(57)【要約】本発明は、頻脈性不整脈を検出および分類するようにプログラム化される頻脈性不整脈検出および分類回路と、心房細動（ＡＦ）の停止または予防に適切な発現カセットを送達または調節するように構成される生物学的療法送達デバイスと、頻脈性不整脈検出および分類回路と、生物学的療法送達デバイスとに連結される制御回路とを含む心調律管理システムを提供する。また、心血管系を有する身体における使用のための埋め込み型医療デバイスであって、心血管系に存在するように構成される心血管部分を少なくとも含む埋め込み型デバイス本体と、埋め込み型デバイス本体の心血管部分に組み込まれる発現カセットであって、ＡＦを停止または予防する遺伝子産物を発現するように選択される発現カセットとを含む埋め込み型デバイス本体も提供される。さらに、ＡＦを予防、抑制、または治療するために特定の発現カセットを用いる方法も提供される。
2010536474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頻脈性不整脈を検出および分類するようにプログラム化される頻脈性不整脈検出および分類回路と、
ＡＦの停止または予防に適切な発現カセットを送達または調節するように構成される生物学的療法送達デバイスと、
該頻脈性不整脈検出および分類回路と、該生物学的療法送達デバイスとに連結される制御回路であって、ＡＦと分類された頻脈性不整脈の検出に応答して、該発現カセットの送達または調節をトリガするようにプログラムされる制御回路と、
を備える、心調律管理システム。
【請求項２】
前記生物学的療法送達デバイスは、前記発現カセットを含む１つ以上の薬剤を送達するように構成される薬物送達デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記生物学的療法送達デバイスは、前記発現カセットの調節のために適切なエネルギー形態を有する調節信号を送達するように構成される遺伝子調節信号デバイスを備える、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
心血管系を有する身体において使用するための埋め込み型医療デバイスであって、
該心血管系に存在するように構成される心血管部分を少なくとも含む埋め込み型デバイス本体と、
該埋め込み型デバイス本体の該心血管部分に組み込まれる発現カセットであって、ＡＦを停止または予防するように選択される発現カセットと、
を備える、デバイス。
【請求項５】
前記心血管部分上に被覆されるコーティング材料の層を備え、前記発現カセットは、該コーティング材料に埋め込まれる、請求項４に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項６】
心内膜または心外膜への配置のために構成される遠位端を有する埋め込み型リード線を備え、該埋め込み型リード線は、前記心血管部分を含む、請求項５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項７】
前記心血管部分を含む血管内ステントを備える、請求項６に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項８】
前記心血管系の壁上に配置されるように構成されるパッチを備え、前記発現カセットは、該パッチに埋め込まれる、請求項４または５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項９】
前記パッチは、単離された細胞外マトリクス支持体を含む、請求項８に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項１０】
心房細動（ＡＦ）を予防、抑制、または治療するための方法であって、
該方法は、ＡＦを有するかＡＦのリスクを有し、かつ該心房に細胞を有する哺乳動物に、遺伝子産物の核酸配列に作動可能に連結される調節可能転写制御要素を含む発現カセットを含む有効量の調節信号を送達するステップを含み、ここで該遺伝子産物は、イオンチャネルタンパク質、コネキシン、またはその断片の配列に対応する配列を含み、該調節信号は、該調節可能転写制御要素からの発現を増加させる、方法。
【請求項１１】
ＡＦを予防、抑制、または治療するための方法であって、
該方法は、ＡＦを有するかＡＦのリスクを有する哺乳動物に、遺伝子産物の核酸配列に作動可能に連結される転写制御要素を含む発現カセットを投与するステップを含み、ここで該遺伝子産物は、イオンチャネルタンパク質、コネキシン、またはその断片の配列に対応する配列を含み、該哺乳動物の心房における該発現カセットからの発現は、ＡＦを予防、抑制、または予防するための有効量で、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、もしくはＩｆを下方制御するか、またはコネキシン発現または活性を上方制御する、方法。
【請求項１２】
前記発現カセットからの発現は、伝導速度または有効不応期（ＥＲＰ）を変更する、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
ＡＦを示す生理的信号に応答して、前記調節信号を送達するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記転写制御要素は、調節可能転写制御要素を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記遺伝子産物配列は、活動電位持続時間、ＥＲＰ、Ｑ−Ｔ間隔、またはそれらの組み合わせに関連するイオンチャネルを形成するタンパク質の配列に対応する、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
前記遺伝子産物は、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、またはＩｆに関連するタンパク質をコードする、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記遺伝子産物は、Ｃｘ４０、Ｃｘ４３、またはＣｘ４５をコードする、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
前記遺伝子産物は、ドミナントネガティブタンパク質、ｓｉＲＮＡ、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドである、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
前記発現カセットの発現は、活動電位持続時間、ＥＲＰ、またはその両方を延長する、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２０】
前記遺伝子産物の発現は、前記哺乳動物の心房においてＫｉｒ２．１発現、Ｋｖ１．５発現、またはＨＣＮ発現を変更する、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２１】
前記遺伝子産物は、Ｋｖ１．５ｓｉＲＮＡ、Ｋｖ１．５アンチセンスＲＮＡ、またはドミナントネガティブＫｖ１．５である、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
前記転写制御要素は、電磁エネルギーまたは選択された光波長によって調節される、請求項１０から２１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
前記転写制御要素は、薬剤によって調節される、請求項１０から２１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
前記転写制御要素は、検知された急速な電気リズムによって調節される、請求項１０から２１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
前記発現カセットは、前記哺乳動物に全身的に投与される、請求項１０から２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２６】
前記発現カセットは、動脈に注入される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記発現カセットは、前記哺乳動物の心房に注射される、請求項１０から２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２８】
ウイルスベクターは、前記発現カセットを前記哺乳動物に送達する、請求項１０から２６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２９】
前記発現カセットは、前記哺乳動物の心房上または近傍に配置される生体適合性材料を介して前記哺乳動物に投与される、請求項１０から２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
電気泳動または光分解により、前記生体適合性材料から前記心房に前記発現カセットが送達される、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本願は、２００７年８月２２日に出願された米国特許出願第１１／８９５，０２５号への優先権の利益を主張し、この米国特許出願は、本明細書中に参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
背景
心房性頻脈性不整脈（ＡＴ）は、多くの人々が罹患しており、その人々の生活の質に影響を及ぼしている。例えば、米国では、推定２３０万人が心房細動（ＡＦ）に罹患している。ＡＦは、心臓の上部心室腔（心房）内の異なる範囲における急速な活動（ヒトにおける安静時における約６０心拍／分または最大運動時の１８０〜２００心拍／分に対し、毎分４００〜６００パルス）によって、通常の洞結節ペースメーカによる心拍の制御ができなくなる状態である。
【０００３】
これにより、急速かつ不規則な心房活動がもたらされ、収縮の代わりに心房振動がもたらされる。これは、ヒトにおける最も典型的な慢性心律動障害であり、重大な罹患率および死亡率に関して臨床的問題となっている。ＡＦは、ＡＦを持続させるためにトリガおよび心房基質を必要とする。トリガの排除または基質の変更によって、ＡＦの発生率が低下し得る。ＡＦを持続させる基質は、波長（伝導速度、ＣＶおよび有効不応期、ＥＲＰ）を伴い得る。ＣＶまたはＥＲＰを変更することによって、ＡＦを維持するのに必要な基質が変更し得る。さらに、短い心房ＥＲＰは、ＡＦを持続させる多重リエントリー波のための基質に寄与する。
【０００４】
薬理療法およびデバイス療法は、有効性の程度の変動ならびに副作用および合併症を有するため、ＡＦの治療に満足できるものではない。従来では、心臓電気特性を変更することによって心調律を制御する抗不整脈薬を用いて心不整脈を治療してきた。しかしながら、入手可能な薬剤は、心房電気活動に対して特異的ではなく、心室電気生理学に深刻な影響をもたらし得る。例えば、ＡＦの治療に使用されるＫチャネル遮断薬は、心再分極（「ｔｏｒｓａｄｅ−ｄｅ−ｐｏｉｎｔｅｓ」等）の潜在的致死先天性疾患と似た症状を呈し得る。さらに、心室の電気生理学に対する抗不整脈薬の影響が、それ自体致命的な心調律障害（催不整脈作用）を逆説的にもたらし、死亡率を増加させていることがこの２０年間で明らかになっている。さらに、薬物療法には、約６０％の有効性しかない。ゆえに、不整脈を発生または伝播する組織の制御型破壊（「切除療法」）と、不整脈を検知して制御型放電により不整脈を停止させる埋め込み型デバイスとを含む心不整脈のための非薬理療法に移行している。しかしながら、カテーテルベースの療法は、潜在的に危険で、かつ極めて多様である。他の心不整脈とは対照的に、ＡＦは、引き続き、薬理療法および非薬理療法の両方による治療に関する課題となっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の要旨
本発明は、心房細動トリガまたは基質を変更することによって、ＡＦを予防、抑制、または治療するための方法、デバイス、およびシステムを提供する。この方法は、イオンチャネルタンパク質もしくはギャップ結合、例えば、センスもしくはアンチセンスＫｖ１．５、Ｋｉｒ２．１、またはイオンチャネルもしくはギャップ結合のレベルもしくは活性化を変更するコネキシン配列に対応する遺伝子産物の核酸配列を有する発現カセットを送達するためにベクターを用い得る。一実施形態では、心房における発現カセットの核酸配列の発現は、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、もしくはＩｆを低下させ、活動電位持続時間（ＡＰＤ）および／または有効不応期（ＥＲＰ）を延長する。一実施形態では、Ｋｉｒ２．１（ＩＫ１）の下方調節は、ＡＰＤおよび／またはＥＲＰを延長し得る。一実施形態では、Ｋｖ１．５（ＩＫｕｒ）がヒト心房においてのみ発現することから、Ｋｖ１．５下方調節は、ＡＰＤおよび／またはＥＲＰを延長するし、Ｋｖ１．５を変更することが心室電気生理学に影響を及ぼさないという追加の便益を有するＡＦ療法に特有の標的であり得る。一実施形態では、罹患したＡＦ基質または感染しやすいＡＦ基質は、野生型Ｃｘ４０もしくはＩＫｕｒのドミナントネガティブまたはＩＫｕの遺伝子抑制剤、例えば、Ｋｖ１．５ｓｉＲＮＡまたはアンチセンス配列をコードする遺伝子を送達することによってか、あるいはＩＫｕｒまたはＩＫ１を抑える抗体を送達することによって改変される。一定の遺伝子産物の発現または活性を抑制する薬剤の送達は、例えば、ＡＦのトリガに対する感受性を低下させることによってＡＦを抑制する。
【０００６】
ベクターは全身的に送達され、例えば、ウイルスベクターは、哺乳動物の冠状動脈に投与され得る。一実施形態では、アデノウイルスベクターを用いることによって、一時的発現が提供され得る。別の実施形態では、アデノ随伴ウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターを用いることによって、安定した発現がもたらされ得る。ＩＫｕｒ変調については、遺伝抑制剤の全身送達は、心房におけるＩＫｕｒの特異性に起因して用いられ得る。また、ベクターは、局所的に送達されてもよく、例えば、ベクターは、心房内または心房上に配置されるパッチまたは骨格（例えば、細胞外マトリクス、ＥＣＭから形成される）を形成する生体適合性材料により送達されてもよい。次いで、ベクターは、ケージドベクター（ｃａｇｅｄ  ｖｅｃｔｏｒ）の電気泳動または光分解によって標的組織に転移され得る。
【０００７】
ベクターは、組織特異的転写制御要素、例えば、心臓特異的または心房特異的プロモーターを含み、全身的に送信され得る。一実施形態では、ベクターは、構成的プロモーター（例えば、ＣＭＶ）を含み得る。一実施形態では、ベクターは、電磁エネルギー、光、または薬剤等の刺激に応答するプロモーター等の誘導プロモーターを含んでもよく、その刺激は、介入心臓デバイスを介して送達され得る。一実施形態では、遺伝子抑制剤は、電磁エネルギー、光、薬剤、または心房における急速な電気リズム等の刺激に応答する誘導プロモーターによって発現される。一実施形態では、療法は、検出されたリズムに基づき、すなわち、検知されたＳＲリズムは、予防遺伝子発現応答を提供し、検知されたＡＦリズムは、変換遺伝子発現応答を提供する。したがって、一実施形態では、本発明は、心房状態を検出し得るシステムを提供する。一実施形態では、本発明は、制御信号が所望の遺伝子発現応答を引き起こすシステムを提供する。
【０００８】
一実施形態では、ＩＫｕｒ（Ｋｖ１．５）の遺伝子抑制剤は、ＥＲＰを延長させてＡＦを停止または予防する。別の実施形態では、Ｃｘ４０の発現は、細胞間結合を改善して、ＡＦ基質を排除する。Ｋｖ１．５、ＩＫｕｒおよびＣｘ４０は、ヒト心房において選択的に発現されるため、それらの発現を変更することによって、高特異性を有するＡＦ療法の標的が提供される。さらに、ＡＦ遺伝子発現療法を制御するためのデバイスベースまたは薬剤ベースの刺激の使用によって、さらなる特異性が提供され得る。一実施形態では、本発明のデバイスおよびシステムは、自動ＡＦ検出のため、そして遺伝子発現を活性化するための構成要素を含んでもよく、任意により遺伝子発現を減少させ、したがって上記療法の空間的および一時的制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】生物学的療法システムとシステムが使用される環境の部分とのある実施形態の図である。
【図２】生物学的療法システムの埋め込み型システムのある実施形態を示すブロック図である。
【図３】生物学的療法システムのある実施形態を示すブロック図である。
【図４】生物学的療法を送達するための埋め込み型心血管装置のある実施形態の図である。
