JP2013538191A - 病的血管新生および腫瘍細胞侵襲性の阻害のための治療法としてならびに分子イメージングおよび標的化送達のための抗DEsupR阻害剤 - Google Patents

病的血管新生および腫瘍細胞侵襲性の阻害のための治療法としてならびに分子イメージングおよび標的化送達のための抗DEsupR阻害剤 Download PDF

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Abstract

本明細書において、抗DEspR抗体およびその断片(完全ヒト、複合改変されたヒト、ヒト化、モノクローナル、ならびにポリクローナル抗DEspR抗体、およびこれらの断片を含む)を含む新規の組成物と、様々な治療用途におけるその使用方法とを提供する。本明細書に記載する抗DEspR抗体およびその断片を含む組成物は、血管新生のDEspR標的化分子イメージングなどの診断およびイメージング方法において、そしてコンパニオン診断および/またはインビボの非侵襲的イメージングおよび/またはアセスメントに有用である。

Description

関連出願への相互参照
本出願は、35U.S.C.§119(e)の下で2010年7月23日に出願された米国仮特許出願第61/367,206号(その内容は、参照によってその全体が本明細書中に援用される)の利益を主張する。
発明の分野
本発明は、DEspRに対するモノクローナル抗体と、病的血管新生および腫瘍細胞侵襲性の阻害における治療法として、そして分子イメージングおよび他の治療薬の標的化送達のための診断薬および標的剤としてのその使用とに関する。
政府の支援
本発明は、米国国立衛生研究所(National Institutes of Health)により授与された契約番号RR025771の下で政府の支援によりなされた。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
背景
腫瘍形成における血管新生スイッチの重要な役割の確立は、抗血管新生療法の開発の背後にある理論的根拠を明白にした(Hanahan & Weinberg 2007)。残念ながら、副作用からの罹患率を増大させることなく癌を休止状態の管理しやすい慢性疾患まで軽減するために、全ての癌型に対して抗血管新生療法の長期の効力を獲得する能力はまだ達成されていない(Loges et al.2010、Ferrara 2009、Abdollahi & Folkman 2009、Bergers & Hanahan 2008)。
累積的な観察によって、FDAに認可された3つのVEGF経路阻害剤(抗VEGFベバシズマブまたはAvastin、抗VEGFR2スニチニブ、およびソラファニブ(sorafanib))は全て、腫瘍の停滞(stasis)または収縮の形で、そして、全部ではないがほとんどの癌型が病的血管新生を示すにもかかわらず特定の癌のみに対して、一時的な改善をもたらすだけであることが示されている(Carmeliet 2005、Bergers and Hanahan 2008)。さらに、抗VEGF経路療法では、前臨床研究において原発腫瘍の成長および転移が低減されたが(Crawford & Ferrara 2008)、最近のマウス腫瘍モデル研究では、スニチニブおよび抗VEGFR2抗体、DC101は、原発腫瘍の成長の阻害にもかかわらず、腫瘍細胞の転移を増大し、場合によっては全生存を増大したと報告されている(Ebos et al.2009、Paez−Ribes et al.2009)。この「抗血管新生療法の難問」への対処として、累積的な観察によって、a)代替の血管新生促進経路の活性化および/または上方制御、b)骨髄由来の血管新生促進細胞の補充、c)VEGFシグナル伝達の必要性を少なくする腫瘍血管系の周皮細胞の被覆度の増大、d)絶対的な新血管発生がなくても正常組織の血管系へのアクセスを提供するための、侵襲および転移の活性化および増強[内因性抵抗のため]、e)重複性血管新生促進シグナルの既存の多重度、f)既存の炎症細胞媒介性の血管保護、g)腫瘍血管過少、ならびにh)必要な血管新生を伴わない、正常血管の侵襲性および転移性の吸収(co−option)(Bergers and Hanahan 2008)などの、回避的(evasive)および内因性の抵抗のいくつかのメカニズムが低減された(Loges et al.2010、Ferrara 2009、Abdollahi & Folkman 2009、Bergers & Hanahan 2008)。
本明細書には、抗DEspR抗体およびその断片(完全ヒト、複合改変された(composite engineered)ヒト、ヒト化、モノクローナル、およびポリクローナル抗DEspR抗体およびこれらの断片を含む)を含む新規の組成物と、1)癌の治療に関連する抗血管新生療法および抗腫瘍細胞侵襲性、2)これらの血管疾患の治療に関連する抗血管新生アプローチ(ここで、病的血管新生は、頸動脈疾患、栄養血管の新血管発生(vasa vasorum neovascularization)(従って、脳卒中に影響を与える)、および不安定プラークの新血管発生(従って、例えば心疾患に影響を与える)などにおける発症または進行の中で役割を果たす)、および3)神経変性疾患に関連するオートファジー促進(pro−autophagy)アプローチ(ここで、オートファジーの増大は、アルツハイマー病、ハンチントン病などにおける毒性産物またはミスフォールドされたタンパク質または異常タンパク質の蓄積を防止することができる)を含むがこれらに限定されない様々な用途におけるその使用方法とが記載されている。
さらに、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその断片を含む組成物は、血管新生のDEspR標的化分子イメージングなどの診断およびイメージング方法において有用であり、例えば、治療に対する応答、腫瘍「血管新生スイッチ」のインビボ検出、または血管擬態(vascular mimicry)のモニタリングにおいて使用することができる。抗DEspR抗体およびその断片を含む組成物は、新規のコンパニオン診断および/またはインビボの非侵襲的イメージングおよび/またはアセスメントのために有用である。さらに、抗DEspR抗体およびその断片を含む組成物を用いる治療薬の標的化送達の付加価値のある利益は、特に、全身毒性を最小限にしながら最大効力が必要とされる癌において重要である。特に、このような診断は、個別化医療で使用するための抗血管新生療法に対する新規のアプローチを提供する。従って、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその断片を含む組成物は、毒素、薬物、小分子、ペプチド、融合タンパク質、キメラタンパク質、ナノ粒子、DNA、siRNAなどの形態で、治療の標的特異的送達のため、ならびに本明細書では「セラノスティクス(theranostics)」と呼ばれる組み合わせの標的特異的診断および治療のための標的手段および/またはモジュールを構成する。
