respostas de tetrâ- meros que eram maiores do que 95% PD-I positivos, como uma citometria de fluxo multiparamétrica maior do que 4 cores são estava disponível em KwaZulu Natal. As células tetrâme- ro+ PD-I+ de HIV expressam altos níveis de CD27 e granzima B, níveis muito baixos de CD28, CCR7, e Ki67 intracelular, baixos níveis de CD45RA, e níveis intermediários de CD57 e CD62L (Figura 7B). Estes dados indicam que as células T PD- I+ específicas de HIV apresentam um fenótipo de memória efe- tor/efetor, e são consistentes com relatórios anteriores de maturação assimétrica de células T CD8 específicas de HIV (Champagne, P. et al., 2001; Appay, V et al., 2002; Hess, C. et al., 2004). Além disso, o seqüenciamento do vírus foi realizado para determinar se estas células estavam acionando escape imune (Brown, J.A. et al., 2003). Das 45 destas res- postas tetrâmero-positivas avaliadas, os epítopos virais em apenas 5 foram diferentes da seqüência de consenso da clade C sul-africana (dados não ilustrados), indicando que estas células exercem pouca pressão de seleção in vivo.
Experimentos anteriores em camundongos, usando o modelo de LCMV, indicaram que o bloqueio in vivo da intera- ção PD-1/PD-L1 por infusão de anticorpo bloqueador anti-PD- Ll resulta em maior funcionalidade de células T CD8 especí- ficas de LCMV, medida pela produção de citocinas, capacidade de exterminação, capacidade proliferativa, e mais notavel- mente, redução na carga viral (Barber, D.L. et al., 2005).
Exemplo 14: Efeito do Bloqueio da Via de PD-l/PD- Ll sobre a Proliferação de Células T CD8 Específicas de HIV
Devido ao fato de que as células T CD8 específicas de HIV também apresentarem capacidade proliferativa enfra- quecida (Migueles, S.A. et al., 2002; Lichterfeld, M. et al.r 2004), determinou-se se o bloqueio de PD-1/PD-L1 pode- ria intensificar esta função in vitro. Os dados representa- tivos de um indivíduo B*4201-positivo estão indicados na Fi- gura 8A. A incubação de PBMCs marcadas com CFSE recém- isoladas com meio apenas, ou meio com anticorpo anti-PD-Ll, resultou na manutenção da população de células T CD8 especí- ficas de B84201-TL9 (1,8% de células T CD8) que permaneceram CFSEhi depois de seis dias de cultura. A estimulação de PBMCs marcadas com CDFE por 6 dias com o peptídeo TL9 sozi- nho resultou em uma expansão de 4,8 vezes de células tetrâ- mero+ CFSEl0 B*4201 TL9, enquanto que a estimulação de PBMCs marcadas com CSFE com o peptídeo TL9 na presença de anticor- po bloqueador anti-PD-Ll aumentou aiinda mais a proliferação de células específicas de TL9,, resultando em um aumento de 10,3 vezes nas células tetrâmero+. Os ensaios de prolifera- ção com CFSE foram realizados em 28 amostras na presença ou ausência de anticorpo bloqueador anti-PD-Ll humano purifica- do. Um aumento significativo na proliferação de células T CD8+ específicas de HIV foi observado na presença de peptí- deo mais anticorpo bloqueador anti-PD-Ll em comparação com a quantidade de proliferação após estimulação com peptídeo so- zinho (Figura 8B; ρ = 0,0006, teste t pareado). 0 aumento em vezes de células tetrâmero+ na presença na presença de anticorpo bloqueador anti-PD-Ll variou por indivíduo e por epítopo em um dado indivíduo (Figura 8C), sugerindo novamen- te diferenças específicas de epítopo no grau de exaustão funcional dessas respostas. Outras Modalidades
Embora a invenção tenha sido descrita era conjunto com a sua descrição detalhada, a descrição precedente pre- tende ilustra e não limitar o âmbito da invenção, que é de- finida pelo âmbito das reivindicações apensadas. Outros as- pectos, vantagens e modificações estão dentro do âmbito das reivindicações que se seguem. LISTAGEM DE SEQÜÊNCIA
<110> Dana-Farber Câncer Institute
The Brigham and Women1S Hospital, INC.