【図５】生物学的療法を送達するための心臓パッチのある実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
定義
本明細書における「核酸」、「オリゴヌクレオチド」、および「ポリヌクレオチド」、または文法的同等物は、共有結合した少なくとも２つのヌクレオチドを意味する。
【００１１】
ポリヌクレオチドに適用される「組み換え」は、ポリヌクレオチドが、クローン作成、制限ステップ、および／または結紮ステップ、ならびに自然状態で見られるポリヌクレオチドとは異なる構築体をもたらす他の手順の種々の組み合わせの産物であることを意味する。タンパク質に適用される「組み換え」は、タンパク質が、組み換えポリヌクレオチドの発現の産物であること意味する。
【００１２】
本明細書で使用する際、「インビボ」遺伝子／タンパク質送達、遺伝子／タンパク質転移、遺伝子／タンパク質療法、およびその同等物は、ヒトまたは非ヒト哺乳類等の生命体の体内への直接の外因性（単離）ポリヌクレオチドまたはタンパク質の導入を言及し、それによって、外因性ポリヌクレオチドまたはタンパク質は、このような生命体の細胞にインビボで導入される。
【００１３】
用語の「対応する」は、本明細書において、ポリヌクレオチドまたはタンパク質配列が、参照ポリヌクレオチドまたはタンパク質配列の全部または一部に相同的である（すなわち、類似または同一であり、厳密ではないが進化的に関連し得る）ことを意味する。対照的に、用語の「相補的である」は、本明細書において、相補的ポリヌクレオチド配列が他の鎖にハイブリダイズし得ることを意味する。以下に概説するように、好ましくは、２つの配列間の相同性は、少なくとも７０％、好ましくは８５％、およびより好ましくは９５％である。
【００１４】
本明細書において使用する際、用語の「実質的に対応する」または「実質的同一性」または「相同的」は、核酸またはタンパク質配列の特徴を示し、この場合、核酸またはタンパク質配列は、参照配列と比較して少なくとも約７０％の配列同一性を有し、参照配列と比較して、典型的には少なくとも約８５％の配列同一性、および好ましくは少なくとも約９５％の配列同一性を有する。参照配列は、遺伝子もしくはフランキング配列の一部分またはタンパク質の一部分等の、より大きい配列の部分集合であり得る。しかしながら、参照配列は、少なくとも２０ヌクレオチド長、典型的には少なくとも約３０ ヌクレオチド長、および好ましくは少なくとも約５０から１００ヌクレオチド長、あるいはペプチドまたはポリペプチドでは、少なくとも７アミノ酸長、典型的には少なくとも１０アミノ酸長、および好ましくは少なくとも２０から３０アミノ酸長である。本明細書で使用する際、「実質的に相補的」は、参照配列に実質的に対応する配列に相補的であるヌクレオチド配列を指す。
【００１５】
「特異的ハイブリッド形成」は、本明細書において、参照配列と比較して置換、欠失、および／または添加を含み得るポリヌクレオチドと、選択された標的核酸配列とのハイブリッドの形成として定義され、この場合、ポリヌクレオチドは、選択的に標的核酸配列にハイブリダイズし、結果として、例えば、少なくとも１つの個々のバンドが、標的核酸配列を含む細胞から調製されるＤＮＡのノーザンまたはサザンブロットにおいて識別可能になる。最適なハイブリッド形成条件が、ポリヌクレオチドおよび標的物の配列組成および長さならびに実践者が選択する実験方法に応じて変化することが明白である。種々のガイドラインを使用して、適切なハイブリッド形成条件を選択してもよい。
【００１６】
本明細書において使用する際、「治療」または「療法」は、個体における予防、治癒、または他の有益な効果を引き出すことが可能である薬剤を個々の患者に投与することを指す。
【００１７】
本明細書において使用する際、「遺伝子療法」は、有益な遺伝子産物をコードする遺伝子を含むベクターを個々の患者に投与することを指す。
【００１８】
「ベクター」または「構築体」（場合により、遺伝子送達または遺伝子転移「ビヒクル」と呼ばれる）は、インビトロまたはインビボのいずれかで宿主細胞に送達される巨大分子またはポリヌクレオチドを含む分子の複合体を指す。送達されるポリヌクレオチドは、遺伝子療法に関連する配列を含み得る。ベクターには、例えば、トランスポゾンおよび他の部位特異的可動因子、ウイルスベクター、例えば、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、ポックスウイルス、乳頭腫ウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、泡沫状ウイルス、および偽型ウイルスを含むレトロウイルスベクター、リポソームおよび他の脂肪含有複合体、およびポリヌクレオチドの宿主細胞への送達を媒介可能である他の巨大分子複合体、例えば、ＤＮＡ被覆金粒子、ポリマー−ＤＮＡ複合体、リポソーム−ＤＮＡ複合体、リポソーム−ポリマー−ＮＡ複合体、ウイルスポリマー−ＤＮＡ複合体、例えば、アデノウイルスポリリシン−ＤＮＡ複合体、および抗体−ＤＮＡ複合体が含まれる。また、ベクターは、遺伝子送達および／もしくは遺伝子発現をさらに変調するか、またはベクターが導入される細胞に有益な特性を提供する他の成分または機能性を含むことが可能である。このような他の成分には、例えば、細胞に対する結合または標的化に影響を及ぼす成分（細胞型または組織特異的結合を媒介する成分を含む）；細胞によるベクター核酸の取り込みに影響を及ぼす成分；取り込み後に細胞内のポリヌクレオチドの局在に影響を及ぼす成分（核局在を媒介する薬剤等）；およびポリヌクレオチドの発現に影響を及ぼす成分が含まれる。また、このような成分は、ベクターにより送達される核酸を取り込み、発現している細胞の検出または選択に使用可能である検出可能および／または選択可能なマーカ等のマーカも含み得る。このような成分は、ベクターの天然の特徴として提供可能であるか（結合および取り込みを媒介する成分または機能性を有する一定のウイルスベクターの使用等）、またはベクターは、このような機能性を提供するように改変可能である。幅広い種類のこのようなベクターは、当技術分野において既知であり、概して入手可能である。ベクターが宿主細胞において保持される場合、ベクターは、自律的構造として有糸分裂中に細胞により安定的に複製されるか、宿主細胞のゲノム内に組み込まれるか、または宿主細胞の核もしくは細胞質に保持されることが可能である。
【００１９】
「組み換えウイルスベクター」は、１つ以上の異種遺伝子または配列を含むウイルスベクターを指す。多数のウイルスベクターは、パッケージングに関連するサイズ制限を呈するため、異種遺伝子または配列は、典型的にはウイルスゲノムの１つ以上の部分を置き換えることによって導入される。このようなウイルスは、複製欠損になり、ウイルス複製およびキャプシド形成の途中に欠損機能を提供することが必要となり得る（例えば、複製および／またはキャプシド形成に必要な遺伝子を持つヘルパーウイルスまたはパッケージング細胞株を使用することによって）。また、ポリヌクレオチドが送達される改変ウイルスベクターであって、ウイルス粒子の外部に担持される改変ウイルスベクターについて説明されている（例えば、Ｃｕｒｉｅｌら，  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，  ８８：８８５０  （１９９１）参照）。
【００２０】
本明細書で使用する際、「遺伝子送達」、「遺伝子転移」、およびその同等物は、導入に使用する方法にかかわらず、宿主細胞への外因性ポリヌクレオチドの導入を指す用語である（場合により「トランス遺伝子」とも呼ばれる）。このような方法には、ベクター媒介遺伝子転移等の多種多様の周知の技術（例えば、ウイルス感染／トランスフェクション、または種々の他のタンパク質ベースもしくは脂質ベースの遺伝子送達複合体等による）、ならびに「裸の」ポリヌクレオチドの送達（エレクトロポレーション、イオントフォレーシス、「遺伝子銃」送達、および種々の他のポリヌクレオチドの導入に使用される種々の他の技術等）の送達を容易にする技術が含まれる。導入されたポリヌクレオチドは、安定的または一時的に宿主細胞に保持され得る。安定的に維持するためには、典型的には、導入されたポリヌクレオチドが、宿主細胞に適合する複製起点を含むか、または染色体外レプリコン（例えば、プラスミド）等の宿主細胞のレプリコンまたは核もしくはミトコンドリア染色体に組み込むことが必要である。多数のベクターは、当技術分野において公知であるように、遺伝子の哺乳類細胞への転移を媒介可能であることが公知である。
【００２１】
「トランス遺伝子」は、技術により一時的または永久的に細胞に挿入される任意の部分の核酸分子（例えば、ＤＮＡ）を意味し、ゲノムに組み込まれるか、または染色体外で保持される場合に生命体の一部になる。このようなトランス遺伝子は、トランスジェニック生命体に対して部分的または全体的に異種（すなわち、異物）である遺伝子を含み得るか、または生命体の内因性遺伝子に対して異種である遺伝子を表し得る。
【００２２】
「トランスジェニック細胞」は、トランス遺伝子を含む細胞を意味する。例えば、発現カセットを含むベクターで形質転換された幹細胞を使用して、表現型特徴が変化した細胞集団を生成することが可能である。
【００２３】
用語の「野生型」は、自然発生源からの単離時にその遺伝子または遺伝子産物の特徴を有する遺伝子または遺伝子産物を指す。野生型遺伝子は、集団において最も頻繁に観測されるものであるため、遺伝子の「通常」または「野生型」形態に任意により指定されるものである。対照的に、用語の「改変」または「突然変異」は、野生型遺伝子または遺伝子産物と比較して、配列または機能特性における改変（すなわち、変化した特徴）を示す遺伝子または遺伝子産物を指す。自然発生突然変異体を単離することが可能であり、つまり、これらが、野生型遺伝子または遺伝子産物と比較して、変化した特徴を有するという事実により識別されることに留意されたい。
【００２４】
「疾患対立遺伝子」は、認識可能な疾患を引き起こし得る遺伝子の対立遺伝子を指す。しかしながら、条件または一定の条件を有する集団の全てが、既知の疾患対立遺伝子を有するわけではない。疾患対立遺伝子は、優性もしくは劣性であってもよく、直接または特異的遺伝子的背景もしくは既存の病的状態と組み合わせて存在する場合に、疾患を引き起こし得る。疾患対立遺伝子は、遺伝子プール（遺伝的疾患対立遺伝子）に存在し得るか、または体細胞突然変異（後天的疾患対立遺伝子）によって個体に新たに生成され得る。
【００２５】
「脈管系」または「脈管」は、血液（ならびにリンパ液）を哺乳類細胞体において運ぶ血管の体系を指す用語である。
【００２６】
「血管」は、動脈、細動脈、毛細血管、細静脈、静脈、洞、および栄養血管を含む、哺乳類細胞の血管系の血管のいずれかを指す。
【００２７】
「動脈」は、血液が心臓から離れて通過する血管を指す。冠状動脈は、心臓自体の組織に供給するが、他の動脈は、残りの身体器官に供給する。動脈の一般的な構造は、多層動脈壁によって囲まれた管腔から成る。
【００２８】
用語の「形質導入」は、ウイルスベクターを介して、複製欠損ウイルスベクターを介して（例えば、組み換えアデノウイルスまたはＡＡＶを介して）、インビボまたはインビトロのいずれかにおける受容細胞へのポリヌクレオチドの送達を示す。
【００２９】
遺伝子配列および制御配列等の核酸配列に関連する際、用語の「異種」は、正常に結合されない配列および／または特定の細胞に正常に関連しない配列を示す。したがって、核酸構築体またはベクターの「異種」領域は、自然状態で他の分子と関連して見出されない他の核酸分子内またはそれに付着される核酸のセグメントである。例えば、核酸構築体の異種領域は、自然状態でコード配列に関連して見出されることのない配列によってフランクされたコード配列、すなわち異種プロモーターを含む。異種コード配列の別の例として、コード配列自体が自然状態で見出されない構築体が挙げられる（例えば、天然遺伝子とは異なるコドンを有する合成配列）。同様に、細胞に通常は存在しない構築体で形質転換された細胞は、本発明の目的では異種であると考えられる。
【００３０】
「ＤＮＡ」は、とりわけ直線ＤＮＡ分子（例えば、制限断片）、ウイルス、プラスミド、および染色体において見出される２本鎖または１本鎖の形態にあるデオキシリボヌクレオチド（アデニン、グアニン、チミン、またはシトシン）の重合形態を意味する。特定のＤＮＡ分子の構造について議論する際、配列は、ＤＮＡの非転写鎖（すなわち、ｍＲＮＡに対して相補的な配列を有する鎖）に沿って５’から３’の方向における配列のみを与える通常の規定に従って本明細書において説明可能である。この用語は、４つの塩基アデニン、グアニン、チミン、またはシトシンを含む分子、ならびに当技術分野において既知である塩基類似体を含む分子を捕捉する。
【００３１】
本明細書で使用する際、用語の「相補的」または「相補性」は、塩基対合規則に関連するポリヌクレオチド（すなわち、ヌクレオチドの配列）を指すために使用される。例えば、配列「Ａ−Ｇ−Ｔ」は、配列「Ｔ−Ｃ−Ａ」に対して相補的である。相補性は、「部分的」であってもよく、この場合、核酸塩基の一部のみが塩基対合規則に従って一致する。あるいは、核酸の間に「完全」または「全面的」な相補性が存在し得る。核酸鎖間の相補性の程度は、核酸鎖間のハイブリッド形成の効率および強度に対して著しい影響を及ぼす。これは、増幅反応において、ならびに核酸の間の結合に依存する検出方法において特に重要である。
【００３２】
ＤＮＡ分子は「５’端部」および「３’端部」を有すると言われるが、その理由は１つのモノヌクレオチドペントース環の５’リン酸塩が、ホスホジエステル結合を介して一方向にでその近傍の３’酸素に付着されるように、モノヌクレオチドが、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを生成するように反応するからである。ゆえに、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの端部は、その５’リン酸塩がモノヌクレオチドペントース環の３’酸素に連結されない場合、「５’端部」と呼ばれ、その３’酸素が後続モノヌクレオチドペントース環の５’リン酸塩に連結されない場合、「３’端部」と呼ばれる。本明細書で使用する際、核酸配列は、より大きなオリゴヌクレオチドまたはヌクレオチドの内部にある場合でも、５’および３’端部を有すると言われ得る。直線または円形のＤＮＡ分子では、個々の要素は、「下流」または３’要素の「上流」または５’にあるように言及される。この専門用語は、転写がＤＮＡ鎖に沿って５’から３’の方式において進行するという事実を反映する。連結された遺伝子の転写を命令するプロモーターとエンハンサー要素は、概して、コード領域の５’または上流に位置する。しかしながら、エンハンサー要素は、プロモーター要素およびコード領域の３’に位置する場合であっても、影響を及ぼすことが可能である。転写終結信号およびポリアデニル化信号は、コード領域の３’または下流に位置する。
【００３３】
「ポリヌクレオチド」は、リボヌクレオチドもしくはデオキシリボヌクレオチド、またはそれらの類似体のうちのいずれかである、任意の長さのヌクレオチドの重合形態を指す。この用語は、分子の１次構造を指すことから、２本鎖ＤＮＡおよび１本鎖ＤＮＡならびに２本鎖ＲＮＡおよび１本鎖ＲＮＡと、２本鎖配列または１本鎖配列の両方の一部分とを含む。ポリヌクレオチドは、ＤＮＡ、ゲノムおよびｃＤＮＡの両方、ＲＮＡ、またはハイブリッドであってもよく、この場合、ポリヌクレオチドは、デオキシリボヌクレオチドとリボヌクレオチドとの任意の組み合せ、およびウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサタニン、ヒポキサタニン等を含む塩基の任意の組み合せを含む。したがって、例えば、Ｃｏｌｅ−Ｓｔｒａｕｓｓら，  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ２７３：１３８６  （１９９６）およびＹｏｏｎら，  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，  ９３：２０７１  （１９９６）に記載されているように、キメラＤＮＡ−ＲＮＡ分子を使用してもよい。また、メチル化および／またはキャップされたポリヌクレオチド等の改変ポリヌクレオチドも含む。
【００３４】