従って、本明細書において、いくつかの態様では、DEspR(二重エンドセリン/VEGFシグナルペプチド受容体)に特異的に結合し、DEspR生物活性を低減または阻害する、単離された抗DEspR抗体またはその抗体断片が提供される。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:1のアミノ酸配列を含むDEspRに特異的に結合する。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:1の残基1〜9を含むDEspRのエピトープに特異的に結合する。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:1の残基1〜9から本質的になるDEspRのエピトープに特異的に結合する。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:1の残基1〜9からなるDEspRのエピトープに特異的に結合する。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、VEGFシグナルペプチド(VEGFsp)の結合部位においてDEspRに特異的に結合する。いくつかのこのような実施形態では、VEGFシグナルペプチドは、SEQ ID NO:2のアミノ酸配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、VEGFシグナルペプチドは、本質的に、SEQ ID NO:2のアミノ酸配列からなる。いくつかのこのような実施形態では、VEGFシグナルペプチドは、SEQ ID NO:2のアミノ酸配列からなる。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体はモノクローナル抗体またはその抗体断片である。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:4の配列を含む可変重(VH)鎖アミノ酸配列を含む。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:9の配列を含む可変軽(VL)鎖アミノ酸配列を含む。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:4の配列を含む可変重(VH)鎖アミノ酸配列と、SEQ ID NO:9の配列を含む可変軽(VL)鎖アミノ酸配列とを含む。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体はヒト化抗体またはその抗体断片である。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の重鎖CDR領域は、本質的に、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列からなる。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列からなる。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の軽鎖CDR領域は、本質的に、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列からなる。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列からなる。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域と、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域とを含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の重鎖CDR領域は、本質的に、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列からなる。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列からなる。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の軽鎖CDR領域は、本質的に、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列からなる。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列からなる。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、複合抗体またはその抗体断片である。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR複合抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR複合抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列から本質的になる1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR複合抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列からなる1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR複合抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR複合抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列から本質的になる1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR複合抗体または抗体断片は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列からなる1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、SEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(VH)鎖アミノ酸配列を含む複合抗体またはその抗体断片である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、SEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(VH)鎖アミノ酸配列から本質的になる複合抗体またはその抗体断片である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、SEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(VH)鎖アミノ酸配列からなる複合抗体またはその抗体断片である。