Emory university
Freemon, Gordon
Sharpe, Arlene
Dorfman, David M.
Ahmed, Rafi
Barberf Daniel
Wherry, E. 3ohn
<120> "MÉTODOS E COMPOSIÇÕES PARA O TRATAMENTO
INFECÇÕES PERSISTENTES" <130> 20363-030-061
<140> PCT/US2006/022423 <141> 2006-06-08
<150> 60/688,872 <151> 2005-06-08
<160> 10
<170> Patentln version 3.2
<210> 1
<211> 9
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> HIV MHC Class I tetramer
<400> 1
Gly Ala Phe Asp Leu Ser Phe Phe Leu 1 5
<210> 2
<211> 9
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> HIV MHC class I tetramer
<400> 2
Lys Ile Gln Asn Phe Arg Val Tyr Tyr 1 5
<210> 3
<211> 8
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial
<220>
<223> HlV MHC class I tetramer <400> 3
Asp Ile Tyr Lys Arg Trp Ile Ile 1 5
<210> 4 <211> 8 <212> PRT <213> Seqüência Artificial <220> <223> HIV MHC Class I tetramer <400> 4
Phe Ueu Lys Glu Lys Gly Gly Leu 1 5
<210> 5
<211> 9
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> Hiv MHC class ι tetramer
<400> 5
Arg Pro Gln Val Pro Leu Arg Pro Met 1 5
<210> 6
<211> 9
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> HlV MHC Class I tetramer
<400> 6
Thr Pro Gln Asp Leu Asn Thr Met Leu 1 5
<210> 7
<211> 10
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> HIV MHC class I tetramer
<400> 7
Thr Pro Gly Pro Gly Val Arg Tyr Pro Leu 1 5 10
<210> 8 <211> 9
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> Hiv MHC Class I tetramer
<400> 8
Tyr Pro Gly Ile Lys Val Lys Gln Leu
1 5
<210> 9
<211> 9
<212> PRT
<213> seqüência Artificial <220>
<223> HIV MHC Class ι tetramer
<400> 9
Thr Pro Gln Asp Leu Asn Thr Met Leu 1 5
<210> 10
<211> 9
<212> PRT
<213> Seqüência Artificial <220>
<223> HIV MHC Class I tetramer
<400> 10
Tyr Val Asp Arg Phe Phe Lys Thr Leu

Claims (42)

1. Uso de um composto que reduz a atividade ou a expressão de um polipeptideo de Morte Celular Programada-I (PD-I) em um indivíduo, CARACTERIZADO pelo fato de ser na preparação de uma composição farmacêutica para aliviar ou prevenir um sintoma de infecção persistente ou câncer.
2. Uso de um composto que reduz a atividade ou a expressão de um membro da família semelhante a CD28, onde o dito membro da família semelhante a CD28 é selecionado no grupo que consiste em PD-I, CTLA-4, BTLA, e um fragmento funcional ou variante do mesmo, CARACTERIZADO pelo fato de ser na preparação de uma composição farmacêutica para alivi- ar ou prevenir um sintoma de uma infecção persistente ou câncer.
3. Uso, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita infecção persistente é uma infecção viral, uma infecção bacteriana, uma infecção fúngica, uma infecção micoplásmica ou uma infecção parasítica.
4. Uso, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita infecção persistente é uma infecção viral.
5. Uso, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita infecção viral é uma infecção com um vírus da hepatite, um vírus da imunodefici- ência humana (HIV), um vírus linfotrópico T (HTLV), um vírus do herpes, um vírus Epstein-Barr, ou um vírus do papiloma humano.
