УНИВЕРСАЛЬНАЯ ВАКЦИНА НА ОСНОВЕ ОБЩИХ ОПУХОЛЕВЫХ НЕОАНТИГЕНОВ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛЕЧЕНИЯ ФОРМ РАКА С МИКРОСАТЕЛЛИТНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТЬЮ (MSI)

1. Способ отбора коллекции пептидов, образующихся в результате сдвига рамки считывания (CFSP), для получения универсальной коллекции пептидов для вакцины (CVP) против рака с микросателлитной нестабильностью (MSI) для профилактики или лечения пациента с раком, включающим наследственный и спорадический рак с MSI, или подверженного риску развития такого рака, предусматривающий стадии:
(i) отбора коллекции нуклеиновых кислот (CFSM), каждая из которых предусматривает мутацию сдвига рамки считывания (FSM), причем каждая FSM присутствует в одном или нескольких по меньшей мере из М образцов раковой опухоли (CS), каждый от разных пациентов, причем рак пациента предусматривает раковые клетки с MSI-фенотипом;
где по меньшей мере 50% отобранных FSM отвечают критериям (а), (b), (с) и (d):
(a) FSM присутствует в мононуклеотидном повторе (MNR) кодирующих генов длиной, равной 6 нуклеотидам или больше;
(b) FSM соответствует делеции 1 нуклеотида;
(c) число несущих FSM чтений при секвенировании ДНК значимо выше в образце опухоли, в сравнении с таковым в сопоставимом нормальном образце (р-значение по критерию Фишера с FDR-поправкой равно или меньше 0,05);
(d) FSM присутствует в сопоставимых нормальных образцах с частотой встречаемости аллеля менее 25%,
(ii) осуществления отбора X разных пептидов, образующихся в результате сдвига рамки считывания (FSP), причем каждый отобранный FSP представляет собой полный продукт трансляции белок-кодирующего сегмента нуклеиновой кислоты, предусматривающей FSM из CFSM, длиной по меньшей мере 4 аминокислоты, начиная с кодона, кодирующего первую аминокислоту, который отличается от продукта трансляции соответствующей нуклеиновой кислоты дикого типа (wt) без FSM,
причем X равняется по меньшей мере 20, более предпочтительно по меньшей мере 35, и М равняется по меньшей мере 5.
2. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере 50% отобранных FSP отвечают одному или нескольким из следующих критериев:
(a) FSP кодируется нуклеиновой кислотой с FSM, которая наблюдается с частотой встречаемости, специфической для типа рака (CF), наблюдаемой для подмножества CS конкретного типа рака, которое является частью коллекции М разных CS, которая составляет по меньшей мере 5% по меньшей мере для одного из типов рака, присутствующих в CS; и/или
(b) средний уровень экспрессии мРНК гена с FSM, кодирующего FSP, находится в верхнем 80-ом процентиле распределения, описывающего средние значения экспрессии мРНК каждого белок-кодирующего гена по CS; и/или
(c) FSM, обуславливающая образование FSP, наблюдается менее чем в 2% нормальных тканей в когорте субъектов без рака.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором
(i) CS получены от пациентов, у которых наблюдается опухоль с MSI, предпочтительно рак толстой и прямой кишки, и/или рак желудка, и/или рак эндометрия, более предпочтительно рак толстой и прямой кишки, рак желудка и рак эндометрия; и/или
(ii) М равняется по меньшей мере 10, предпочтительно по меньшей мере 10, предпочтительно по меньшей мере 30, предпочтительно по меньшей мере 50, более предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200, наиболее предпочтительно по меньшей мере 300; и/или
(iii) X равняется по меньшей мере 35, предпочтительно по меньшей мере 50, предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200.