特定の遺伝子産物をコードする「遺伝子」、「ポリヌクレオチド」、「コード領域」、または「配列」は、適切な調節配列の制御下にある場合、遺伝子産物、例えば、アンチセンス配列またはポリペプチドにインビボまたはインビトロで転写され、かつ任意により翻訳される核酸分子である。「コード」領域は、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、ＲＮＡ形態、またはハイブリッドのいずれかで存在し得る。ＤＮＡ形態で存在する場合、核酸分子は、１本鎖（すなわち、センス鎖）または２本鎖であり得る。コード領域の境界は、５'（アミノ）末端における開始コドンならびに３'（カルボキシ）末端における翻訳終止コドンによって判断される。遺伝子は、原核生物または真核生物のｍＲＮＡからのｃＤＮＡ、原核生物または真核生物のＤＮＡからのゲノムＤＮＡ配列、および合成ＤＮＡ配列を含むことが可能であるが、これらに限定されない。したがって、遺伝子は、遺伝子産物をコードする全長オープンリーディングフレーム（センス配向）またはこの全長オープンリーディングフレームによってコード化された遺伝子産物と実質的に同一の活性を有する遺伝子産物をコードするその部分（センス配向）を含み得るポリヌクレオチド、このポリヌクレオチドの補体、例えば、全長オープンリーディングフレーム（アンチセンス配向）の補体、および任意により連結された５’および／または３’非コード配列またはその部分、例えば、オリゴヌクレオチドを含み、これは、対応するｍＲＮＡの転写、安定性、または翻訳を抑制するのに有用である。転写終結配列は、通常、遺伝子配列の３'に位置する。
【００３５】
「オリゴヌクレオチド」は、当技術分野において周知の方法、例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋら，  Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，  Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｐｒｅｓｓ  （１９８９）によって規定されるように、ＲＮＡまたはＤＮＡである少なくとも７つのヌクレオチド、好ましくは１５、およびより好ましくは２０以上の連続ヌクレオチド、最大１００のヌクレオチドを含み、ヌクレオチドは、選択されたｍＲＮＡの非コード鎖またはコード鎖の補体に対応するか、またはｍＲＮＡもしくはｍＲＮＡをコードするＤＮＡにハイブリダイズされ、中程度に厳しいもしくは高度に厳しい条件の下で依然として安定に結合している。
【００３６】
用語の「制御要素」は、プロモーター領域、ポリアデニル化信号、転写終結配列、上流調節ドメイン、複製の起点、内部リボソーム侵入部位（ＩＲＥＳ）、エンハンサー、スプライス部位、およびその同等物を集合的に言及し、これらは、受容細胞におけるコード配列の複製、転写、転写後処理、翻訳を集合的に行う。選択されたコード配列が適切な宿主細胞において複製、転写、翻訳可能である限り、これらの制御要素の全てが常に存在する必要はない。
【００３７】
用語の「プロモーター領域」は、本明細書において、ＤＮＡ調節配列を含むヌクレオチド領域を指すためにその通常の意味で使用され、この場合、調節配列は、ＲＮＡポリメラーゼを結合可能であり、かつ下流（３’方向）コード配列の転写を開始可能な遺伝子から誘導される。したがって、「プロモーター」は、遺伝子の転写を制御するポリヌクレオチド配列またはそれと作動可能に連結したコード配列を指す。構成、誘発、抑制プロモーターを含む多種多様の異なる源からの多数のプロモーターが、当技術分野において周知である。
【００３８】
「エンハンサー要素」は、プロモーターに近接して配置される場合、エンハンサードメインが無い場合にプロモーターから得られる転写活動に対して、転写活動の増大を付与する核酸配列を意味する。したがって、「エンハンサー」は、遺伝子の転写を強化するポリヌクレオチド配列またはそれと作動可能に連結したコード配列を含む。多種多様の異なる源からの多数のエンハンサーが、当技術分野において周知である。プロモーター配列（一般的に使用されるＣＭＶプロモーター等）を有する多数のポリヌクレオチドも、エンハンサー配列を有する。
【００３９】
「心臓特異的エンハンサーまたはプロモーター」は、プロモーターに作動可能に連結される場合または単独の場合のそれぞれにおいて、心臓細胞において遺伝子発現を命令し、全ての組織または全ての細胞型において遺伝子発現を直接命令しない要素を意味する。心臓特異的エンハンサーまたはプロモーターは、天然に存在しても、天然に存在しなくてもよい。当業者は、天然に存在しないエンハンサーまたはプロモーターの合成が、標準的なオリゴヌクレオチド合成技法を使用して実行可能であることを認識するであろう。
【００４０】
「作動可能に連結される」は、そのように記述される成分が、意図したように成分が機能することを可能にする関係にある並置を指す。核酸分子に関して「作動可能に連結される」ことは、２つ以上の核酸分子（例えば、転写される核酸分子、プロモーター、およびエンハンサー要素）が、核酸分子の転写を可能にするように連結されることを意味する。プロモーターがコード配列の転写を制御する場合、プロモーターは、コード配列に作動可能に連結される。作動可能に連結されたプロモーターは、概して、コード配列の上流に位置するが、必ずしもコード配列と隣接しない。エンハンサーがコード配列の転写を増大させる場合、エンハンサーは、コード配列に作動可能に連結される。作動可能に連結されたエンハンサーは、コード配列の上流、その内部、または下流に位置することが可能である。転写がコード配列を経てポリアデニル化配列に進行するように、ポリアデニル化配列がコード配列の下流端に位置する場合、ポリアデニル化配列がコード配列に作動可能に連結される。ペプチドおよび／またはポリペプチド分子に関して「作動可能に連結される」ことは、２つ以上のペプチドおよび／またはポリペプチド分子が、各ペプチドおよび／またはポリペプチド成分が少なくとも１つの融合する特性を有する単一ポリペプチド鎖、すなわち融合ポリペプチドを産生するように連結されることを意味する。したがって、シグナルペプチド配列または標的ペプチド配列は、結果的な融合が分泌シグナルペプチドの存在結果として細胞から分泌される場合、または細胞小器官標的ペプチドの存在結果として細胞小器官内に分泌される場合、別のタンパク質に作動可能に連結される。
【００４１】
「相同性」は、２つのポリヌクレオチドまたは２つのポリペプチド間の同一性の割合を指す。一方の配列と別の配列との間の対応は、当技術分野において既知の技法によって判断可能である。例えば、相同性は、配列情報を整合し、かつ容易に利用可能なコンピュータプログラムを使用することによって、２つのポリペプチド分子間の配列情報を直接比較することによって判断可能である。代替として、相同性は、相同性領域間において安定的な２本鎖を形成する条件下においてポリヌクレオチドをハイブリッド形成し、その後一本鎖特異的ヌクレアーゼで消化し、消化断片のサイズを判断することによって判断可能である。２つのＤＮＡ、または２つのポリペプチドの配列は、上記の方法を使用して判断する場合、ヌクレオチドまたはアミノ酸の少なくとも約８０％、好ましくは少なくとも約９０％、および最も好ましくは少なくとも約９５％が、分子の規定の長さにおいてそれぞれ一致する場合、相互に「実質的に相同」である。
【００４２】
「哺乳動物」は、ヒト、ならびにチンパンジーおよび他の類人猿や猿種等の非ヒト霊長類；ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、およびウマ等の家畜動物；イヌおよびネコ等の家庭用哺乳動物；ネズミ、ラット、ウサギ、およびモルモット等のげっ歯類を含む実験動物、ならびにその同等物を含むがこれらに限定されない哺乳類のいずれかのメンバーを意味する。
【００４３】
「から誘導される」は、核酸分子が、親核酸分子から生成または設計されたことを意味し、誘導体は、親核酸分子と実質的に同一の機能特徴を維持すること、例えば、生成または設計された元である親核酸分子によってコード化された遺伝子産物と実質的に同一の活性を含む遺伝子産物をコードすることを意味する。
【００４４】
「発現構築体」または「発現カセット」は、転写を命令可能である核酸分子を意味する。発現構築体は、少なくともプロモーターを含む。エンハンサーおよび／または転写終結信号等の追加の要素も含んでもよい。
【００４５】
用語の「外因性」は、細胞または生命体におけるタンパク質、遺伝子、核酸、またはポリヌクレオチドに関して使用する場合、人工手段または自然手段によって細胞または生命体に導入されたタンパク質、遺伝子、核酸、またはポリヌクレオチドを指すか、または細胞に関して使用する場合、人工手段または自然手段によって単離され、その後他の細胞または生命体に導入された細胞を指す。外因性核酸は、異なる生命体もしくは細胞由来であってもよく、または生命体もしくは細胞の内部において天然に存在する核酸の１つ以上の追加のコピーであってもよい。外因性細胞は、異なる生命体由来であっても、同一の生命体由来であってもよい。非限定的な例として、外因性核酸は、自然細胞のものとは異なる染色体位置にあるか、または他の様式では、天然に見出されるものとは異なる核酸配列によってフランクされる。
【００４６】
用語「単離」は、核酸、ペプチド、ポリペプチド、またはウイルスに関連して使用する場合、少なくとも１つの汚染核酸、ポリペプチド、ウイルス、または通常は天然の供給源において関連付けられる他の生物学的成分から識別および分離される核酸配列、ペプチド、ポリペプチド、またはウイルスを指す。単離核酸、ペプチド、ポリペプチド、またはウイルスは、自然状態で見られる形態とは異なる形態または設定で存在する。例えば、所与のＤＮＡ配列（例えば、遺伝子）は、近傍遺伝子に近接する宿主細胞の染色体上において見出される。特異的タンパク質をコードする特異的ｍＲＮＡ配列等のＲＮＡ配列は、多数のタンパク質をコードする多くの他のｍＲＮＡとの混合物として細胞において見出される。単離核酸分子は、１本鎖または２本鎖の形態で存在し得る。単離核酸分子をタンパク質の発現に利用する場合、分子は、最小限のセンス鎖またはコード鎖を含む（すなわち、分子は、１本鎖であり得る）が、センス鎖およびアンチセンス鎖の両方を含んでもよい（すなわち、分子は、２本鎖であり得る）。
【００４７】
用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、「タンパク質」は、特に別の区別がなければ、任意の長さのアミノ酸のポリマーを指すように交換可能に使用される。また、これらの用語は、グリコシル化、アセチル化、リン酸化を含む反応により翻訳後に修飾されるタンパク質も含む。
【００４８】
本明細書において使用する際、「遺伝子調節」または「遺伝子調節療法」は、遺伝子療法ベクターにおける遺伝子発現を調節するために、１つ以上の遺伝子調節信号の送達を含む。遺伝子調節信号は、転写制御要素、例えば、プロモーターをトリガする信号を含む。
【００４９】
総括
本書は、とりわけ、ＡＦ遺伝子療法の制御のための方法、デバイス、およびシステムについて説明する。一実施形態では、ＡＦを有するかまたはＡＦを有するリスクのある哺乳動物は、ＡＦを抑制、予防、または治療するように意図される遺伝子療法を受ける。遺伝子療法ベクターは、少なくとも１つの転写制御要素に作動可能に連結される少なくとも１つの遺伝子産物をコード化して、発現カセットを形成する。一実施形態では、遺伝子療法ベクターは、膜結合タンパク質、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはｓｉＲＮＡを含む、例えば、ギャップ結合タンパク質またはイオンチャネルタンパク質に対応する遺伝子産物をコードする少なくとも１つのトランス遺伝子を含む。したがって、遺伝子産物の発現は、調節可能プロモーター、例えば、誘導プロモーターまたはエンハンサー等の転写制御要素の制御下にある。例えば、エンハンサーは、グルココルチコイド応答性エンハンサーであってもよく、またはプロモーターは、電磁応答性プロモーターであってもよい。一実施形態では、遺伝子の発現は、組織特異的プロモーターおよび／またはエンハンサーにより、組織特異的、例えば、心臓細胞特異的でもある。例えば、エンハンサーは、筋肉クレアチンキナーゼ（ｍｃｋ）エンハンサーであってもよく、またはプロモーターは、アルファミオシン重鎖（ＭｙＨＣ）またはベータＭｙＨＣプロモーターであってもよい（Ｐａｌｅｒｍｏら，Ｃｉｒｃ．Ｒｅｓ．，７８，５０４（１９９６）参照）。ＡＦを治療するために、本発明のベクターは、ＡＦに罹患する患者において上方調節される遺伝子、例えば、フラビンを含むモノオキシゲナーゼＩ、モノアミンオキシダーゼＢ、ユビキチン特異的プロテアーゼ８、チロシナーゼ関連タンパク質１、チロシン３関連モノオキシゲナーゼ、ＭＭＰ−２、またはＭＭＰ−７を含有する活性酸素種（ＲＯＳ）の生成に関連付けられる遺伝子からの転写調節要素を含み得る。任意により、各々が異なるトランス遺伝子を含み、かつ一実施形態において、そのうちの少なくとも１つが調節可能転写制御要素を含む遺伝子療法ベクターの組み合わせが用いられる。
【００５０】
現在の最適ではないＡＦの療法と比較すると、本発明は、遺伝子介入を提供する。遺伝子介入は有利であり、その理由は、関連する遺伝子が心房を特異的に標的にし得るため、その遺伝子発現が生理的に応答性であり得、および／または特異的転写制御要素で調節可能であり、低侵襲的であり外科的合併症が低下し、および／または治療的ならびに予防的であり得るからである。ＡＦの標的は、活動電位持続時間（ＡＰＤ）および有効不応期（ＥＲＰ）を決定するいくつかのイオンチャンネルである。一実施形態では、標的は、インパルスが伝播するように細胞に発現される、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、もしくはＩｆ、またはギャップ結合（例えば、ギャップ結合（Ｃｘ４０、４３、４５））、に関連付けられるカリウムチャネルである。心房におけるこれらの遺伝子の制御によって、通常のＡＰＤおよびＥＲＰの回復（または、延長）を介して、予防、抑制、および／または終結がもたらされ得る。
【００５１】
一実施形態では、本発明は、心房において病理学的に上方調節されるＩＫ１を抑え、通常または延長ＡＰＤおよびＥＲＰを回復させることによって、特に回帰型のＡＦの発生を抑制するための方法、デバイス、およびシステムを提供する。一実施形態では、本発明は、ＩＫｕｒを抑えることによって、心拍数および通常の電気生理学の完全性に影響を及ぼすことなくＡＰＤを延長するための方法、デバイス、およびシステムを提供する。一実施形態では、本発明は、ＡＦのための遺伝子療法を提供し、この療法では、ＩＫｕｒの遺伝的抑制剤、例えば、ドミナントネガティブｓｉＲＮＡまたはアンチセンスＲＮＡを表現するベクターがＩＫｕｒを阻止することによって、罹患（または、感受性）ＡＦ基質を変調する。一実施形態では、ＩＫｕｒの遺伝的抑制剤は送達され、その発現／活性は介入心臓病デバイスにより制御される。一実施形態では、ＩＫｕｒは心房にのみ存在するため、遺伝的抑制剤の体系的送達が想定される。一実施形態では、遺伝的抑制剤は、心臓特異的プロモーターを有してもよく、抑制剤は、体系的に送達される。一実施形態では、ギャップ結合が電流の細胞間転移を担い、ギャップ結合における欠陥が伝導を損なうことによってＡＦを促進するため、本発明は、ギャップ結合を形成する組み換え野生型タンパク質を発現して、ＡＦのための治療を提供するための方法、デバイス、およびシステムを提供する。
【００５２】
一実施形態では、ヌクレオチド配列は、過分極活性化陽イオンチャネル遺伝子（ＨＣＮ）またはその一部分に特異的である。１つ以上のイソ型のＨＣＮを、本発明の方法に使用してもよい。４つのイソ型のＨＣＮ群、ＨＣＮ１、ＨＣＮ２、ＨＣＮ３、およびＨＣＮ４が同定されている。ＨＣＮ４イソ型は、洞房結節における心臓の特異な電流チャネルに対してコードする優性サブユニットであり得るが、一方、ＨＣＮ２イソ型は心室に存在し、種々の比率のＨＣＮ１、ＨＣＮ２、およびＨＣＮ４イソ型が心房および伝導システム、例えば、プルキンエ線維に存在する。
【００５３】
多種多様のドミナントネガティブタンパク質を、本発明の方法に使用するために調製することが可能である。例えば、イオンチャネルタンパク質は、例えば、選択された膜貫通ドメインを除去することによって、ドミナントネガティブタンパク質が容易に作成可能である１つのタンパク質群として認識される。ほとんどの場合、イオンチャネル結合複合体の機能は、ドミナントネガティブイオンチャネルタンパク質の相互作用によって実質的に低減または排除される。例えば、１つ以上の膜貫通ドメインを含むタンパク質をコードするＤＮＡは、少なくとも１つ、好ましくは２、３、４、５、６、またはそれ以上の膜貫通ドメインが排除されるように改変される。得られた改変タンパク質は、少なくとも１つの他のタンパク質との結合複合体を形成してもよく、例えば、通常のリガンド結合アッセイまたは電気生理学的アッセイでアッセイされるように、結合複合体の通常の機能を抑制し得る。ドミナントネガティブタンパク質は、結合複合体の活性の少なくとも１０パーセント以上の抑制、より好ましくは少なくとも２０パーセント以上、およびさらにより好ましくは少なくとも約３０、４０、５０、６０、７０、８０、または１００パーセント以上の全長タンパク質に対する結合複合体活性の抑制を呈し得る。