6. Uso, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita infecção parasitica é malária.
7. Uso, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita infecção parasitica é tuberculose.
8. Uso, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito câncer é linfoma angi- oimunoblástico ou linfoma de Hodgkin com predominância Iin- focitica nodular.
9. Uso, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto reduz a ex- pressão ou a atividade de um ligante de PD-I (PD-Ll) ou de um ligante de PD-I 2 (PD-L2).
10. Uso, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto reduz a inte- ração entre PD-I e PD-Ll ou a interação entre PD-I e PD-L2.
11. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto aumenta a a- tividade citotóxica de células T no dito indivíduo.
12. Uso, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita atividade citotóxica de células T é a produção de citocinas, proliferação de cé- lulas T, ou depuração de agente infeccioso.
13. Uso, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito agente infeccioso é um vírus, uma bactéria, um fungo, um micoplasma, ou um parasi- ta .
14. Uso, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita célula T é uma célula T especifica de câncer.
15. Uso, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita citocina é IFNy, TNFα ou IL-2.
16. Uso, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto é um anticor- po anti-PD-1, um anticorpo anti-PD-Ll, um anticorpo anti-PD- L2, um RNAi anti-PD-1, um RNAi anti-PD-Ll, um RNAi anti-PD- L2, um RNA antisense anti-PD-1, um RNA antisense anti-PD-Ll, um RNA antisense anti-PD-L2, uma proteína PD-I dominante ne- gativa, uma proteína PD-Ll dominante negativa, ou uma prote- ína PD-L2 dominante negativa.
17. Uso, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito anticorpo é um anti- corpo monoclonal, um anticorpo humanizado, um anticorpo de- simunizado, ou uma proteína de fusão de Ig.
18. Uso, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto é uma molécu- la pequena.
19. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita composição farmacêuti- ca é uma vacina que compreende um adjuvante ou uma injeção inicial de reforço.
20. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um segundo composto selecionado do grupo consistindo de um composto an- tiviral, um composto antibacteriano, um composto antifúngi- co, um composto antiparasitário, um composto antiinflamató- rio, um composto antineoplásico, ou um analgésico.
21. Uso, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito segundo composto reduz a expressão ou a atividade de antigeno citotóxico de linfó- citos T 4 (CTLA-4) ou atenuador de linfócitos BeT (BTLA).
22. Uso, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito segundo composto reduz o volume de células cancerosas.
23. Uso, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito segundo composto é um anticorpo anti-CTLA-4, um anticorpo anti-BTLA, um anticorpo anti-CD28, um anticorpo anti-ICOS, um anticorpo anti-ICOS-L, um anticorpo anti-B7-l, um anticorpo anti-B7-2, um anticorpo anti-B7-H3, ou um anticorpo anti-B7-H4.
24. Uso, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto é um anticor- po anti-PD-1, um anticorpo anti-PD-Ll, um anticorpo anti-PD- L2, um anticorpo anti-CTLA-4, um anticorpo anti-BTLA, um an- ticorpo anti-CD28, um anticorpo anti-ICOS, um anticorpo an- ti-ICOS-L, um anticorpo anti-B7-l, um anticorpo anti-B7-2, um anticorpo anti-B7-H3, ou um anticorpo anti-B7-H4.
25. Uso de uma célula T especifica de antigeno que foi colocada em contato com um composto que reduz a expres- são ou a atividade de um polipeptideo PD-I CARACTERIZADO pe- lo fato de ser na preparação de uma composição farmacêutica para aliviar ou prevenir um sintoma de uma infecção persis- tente ou câncer.
26. Uso, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição compreende ainda uma célula B especifica de antigeno que foi colocada em con- tato com um composto que reduz a expressão ou a atividade de um polipeptideo PD-I na dita célula.
27. Uso, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita célula T é de uma fon- te autóloga.
28. Uso, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita célula T é derivada de um indivíduo da mesma espécie que o dito indivíduo.
29. Uso, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita célula T é derivada de um indivíduo de uma espécie diferente do indivíduo que está sendo tratado.