4. Способ определения аминокислотных последовательностей пептидов, содержащихся в CVP, или последовательностей нуклеиновых кислот, кодирующих пептиды, содержащиеся в CVP, предусматривающий стадии: (a) отбора по меньшей мере Y FSP или их фрагментов длиной по меньшей мере 8 аминокислот из CFSP, отобранной в соответствии с любым из пп. 1-3; (b) модифицирования аминокислотной последовательности одного или нескольких или всех из таких FSP, которые отвечают следующим критериям: (i) FSP имеет длину от 4 до 9 аминокислот, и/или (ii) FSP содержит один или несколько идентичных непрерывных отрезков из 8 или более аминокислот, присутствующих в более чем одном FSP, кодируемом нуклеиновой кислотой с одной и той же FSM, и/или (iii) FSP содержит один или несколько непрерывных отрезков из 8 или более аминокислот, также присутствующих в белках wt человека, где аминокислотную последовательность FSP в соответствии с (i) модифицируют путем добавления к N-концу FSP от 1 до 4 аминокислот аминокислотной последовательности дикого типа (wt), присутствующих непосредственно выше FSP, и причем модифицированный FSP (mFSP) имеет длину по меньшей мере 8 аминокислот; аминокислотную последовательность FSP в соответствии с (ii) модифицируют путем удаления таких непрерывных отрезков из всех FSP, кроме самого длинного, при условии, что FSP длиной менее 4 аминокислот после удаления непрерывного отрезка исключают из CVP; и/или аминокислотную последовательность FSP в соответствии с (iii) модифицируют путем удаления таких отрезков; модифицированные FSP длиной менее 4 аминокислот после удаления непрерывного отрезка исключают из CVP, где аминокислотные последовательности CVP предусматривают аминокислотные последовательности FSP или их фрагментов, отобранных на стадии а) и/или модифицированных на стадии (b); и где Y равняется по меньшей мере 20, более предпочтительно по меньшей мере 35.
5. Способ по п. 4, в котором на стадии (a) FSP CVP последовательно отбирают из CFSP, и на каждой стадии отбора из CFSP отбирают новый FSP, который повышает суммарную величину общей длины в аминокислотах FSP (CAFSPL) для достижения порогового значения (TV) в максимальном количестве образцов раковой опухоли, CAFSPL которых ниже такого порогового значения, и необязательно, если более одного FSP повышает CAFSPL для максимального количества образцов раковой опухоли, в случае которых CAFSPL все еще ниже порогового значения, отбирают FSP с наиболее высоким баллом.
6. Способ по п. 4 или п. 5, в котором (i) CAFSPL для каждого образца раковой опухоли определяют путем суммирования длины в аминокислотах FSP, которые уже являются частью CVP, и нового FSP из CFSP, для которого соответствующие FSM присутствуют в образце раковой опухоли; и/или (ii) в котором пороговое значение определяют отдельно для каждого подмножества образцов из CS, которые относятся к конкретному типу рака; и/или (iii) в котором балл определяют как произведение длины в аминокислотах FSP и общей частоты встречаемости, с которой FSM, обуславливающая образование FSP, наблюдается в CS, необязательно без учета FSM в CS из типа рака, для которого CF ниже 5%, и/или (iv) в котором подмножество образцов раковой опухоли содержит все образцы раковой опухоли из типов опухолей, в которых FSM присутствует с CF, превышающей или равной 5%; и/или (v) в котором FSP, образующиеся вследствие FSM с общей частотой встречаемости ниже 5%, исключают из отбора; и/или(vi) в котором добавление новых FSP и/или модифицированных FSP продолжают до тех пор, пока не останется каких-либо доступных FSP, включение которых в CVP обеспечивало бы повышение CAFSPL любого образца раковой опухоли, CAFSPL которого все еще ниже порогового значения, или суммарная длина всех FSP, присутствующих в CVP, не достигнет максимального значения V аминокислот; и/или (vii) в котором FSP, возникающие вследствие одной и той же FSM, рассматривают как один FSP с совокупным баллом, рассчитанным как сумма баллов для отдельных FSP.
7. Способ по п. 5 или п. 6, в котором добавление новых FSP продолжают до тех пор, пока не останется каких-либо доступных FSP, включение которых в CVP обеспечивало бы повышение CAFSPL любого образца раковой опухоли, CAFSPL которого все еще ниже TV; и/илив котором FSP, возникающие вследствие одной и той же FSM, рассматривают как один FSP с совокупным баллом, рассчитанным как сумма баллов для отдельных FSP.