【００５４】
別の実施形態では、本方法における使用について所望のタンパク質をコードするｃＤＮＡは、欠失されるか、または保存アミノ酸または非保存アミノ酸により置換されるように改変されることが可能である。例えば、フェニルアラニンで置換されるチロシンアミノ酸は、保存アミノ酸置換の例であるが、一方、アラニンで置き換えられるアルギニンは、非保存アミノ酸を表す。
【００５５】
別の実施形態では、ｓｉＲＮＡ手法が用いられる。例えば、開始コドンの５０〜１００ヌクレオチドおよび終結コドンから５０〜１００ヌクレオチド内にあるコード配列の領域内に位置する２１ヌクレオチドの標的配列が選択される。開始配列におけるＡＡの存在によって、アンチセンス配列の３'端部におけるｄＴｄＴの使用が可能になる。アンチセンス鎖のみが標的認識に関与することから、センス鎖は、３'端部においてｄＴｄＴと合成可能である。さらに、ｄＴｄＴの使用によって、ｓｉＲＮＡ２本鎖は、エキソヌクレアーゼ活性に対してより耐性を示す。また、特定の配列のＧ−Ｃ含有量も、標的配列の選択に使用され得る。含有量は、５０％未満、例えば、４０％の範囲にあり得るが、遺伝子サイレンシングの成功は、ｓｉＲＮＡが５０％から６０％の間のＧ−Ｃ含有量を有する状態で報告されている。３つ以上のＧまたはＣの繰り返しを有する配列は、その存在が効果的なｓｉＲＮＡサイレンシングハイブリッド形成を防止する分子２次構造を開始し得るため、概して回避される。また、ＡおよびＴの伸展も回避され得る。他の既知の遺伝子に対する１５を超える隣接ヌクレオチド配列同一性を有する標的配列が回避される。
【００５６】
一実施形態では、遺伝子療法と同時またはその後に、遺伝子療法ベクターにおいて遺伝子の発現を調節可能なデバイスが哺乳動物に提供される。ＡＦの症状の検出に応答して、例えば、細動を示す生理的パラメータの変化に応答して、デバイスは、遺伝子療法ベクターにおいて調製可能転写制御要素を活性させる信号を発する。このような信号には、電場、電磁場、光、および／または生物物質（すなわち、ＤＮＡによりコード化されるもの）もしくは非生物等の化学物質、例えば、ベータアドレナリン遮断薬、アルファアドレナリン遮断薬、カルシウムチャンネル遮断薬、ＡＣＥ阻害剤、またはアンジオテンシンＩＩ遮断薬が含まれるがこれらに限定されない。一実施形態では、遺伝子療法ベクターからの発現が誘導され、生理的パラメータの望ましい変化が検出された後に、信号は中断される。別の実施形態では、信号は、所定時間の間出力される。したがって、遺伝子発現は、デバイスの出力する信号を制御することによって、停止および開始し得るか、または増加され得る。
【００５７】
また、本発明は、空間的に制御された様式で、哺乳動物の細胞または組織に１つ以上のベクターを送達するシステムも提供する。一実施形態では、哺乳動物におけるＡＦを予防、阻止、または治療するために、ベクター、例えば、ベクターを有するポリマーマトリクスを有する生体適合性材料を、哺乳動物の心房に適用する。したがって、ポリマーマトリクスに埋め込まれるか、または適用されるベクターの心房への送達は、任意により、全身送達よりも低い用量で局所的送達を提供する。一実施形態では、ポリマーマトリクス中のベクターは、ドミナントネガティブ遺伝子産物をコードする。一実施形態では、ポリマーマトリクス中のベクターは、アンチセンス配列を発現するための遺伝子またはその一部分を含み、次いで、アンチセンス配列は、主に、標的遺伝子のメッセンジャーＲＮＡへ結合することによって、遺伝子発現を抑制することが可能であることから、内因性遺伝子産物の発現を遮断する能力を有することが可能である。
【００５８】
ポリマーマトリクス
ポリマーマトリクスは、概してベクター（荷電分子である）を保持する任意の生理学的に適合する材料か、または持続期間、例えば数ヶ月または数年の間に生理学的条件下にある他の薬剤を含む任意の他の薬剤から形成され得る。ポリマーマトリクスは、電気信号により生成される電場に反応してベクターを押し出し（放出）し得るか、またはマトリクスは、受動的送達を提供し得る。電気信号は、生理学的信号、例えば、ＡＦに関連する信号等の検出に反応して生成され得る。
【００５９】
ベクターまたは任意の他の薬剤は、重合の前にモノマーの溶液に、またはポリマーマトリクスに導入されてもよく、例えば、溶媒（例えば、水、プロピレン、グリコール等）中で溶解され、得られた溶液をポリマーマトリクス材料に組み込むことが可能である。ベクターがポリマーマトリクスに埋め込まれるか、または適用されると、得られた送達デバイスは、埋め込み型パルス発生器に連結され得る。電場の供給後、ベクターまたは任意の他の薬剤は、電場の非存在下での放出速度よりも速い速度でマトリクスから放出される。具体的には、送達デバイスにおけるベクターは、例えば、埋め込み型パルス発生器により生成される電場に応じて、隣接細胞もしくは組織または血管腔に放出され、その放出は、印加電場に比例した量である。電気信号が停止すると、ベクターは、放出されなくなるか、または電場の存在下の放出速度よりも大幅に低下した速度で放出される。したがって、ベクターの送達は、デバイスの配置によって、任意によりベクターの能動的放出によって、例えば、デバイスによって、空間的および／または一時的に制御され得る。
【００６０】
マトリクス材料は、好ましくは、生理的に不活性であり、かつ送達される荷電分子を保持可能である。使用され得るマトリクス材料には、ポリ酢酸またはポリグリコール酸およびそれらの誘導体、ポリオルトエステル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリリシン等のポリアミノ酸、乳酸／グリコール酸共重合体、ポリ酸無水物、および硫酸化ポリテトラフルオロエチレン等のイオン交換樹脂、あるいはそれらの組み合わせが含まれ得る。したがって、生体適合性材料には、ポリグリコール酸およびそれらの誘導体、カルボキシル含有ポリマー、ポリオルトエステル、ポリエステル、例えば、ヒドロキシル含有ポリマー、ポリウレタン、ポリリシン等のポリアミノ酸、乳酸／グリコール酸共重合体、ポリ酸無水物、および硫酸化ポリテトラフルオロエチレン等のイオン交換樹脂、ポリジメチルシロキサン（シリコーンゴム）、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。ポリマーにおける反応基、例えば、ヒドロキシ基またはアミノ基は、アセチル化可能であり（例えば、ポリマー−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）ＣＨ３ｏｒポリマー−ＮＲ−Ｃ（＝Ｏ）ＣＨ３）であり、これらの基は、モノマーの重合前または後のいずれかに調製可能である）。
【００６１】
さらに、生体適合性材料は、任意により改変され得る、例えば、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノ−プロピル）カルボジイミド塩酸塩等の架橋剤を使用して架橋される天然タンパク質または材料から形成され得る。このような天然材料には、多糖類、例えば、再生セルロース（レーヨン）を含むセルロース、アルブミン、コラーゲン、フィブリン、アルギン酸塩、細胞外マトリクス（ＥＣＭ）、例えば、異種ＥＣＭ、ヒアルロン酸、キトサン、ゼラチン、ケラチン、電気泳動に使用するために加水分解されたジャガイモデンプン、および寒天（アガロース）、または他の「単離材料」が含まれる。「単離」材料は、少なくとも１つの汚染物質構造から分離されており、汚染物質構造は、生命体またはインビトロで培養された細胞集団等のその天然状態において通常は関連付けられる。
【００６２】
一実施形態では、上記材料には、リポソーム、ヒドロゲル、シクロデキストリン、ナノカプセル、またはマイクロスフェアが含まれる。したがって、生体適合性材料には、ヒドロゲルまたは他の多孔性材料形態の合成ポリマー、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよびポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリ（２−メタクリル酸ヒドロキシエチル）等の透過性構成または形態；ガムおよびデンプン等の天然ポリマー；シリコーンゴム、ポリウレタンゴム等の合成エラストマー；ならびに天然ゴムが含まれ、また、ポリ［α（４−アミノブチル）］−１−グリコール酸、ポリエチレンオキシド（Ｒｏｙら，Ｍｏｌ．  Ｔｈｅｒ．，７：４０１（２００３））、ポリオルトエステル（Ｈｅｌｌｅｒら，Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｒｅｖ．，５４：１０１５（２００２））、シルク−エラスチン状ポリマー（Ｍｅｇｅｌｄら，  Ｐｈａｒｍａ．  Ｒｅｓ．，  １９：９５４  （２００２））、アルギン酸塩（Ｗｅｅら，  Ａｄｖ．  Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖ．  Ｒｅｖ．，  ３１：２６７  （１９９８））、ＥＶＡｃ（ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド）共重合体およびポリ（Ｌ−ラクチド）およびポリグリコリド等のマイクロスフェア、ポリジオキサノン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ｂ−ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）、グリオキサールで架橋され、かつ生物活性充填剤で補強されるもの等のソイマトリクス、例えば、水酸リン灰石、ポリ（イプシロン−カプロラクトン）−ポリ（エチレングリコール）共重合体、ポリ（アクリロイルヒドロキシエチル）デンプン、ポリリシン−ポリエチレングリコール、アガロースヒドロゲル、また脂質微小管ヒドロゲルヒドロゲルが含まれる。
【００６３】
一実施形態では、ベクターは、生体適合性材料、例えば、生物分解不可能な材料または生物分解可能な材料のそれぞれによって被覆されるか、それらの中に埋め込まれるか、またはそれらに適用され、これらの材料には、ポロキサマーのヒドロゲル、ポリアクリルアミド、ポリ（２−メタクリル酸ヒドロキシエチル）、カルボキシビニル−ポリマー（例えば、Ｃａｒｂｏｐｏｌ  ９３４，Ｇｏｏｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）、セルロース誘導体、例えば、メチルセルロース、酢酸セルロース、およびヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、またはポリビニルアルコールが含まれるが、これらに限定されない。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ベクターは、コラーゲン、フィブリン、ポリヒドロキシアルカノエート、セルロース、ポリ乳酸−ポリグリコール酸、またはポリ酸無水物等の生体適合性ポリマーおよび任意により生物分解可能なポリマーに埋め込まれるか、またはそれらによって被覆される。
【００６５】
他の例として、親水性、疎水性、または両親媒性にかかわらず、任意の生体適合性ポリマー、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド共重合体、ポリ（エチレンオキシド）／ポリ（酸化プロピレン）ブロック共重合体、ポリ（エチレングリコール）／ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド）ブロック共重合体、ポリグリコライド、ポリラクチド（ＰＬＬＡまたはＰＤＬＡ）、ポリ（カプロラクトン）（ＰＣＬ）、ポリ（ジオキサノン）（ＰＰＳ）、または酢酸セルロース等のセルロース誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。代替実施形態では、タンパク質、コラーゲン、例えば、ヒドロキシル化コラーゲン、またはフィブリン、またはポリ乳酸−ポリグリコール酸もしくはポリ酸無水物等の生物学的に誘導されたポリマーが、適切なポリマーマトリクス材料である。
【００６６】
別の実施形態では、生体適合性材料には、ポリエチレンテレフタラート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドの共重合体、ポリグリコール酸およびポリヒドロキシアルカノエートの組み合わせ、またはゼラチン、アルギン酸塩、コラーゲン、ヒドロゲル、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸塩、ポリ−４−ヒドロキシ酪酸塩、およびポリヒドロキシオクタン酸塩、およびポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニルが含まれる。
【００６７】
上記の例は、参照のためにのみ提供され、適切なポリマーマトリクス材料の範囲は、上記に列挙された材料に限定されるように解釈されるべきではない。ポリマーマトリクス材料は、上述した物理的特徴を満たす限り、親水性、疎水性、または両親媒性であることが可能である。米国特許第５０８７２４３号、およびＡｖｉｔａｌｌら，  Ｃｉｒｃ．，８５：１５８２（１９９２））も参照されたい。ポリマーマトリクスは、ポリマーマトリクスにおいてベクターおよび他の任意の薬剤を安定させることが好ましい。
【００６８】
また、ポリマーマトリクスは、透析膜、ナイロン、またはポリスルホキシの選択的半浸透性膜においても存在し得る。一実施形態では、半浸透性膜は、生体分解性ではない。
【００６９】
遺伝子療法ベクター
遺伝子療法ベクターには、例えば、遺伝子の宿主細胞への送達を媒介可能であるウイルスベクター、リポソームおよび他の脂肪含有複合体、ならびに他の巨大分子複合体が含まれる。また、ベクターは、遺伝子送達および／または遺伝子発現をさらに変調するか、または有益な特性を標的細胞に提供する他の成分または機能も含むことが可能である。このような他の成分には、例えば、細胞に対する結合または標的化に影響を及ぼす成分（細胞型または組織特異的結合を媒介する成分を含む）；細胞によるベクターの取り込みに影響を及ぼす成分；取り込み後に細胞内の導入された遺伝子の局在に影響を及ぼす成分（核局在を媒介する薬剤等）；および遺伝子の発現に影響を及ぼす成分が含まれる。また、このような成分は、ベクターにより送達される核酸を取り込み、そして発現している細胞の検出または選択に使用可能である検出可能および／または選択可能なマーカ等のマーカも含み得る。このような成分は、ベクターの天然の特徴として提供可能であるか（結合および取り込みを媒介する成分または機能性を有する一定のウイルスベクターの使用等）、またはベクターは、このような機能性を提供するように媒介可能である。選択可能マーカは、陽性、陰性、または二官能性であることが可能である。陽性選択可能マーカによって、マーカを有する細胞の選択が可能になるが、一方、陰性選択可能マーカによって、マーカを有する細胞を選択的に排除することが可能になる。二官能性（すなわち、陽性／陰性）マーカを含む多種多様のこのようなマーカ遺伝子について記載されている（例えば、国際公開第ＷＯ９２／０８７９６号および国際公開第ＷＯ９４／２８１４３号）。このようなマーカ遺伝子は、遺伝子療法において有利であることが可能である制御の追加の測定を提供することが可能である。幅広い種類のこのようなベクターは、当技術分野において既知であり、概して入手可能である。
【００７０】
本発明の範囲内の遺伝子療法ベクターには、単離核酸、例えば、染色体外で保持され得るプラスミドベースのベクター、およびウイルスベクター（例えば、組み換えアデノウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、乳頭腫ウイルス、またはアデノ随伴ウイルス）（これは、リポソーム、例えば、ＤＯＳＰＡ／ＤＯＰＥ、ＤＯＧＳ／ＤＯＰＥ、もしくはＤＭＲＩＥ／ＤＯＰＥリポソーム等の中性または陽イオンリポソームに存在する、および／またはＤＮＡ−アンチ−ＤＮＡ抗体−陽イオン性脂質（ＤＯＴＭＡ／ＤＯＰＥ）複合体等の他の分子に関連付けられるウイルスおよび非ウイルスベクターを含む）が含まれるがこれらに限定されない。例示的遺伝子療法ベクターについて後述する。遺伝子療法ベクターは、筋肉内投与、口腔投与、直腸投与、静脈内投与、または冠動脈内投与を含むがこれらに限定されない任意の経路により投与され、また、細胞への転移は、エレクトロポレーションおよび／またはイオントフォレーシスを使用して強化され得る。
【００７１】
レトロウイルスベクター
レトロウイルスベクターは、長期トランス遺伝子発現を提供する宿主ゲノムに安定的かつ正確に組み込む能力を含むいくつかの顕著な特徴を呈する。これらのベクターは、感染遺伝子粒子を排除するために生体外で操作して、全身性感染症および患者から患者への感染のリスクを最小にすることが可能である。偽型レトロウイルスベクターは、宿主細胞指向性を変更することが可能である。