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、SEQ ID NO:18およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(VL)鎖アミノ酸配列を含む複合抗体またはその抗体断片である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、SEQ ID NO:18およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(VL)鎖アミノ酸配列から本質的になる複合抗体またはその抗体断片である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体は、SEQ ID NO:18およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(VL)鎖アミノ酸配列からなる複合抗体またはその抗体断片である。
これらの態様の他の実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5C55またはG12E8によって発現または産生される抗体である。
これらの態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体によって示される結合パターンと類似した結合パターンを示す。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体によって示される活性と類似した活性を示す。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体により結合されるエピトープと同じエピトープに結合する。
これらの態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5C55またはG12E8によって発現または産生される抗体の1つまたは複数のCDRのアミノ酸配列を含む。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生されるモノクローナル抗体の1つまたは複数の生物学的特徴を有する。これらの態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体により結合されるDEspRのエピトープに特異的に結合する。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗体断片は、Fab断片、Fab'断片、Fd断片、Fd'断片、Fv断片、dAb断片、F(ab')2断片、単鎖断片、ダイアボディ(diabody)、または直鎖抗体である。
本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片はさらに、抗DEspR抗体またはその抗体断片に結合されてDEspRに特異的な免疫結合体を形成する薬剤を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗体またはその抗体断片に結合される薬剤は、化学療法剤、毒素、放射性同位元素、小分子、siRNA、ナノ粒子、または微小気泡である。
いくつかの態様では、本明細書において、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかと、薬学的に許容可能なキャリアとを含む医薬組成物が提供される。
いくつかの態様では、本明細書において、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害を有する対象において血管新生を阻害する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む治療的に有効な量の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与することを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害は、癌または腫瘍である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害は、加齢性黄斑変性症、頸動脈疾患、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、神経変性障害、アルツハイマー病、肥満、子宮内膜症、乾癬、アテローム性動脈硬化症、眼球の新血管発生(ocular neovascularization)、血管新生緑内障、骨粗鬆症(osteoporsosis)、および再狭窄からなる群から選択される。
いくつかの態様では、本明細書において、癌または腫瘍を有する対象において腫瘍細胞侵襲性を阻害する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む治療的に有効な量の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与することを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、1つまたは複数の化学療法剤、血管新生阻害剤、細胞毒性剤、または抗増殖剤の投与を含む。
いくつかの態様では、本明細書において、細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、腫瘍または転移を有する対象において腫瘍成長を阻害し、腫瘍サイズまたは腫瘍転移を低減する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む治療的に有効な量の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与することを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、DEspRの発現および/または機能は、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、内皮前駆細胞、炎症細胞、腫瘍間質細胞、腫瘍血管系細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される。いくつかのこのような実施形態では、腫瘍血管系細胞は、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、外膜細胞、またはこれらの任意の組み合わせである。