8. Способ по п. 6 или п. 7, в котором (a) TV составляет по меньшей мере 400 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 600 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 800 аминокислот; или (b) TV составляет (i) по меньшей мере 400 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 600 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 800 аминокислот для рака толстой и прямой кишки и рака желудка; и (ii) по меньшей мере 200 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 300 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 400 аминокислот для рака эндометрия.
9. Способ по любому из пп. 4-8, в котором (i) CVP содержит по меньшей мере 4 аминокислоты каждого FSP, отобранного из CFSP; и/или (ii) Y отбирают таким образом, что суммарная длина в аминокислотах V всех пептидов, которые являются частью CVP, составляет по меньшей мере 280 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 6000; (iii) Y равняется по меньшей мере 35, предпочтительно по меньшей мере 50, предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200, и/или(iv) CVP содержит FSP и/или mFSP, отобранные из группы FSP и/или mFSP в соответствии с SEQ ID NO: 1-1087, предпочтительно отобранные из группы FSP и/или mFSP в соответствии с SEQ ID NO: 1-209.
10. Способ получения CVP или коллекции нуклеиновых кислот, кодирующих CVP, предусматривающий стадии: (i) получения информации об аминокислотных последовательностях или последовательностях нуклеиновых кислот, определенной в способе по любому из пп. 4-10; и (ii) синтезирования аминокислотной последовательности CVP в виде одного или нескольких полипептидов или коллекции нуклеиновых кислот, кодирующих такую последовательность, и необязательно вставки коллекции нуклеиновых кислот в одну или несколько кассет экспрессии и/или коллекцию векторов экспрессии.
11. CVP или коллекция нуклеиновых кислот, кодирующих пептиды CVP, которые могут быть получены с помощью способа по п. 10.
12. CVP, содержащая Y разных FSP и/или mFSP или их фрагментов длиной по меньшей мере 8 аминокислот, или состоящая из них, причем каждый FSP или FSP, модифицированные с образованием mFSP, представляет собой полный продукт трансляции белок-кодирующего сегмента FSM-содержащей нуклеиновой кислоты, или его фрагмент, начиная с кодона, кодирующего первую аминокислоту, который отличается от продукта трансляции соответствующей нуклеиновой кислоты wt без FSM, в любом из случаев длиной по меньшей мере 4 аминокислоты, и причем по меньшей мере 50% FSP или FSP, модифицированных с образованием mFSP, отвечают одному или нескольким из следующих критериев: (a) FSP кодируется нуклеиновой кислотой с FSM, которая наблюдается с частотой встречаемости, специфической для типа рака (CF), наблюдаемой для подмножества CS конкретного типа рака, которое является частью коллекции М разных CS, которая составляет по меньшей мере 5% по меньшей мере для одного из типов рака, присутствующих в CS; и/или (b) средний уровень экспрессии мРНК гена с FSM, кодирующего FSP, находится в верхнем 80-ом процентиле распределения, описывающего средние значения экспрессии мРНК каждого белок-кодирующего гена по CS; и/или (с) FSM, обуславливающая образование FSP, наблюдается менее чем в 2% нормальных тканей в когорте субъектов без рака, причем аминокислотная последовательность одного или нескольких или всех таких FSP, которые отвечают следующим критериям: (i) FSP, кодируемый нуклеиновой кислотой, предусматривающей FSM, начиная с кодируемой FC аминокислоты, имеет длину от 4 до 9 аминокислот, и/или (ii) FSP содержит один или несколько идентичных непрерывных отрезков из 8 или более аминокислот, присутствующих в более чем одном FSP, кодируемом нуклеиновой кислотой с одной и той же FSM, и/или (iii) FSP содержит один или несколько непрерывных отрезков из 8 или более аминокислот, также присутствующих в белках wt человека, модифицирована для FSP в соответствии с (i) путем добавления к N-концу FSP от 1 до 4 аминокислот аминокислотной последовательности дикого типа (wt), присутствующих непосредственно выше FSP, и причем модифицированный FSP (mFSP) имеет длину по меньшей мере 8 аминокислот; для FSP в соответствии с (ii) модифицирована путем удаления таких непрерывных отрезков из всех FSP, кроме самого длинного, при условии, что FSP длиной менее 4 аминокислот после удаления непрерывного отрезка исключают из CVP; и/или для FSP в соответствии с (iii) модифицирована путем удаления таких отрезков; модифицированные FSP длиной менее 4 аминокислот после удаления непрерывного отрезка исключают из CVP; и причем Y равняется по меньшей мере 20, более предпочтительно по меньшей мере 35, и М равняется по меньшей мере 5.