【００７２】
レンチウイルス
レンチウイルスは、ヒト免疫不全ウイルスおよび猫免疫不全ウイルスを含むレトロウイルス群から誘導される。しかしながら、分裂細胞のみに感染するレトロウイルスとは違って、レンチウイルスは、分裂および非分裂の両方の細胞に感染することが可能である。例えば、ヒト免疫不全ウイルスゲノムに基づくレンチウイルスベクターは、心筋細胞をインビボで形質導入することが可能である。レンチウイルスは、特異的な指向性を有するが、ウイルス外皮を水疱性口内炎ウイルスで偽型化することによって、幅広い種類のウイルスが産生される（Ｓｃｈｎｅｐｐら，Ｍｅｔｈ．Ｍｏｌ．Ｍｅｄ．，６９：４２７（２００２））。
【００７３】
アデノウイルスベクター
アデノウイルスベクターは、ゲノムからのウイルス遺伝子発現を担う初期（Ｅ１ＡおよびＥ１Ｂ）遺伝子を欠失することによって複製能力を与えられ得ず、染色体外形態で宿主細胞に安定的に保持される。これらのベクターは、複製および非複製の両方の細胞をトランスフェクトする能力を有し、具体的には、これらのベクターは、例えば、直接注射またはかん流後に、インビボで心筋細胞に効果的に感染することが分かっている。アデノウイルスベクターは、インビボで治療遺伝子の一時的発現をもたらすことが分かっており、７日で最高に達し、約４週間続く。トランス遺伝子発現の持続時間は、心臓特異的プロモーターを利用するシステムにおいて改善され得る。加えて、アデノウイルスベクターは、極めて高い力価で生成可能であり、これによって、少量のウイルスにより効率的な遺伝子転移が可能になる。
【００７４】
アデノ随伴ウイルスベクター
組み換えアデノ随伴ウイルス（ｒＡＡＶ）は、非病原性パルボウイルスから誘導され、本質的に細胞性免疫反応を引き起こさず、大部分の体系において数ヶ月続くトランス遺伝子発現を生成する。さらに、アデノウイルスのように、アデノ随伴ウイルスベクターは、複製および非複製細胞に感染するための能力も有し、ヒトに対して非病原性であると考えられている。さらに、これらは、持続型心臓遺伝子転移に前途有望であると考えられる（Ｈｏｓｈｉｊｉｍａら，．Ｎａｔ．Ｍｅｄ．，８：８６４（２００２）；Ｌｙｎｃｈら，Ｃｉｒｃ．Ｒｅｓ．，８０：１９７（１９９７））。
【００７５】
ヘルペスウイルス／単位複製配列
単純ヘルペスウイルス１（ＨＳＶ−１）は、インビボで重要な遺伝子送達ベクターにする多数の重要な特徴を有する。２つの型のＨＳＶ−１ベースのベクターが存在し、１）外因性遺伝子を骨格ウイルスゲノムに挿入することにより生成されるものと、２）外因性遺伝子を単位複製配列プラスミドに挿入し、その後単位複製配列プラスミドが複製されてビリオン粒子にパッケージ化されることによって生成されるＨＳＶ単位複製配列ビリオンが存在する。ＨＳＶ−１は、分裂および非分裂を含む広範な種類の細胞に感染することが可能であるが、神経細胞に対して明らかに強力な指向性を有する。これは、極めて大きいゲノムサイズを有し、極めて大きいトランス遺伝子（＞３５ｋｂ）を収容することが可能である。ヘルペスウイルスベクターは、大きな遺伝子、例えば、リアノジン受容体およびタイチン（ｔｉｔｉｎ）をコードする遺伝子の送達に特に有用である。
【００７６】
プラスミドＤＮＡベクター
プラスミドＤＮＡは、より複雑なパッケージング系の不在を示すために、しばしば「裸のＤＮＡ」とも呼ばれる。インビボでのプラスミドＤＮＡの心筋細胞への直接注射が達成されている。プラスミドベースのベクターは、比較的非免疫原性および非病原性であり、細胞ゲノムに安定的に組み込む潜在性を有し、これによってインビボで長期遺伝子発現が有糸分裂後細胞においてもたらされる。例えば、プラスミドＤＮＡの筋肉注射の後の分泌血管新生因子の発現は、比較的低いレベルの局所トランス遺伝子発現にもかかわらず、動物モデルにおいて大幅な生物学的効果を呈しており、臨床的に前途有望と考えられる（Ｉｓｎｅｒ，  Ｎａｔｕｒｅ，４１５：２３４（２００２））。さらに、プラスミド  ＤＮＡは、血流中で急速に分解されるため、遠隔器官系におけるトランス遺伝子発現の機会はごくわずかである。プラスミドＤＮＡは、巨大分子複合体、例えば、リポソームまたはＤＮＡ−タンパク質複合体の一部として細胞に送達されてもよく、送達は、エレクトロポレーションを含む技法を使用して強化され得る。
【００７７】
合成オリゴヌクレオチド
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、短く（約１０〜３０ヌクレオチド長）、化学的に合成されたＤＮＡ分子であって、対象のＲＮＡのコード配列に相補的であるように設計されるＤＮＡ分子である。これらの物質は、拡散またはリポソーム媒介性転移により細胞に入ってもよく、また、比較的高い形質導入効率を有する。これらの物質は、標的遺伝子の発現を低減または除去するために有用であるが、非改変オリゴヌクレオチドはインビボでの半減期が短く、修飾塩基、糖類、またはリン酸基は、オリゴヌクレオチドの半減期を増加させることが可能である。非改変ヌクレオチドでは、このような配列を使用する有効性は、例えば、アデノウイルス構築体において、アンチセンスセグメントを関連の特異的プロモーターと連結させることによって増加する。一実施形態では、エレクトロポレーションおよび／またはリポソームを用いて、プラスミドベクターを送達する。合成オリゴヌクレオチドは、巨大分子複合体、例えば、リポソームの一部として細胞に送達されてもよく、送達は、エレクトロポレーション等の技法を使用して強化され得る。
【００７８】
調節可能転写制御要素
本発明のデバイスは、特定の波長または様々な波長の光、特定のエネルギーの光、音響エネルギー、電場、化学物質、電磁エネルギー、熱エネルギー、もしくは他の形態の温度または物質が含まれるがこれらに限定されない１つ以上の信号を送達してもよく、この信号は、遺伝子療法ベクターにおいて調節可能転写制御要素により認識される。
【００７９】
転移された遺伝子のインビボでの発現を制御するため、したがって調節可能または誘導プロモーターと関連してインビボ遺伝子転移ベクターの薬物動態を変更するための多種多様の戦略が考案されている。これらの調節可能プロモーターの多くは、体外から投与された薬剤を使用してトランス遺伝子発現を制御し、場合により、生理学的環境を使用して遺伝子発現を制御する。外因性制御プロモーターの例として、テトラサイクリン応答性プロモーター、ＤＮＡから成るキメラトランス活性化因子、および単純ヘルペスビリオンタンパク質１６のトランス活性化ドメインに融合される細菌ｔｅｔリプレッサからのテトラサイクリン結合ドメイン（Ｈｏら，Ｂｒａｉｎ  Ｒｅｓ．Ｍｏｌ．Ｂｒａｉｎ  Ｒｅｓ．，４１：２００（１９９６））；嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子遺伝子の５'−隣接領域の最小断片上に重ね合わされる複数の環状アデノシン一リン酸応答要素を有するキメラプロモーター（Ｓｕｚｕｋｉら，７：１８８３（１９９６））；ＥＧＲ１放射線−誘導性プロモーター（Ｈａｌｌａｈａｎら，Ｎａｔ．Ｍｅｄ．，１：７８６（１９９５））；およびラットのチロシンアミノトランスフェラーゼ遺伝子由来の５ＧＲＥを有するキメラＧＲＥプロモーター（Ｌｅｅら，Ｊ．Ｔｈｏｒａｃｉｃ  Ｃａｒｄｉｏ．Ｓｕｒｇ．，１１８：２６（１９９６））（これは、ラットＡｄ２主要後期プロモーターＴＡＴＡボックス−開始部位についての挿入と連携する（Ｎａｒｕｍｉら，  Ｂｌｏｏｄ，９２：８１２（１９９８）））が挙げられる。プロモーターの生理的制御の例として、チミジンキナーゼプロモーターのキメラと甲状腺ホルモンならびに外因性および内因性の両方のトリヨードチロニンに対して応答するレチノイン酸応答性要素（Ｈａｙａｓｈｉら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２６９：２３８７２（１９９４））；炎症性刺激に応答する補体因子３および血清アミロイドＡ３プロモーター；ｇｒｐ７８およびＢｉＰストレス誘導性プロモーター、グルコース剥奪、慢性無酸素症、および酸性ｐＨによって誘導されるグルコース調節タンパク質（Ｇａｚｉｔら，Ｃａｎｃｅｒ  Ｒｅｓ．，５５：１６６０（１９９５））；ならびに、低酸素症誘導因子１および低酸素細胞内でヒトのエリトロポイエチン遺伝子の転写を活性化し、インビボでの遺伝子治療に関連して調節可能プロモーターとしての役割を果たすことが示された、ヘテロ２量体ベースのヘリックス−ループ−ヘリックスタンパク質（Ｆｏｒｓｙｔｈｅら，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．，１６：４６０４（１９９６））が挙げられる。
【００８０】
本発明の遺伝子治療ベクターおよび方法において有用な調節可能転写要素には、プロゲステロン（ｐｒｏｇｅｓｔｅｒｉｎ）受容体（抗黄体ホルモンにより制御される）の切断リガンド結合ドメイン、ｔｅｔプロモーター（ｔｅｔおよびｄｏｘにより制御される）（Ｄｈａｗａｎら，Ｓｏｍａｔ．Ｃｅｌｌ．Ｍｏｌ．Ｇｅｎｅｔ．，２１，２３３（１９９５）；Ｇｏｓｓｅｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６８：１７６６（１９９５）；Ｇｏｓｓｅｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，８９：５５４７（１９９２）；Ｓｈｏｃｋｅｔｔら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，６５２２（１９９５））、低酸素症誘導核因子（Ｓｅｍｅｎｚａら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８８，５６８０（１９９１）；Ｓｅｍｅｎｚａら，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２６９，２３７５７））、グルココルチコイド応答要素（ＧＲＥ）等のステロイド誘導要素とプロモーター（ＭａｄｅｒおよびＷｈｉｔｅ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９０，５６０３（１９９３））、およびＲＵ４８６誘導のための融合コンセンサス要素（Ｗａｎｇら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９１：８１８（１９９４））、電磁場に感受性を有するもの、例えば、メタロチオネインＩまたはＩＩ、ｃ−ｍｙｃ、およびＨＳＰ７０プロモーター内に存在するもの（Ｌｉｎら，Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，８１：１４３（２００１）；Ｌｉｎら，Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，５４：２８１（１９９４））；米国公開出願第２００２００９９０２６号））、および電気パルス（Ｒｕｂｅｎｓｔｒｕｎｋら，Ｊ．Ｇｅｎｅ  Ｍｅｄ．，５：７７３（２００３））、ならびに酵母ＧＡＬ４／ＴＡＴＡプロモーター、オーキシン誘導要素、エクジソン応答性要素（Ｎｏら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９３：３３４６（１９９６））、ラパマイシン（ＦＫ５０６）またはその類似体に誘導される要素（Ｒｉｖｅｒａら，Ｎａｔ．Ｍｅｄ．，２：１０２８（１９９６）；Ｙｅら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８３：８８（１９９９）；Ｒｉｖｅｒａら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，９６：８６５７（１９９９））、ｔａｔ応答性要素、金属、例えば、亜鉛、誘導要素、放射誘導要素、例えば、早期成長応答遺伝子（Ｅｒｇ−１）のプロモーターの誘導子として使用されてきたイオン化放射（Ｈａｌｌａｈａｎら，Ｎａｔ．Ｍｅｄ．，１：７８６  （１９９５））、核受容体ＰＰＡＲγ（ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体）要素であって、ＰＰＲＥに融合した最小プロモーターから構成される要素（ＰＰＡＲ応答性要素、国際公開第ＷＯ００／７８９８６を参照されたい）、チトクロームＰ４５０／Ａ１プロモーター、ＭＤＲ−１プロモーター、特異的サイトカインにより誘導されるプロモーター（Ｖａｒｌｅｙら，Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．，１５：１００２（１９９７））、光誘導要素（Ｓｈｉｍｉｚｕ−Ｓａｔｏら，Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．，２０：１０４１（２００２））、ｌａｃＺプロモーター、および酵母Ｌｅｕ３プロモーターが含まれるが、これらに限定されない。
【００８１】
いくつかの実施形態では、筋肉特異的および筋肉誘導性のプロモーター、エンハンサー、およびその同等物等の細胞または組織特異的制御要素が、例えば、調節可能転写制御要素と併用して特に有用になる。このような制御要素には、ｍｙｏＤ遺伝子族から等の、アクチンおよびミオシン遺伝子族から誘導されるもの（Ｗｅｉｎｔｒａｕｂら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２５１，７６１（１９９１））；筋細胞特異的エンハンサー結合因子ＭＥＦ−２（ＣｓｅｒｊｅｓｉおよびＯｌｓｏｎ，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．，１１，４８５４（１９９１））；ヒト骨格アクチン遺伝子から誘導される制御要素（Ｍｕｓｃａｔら，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏ．，７，４０８９（１９８７））および心臓アクチン遺伝子；筋肉クレアチンキナーゼ配列要素（Ｊｏｈｎｓｏｎら，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．，９，３３９３（１９８９））およびマウスクレアチンキナーゼエンハンサー（ｍＣＫ）要素；骨格高速単収縮トロポニンＣ遺伝子、低速単収縮心臓トロポニンＣ遺伝子、および低速単収縮トロポニンＩ遺伝子から誘導される制御要素が含まれるが、これらに限定されない。
【００８２】
心臓細胞制限プロモーターには、以下の遺伝子からのプロモーターが含まれるが、これらに限定されない：  αミオシン重鎖遺伝子、例えば、心室αミオシン重鎖遺伝子、βミオシン重鎖遺伝子、例えば、心室βミオシン重鎖遺伝子、ミオシン軽鎖２ν遺伝子、例えば、心室ミオシン軽鎖２遺伝子、ミオシン軽鎖２ａ遺伝子、例えば、心室ミオシン軽鎖２遺伝子、心筋細胞制限心臓アンキリン反復タンパク質（ＣＡＲＰ）遺伝子、心臓αアクチン遺伝子、心臓ｍ２ムスカリンアセチルコリン遺伝子、ＡＮＰ遺伝子、ＢＮＰ遺伝子、心臓トロポニンＣ遺伝子、心臓トロポニンＩ遺伝子、心臓トロポニンＴ遺伝子、心臓筋小胞体Ｃａ−ＡＴＰａｓｅ遺伝子、骨格αアクチン遺伝子、ならびに人工心臓細胞特異的プロモーター。
【００８３】
さらに、心室腔特有プロモーターまたはエンハンサーを用いることも可能であり、例えば、心房特異的発現では、ウズラの遅効性ミオシン鎖型３（ＭｙＨＣ３）もしくはＡＮＰプロモーター、またはｃＧＡＴＡ−６エンハンサーを使用してもよい。心室特異的発現では、イロコイホメオボックス遺伝子を使用してもよい。心室筋細胞特異的プロモーターの例として、心室ミオシン軽鎖２プロモーターおよび心室ミオシン重鎖プロモーターが挙げられる。
【００８４】
他の実施形態では、疾患特異的制御要素を用いてもよい。したがって、本明細書で開示される遺伝子のいずれかを含むが、これらに限定されない特定の疾患に関連する遺伝子からの制御要素を、本発明のベクターに用いてもよい。
【００８５】
それにもかかわらず、心臓細胞または筋肉細胞に非特異的である他のプロモーターおよび／またはエンハンサー、例えば、ＲＳＶプロモーターが、本発明の発現カセットおよび方法において用いられ得る。プロモーターおよび／またはエンハンサーの他の供給源は、Ｃｓｘ／ＮＫＸ２．５遺伝子、タイチン遺伝子、αアクチニン遺伝子、ミオメシン遺伝子、Ｍタンパク質遺伝子、心臓トロポニンＴ遺伝子、ＲｙＲ２遺伝子、Ｃｘ４０遺伝子、およびＣｘ４３遺伝子、ならびにＭｅｆ２、ｄＨＡＮＤ、ＧＡＴＡ、ＣａｒＧ、Ｅ−ボックス、Ｃｓｘ／ＮＫＸ２．５、またはＴＧＦ−ベータ、あるいはその組み合わせを結合する遺伝子からのプロモーターおよび／またはエンハンサーである。
【００８６】