いくつかの態様では、本明細書において、細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって対象において腫瘍抵抗性および腫瘍再発を阻害する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む治療的に有効な量の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与することを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、DEspRの発現および/または機能は、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される。
いくつかの態様では、本明細書において、腫瘍細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、癌細胞のオートファジーの促進により癌の進行を阻害する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む治療的に有効な量の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与することを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、DEspRの発現および/または機能は、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される。
いくつかの態様では、本明細書において、細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、オートファジーを促進する、あるいは細胞内有害物質または病原体の蓄積を低減する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む治療的に有効な量の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与することを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、対象はアルツハイマー病またはハンチントン病を有する。
いくつかの態様では、本明細書において、標的DEspRによる分子イメージング方法が提供されており、本方法は、標的部分に結合されたDEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む有効量の医薬組成物を投与することと、標的部分に結合された抗DEspR抗体またはその抗体断片の有無を、分子イメージングを用いて決定することとを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、分子イメージングは、造影超音波イメージング、MRI(磁気共鳴イメージング)、近赤外線イメージング、または光音響イメージングである。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、標的部分は、抗体、DEspR結合ペプチドリガンド、小分子、ナノ粒子、ポリマー、アプタマー、またはこれらの任意の組み合わせである。
いくつかの態様では、本明細書において、DEspR発現の決定により腫瘍を層別化または分類する方法が提供されており、本方法は、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかと細胞を接触させることと、前記接触後に、抗DEspR抗体またはその抗体断片が細胞に結合するかどうかを決定することとを含み、DEspR抗体またはその抗体断片の細胞への結合により、細胞がDEspRを発現することが示される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、細胞は、腫瘍細胞、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、外膜細胞、腫瘍間質細胞、またはこれらの任意の組み合わせである。いくつかのこのような実施形態では、腫瘍間質細胞は、線維芽細胞、筋線維芽細胞、炎症細胞、星状細胞、またはこれらの任意の組み合わせである。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、接触される細胞は、組織生検、パラフィン包埋切片、または凍結切片内にある。
いくつかの態様では、本明細書において、DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の送達を増強するための方法が提供されており、本方法は、標的化超音波送達を用いて、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む有効量の医薬組成物および治療薬を、それを必要としている対象に送達することを含み、治療薬の送達は、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物の非存在下での治療薬の送達に対して増強または増大される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、治療薬は、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである。
また、本明細書において、いくつかの態様では、DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の毒性を低減するための方法が提供されており、本方法は、標的化超音波送達を用いて、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む有効量の医薬組成物および治療薬を、それを必要としている対象に送達することを含み、治療薬の毒性は、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物の非存在下での治療薬の送達に対して低減される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、治療薬は、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである。