13. CVP по п. 12, где (i) CS получены от пациентов, у которых наблюдается опухоль с MSI, предпочтительно рак толстой и прямой кишки, и/или рак желудка, и/или рак эндометрия, более предпочтительно рак толстой и прямой кишки, рак желудка и рак эндометрия; и/или (ii) М равняется по меньшей мере 10, предпочтительно по меньшей мере 20, предпочтительно по меньшей мере 30, предпочтительно по меньшей мере 50, более предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200, наиболее предпочтительно по меньшей мере 300; и/или (iii) Y равняется по меньшей мере 35, предпочтительно 50, предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200; и/или (iv) CVP содержит по меньшей мере 4 аминокислоты каждого FSP; и/или (v) Y отобраны таким образом, что суммарная длина в аминокислотах V всех пептидов, которые являются частью CVP, составляет по меньшей мере 280 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 6000; и/или (vi) FSP и/или mFSP CVP отобраны из группы FSP и/или mFSP в соответствии с SEQ ID NO: 1-1087, предпочтительно отобраны из группы FSP и/или mFSP в соответствии с SEQ ID NO: 1-209.
14. CVP по п. 12 или 13, где FSP CVP были последовательно отобраны из CFSP, и причем на каждой стадии отбора новый FSP отобран из CFSP с целью повышения CAFSPL для достижения порогового значения в максимальном количестве образцов раковой опухоли, CAFSPL которых ниже такого порогового значения, и необязательно, если более одного FSP повышает CAFSPL для максимального количества образцов раковой опухоли, в случае которых CAFSPL все еще ниже порогового значения, отобран FSP с наиболее высоким баллом.
15. CVP по п. 14, где (i) CAFSPL для каждого образца раковой опухоли определена путем суммирования длины в аминокислотах FSP, которые уже являются частью CVP, и нового FSP из CFSPP, для которого соответствующие FSM присутствуют в образце раковой опухоли; и/или (ii) пороговое значение определено отдельно для каждого подмножества образцов из CS, которые относятся к конкретному типу рака; и/или (iii) балл определен как произведение длины в аминокислотах FSP и общей частоты встречаемости, с которой FSM, обуславливающая образование FSP, наблюдается в CS; и/или (iv) добавление новых FSP продолжается до тех пор, пока не останется каких-либо доступных FSP, включение которых в CVP обеспечивало бы повышение CAFSPL любого образца раковой опухоли, CAFSPL которого все еще ниже порогового значения (TV); и/или (v) причем FSP, возникающие вследствие одной и той же FSM, рассматривают как один FSP с совокупным баллом, рассчитанным как сумма баллов для отдельных FSP.