１つ以上の断続的な信号、持続的信号、または異なるレベルの信号に対する調節可能転写制御要素の応答を、インビトロまたはインビボで試験してもよい。ベクターは、マーカ遺伝子、すなわち、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）等を容易に検出可能であるか、または検出できるマーカ遺伝子に連結した調節可能転写制御要素を含み得る。例えば、電気パルスに感受性を有するプロモーター、ＭＴ−ＩまたはＭＴ−ＩＩプロモーター（Ｒｕｂｅｎｓｔｒｕｃｋら，Ｊ．Ｇｅｎｅ  Ｍｅｄ．，５：７７３（２００３））を有するベクターは、マーカ遺伝子用のオープンリーディングフレームに連結される。得られた発現カセット、例えば、アデノウイルスベクターまたはプラスミドベクターに導入されるカセットを用いて、マウスの細胞、例えば、マウスの心臓細胞または心臓部分を感染させるか、またはトランスフェクトする。小さなフラスコ内で使用するために設計された電極システムを使用して電気パルスを送達する。次いで、細胞または細胞の溶解産物における蛍光が検出され、および／またはベクター特異的ＲＮＡが、例えば、ＲＴ−ＰＣＲを使用して測定され、任意により制御細胞からのデータと比較される。同様に、電気パルスに感受性のあるプロモーターを有するベクターは、細胞（例えば、治療遺伝子によりコード化される遺伝子産物の減少したレベル、および制御細胞と比較した組み換え細胞の表現型を有する心臓細胞）に導入される治療遺伝子、例えば、Ｓｅｒｃａ２について、オープンリーディングフレームに連結される。また、ベクターは、非ヒト大型動物モデル、例えば、ブタに導入されて、その動物内の埋め込み型デバイスからの、信号、例えば、電気パルスに応答して、外因的に導入された遺伝子のレベルおよび空間的発現を判断してもよい。
【００８７】
ベクターまたは組み換え細胞の送達
心膜注入、心内膜心筋注射、冠状動脈内注射、冠状静脈逆行性灌流、および大動脈根注射を含むいくつかの技法が、心臓遺伝子送達について開発されてきた（Ｉｓｎｅｒ，Ｎａｔｕｒｅ，４１５：２３４（２００２））。異なる技法は、遺伝子送達の均質性において可変応答を達成し、これによって、心臓内における局所遺伝子発現がもたらされる（Ｈａｊｊａｒら，Ｃｉｒｃ．Ｒｅｓ．，８６：６１６（２０００））。この理由により、拡散取り込みを達成する技法が優れていると考えられる。２つのこのような方法は、播種性のウイルストランフェクションを達成するために、心臓の動脈および静脈循環を利用する。経皮的手法によって直接的に、または遮断された大動脈内への注入によって間接的に実行される動脈注射は、心不全の動物モデルにおいて前途有望であることが分かっており、動脈注射が、心臓手術時において、または経皮介入としてのいずれかで実行可能であるという点で魅力的である（Ｈａｊｊａｒら，ＰＮＡＳ  ＵＳＡ，９５：５２５１（１９９８））。同様に、冠状静脈洞を介する逆行性灌流は、局在化または局所注入技法と比較して、より大域的な遺伝子発現を生じると考えられる（Ｂｏｅｃｋｓｔｅｇｅｒｓら，  Ｃｉｒｃ．，１００：１（１９９９））。
【００８８】
組み換え細胞は、静脈内、経静脈的、心筋内、または任意の他の便利な経路によって投与され、針、カテーテル、例えば、注射針もしくは注入ポート、または他の適切なデバイスを含むカテーテルによって送達され得る。
【００８９】
直接心筋注射
プラスミドＤＮＡならびにウイルスベクター、例えば、アデノウイルスベクターおよび組み換え細胞を含む細胞の直接心筋注射は、多数のインビボ研究において実証されている。プラスミドＤＮＡまたはアデノウイルスベクターとともに用いられる本技法は、心臓筋細胞の効率的な形質導入をもたらすことが分かっている。したがって、直接注射は、開胸手術を受ける患者における補助療法として、または小切開を通した修正型胸腔鏡を介するスタンドアローン型手技として用いられ得る。一実施形態では、本発明の投与様式を使用して、分泌された産物（例えば、ＶＥＧＦ、内皮酸化窒素シンターゼ）についてコードするか、またはこの分泌された産物に導く遺伝子等の、有意の治療応答を生成するために制限されたトラスフェクション効率を必要とするのみである遺伝子または遺伝子産物を送達する。ウイルス、例えば、偽型、またはＤＮＡ−リポソームまたはウイルス−リポソーム複合体が、心筋内に送達され得る。
【００９０】
カテーテルベースの送達
遺伝子材料の冠状動脈内送達は、主に冠状動脈の分布において筋細胞の約３０％の形質導入をもたらすことが可能である。冠状動脈内灌流によるベクターの送達に影響を及ぼし、かつ形質導入される心筋の割合を高めるパラメータには、高い冠状動脈流量、長い暴露時間、ベクター濃度、温度が含まれる。実質的に高い割合の心筋への遺伝子送達は、カルシウムが低くセロトニンが高い混合物中の遺伝子を投与することによって強化され得る（Ｄｏｎａｈｕｅら，Ｎａｔ．Ｍｅｄ．，６：１３９５（２０００））。心不全についての遺伝子療法のための本手法の潜在的使用は、ベクター（例えば、心臓トロポニンＴ）の心筋取り込みを強化する特異的タンパク質の使用によって増加し得る。
【００９１】
カテーテルベース遺伝子送達について改良された方法は、インビボでの心筋のほぼ完全なトランスフェクションを達成可能である。Ｈａｊｊａｒら（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９５：５２５１（１９９８））は、左心室尖部を通って、大動脈弁を横切る手術カテーテルの挿入を、大動脈と肺動脈の遮断中に対象の遺伝子の灌流と組み合わせる技法を使用した。この技法は、心臓のほぼ完全な形質導入をもたらし、大動脈を遮断可能である場合に開胸手術中に、補助遺伝子療法の送達のためのプロトコルとしての役割を果たし得る。
【００９２】
組み換え型細胞は、カテーテルを介して送達され得る。
【００９３】
心膜送達
遺伝子材料の心膜内への注射による心室心筋への遺伝子送達は、心筋の心外膜層への効率的な遺伝子送達であることが示された。しかしながら、ヒアルロニダーゼおよびコラーゲナーゼは、心室機能への有害な影響を及ぼさずに形質導入を強化し得る。また、組み換え細胞は、心膜にも送達され得る。
【００９４】
静脈内送達
静脈内遺伝子送達は、心筋遺伝子送達にとって有効であり得る。しかしながら、標的送達と、静脈内に投与されたベクターの形質導入効率とを改善するために、標的ベクターを用いてもよい。一実施形態では、ＤＮＡ−リポソームまたは抗体−ＤＮＡ複合体の静脈内投与を用いてもよい。
【００９５】
リード線ベース送達
遺伝子送達は、遺伝子送達デバイスまたは管腔を、ペーシングリード線、除細動リード線、またはペーシング−除細動リード線等のリード線内に組み込むことによって実行可能である。遺伝子送達デバイスまたは管腔を含む心内膜リード線は、心筋の心内膜層への遺伝子送達を可能にする。遺伝子送達デバイスまたは管腔を含む心外膜リード線は、心筋の心外膜層への遺伝子送達を可能にする。また、遺伝子送達デバイスまたは内腔を含む経静脈リード線は、静脈内遺伝子送達を可能にする。リード線ベース送達は、リード線を使用して電気療法と遺伝子療法を同一領域で供給する場合に特に有利である。
【００９６】
概して、経口投与、粘膜投与、筋肉内投与、口腔投与、直腸投与を含む任意の投与経路を用いてもよい。特定のベクターでは、特定の投与経路が好まれる場合がある。例えば、ウイルス、例えば、偽型ウイルス、ＤＮＡ−リポソームまたはウイルス−リポソーム、例えば、ＨＶＪ−リポソームは、冠状動脈注入によって投与され、一方ＨＶＪ−リポソーム複合体は、心膜に送達され得る。
【００９７】
また、組み換え細胞は、全身に、例えば、静脈内に送達され得る。
【００９８】
投与および投与形態
投与された遺伝子治療ベクター、例えば、組み換え細胞内または無細胞形態内に存在する遺伝子治療ベクターの量と、特定の結果を達成するために出力されたデバイスに基づく信号の量は、選択される遺伝子およびプロモーター、条件、患者特有パラメータ（例えば、身長、体重、年齢）、予防または治療が達成されるかを含む（しかし、これらに限定されない）種々の因子に応じて変動する。本発明の遺伝子治療ベクター／デバイスシステムは、予防のための慢性的な使用に適している。
【００９９】
本発明のベクターは、便宜的に、例えば、血流内（例えば、冠状動脈内）への投与に適切な処方形態で提供され得る。適切な投与形態は、標準的な手順に従って、個々の患者毎に医師によって最善に判断され得る。適切な薬学的に受容可能なキャリアとその処方物は、標準的な処方規約、例えば、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ'ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓに記載されている。本発明のベクターは、好ましくは、中性ｐＨ（例えば、約ｐＨ６．５から約ｐＨ８．５、より好ましくは、約ｐＨ７から８）の溶液において、溶液をほぼ等張にする賦形剤（例えば、一般に安全と見なされるリン酸ナトリウム等の当技術分野で知られている緩衝剤でｐＨの緩衝処理された４．５％マンニトールまたは０．９％塩化ナトリウム）と、０．１％から０．７５％、より好ましくは、０．１５％から０．４％メタクレゾール等の許容可能な保存剤とともに処方されるべきである。所望の等張性を得ることは、塩化ナトリウム、またはブドウ糖、ホウ酸、酒石酸ナトリウム、プロピレングリコール、ポリオール（マンニトールおよびソルビトール等）の他の薬学的に受容可能な薬剤、または他の無機溶質か有機溶質を使用して達成することが可能である。塩化ナトリウムは、ナトリウムイオンを含む緩衝剤に特に好適である。また、必要に応じて、上記組成物の溶液を、貯蔵寿命および安定性を強化するために調製することが可能である。治療的に有用な本発明の組成物は、一般に許容される手技に従って成分を混合することによって調製可能である。例えば、選択された成分を混合して、濃縮された混合物を生成することが可能であり、濃縮された混合物は、次いで、ｐＨを制御するための水および／もしくは緩衝剤の添加または等張を制御するための溶質の添加によって、最終の濃度および粘度になるように調整され得る。
【０１００】
ベクターは、単回または複数回の投与量で有効なベクターの量を含む投与形態で提供可能である。ウイスルベクターでは、有効投与量は、少なくとも約１０７ウイルス粒子、好ましくは約１０９ウイルス粒子、およびより好ましくは約１０１１ウイルス粒子の範囲であり得る。ウイルス粒子の数は、１０１４であってよいが、好ましくはそれを超えない。上述するように、投与する正確な投与量は、担当の臨床医によって判断されるが、好ましくは１ｍｌのリン酸緩衝生理食塩水である。組み換え細胞の送達では、投与する細胞の数は、レシピエントに有益な効果をもたらす量である。例えば、１０２から１０１０、例えば、１０３から１０９、１０４から１０８、または１０５から１０７の細胞を投与することが可能である。プラスミドＤＮＡの単独送達、または他の巨大分子との複合体内のプラスミドＤＮＡの送達では、投与するＤＮＡの量は、レシピエントにとって有益な効果をもたらす量である。例えば、ＤＮＡの個々のまたは分割した投与量が、０．０００１から１ｍｇ以上、例えば、最大１ｇ、例えば、０．００１から０．５ｍｇまたは０．０１から０．１ｍｇを投与することが可能である。
【０１０１】
一実施形態では、心臓疾患の場合、投与は、適切な冠状動脈カテーテルを使用した、片方または両方の冠状動脈への（または、１つ以上の伏在静脈グラフトまたは内部乳房動脈グラフトまたは他の導管への）冠状動脈内注射による場合がある。当技術分野で既知であるように、冠状動脈内送達を達成するために、多種多様のカテーテルおよび送達経路を使用することが可能である。例えば、本発明における使用に適切な多種多様の汎用カテーテルならびに修正型カテーテルは、民間業者から入手可能である。また、心筋への送達が冠状動脈への直接注射によって達成される場合、当技術分野で既知であるように、多数の手法を使用して、冠状動脈にカテーテルを導入することが可能である。例証として、カテーテルは、便宜的に、大腿動脈内に導入され、腸骨動脈および腹部大動脈を逆行して通り抜けて冠状動脈に入る。代替として、カテーテルは、まず、上腕動脈または頚動脈内に導入され、逆行して通り抜けて冠状動脈に至る。これらの技法および他の技法に関する詳細な説明は、当技術分野で見出すことが可能である（例えば、Ｔｏｐｏｌ，（ｅｄ），Ｔｈｅ  Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ，  ４ｔｈ  Ｅｄ．  （Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  ２００２）；  Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ，  Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ｓｕｒｇｅｒｙ，５ｔｈ  Ｅｄ．（Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ  Ｃｏ．  ２０００）；Ｗｙｎｇａａｒｄｅｎら（ｅｄｓ．），Ｔｈｅ  Ｃｅｃｉｌ  Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２２ｎｄ  Ｅｄ．（Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ，２００１）；およびＳａｂｉｓｔｏｎ，Ｔｈｅ  Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｅｒｙ，  １６ｔｈ  Ｅｄ．（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  ２０００）を含む上記を参照されたい）。
【０１０２】
例証として、リポソームおよび他の脂質含有遺伝子送達複合体は、１つ以上のトランス遺伝子を送達するために使用することが可能である。遺伝子送達のためのこのような複合体の調製および使用の原理は、当技術分野において説明されている（例えば、Ｌｅｄｌｅｙ，Ｈｕｍａｎ  Ｇｅｎｅ  Ｔｈｅｒａｐｙ，６：１１２９（１９９５）；Ｍｉｌｌｅｒら，ＦＡＳＥＢ  Ｊｏｕｒｎａｌ，９：１９０（１９９５）；Ｃｈｏｎｎら，Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．  Ｂｉｏｔｅｃｈ．，６：６９８（１９９５）；Ｓｃｈｏｆｉｅｌｄら，Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｍｅｄ．Ｂｕｌｌ．，５１：５６（１９９５）；Ｂｒｉｇｈａｍら，Ｊ．Ｌｉｐｏｓｏｍｅ  Ｒｅｓ．，３：３１（１９９３））を参照されたい）。
【０１０３】
本発明に従う遺伝子治療ベクターの投与は、例えばレシピエントの生理学的条件、投与の目的が治療または予防であるか否か、および当業者に既知である他の因子に応じて連続的または断続的であってもよい。遺伝子治療ベクターの投与は、事前に選択された期間において本質的に連続的であってもよく、または一連の間隔を空けた投与であってもよい。局所および全身の両方の投与が想定される。
【０１０４】
任意により持続型放出のために処方され得る遺伝子治療ベクターを含む１つ以上の適切な単位投与形態を、直腸、口腔、膣、および舌下、経皮、皮下、静脈内、筋肉内、腹腔内、胸郭内、肺内、鼻腔内経路を含む、経口または非経口を含む多種多様の経路によって投与することが可能である。必要に応じて、処方物は、分割単位投与形態で便宜的に提示されてもよく、医薬分野において周知である方法のいずれかによって調製されてもよい。このような方法は、ベクターを、液体キャリア、固体マトリクス、半固体キャリア、細かく分割した固体キャリア、またはそれらの組み合せと結合させ、次いで必要に応じて、その生成物を所望の送達システムに導入または成形するステップを含み得る。
【０１０５】
遺伝子治療ベクターを含む薬学的処方物は、周知でありかつ容易に入手可能である成分を使用して、当技術分野で既知である手順によって調製可能である。例えば、薬剤は、一般的な賦形剤、希釈剤、またはキャリアで処方され、錠剤、カプセル、懸濁液、粉末、およびその同等物に処方することが可能である。また、本発明のベクターは、経口投与に便利なエリキシル剤または溶液として、または、例えば、筋肉内経路、皮下経路、または静脈内経路による非経口投与に適切な溶液として処方され得る。
【０１０６】
また、ベクターの薬学的処方物は、水溶液もしくは無水溶液または分散液の形態、あるいは、乳化剤または懸濁剤の形態をとることも可能である。
【０１０７】
したがって、ベクターは、非経口投与（例えば、注射、例えば、ボーラス注射、または連続注入による）のために処方されてもよく、また、アンプル、事前に充填された注射器、小容量注入容器における単位投与形態で、または保存剤を添加した複数回投与容器で提示されてもよい。活性成分は、油状または水性ビヒクル内で懸濁液、溶液、または乳化液等の形態をとってもよく、懸濁剤、安定剤、および／または分散剤等の処方薬剤を含んでもよい。代替として、活性成分は、使用前に、適切なビヒクル（例えば、無菌の発熱物質を含まない水）を有する構成のために、無菌固体の無菌単離または溶液からの凍結乾燥によって得られた粉末形態であってよい。