いくつかの態様では、本明細書において、DEspR標的化分子イメージングと、治療薬のDEspR標的化送達とを組み合わせるための方法が提供される。これらの方法は、有効量の治療薬と、標的部分に結合される本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物とを対象に投与することと、分子イメージングを用いて、標的部分に結合された本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片の有無を決定することとを含む。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、分子イメージングは、造影超音波イメージング、MRI(磁気共鳴イメージング)、近赤外線イメージング、または光音響イメージングである。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、治療薬は、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである。
その他の態様では、本明細書において、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害を有する対象において血管新生を阻害する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害は、癌または腫瘍である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害は、加齢性黄斑変性症、頸動脈疾患、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、神経変性障害、アルツハイマー病、肥満、子宮内膜症、乾癬、アテローム性動脈硬化症、眼球の新血管発生、血管新生緑内障、骨粗鬆症、および再狭窄からなる群から選択される。
いくつかの態様では、本明細書において、癌または腫瘍を有する対象において腫瘍細胞侵襲性を阻害する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、医薬組成物はさらに、1つまたは複数の化学療法剤、血管新生阻害剤、細胞毒性剤、または抗増殖剤を含む。
いくつかの態様では、本明細書において、細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において腫瘍成長を阻害し、そして腫瘍サイズまたは腫瘍転移を低減する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、DEspRの発現および/または機能は、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、内皮前駆細胞、炎症細胞、腫瘍間質細胞、腫瘍血管系細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される。いくつかのこのような実施形態では、腫瘍血管系細胞は、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、外膜細胞、またはこれらの任意の組み合わせである。
いくつかの態様では、本明細書において、細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において腫瘍抵抗性および腫瘍再発を阻害する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、DEspRの発現および/または機能は、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される。
いくつかの態様では、本明細書において、腫瘍細胞中のおDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において癌細胞のオートファジーの促進により癌の進行を阻害する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、DEspRの発現および/または機能は、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される。
いくつかの態様では、本明細書において、DEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象においてオートファジーを促進する、あるいは細胞内有害物質または病原体の蓄積を低減する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、対象はアルツハイマー病またはハンチントン病を有する。
いくつかの態様では、本明細書において、標的化超音波送達を用いて、それを必要としている対象に対して、DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の送達を増強する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、治療薬は化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである。
いくつかの態様では、本明細書において、標的化超音波送達を用いて、それを必要としている対象に対して、DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の毒性を低減する際に使用するための、DEspRに特異的に結合する本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片のいずれかを含む医薬組成物が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、治療薬は、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである。
定義
「DEspRアンタゴニスト」は、DEspR活性(エンドセリン−1またはVEGFspに対するその結合を含む)を中和、遮断、阻害、抑止、低減または妨害することができる分子を指す。DEspRアンタゴニストは、抗DEspR抗体およびその抗原結合断片、受容体分子、ならびにこれらの誘導体を含み、これらは、DEspRに特異的に結合することにより、VEGFspおよびエンドセリン−1などのそのリガンドに対する結合を阻害、防止、または隔離する。
「抗体」という用語は、最も広い意味で使用され、モノクローナル抗体(全長またはインタクトモノクローナル抗体を含む)、ポリクローナル抗体、多価抗体、多特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、ならびに所望の生物活性および特異性を示す限りは抗体断片(以下を参照)を含む。
本明細書で使用される場合、「標的」という用語は、結合部位を有するポリペプチドドメインが選択的に結合することができる生体分子(例えば、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、脂質、炭水化物)を指す。標的は、例えば、細胞内標的(例えば、細胞内タンパク質標的)、または細胞表面標的(例えば、膜タンパク質、受容体タンパク質)であり得る。好ましくは、標的は、細胞表面タンパク質などの細胞表面標的である。