16. CVP по любому из пп. 12-15, (i) где CAFSPL для каждого образца раковой опухоли определена путем суммирования длины в аминокислотах FSP, которые уже являются частью CVP, и нового FSP из CFSP, для которого соответствующие FSM присутствуют в образце раковой опухоли; и/или (ii) где пороговое значение определено отдельно для каждого подмножества образцов из CS, которые относятся к конкретному типу рака; и/или (iii) где балл определен как произведение длины в аминокислотах FSP и общей частоты встречаемости FSM, обуславливающей образование FSP, без учета FSM в образцах раковой опухоли типа рака, для которого CF ниже 5%; и/или (iv) где подмножество образцов раковой опухоли содержит все образцы раковой опухоли из типов опухолей, в которых FSM присутствует с CF, превышающей или равной 5%; и/или (v) где FSP, образующиеся вследствие FSM с общей частотой встречаемости ниже 5%, исключены из отбора; и/или (vi) где добавление новых FSP продолжается до тех пор, пока не останется каких-либо доступных FSP, включение которых в CVP обеспечивало бы повышение CAFSPL любого образца раковой опухоли, CAFSPL которого все еще ниже TV, или суммарная длина всех FSP, присутствующих в CVP, не достигнет максимального значения V аминокислот; и/или (vii) и где FSP, возникающие вследствие одной и той же FSM, рассматривают как один FSP с совокупным баллом, рассчитанным как сумма баллов для отдельных FSP.
17. CVP по любому из пп. 12-16, где TV составляет (a) TV составляет по меньшей мере 400 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 600 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 800 аминокислот; или (b) TV составляет (i) по меньшей мере 400 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 600 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 800 аминокислот для рака толстой и прямой кишки и рака желудка; и (ii) по меньшей мере 200 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 300 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 400 аминокислот для рака эндометрия.
18. CVP по любому из пп. 12-17, где пептиды CVP разделены, или по меньшей мере два содержатся в одном или нескольких полипептидах.
19. CVP по любому из пп. 12-18, где CVP содержит четыре полипептида с аминокислотными последовательностями в соответствии с SEQ ID NO: 1088-1091 (компоновка A), SEQ ID NO: 1092-1095 (компоновка В), SEQ ID NO: 1155-1158 (компоновка С) или SEQ ID NO: 1159-1162 (компоновка D), или состоит из них.
20. CVP по любому из пп. 12-19, где один или несколько пептидов CVP связаны, предпочтительно посредством пептидных связей, с одним или несколькими из следующих элементов, которые повышают иммуногенность CVP: последовательность инвариантной цепи или ее фрагмент; тканевой активатор плазминогена; последовательность PEST; бокс деструкции циклина; сигнал убиквитинирования; сигнал сумоилирования; интерлейкин, предпочтительно интерлейкин 2, интерлейкин 12 или интерлейкин 15; специфический в отношении белка-контрольной точки лиганд, предпочтительно антитело к PD1 или его PD1-связывающий фрагмент, антитело к CTLA4 или его CTLA4-связывающий фрагмент, антитело к LAG3 или его LAG3-связывающий фрагмент, антитело к TIM3 или его TIM3-связывающий фрагмент.
21. Коллекция нуклеиновых кислот, кодирующих CVP по любому из пп. 12-20.
22. Коллекция одного или нескольких векторов экспрессии, каждый из которых содержит всю коллекцию нуклеиновых кислот по п. 10 или п. 20, или ее часть, причем полная коллекция векторов экспрессии содержит всю коллекцию нуклеиновых кислот по п. 10 или 20.
23. Коллекция векторов экспрессии по п. 21, где по меньшей мере один из векторов экспрессии содержит один или несколько элементов, которые повышают иммуногенность вектора экспрессии.
24. Коллекция векторов экспрессии по п. 22 или 23, где по меньшей мере один из векторов экспрессии содержит одну или несколько нуклеиновых кислот, кодирующих элемент, который повышает иммуногенность CVP: последовательность инвариантной цепи или ее фрагмент; тканевой активатор плазминогена; последовательность PEST; бокс деструкции циклина; сигнал убиквитинирования; сигнал сумоилирования; интерлейкин, предпочтительно интерлейкин 2, интерлейкин 12 или интерлейкин 15; специфический в отношении белка-контрольной точки лиганд, предпочтительно антитело к PD1 или его PDl-связывающий фрагмент, антитело к CTLA4 или его CTLA4-связывающий фрагмент, антитело к LAG3 или его LAG3-связывающий фрагмент, антитело к TIM3 или его TIM3-связывающий фрагмент.