【０１０８】
これらの処方物は、当技術分野で周知である、薬学的に受容可能なビヒクルやアジュバントを含むことが可能である。例えば、生理的学観点から許容される１つ以上の有機溶媒を使用して溶液を調製することが可能である。
【０１０９】
吸入による上部（鼻）または下部呼吸路への投与では、ベクターは、吸息器、噴霧器、もしくは加圧式パック、またはエアゾール噴霧を送達する他の便宜的な手段から便宜的に送達される。加圧式パックは、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、二酸化炭素、または他の適切な気体等の、適切な推進剤を含み得る。加圧式エアゾールの場合、投与単位は、計量された量を送達するために弁を設けることによって判断され得る。
【０１１０】
代替として、吸入または吸息による投与では、組成物は、乾燥粉末、例えば、治療剤と、乳糖またはデンプン等の適切な粉末との粉末混合物の形態をとり得る。粉末組成物は、単位投与形態、例えば、カプセルもしくはカートリッジ、あるいは例えば、ゼラチンまたは吸入器、吸息器、または計量投与呼吸器を利用して粉末を投与し得るブリスター包装で提示され得る。
【０１１１】
鼻腔内投与では、ベクターは、例えば、プラスチックボトル噴霧器または計量投与呼吸器によって、点鼻剤、液体噴霧を介して投与され得る。典型的な噴霧器は、Ｍｉｓｔｏｍｅｔｅｒ（Ｗｉｎｔｒｏｐ）およびＭｅｄｉｈａｌｅｒ（Ｒｉｋｅｒ）である。
【０１１２】
また、ベクターの局所送達は、疾患部位に、またはその近傍にベクターを投与する多種多様の技法によることも可能である。部位特異的または標的局所送達技法の例は、利用可能な技法に限定するように意図されず、これらの技法を例証するように示すことを意図される。例として、注入または留置カテーテル、例えば、針注入カテーテル等の局所送達カテーテル、シャントおよびステント、または他の埋め込み型デバイス、部位特異的キャリア、直接注射、または直接塗布が挙げられる。
【０１１３】
局所投与では、ベクターは、標的範囲への直接塗布に関する技術分野で既知であるように処方され得る。この目的のための従来の形態には、創傷被覆材、被覆包帯、または他のポリマー被覆、軟膏剤、クリーム、ローション、ペースト、ゼリー、噴霧、エアロゾールが含まれ、また、歯磨き粉およびマウスウォシュにおいて、または他の適切な形態によって含まれる。軟膏剤とクリームは、例えば、適切な増粘剤および／またはゲル化剤を添加して、水性または油状基剤によって処方され得る。ローションは、水性または油状基剤によって処方されてもよく、概して、１つ以上の乳化剤、安定化剤、分散剤、懸濁剤、増粘剤、または着色剤を含む。また、活性成分は、例えば、米国特許第４，１４０，１２２号、第４，３８３，５２９号、または第４，０５１，８４２号に開示されるイオントフォレーシスを介して送達可能である。局所処方物に存在する本発明の治療剤の重量パーセントは、種々の因子に依存するが、概して、処方物の総重量の０．０１から９５重量％、および典型的には０．１から２５重量％である。
【０１１４】
必要に応じて、上述の処方物は、例えば、天然ゲル、合成ポリマーゲル、またはそれらの混合物を含む一定の親水性ポリマーマトリクスと組み合わせることによって用いられる活性成分の持続的放出を提供するように適合可能である。
【０１１５】
点眼剤または点鼻剤等の滴下物は、１つ以上の分散剤、可溶化剤、または懸濁化剤を含む水性または非水性基剤によって処方され得る。液体スプレーは、加圧式パックから便宜的に送達される。滴下物は、単純な点眼器−キャップ付きボトルか、特別に成形された密閉容器によって液体量を一滴ずつ送達するように適合されるプラスチック製ボトルによって送達可能である。
【０１１６】
さらに、ベクターは、口または咽喉の中への局所投与のために処方され得る。例えば、活性成分は、風味付けされた基剤、通常、ショ糖およびアカシアまたはトラガカントをさらに含むロゼンジ；ゼラチンおよびグリセリンまたはショ糖およびアカシア等の不活性基剤内に組成物を含むトローチ；適切な液体キャリア内に本発明の組成物を含むマウスウォッシュ；ならびに本発明の組成物を含むペーストまたはゲル、例えば、歯磨き粉またはゲルとして処方され得る。
【０１１７】
本明細書で説明する処方物および組成物は、抗菌剤または保存剤等の他の成分を含んでもよい。
【０１１８】
デバイス
埋め込み型システムを使用して上述の発現カセットを送達および／または調節するステップについて図１〜５を参照して後述する。埋め込み型デバイスについて具体的な例として論じるが、本対象は、経皮的デバイス、埋め込み型デバイス、および外部デバイスのうちの１つ以上を使用して発現カセットを送達および調節するステップを含む。
【０１１９】
図１は、生物学的療法システム１００とシステム１００が使用される環境の部分とのある実施形態の図である。システム１００は、埋め込み型システム１０５と、外部システム１１５と、埋め込み型システム１０５と外部システム１１５との間の通信を提供する遠隔測定リンク１１２とを含む。種々の実施形態では、システム１００は、心調律管理（ＣＲＭ）システムまたはＣＲＭシステムの一部であり、１つ以上の種類の不整脈を予防または停止させるために生物学的療法を送達する。
【０１２０】
埋め込み型システム１０５は、とりわけ、埋め込み型医療デバイス１１０、リード線システム１０８、および埋め込み型生物学的療法デバイス１３０を含む。図１に示すように、埋め込み型医療デバイス１１０は、身体１０２の中に埋め込まれる。埋め込み型生物学的療法デバイス１３０は、発現カセットを含む１つ以上の治療剤を身体１０２に送達し、および／または身体１０２における発現カセットの調節に適切な１つ以上の遺伝子調節信号を送達する。一実施形態では、埋め込み型生物学的療法デバイス１３０は、発現カセットを含む１つ以上の治療剤を身体１０２の心臓１０１に送達し、および／または心臓１０１に既に送達された発現カセットの調節に適切な１つ以上の遺伝子調節信号を送達する。発現カセットは、１つ以上の種類の不整脈を予防または停止させるために選択され、本書で論じられたような発現カセットのいずれの例も含む。一実施形態では、埋め込み型医療デバイス１１０は、埋め込み型生物学的療法デバイス１３０からの１つ以上の治療剤および／または１つ以上の遺伝子調節信号の送達を制御する生物学的療法制御器を含む。リード線システム１０８は、１つ以上の治療剤および／または１つ以上の遺伝子調節信号が送達される１つ以上の位置へのアクセスを提供する。一実施形態では、埋め込み型医療デバイス１１０は、ペースメーカ、電気的除細動器（ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ）／除細動器（ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）、心臓再同期療法（ＣＲＴ）デバイス、心臓リモデリング制御療法（ＲＣＴ）デバイス、薬剤送達デバイスもしくは薬剤送達制御器、細胞療法デバイス、または他の埋め込み型医療デバイスも含む。さらに、リード線システム１０８は、生理的信号を検知し、かつペーシングパルス、カルジオバージョン／除細動衝撃、および／または医薬物質もしくは他の物質を送達するためのリード線を含む。
【０１２１】
外部システム１１５は、外部デバイス１１６、ネットワーク１１８、遠隔デバイス１２０を含む。外部デバイス１１６は、埋め込み型医療デバイス１１０の周辺に存在し、遠隔測定リンク１１２を介して埋め込み型医療デバイス１１０と双方向に通信する。遠隔デバイス１２０は、遠隔位置にあり、ネットワーク１１８を介して外部デバイス１１６と双方向に通信するため、ユーザが、離れた位置から患者を監視および治療することが可能になる。
【０１２２】
システム１００は、生物学的療法の送達、すなわち、１つ以上の治療剤および／または１つ以上の遺伝子調節信号の送達が、埋め込み型医療デバイス１１０、外部デバイス１１６、および遠隔デバイス１２０のいずれかによってトリガされることを可能にする。一実施形態では、埋め込み型医療デバイス１１０は、治療可能な種類の頻脈性不整脈を検出すると、生物学的療法の送達をトリガする。別の実施形態では、外部デバイス１１６または遠隔デバイス１２０は、埋め込み型医療デバイス１１０から伝送された信号から異常状態を検出すると、生物学的療法の送達をトリガする。一具体的な実施形態では、外部システム１１５は、生物学的療法の送達をトリガすべきか否か、およびいつトリガすべきかを判断する療法決定アルゴリズムを実行するプロセッサを含む。別の具体的な実施形態では、外部システム１１５は、埋め込み型医療デバイス１１０により取得された信号および／または検出された異常状態をユーザに提示し、生物学的療法の送達をトリガするためのコマンドをユーザから受信するユーザインタフェースを含む。別の特定の実施形態では、ユーザインタフェースは、ユーザおよび／またはシステム１００により治療される患者からのコマンドを受信するために、外部デバイス１１６内に組み込まれるユーザ入力を含む。例えば、患者は、一定の症状を検知すると、生物学的療法のためのコマンドを入力するように指示されてもよく、また、患者の近くの別の人が、症状を観察した後に同じことを実行してもよい。
【０１２３】
図２は、埋め込み型システム２０５のある実施形態を示すブロック図である。埋め込み型システム２０５は、頻脈性不整脈検出および分類回路２４０、生物学的療法送達デバイス２４２、および埋め込み制御回路２４４を含む。種々の実施形態では、頻脈性不整脈検出および分類回路２４０、生物学的療法送達デバイス２４２、および埋め込み制御回路２４４は、埋め込み型医療デバイス１１０、リード線システム１０８、および埋め込み型生物学的療法デバイス１３０に分布される。
【０１２４】
頻脈性不整脈検出および分類回路２４０は、リード線システム１０８を使用して検知された１つ以上の内生的電気心臓信号を使用して、頻脈性不整脈エピソードを検出および分類する。一実施形態では、１つ以上の心臓信号に加え、頻脈性不整脈検出および分類回路２４０は、血行動態を示す１つ以上の信号等の１つ以上の他の生理的信号を使用して、頻脈性不整脈エピソードを検出および分類する。このような頻脈性不整脈検出および分類回路の例は、Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，  Ｉｎｃに譲渡されている２００７年１月３０日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＡＴＲＩＡＬ  ＰＡＣＩＮＧ  ＤＵＲＩＮＧ  ＴＡＣＨＹＡＲＲＨＹＴＨＭＩＡ」と題された米国特許出願第１１／６６８，６２７号に記載されおり、本出願は参考として本明細書中に援用される。
【０１２５】
生物学的療法送達デバイス２４２は、生物学的療法を送達する。種々の実施形態では、生物学的療法送達デバイス２４２は、１つ以上の治療剤および／または１つ以上の遺伝子調節信号を送達する。一例では、生物学的療法送達デバイス２４２は、発現カセットを含む１つ以上の治療剤を送達し、送達後、１つ以上の遺伝子調節信号によって１つ以上の治療剤を調節する必要はない。別の例では、発現カセットを含む１つ以上の治療剤は、埋め込み型システム２０５以外の送達装置を使用して投与されており、生物学的療法送達デバイス２４２は、発現カセットを調節するために１つ以上の遺伝子調節信号を送達する。別の例では、生物学的療法送達デバイス２４２は、発現カセットを含む１つ以上の治療剤を送達し、次いで、送達された発現カセットを調節するために１つ以上の遺伝子調節信号を送達する。
【０１２６】
埋め込み制御回路２４４は、生物学的療法により停止および／または予防される型と分類された頻脈性不整脈の検出に応答して、生物学的療法の送達を制御する。一実施形態では、停止および／または予防される頻脈性不整脈の種類にはＡＦが含まれる。頻脈性不整脈検出および分類回路２４０は、少なくともＡＦを分類することが可能である。検出された頻脈性不整脈であって、ＡＦと分類された頻脈性不整脈に応答して、埋め込み制御回路２４４は、１つ以上の治療剤および／または１つ以上の遺伝子調節信号の送達を含む生物学的療法の送達を開始する。
【０１２７】
図３は、生物学的療法システム３００のある実施形態を示すブロック図であり、システム１００の具体的な実施形態を示す。システム３００は、埋め込み型システム３０５と、外部システム３１５と、埋め込み型システム３０５と外部システム３１５との間の通信を提供する遠隔測定リンク１１２とを含む。
【０１２８】
埋め込み型システム３０５は、埋め込み型システム１０５の具体的な実施形態を表し、頻脈性不整脈検出および分類回路２４０、生物学的療法送達デバイス３４２、埋め込み制御回路３４４、ならびに埋め込み遠隔測定回路３５６を含む。図示する実施形態では、生物学的療法送達デバイス３４２は、薬剤送達デバイス３５０および遺伝子調節信号送達デバイス３５４を含む。種々の実施形態では、生物学的療法送達デバイス３４２は、薬剤送達デバイス３５０および遺伝子調節信号送達デバイス３５４のうちのいずれか、またはその両方を含む。薬剤送達デバイス３５０は、発現カセット３５２を含む１つ以上の薬剤を含有および送達し、発現カセット３５２は、本書で論じたいずれの発現カセットも表す。遺伝子調節信号送達デバイス３５４は、患者の身体の標的領域に投与された発現カセット３５２を調節するために適切なエネルギー形態を有する遺伝子調節信号を送達する。埋め込み制御回路３４４は、発現カセット３５２および／または遺伝子調節信号の送達を制御する。埋め込み測定回路３５６は、遠隔測定リンク１１２を介して外部システム３１５からデータを受信し、およびそこにデータを送信する。
【０１２９】
薬剤送達デバイス３５０は、発現カセット３５２を保管し、必要に応じて発現カセット３５２を送達するように構成される。種々の実施形態では、薬剤送達デバイス３５０は、埋め込み型医療デバイス１１０、リード線システム１０８、および埋め込み型生物学的療法デバイス１３０の部分を含む。一実施形態では、発現カセット３５２は、埋め込み型医療デバイス１１０に保管され、リード線システム１０８の管腔を介して放出される。別の実施形態では、埋め込み型生物学的療法デバイス１３０は、リード線システム１０８に組み込まれるポリマーを含む。発現カセット３５２は、制御放出のためにポリマーに埋め込まれる。薬剤送達デバイスの例は、２００３年８月２１日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＭＯＤＵＬＡＴＩＮＧ  ＣＥＬＬＵＬＡＲ  ＭＥＴＡＢＯＬＩＳＭ  ＤＵＲＩＮＧ  ＰＯＳＴ−ＩＳＣＨＥＭＩＡ  ＯＲ  ＨＥＡＲＴ  ＦＡＩＬＵＲＥ」と題された米国特許出願第１０／６４５，８２３号と、２００４年７月１４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ  ＧＥＮＥ  ＯＲ  ＰＲＯＴＥＩＮ  ＤＥＬＩＶＥＲＹ」と題された米国特許出願第１０／８９０，８２５号とに記載され、両出願はＣａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，  Ｉｎｃ．に譲渡されており、参考としてその全体が本明細書中に援用される。
【０１３０】
遺伝子調節信号送達デバイス３５４は、発現カセット３５２の調節に適切なエネルギー形態を有する遺伝子調節信号を送達する。種々の実施形態では、発現カセット３５２は、薬剤送達デバイス３５０または別のデバイスを使用して投与されている。遺伝子調節信号送達デバイス３５４は、埋め込み制御回路３４４から遺伝子調節制御信号を受信し、それに応答して、１つ以上の遺伝子発現を調節するための外部因子である１つ以上のエネルギー形態で１つ以上の遺伝子調節信を送達する。エネルギー形態には、電気エネルギー、電磁エネルギー、光エネルギー、音響エネルギー、熱エネルギー、および遺伝子プロモーター系をトリガする任意の他のエネルギー形態が含まれる。一実施形態では、遺伝子調節信号送達デバイス３５４は、１つ以上の遺伝子調節信号を心臓に送達する。別の実施形態では、遺伝子調節信号送達デバイス３５４は、１つ以上の遺伝子調節信号を血液に送達する。遺伝子調節信号送達デバイスの例は、Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，  Ｉｎｃ．，に譲渡されている２００４年２月２７日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＤＥＶＩＣＥ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ  ＧＥＮＥ  ＥＸＰＲＥＳＳＩＯＮ」と題された米国特許出願第１０／７８８，９０６号において記載されており、本出願は、参考としてその全体が本明細書中に援用される。