「特異性」という用語は、本明細書に記載されるような抗体またはその抗体断片が結合することのできる異なるタイプの抗原または抗原決定基の数を指す。抗体またはその抗体断片の特異性は、アフィニティおよび/またはアビディティに基づいて決定することができる。抗原と抗原結合タンパク質との解離平衡定数(K)によって表されるアフィニティは、抗原決定基と、抗体またはその抗体断片などの抗原結合タンパク質の抗原結合部位との間の結合強度の尺度であり、Kの値が低いほど、抗原決定基と抗原結合分子との間の結合強度が強い。あるいは、アフィニティは、1/Kであるアフィニティ定数(K)で表すこともできる。当業者には明らかであるように、アフィニティは、関心対象の特異的抗原に応じて、それ自体が既知の方法で決定することができる。従って、本明細書において定義されるような抗体またはその抗体断片は、前記アミノ酸配列またはポリペプチドが別の標的またはポリペプチドに結合するアフィニティよりも少なくとも10倍、例えば、少なくとも100倍、好ましくは少なくとも1000倍、そして最大10000倍またはそれ以上大きいアフィニティ(上記のとおりであり、例えば、K値で適切に表現される)で第1の抗原に結合する場合に、第2の標的または抗原と比較して、第1の標的または抗原に「特異的である」といわれる。
アビディティは、抗原結合分子(本明細書に記載される抗体またはその抗体断片など)と、関連の抗原との間の結合の強度の尺度である。アビディティは、抗原決定基と、抗原結合分子上のその抗原結合部位との間のアフィニティ、および抗原結合分子上に存在する関連の結合部位の数の両方に関連する。通常、抗原結合タンパク質(本明細書に記載される抗体またはその抗体断片など)は、10−5〜10−12モル/リットル以下、好ましくは10−7〜10−12モル/リットル以下、より好ましくは10−8〜10−12モル/リットルの解離定数(K)(すなわち10〜1012リットル/モル以上、好ましくは10〜1012リットル/モル以上、より好ましくは10〜1012リットル/モルの結合定数(K))で、その同族または特異的抗原に結合し得る。10−4モル/リットルよりも大きいK値(あるいは10−1よりも小さいK値)は一般にどれも非特異的結合を示すと考えられる。有意である(例えば、特異的)と考えられる生物学的相互作用に対するKは、通常、10−10M(0.1nM)〜10−5M(10000nM)の範囲である。相互作用が強いほど、そのKは低い。好ましくは、本明細書に記載される抗体またはその抗体断片上の結合部位は、500nM未満、好ましくは200nM未満、より好ましくは10nM未満、たとえば500pM未満アフィニティで所望の抗原に結合し得る。抗原結合タンパク質の抗原または抗原決定基への特異的結合は、例えば、Scatchard解析および/または競合的結合アッセイ、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素イムノアッセイ(EIA)およびサンドイッチ競合アッセイ、ならびに当該技術分野においてそれ自体が既知のこれらの種々の変化形、そして本明細書中で言及されるその他の技術を含む、それ自体が既知の適切な方法で決定することができる。
従って、本明細書で使用される場合、「選択的に結合」または「特異的に結合」は、本明細書に記載される抗体またはその抗体断片が、10−5M(10000nM)以下、例えば、10−6M、10−7M、10−8M、10−9M、10−10M、10−11M、10−12M以下のKで、細胞表面に存在する分子などの標的に結合する能力を指す。特異的な結合は、例えば、ポリペプチド剤のアフィニティおよびアビディティ、ならびにポリペプチド剤の濃度によって影響され得る。当業者は、適切な細胞結合アッセイにおけるポリペプチド剤の滴定などの任意の適切な方法を用いて、本明細書に記載されるポリペプチド剤が標的に選択的に結合する適切な条件を決定することができる。
本明細書に記載されるように、「抗原」は、抗体またはその抗体断片などのポリペプチド剤上の結合部位によって結合される分子である。通常、抗原は抗体リガンドによって結合され、インビボで抗体応答を上昇させることができる。抗原は、ポリペプチド、タンパク質、核酸または他の分子であり得る。従来の抗体およびその断片の場合、可変ループ(L1、L2、L3およびH1、H2、H3)によって定義される抗体結合部位は、抗原に結合することができる。「抗原決定基」という用語は、抗原結合分子によって、より詳細には前記分子の抗原結合部位によって認識される抗原上のエピトープを指す。
本明細書で使用される場合、「エピトープ」は、連続アミノ酸、またはタンパク質の三次折り畳み構造によって隣接される非連続アミノ酸の両方から形成され得る。連続アミノ酸から形成されるエピトープは、通常、変性溶媒にさらされたときに保持されるが、三次折り畳み構造によって形成されるエピトープは、通常、変性溶媒により処理されると失われる。エピトープは、通常、独特の空間配置の少なくとも3、より一般的には少なくとも5、約9、または約8〜10のアミノ酸を含む。「エピトープ」は、免疫グロブリンV/V対によって従来通りに結合される構造の単位を含む。エピトープは抗体に対する最小限の結合部位を定義し、従って、抗体の特異性の標的を表す。単一ドメイン抗体の場合、エピトープは、単離された状態で可変ドメインによって結合される構造の単位を表す。「抗原決定基」および「エピトープ」という用語は、本明細書では、交換可能に使用することもできる。
「モノクローナル抗体」という用語は、本明細書で使用される場合、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を指し、すなわち、集団を構成する個々の抗体は、少量で存在し得る天然に存在する可能な突然変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は非常に特異的であり、単一の抗原に対するものである。さらに、通常異なる決定因子(エピトープ)に対する異なる抗体を含むポリクローナル抗体製剤とは対照的に、各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定因子に対するものである。「モノクローナル」という修飾語は、任意の特定の方法による抗体の産生を必要とすると解釈されてはならない。例えば、本発明に従って使用されるモノクローナル抗体は、Kohler et al.,Nature 256:495(1975)によって最初に記載されたハイブリドーマ法によって製造することもできるし、あるいは組換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号明細書を参照)によって製造することもできる。また、「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson et al.,Nature 352:624−628(1991)、またはMarks et al.,J.Mol.Biol.222:581−597(1991)に記載される技術を用いて、ファージ抗体ライブラリーから単離することもできる。モノクローナル抗体は、マウス、ラット、ヤギ、ウサギ、およびヒトモノクローナル抗体を含むがこれらに限定されないあらゆる種のものであり得る。