30. Uso, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita célula T específica de antigeno é específica para um antigeno viral, um antigeno bacteriano, um antigeno fúngico, ou um antigeno parasitário, ou um antigeno de câncer.
31. Uso, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito antigeno viral é um antigeno de um vírus da hepatite, um vírus da imunodeficiên- cia humana (HIV), um vírus linfotrópico T (HTLV), um vírus da herpes, um vírus Epstein-Barr, ou um vírus do papiloma humano.
32. Método para aumentar a atividade citotóxica de uma célula Τ, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende co- locar a dita célula T em contato com um composto que reduz a atividade ou a expressão de um polipeptideo PD-I.
33. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita atividade biológica é reduzida pela redução da expressão ou da atividade de um Ii- gante de PD-I (PD-Ll) ou de um ligante de PD-I 2 (PD-L2) .
34. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto reduz a inte- ração entre PD-I e PD-Ll ou a interação entre PD-I e PD-L2.
35. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita atividade citotóxica é a produção de citocinas, proliferação de células T, ou depu- ração de agente infeccioso.
36. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto é um anticor- po anti-PD-1, um anticorpo anti-PD-Ll, um anticorpo anti-PD- L2, um RNAi anti-PD-1, um RNAi anti-PD-Ll, um RNAi anti-PD- L2, um RNA antisense anti-PD-1, um RNA antisense anti-PD-Ll, um RNA antisense anti-PD-L2, uma proteína PD-I dominante ne- gativa, uma proteína PD-Ll dominante negativa, ou uma prote- ína PD-L2 dominante negativa.
37. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda colocar a dita célula em contato com um anticorpo anti-PD-1, um anti- corpo anti-PD-Ll, um anticorpo anti-PD-L2, um anticorpo an- ti-CTLA-4, um anticorpo anti-BTLA, um anticorpo anti-CD28, um anticorpo anti-ICOS, um anticorpo anti-ICOS-L, um anti- corpo anti-B7-l, um anticorpo anti-B7-2, um anticorpo anti- B7-H3, ou um anticorpo anti-B7-H4.
38. Método para diagnosticar um indivíduo como portador ou em risco de contrair uma infecção persistente ou câncer, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a)conseguir uma amostra retirada do dito indiví- duo, sendo que a dita amostra compreende células imunes; e (b)medir a expressão ou a atividade de PD-I na di- ta amostra do dito indivíduo, onde um aumento na expressão ou atividade de PD-I comparada com essa expressão ou ativi- dade em uma amostra de controle identifica o dito indivíduo como portador ou em risco de contrair uma infecção persis- tente ou câncer.
39. Método para selecionar um tratamento para um indivíduo portador ou em risco de contrair uma infecção per- sistente ou câncer, CARACTERIZADO pelo fato de que compreen- de as etapas de: (a)conseguir uma amostra retirada do dito indiví- duo e que compreende células imunes; (b) medir a expressão ou a atividade de PD-I nas ditas células imunes, onde um aumento na expressão ou ativi- dade de PD-I comparada com essa expressão ou atividade em uma amostra de controle identifica o dito indivíduo como portador ou em risco de contrair uma infecção persistente ou câncer; (c)selecionar um tratamento para o indivíduo diag- nosticado como portador ou em risco de contrair uma infecção persistente ou câncer, onde o dito tratamento compreende um composto que reduz a expressão ou a atividade de PD-I.
40. Uso, de acordo com a reivindicação 38 ou 39, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa (b) compreende ainda identificar células imunes especificas de antigeno, onde o dito antigeno é um antigeno viral, um antigeno bacte- riano, um antigeno parasitário, ou um antigeno fúngico.
41. Uso, de acordo com a reivindicação 38 ou 39, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita amostra é uma amostra de sangue, uma biópsia de tecido, ou uma amostra da medula óssea.
42. Uso, de acordo com a reivindicação 38 ou 39, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas células de controle são derivadas de um indivíduo que não é portador ou não está em risco de contrair uma infecção persistente ou câncer.
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