【０１３１】
外部システム３１５は、外部遠隔測定回路３５８、外部ユーザ入力デバイス３６４、提示デバイス３６２、および外部制御回路３６０を含む。これらのシステム構成要素は、設計および医療的考察に応じて、外部デバイス１１６、ネットワーク１１８、および遠隔デバイス１２０のうちの１つ以上に分散する。外部遠隔測定回路３５８は、遠隔測定リンク１１２を介して、埋め込み型医療デバイス１１０からデータを受信し、そこにデータを送信する。ユーザ入力デバイス３６４は、生物学的療法の送達を制御するために、コマンドおよび／またはパラメータをユーザおよび／または患者から受信する。提示デバイス３６２は、取得された信号および／または埋め込み型医療デバイス１１０により検出された異常状態を表示あるいは提示する。外部制御回路３６０は、外部システム３１５の動作を制御する。
【０１３２】
遠隔測定リンク１１２は、埋め込み遠隔測定回路３５６および外部遠隔測定回路３５８により支持される無線双方向データ伝送リンクである。一実施形態では、遠隔測定リンク１１２は、２つのコイル（一方のコイルは埋め込み遠隔測定回路３５６に接続され、他方のコイルは外部遠隔測定回路３５８に接続される）が相互に近接して配置される場合に形成される誘導連結である。別の実施形態では、遠隔測定リンク１１２は、埋め込み型システム３０５および外部システム３１５が、少なくとも１０フィートである遠隔測定領域において通信することを可能にする遠距離場無線周波数遠隔測定リンクである。
【０１３３】
図４および図５の各々は、発現カセット３５２を含む１つ以上の薬剤を送達可能である埋め込み型心血管装置のある実施形態を示す。埋め込み型心血管装置は、心血管系に配置されるように構成される少なくとも心血管部分を有する埋め込み型デバイスを含む。発現カセット３５２は、埋め込み型デバイス本体の心血管部分に組み込まれる。
【０１３４】
図４は、心血管部分４７０を有する埋め込み型心血管装置のある実施形態の図である。コーティング材料４７２の層は、心血管部分４７０上に被覆される。発現カセット３５２は、コーティング材料に埋め込まれる。埋め込み型心血管装置の例として、心内膜または心外膜の配置のために構成される遠位端を有する血管内ステントおよび埋め込み型リード線が挙げられる。
【０１３５】
図５は、発現カセット３５２を含む１つ以上の薬剤を送達可能である心臓パッチ５７０のある実施形態の図である。心臓パッチ５７０は、パッチ本体５７２と、パッチ本体５７２に埋め込まれる発現カセット３５２とを含む。パッチ本体７５２は、心臓１０１の壁上に配置されるように構成される。一実施形態では、パッチ本体５７２は、単離された細胞外マトリクス（ＥＣＭ）支持体を含む。単離ＥＣＭ支持の例は、Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，  Ｉｎｃ  に譲渡されている２００４年１２月２０日に出願された「ＥＰＩＣＡＲＤＩＡＬ  ＰＡＴＣＨ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＩＳＯＬＡＴＥＤ  ＥＸＴＲＡＣＥＬＬＵＬＡＲ  ＭＡＴＲＩＸ  ＷＩＴＨ  ＰＡＣＩＮＧ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」と題された米国特許出願第１１／０１７，６２７号に記載されており、本出願は、参考としてその全体が本明細書中に援用される。
【０１３６】
全ての刊行物、特許、および特許文献は、参照によりその個々が組み込まれるように、参考として本明細書中に援用される。本発明は、種々の具体的かつ好適な実施形態および技法を参照して説明されている。しかしながら、多くの変形および修正を加えてもよく、それらが本発明の精神および範囲内にあることを理解されたい。
【図１】
2010536474.tif 000003
【図２】
2010536474.tif 000004
【図３】
2010536474.tif 000005
【図４】
2010536474.tif 000006
【図５】
2010536474.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
一実施形態では、ＩＫｕｒ（Ｋｖ１．５）の遺伝子抑制剤は、ＥＲＰを延長させてＡＦを停止または予防する。別の実施形態では、Ｃｘ４０の発現は、細胞間結合を改善して、ＡＦ基質を排除する。Ｋｖ１．５、ＩＫｕｒおよびＣｘ４０は、ヒト心房において選択的に発現されるため、それらの発現を変更することによって、高特異性を有するＡＦ療法の標的が提供される。さらに、ＡＦ遺伝子発現療法を制御するためのデバイスベースまたは薬剤ベースの刺激の使用によって、さらなる特異性が提供され得る。一実施形態では、本発明のデバイスおよびシステムは、自動ＡＦ検出のため、そして遺伝子発現を活性化するための構成要素を含んでもよく、任意により遺伝子発現を減少させ、したがって上記療法の空間的および一時的制御が可能になる。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）  頻脈性不整脈を検出および分類するようにプログラム化される頻脈性不整脈検出および分類回路と、
ＡＦの停止または予防に適切な発現カセットを送達または調節するように構成される生物学的療法送達デバイスと、
該頻脈性不整脈検出および分類回路と、該生物学的療法送達デバイスとに連結される制御回路であって、ＡＦと分類された頻脈性不整脈の検出に応答して、該発現カセットの送達または調節をトリガするようにプログラムされる制御回路と、
を備える、心調律管理システム。
（項目２）  前記生物学的療法送達デバイスは、前記発現カセットを含む１つ以上の薬剤を送達するように構成される薬物送達デバイスを備える、項目１に記載のシステム。
（項目３）  前記生物学的療法送達デバイスは、前記発現カセットの調節のために適切なエネルギー形態を有する調節信号を送達するように構成される遺伝子調節信号デバイスを備える、項目１または２に記載のシステム。
（項目４）  心血管系を有する身体において使用するための埋め込み型医療デバイスであって、
該心血管系に存在するように構成される心血管部分を少なくとも含む埋め込み型デバイス本体と、
該埋め込み型デバイス本体の該心血管部分に組み込まれる発現カセットであって、ＡＦを停止または予防するように選択される発現カセットと、
を備える、デバイス。
（項目５）  前記心血管部分上に被覆されるコーティング材料の層を備え、前記発現カセットは、該コーティング材料に埋め込まれる、項目４に記載の埋め込み型医療デバイス。
（項目６）  心内膜または心外膜への配置のために構成される遠位端を有する埋め込み型リード線を備え、該埋め込み型リード線は、前記心血管部分を含む、項目５に記載の埋め込み型医療デバイス。
（項目７）  前記心血管部分を含む血管内ステントを備える、項目６に記載の埋め込み型医療デバイス。
（項目８）  前記心血管系の壁上に配置されるように構成されるパッチを備え、前記発現カセットは、該パッチに埋め込まれる、項目４または５に記載の埋め込み型医療デバイス。
（項目９）  前記パッチは、単離された細胞外マトリクス支持体を含む、項目８に記載の埋め込み型医療デバイス。
（項目１０）心房細動（ＡＦ）を予防、抑制、または治療するための方法であって、
該方法は、ＡＦを有するかＡＦのリスクを有し、かつ該心房に細胞を有する哺乳動物に、遺伝子産物の核酸配列に作動可能に連結される調節可能転写制御要素を含む発現カセットを含む有効量の調節信号を送達するステップを含み、ここで該遺伝子産物は、イオンチャネルタンパク質、コネキシン、またはその断片の配列に対応する配列を含み、該調節信号は、該調節可能転写制御要素からの発現を増加させる、方法。
（項目１１）  ＡＦを予防、抑制、または治療するための方法であって、
該方法は、ＡＦを有するかＡＦのリスクを有する哺乳動物に、遺伝子産物の核酸配列に作動可能に連結される転写制御要素を含む発現カセットを投与するステップを含み、ここで該遺伝子産物は、イオンチャネルタンパク質、コネキシン、またはその断片の配列に対応する配列を含み、該哺乳動物の心房における該発現カセットからの発現は、ＡＦを予防、抑制、または予防するための有効量で、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、もしくはＩｆを下方制御するか、またはコネキシン発現または活性を上方制御する、方法。
（項目１２）  前記発現カセットからの発現は、伝導速度または有効不応期（ＥＲＰ）を変更する、項目１０または１１に記載の方法。
（項目１３）  ＡＦを示す生理的信号に応答して、前記調節信号を送達するステップをさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１４）  前記転写制御要素は、調節可能転写制御要素を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１５）  前記遺伝子産物配列は、活動電位持続時間、ＥＲＰ、Ｑ−Ｔ間隔、またはそれらの組み合わせに関連するイオンチャネルを形成するタンパク質の配列に対応する、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目１６）  前記遺伝子産物は、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、またはＩｆに関連するタンパク質をコードする、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目１７）  前記遺伝子産物は、Ｃｘ４０、Ｃｘ４３、またはＣｘ４５をコードする、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目１８）  前記遺伝子産物は、ドミナントネガティブタンパク質、ｓｉＲＮＡ、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドである、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目１９）  前記発現カセットの発現は、活動電位持続時間、ＥＲＰ、またはその両方を延長する、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目２０）  前記遺伝子産物の発現は、前記哺乳動物の心房においてＫｉｒ２．１発現、Ｋｖ１．５発現、またはＨＣＮ発現を変更する、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目２１）  前記遺伝子産物は、Ｋｖ１．５ｓｉＲＮＡ、Ｋｖ１．５アンチセンスＲＮＡ、またはドミナントネガティブＫｖ１．５である、項目１０から１４のいずれか１つに記載の方法。
（項目２２）  前記転写制御要素は、電磁エネルギーまたは選択された光波長によって調節される、項目１０から２１のいずれか１つに記載の方法。
（項目２３）  前記転写制御要素は、薬剤によって調節される、項目１０から２１のいずれか１つに記載の方法。
（項目２４）  前記転写制御要素は、検知された急速な電気リズムによって調節される、項目１０から２１のいずれか１つに記載の方法。
（項目２５）  前記発現カセットは、前記哺乳動物に全身的に投与される、項目１０から２４のいずれか１つに記載の方法。
（項目２６）  前記発現カセットは、動脈に注入される、項目２５に記載の方法。
（項目２７）  前記発現カセットは、前記哺乳動物の心房に注射される、項目１０から２４のいずれか１つに記載の方法。
（項目２８）  ウイルスベクターは、前記発現カセットを前記哺乳動物に送達する、項目１０から２６のいずれか１つに記載の方法。
（項目２９）  前記発現カセットは、前記哺乳動物の心房上または近傍に配置される生体適合性材料を介して前記哺乳動物に投与される、項目１０から２４のいずれか１つに記載の方法。
（項目３０）  電気泳動または光分解により、前記生体適合性材料から前記心房に前記発現カセットが送達される、項目２９に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頻脈性不整脈を検出および分類するようにプログラム化される頻脈性不整脈検出および分類回路と、
ＡＦの停止または予防に適切な発現カセットを送達または調節するように構成される生物学的療法送達デバイスと、
該頻脈性不整脈検出および分類回路と、該生物学的療法送達デバイスとに連結される制御回路であって、ＡＦと分類された頻脈性不整脈の検出に応答して、該発現カセットの送達または調節をトリガするようにプログラムされる制御回路と、
を備える、心調律管理システム。
【請求項２】
前記生物学的療法送達デバイスは、前記発現カセットを含む１つ以上の薬剤を送達するように構成される薬物送達デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記生物学的療法送達デバイスは、前記発現カセットの調節のために適切なエネルギー形態を有する調節信号を送達するように構成される遺伝子調節信号デバイスを備える、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
心血管系を有する身体において使用するための埋め込み型医療デバイスであって、
該心血管系に存在するように構成される心血管部分を少なくとも含む埋め込み型デバイス本体と、
該埋め込み型デバイス本体の該心血管部分に組み込まれる発現カセットであって、ＡＦを停止または予防するように選択される発現カセットと、
を備える、デバイス。
【請求項５】
前記心血管部分上に被覆されるコーティング材料の層を備え、前記発現カセットは、該コーティング材料に埋め込まれる、請求項４に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項６】
心内膜または心外膜への配置のために構成される遠位端を有する埋め込み型リード線を備え、該埋め込み型リード線は、前記心血管部分を含む、請求項５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項７】
前記心血管部分を含む血管内ステントを備える、請求項６に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項８】
前記心血管系の壁上に配置されるように構成されるパッチを備え、前記発現カセットは、該パッチに埋め込まれる、請求項４または５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項９】
前記パッチは、単離された細胞外マトリクス支持体を含む、請求項８に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項１０】
心房細動（ＡＦ）を予防、抑制、または治療するための薬剤を含む薬学的処方物であって、
該薬剤は、遺伝子産物の核酸配列に作動可能に連結される調節可能転写制御要素を含む発現カセットを含む有効量の調節信号を含み、ここで該遺伝子産物は、イオンチャネルタンパク質、コネキシン、またはその断片の配列に対応する配列を含む、処方物。
【請求項１１】
前記遺伝子産物の発現は、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、もしくはＩｆを下方制御するか、またはコネキシン発現もしくは活性を上方制御するか、Ｋｉｒ２．１発現、Ｋｖ１．５発現、もしくはＨＣＮ発現を改変するか、伝導速度もしくは有効不応期（ＥＲＰ）を変更するか、または活動電位持続時間、ＥＲＰ、もしくはその両方を延長する、請求項１０に記載の処方物。
【請求項１２】
前記遺伝子産物配列は、活動電位持続時間、ＥＲＰ、Ｑ−Ｔ間隔、またはそれらの組み合わせに関連するイオンチャネルを形成するタンパク質の配列に対応する、請求項１０または１１に記載の処方物。
【請求項１３】
前記遺伝子産物は、ＩＫｕｒ、ＩＫ１、またはＩｆに関連するタンパク質、あるいはＣｘ４０、Ｃｘ４３、またはＣｘ４５をコードし、該遺伝子産物は、Ｋｖ１．５ｓｉＲＮＡ、Ｋｖ１．５アンチセンスＲＮＡ、またはドミナントネガティブＫｖ１．５、またはドミナントネガティブタンパク質、ｓｉＲＮＡ、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドである、請求項１０から１２のいずれか１つに記載の処方物。
【請求項１４】
前記転写制御要素は、電磁エネルギーもしくは選択された光波長によって、または薬剤によって、または検知された急速な電気リズムによって調節される、請求項１０から１３のいずれか１つに記載の処方物。
【国際調査報告】
2010536474.tif 000008
2010536474.tif 000009
2010536474.tif 000010
2010536474.tif 000011