「抗体断片」という用語は、本明細書で使用される場合、インタクト抗体の一部のみを含むタンパク質断片を指し、一般に、インタクト抗体の抗原結合部位を含むことにより、抗原に対する結合能力が保持される。本発明の定義によって包含される抗体断片の例としては、(i)V、C、VおよびC1ドメインを有するFab断片、(ii)C1ドメインのC末端に1つまたは複数のシステイン残基を有するFab断片であるFab'断片、(iii)VおよびC1ドメインを有するFd断片、(iv)VおよびC1ドメイン、ならびにCH1ドメインのC末端の1つまたは複数のシステイン残基を有するFd'断片、(v)抗体のシングルアームのVおよびVドメインを有するFv断片、(vi)VドメインからなるdAb断片(Ward et al.,Nature 341,544−546(1989))、(vii)単離CDR領域、(viii)ヒンジ領域においてジスルフィド架橋により連結された2つのFab'断片を含む二価の断片であるF(ab')断片、(ix)単鎖抗体分子(例えば、単鎖Fv、scFv)(Bird et al.,Science 242:423−426(1988)、およびHuston et al.,PNAS(USA)85:5879−5883(1988))、(x)同じポリペプチド鎖中で軽鎖可変ドメイン(V)に結合された重鎖可変ドメイン(V)を含む2つの抗原結合部位を有する「ダイアボディ」(例えば、欧州特許第404,097号明細書、国際公開第93/11161号パンフレット、およびHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)を参照)、(xi)相補的な軽鎖ポリペプチドと一緒に一対の抗原結合領域を形成する一対のタンデムFdセグメント(V−C1−V−C1)を含む「直鎖抗体」(Zapata et al.Protein Eng.8(10):1057−1062(1995)、および米国特許第5,641,870号明細書)が挙げられる。
「Fv」断片は、完全な抗原認識および結合部位を含有する抗体断片である。この領域は、堅固に結合した(例えば、scFvでは本質的に共有結合であり得る)1つの重鎖可変ドメインおよび1つの軽鎖可変ドメインの二量体からなる。それは、この配置において、各可変ドメインの3つのCDRが相互に作用して、V−V二量体の表面の抗原結合部位を定義するということである。6つのCDRまたはこれらのサブセットは、集合的に、抗体に抗原結合特異性を与える。しかしながら、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的な3つのCDRのみを含むFvの半分)でも、通常は結合部位全体よりも低いアフィニティであるが、抗原を認識および結合する能力を有する。
本明細書および特許請求の範囲を通して、免疫グロブリン重鎖中の残基の番号付けは、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991)(ワールドワイドウェブ上でも入手可能であり、参照によってその全体が本明細書中に明確に援用される)にあるようなEUインデックスのものである。「KabatのようなEUインデックス」は、ヒトIgG1EU抗体の残基の番号付けを指す。
本明細書で使用される場合、「抗体可変ドメイン」は、相補性決定領域(Complementarity Determining Region)(CDR、すなわちCDR1、CDR2、およびCDR3)、およびフレームワーク領域(FR)のアミノ酸配列を含む、抗体分子の軽鎖および重鎖の一部を指す。Vは重鎖の可変ドメインを指す。Vは軽鎖の可変ドメインを指す。本発明において使用される方法によると、CDRおよびFRに割り当てられるアミノ酸位置は、Kabat(Sequences of Proteins of Immunological Interest(National Institutes of Health,Bethesda,Md.,1987 and 1991))に従って定義することができる。抗体または抗原結合断片のアミノ酸の番号付けもKabatの番号付けに従う。
本明細書で使用される場合、「相補性決定領域」(CDR、すなわちCDR1、CDR2、およびCDR3)という用語は、その存在が抗原結合のために必要である抗体可変ドメインのアミノ酸残基を指す。各可変ドメインは、通常、CDR1、CDR2およびCDR3として識別される3つのCDR領域を有する。各相補性決定領域は、Kabatにより定義されるように「相補性決定領域」からのアミノ酸残基(すなわち、軽鎖可変ドメイン中の残基約24−34(L1)、50−56(L2)および89−97(L3)、ならびに重鎖可変ドメイン中の31−35(H1)、50−65(H2)および95−102(H3)、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991))、および/または「高頻度可変ループ」からの残基(すなわち、軽鎖可変ドメイン中の残基約26−32(L1)、50−52(L2)および91−96(L3)、ならびに重鎖可変ドメイン中の26−32(H1)、53−55(H2)および96−101(H3)、Chothia and Lesk J.Mol.Biol.196:901−917(1987))を含むことができる。いくつかの場合には、相補性決定領域は、Kabatに従って定義されるCDR領域および高頻度可変ループの両方からのアミノ酸を含むことができる。例えば、抗体4D5の重鎖のCDRH1は、アミノ酸26〜35を含む。
「フレームワーク領域」(以下、FR)は、CDR残基以外の可変ドメイン残基である。各可変ドメインは、通常、FR1、FR2、FR3およびFR4として識別される4つのFRを有する。CDRがKabatに従って定義される場合、軽鎖FR残基は、残基約1−23(LCFR1)、35−49(LCFR2)、57−88(LCFR3)、おおび98−107(LCFR4)に位置し、重鎖FR残基は、重鎖残基中の残基約1−30(HCFR1)、36−49(HCFR2)、66−94(HCFR3)、および103−113(HCFR4)に位置する。CDRが高頻度可変ループからのアミノ酸残基を含む場合、軽鎖FR残基は、軽鎖中の残基約1−25(LCFR1)、33−49(LCFR2)、53−90(LCFR3)、および97−107(LCFR4)に位置し、重鎖FR残基は、重鎖残基中の残基約1−25(HCFR1)、33−52(HCFR2)、56−95(HCFR3)、および102−113(HCFR4)に位置する。いくつかの場合には、CDRがKabatによって定義されるCDRおよび高頻度可変ループのもの両方からのアミノ酸を含む場合、FR残基は、それに応じて調整されるであろう。例えば、CDRH1がアミノ酸H26−H35を含む場合、重鎖FR1残基は1−25の位置にあり、FR2残基は36−49の位置にある。