25. Коллекция векторов экспрессии по любому из пп. 22-24, где каждый вектор экспрессии выбран из группы, состоящей из плазмиды; космиды; РНК; РНК, составленной с адъювантом; РНК, составленной в липосомальные частицы; самоамплифицирующейся РНК (SAM); SAM, составленной с адъювантом; SAM, составленной в липосомальные частицы; вирусного вектора; предпочтительно вектора на основе альфавируса, вектора на основе вируса венесуэльского энцефалита лошадей (VEE), вектора на основе вируса Синдбис (SIN), вирусного вектора на основе вируса леса Семлики (SFV), также предпочтительно компетентного или некомпетентного по репликации вектора на основе аденовируса, предпочтительно полученного от шимпанзе, или бонобо, или гориллы, вектора на основе поксвируса, вектора на основе вируса осповакцины или вектора на основе модифицированного вируса осповакцины Анкара (MVA), вектора на основе цитомегаловируса (CMV) обезьяны или человека, вектора на основе вируса лимфоцитарного хориоменингита (LCMV), вектора на основе ретровируса или лентивируса.
26. CVP по любому из пп. 11-20, коллекция нуклеиновых кислот по п. 11 или 21, коллекция векторов экспрессии по любому из пп. 22-25 для применения в профилактике или лечении пациента с раком, предусматривающим раковые клетки с MSI-фенотипом, или подверженного риску развития такого рака, причем профилактика предпочтительно предназначена для пациентов, о которых известно, что они подвержены риску развития форм рака с MSI, в соответствии с клиническими руководствами, включая пациентов с гаметными мутациями в генах, вовлеченных в систему репарации ошибочно спаренных нуклеотидов (MMR), таких как MLH-1, MSH-2, MSH-6, PMS2 и TACSTD1 /ЕРСАМ, и причем лечение предназначено для пациентов с формами рака на всех стадиях (I-IV), возникающими в любой ткани, после определения MSI-статуса в соответствии с самыми последними клиническими руководствами, и причем применение такой вакцины предназначено для лечения форм рака с MSI-статусом, которые могут быть либо спонтанными, либо фармакологически индуцированными, и причем рак предпочтительно выбран из группы, состоящей из рака толстой и прямой кишки, рака желудка, рака эндометрия, рака тонкого кишечника, рака гепатобилиарного тракта, рака печени, нейроэндокринных форм рака, рака шейки матки, рака яичника, форм саркомы матки, опухоли головного мозга и рака кожи.
27. Коллекция нуклеиновых кислот по п. 11 или п. 21 и/или коллекция векторов экспрессии по любому из пп. 22-25 для применения в профилактике или лечении пациента с раком, предусматривающим раковые клетки с MSI-фенотипом, или подверженного риску развития такого рака, причем коллекция нуклеиновых кислот и/или коллекция векторов экспрессии вводится с использованием гетерологичной схемы прайм-буст вакцинации, причем предпочтительно примирование осуществляется с помощью вектора на основе аденовируса и одна или несколько стимуляций осуществляются с помощью вектора на основе поксвируса, предпочтительно MVA-вектора, и причем профилактика предпочтительно предназначена для пациентов, о которых известно, что они подвержены риску развития форм рака с MSI, в соответствии с клиническими руководствами, включая пациентов с гаметными мутациями в генах, вовлеченных в систему репарации ошибочно спаренных нуклеотидов (MMR), таких как MLH-1, MSH-2, MSH-6, PMS2 и TACSTD1/EPCAM, и причем лечение предназначено для пациентов с формами рака на всех стадиях (I-IV), возникающими в любой ткани, после определения MSI-статуса в соответствии с самыми последними клиническими руководствами, и причем применение такой вакцины предназначено для лечения форм рака с MSI-статусом, которые могут быть либо спонтанными, либо фармакологически индуцированными, и причем рак предпочтительно выбран из группы, состоящей из рака толстой и прямой кишки, рака желудка, рака эндометрия, рака тонкого кишечника, рака гепатобилиарного тракта, рака печени, нейроэндокринных форм рака, рака шейки матки, рака яичника, форм саркомы матки, опухоли головного мозга и рака кожи.