「Fab」断片は、軽鎖の可変および定常ドメインと、重鎖の可変ドメインおよび第1の定常ドメイン(C1)とを含有する。F(ab')抗体断片は一対のFab断片を含み、これらは一般に、これらのカルボキシ末端付近で、これらの間にあるヒンジシステインによって共有結合されている。抗体断片のその他の化学的結合も当該技術分野において知られている。
「単鎖Fv」または「scFv」抗体断片は抗体のVおよびVドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖中に存在する。一般に、Fvポリペプチドはさらに、VドメインとVドメインとの間にポリペプチドリンカーを含み、これは、scFvが抗原結合のために所望される構造を形成することを可能にする。scFvの概説については、Pluckthun in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,Vol 113,Rosenburg and Moore eds.Springer−Verlag,New York,pp.269−315(1994)を参照されたい。
「ダイアボディ」という用語は、2つの抗原結合部位を有する小さい抗体断片を指し、この断片は、同じポリペプチド鎖中で軽鎖可変ドメイン(V)に結合された重鎖可変ドメイン(V)を含む(VおよびV)。同じ鎖上の2つのドメイン間で対形成させるには短すぎるリンカーを用いることによって、ドメインは別の鎖の相補的なドメインと対形成して、2つの抗原結合部位を作らざるを得ない。ダイアボディは、例えば、欧州特許第404,097号明細書、国際公開第93/11161号パンフレット、およびHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)においてより完全に説明されている。
「直鎖抗体」という語句は、Zapata et al.,Protein Eng.,8(10):1057−1062(1995)に記載される抗体を指す。簡単に言うと、これらの抗体は、相補的な軽鎖ポリペプチドと一緒に一対の抗原結合領域を形成する一対のタンデムFdセグメント(V−C1−V−C1)を含む。直鎖抗体は、二重特異性または単一特異性であり得る。
本明細書中のモノクローナル抗体は特に、重鎖および/または軽鎖の一部が、特定の種に由来するかあるいは特定の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一または相同であり、鎖の残りの部分が、別の種に由来するかあるいは別の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一または相同である「キメラ」抗体(免疫グロブリン)と、所望の生物活性を示す限りはならびにこのような抗体の断片とを含む(米国特許第4,816,567号明細書、およびMorrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:6851−6855(1984))。
非ヒト(例えば、マウス)抗体の「ヒト化」形態は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配列を含むように操作または設計されたキメラ抗体である。ほとんどの場合、ヒト化抗体は、レシピエントの高頻度可変領域からの残基が、所望の特異性、アフィニティ、および能力を有するマウス、ラット、ウサギまたは非ヒト霊長類などの非ヒト種(ドナー抗体)の高頻度可変領域からの残基によって置換されたヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。いくつかの場合には、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒト残基によって置換される。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体中にもドナー抗体中にも見出されない残基を含むことができる。これらの修飾は、抗体性能をさらに良くするために行われる。一般に、ヒト化抗体は、高頻度可変ループの全てまたは実質的に全てが非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、そしてFR領域の全てまたは実質的に全てがヒト免疫グロブリン配列のものである、少なくとも1つ、通常は2つの可変ドメインの実質的に全てを含むことができる。またヒト化抗体は、場合により、免疫グロブリン定常領域(Fc)、通常はヒト免疫グロブリンの定常領域の少なくとも一部を含むであろう。さらなる詳細については、Jones et al.,Nature 321:522−525(1986)、Riechmann et al.,Nature 332:323−329(1988)、およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.2:593−596(1992)を参照されたい。本明細書で使用される場合、「複合ヒト抗体」は、特定のタイプの改変またはヒト化抗体である。
「ヒト抗体」、「非改変ヒト抗体」、または「完全ヒト抗体」は、ヒトにより産生される抗体のアミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を有するもの、および/または本明細書中に開示されるヒト抗体を製造するための技術のいずれかを用いて製造されたものである。ヒト抗体のこの定義は、特に、非ヒト抗原結合残基を含むヒト化抗体を除外する。ヒト抗体は、当該技術分野において既知の種々の技術を用いて産生され得る。一実施形態では、ヒト抗体はファージライブラリーから選択され、そのファージライブラリーはヒト抗体を発現する(Vaughan et al.Nature Biotechnology 14:309−314(1996)、Sheets et al.Proc.Natl.Acad.Sci.95:6157−6162(1998))、Hoogenboom and Winter,J.Mol.Biol.,227:381(1991)、Marks et al.,J.Mol.Biol.,222:581(1991))。ヒト抗体は、内在性マウス免疫グロブリン遺伝子が部分的または完全に不活性化された遺伝子導入動物、例えばマウスに、ヒト免疫グロブリン座位を導入することによって製造することもできる。チャレンジにおいて、ヒト抗体の産生が観察され、これは、遺伝子再構成、構築、および抗体レパートリーを含む全ての点でヒトにおいて見られるものに酷似している。このアプローチは、例えば、米国特許第5,545,807号明細書、同第5,545,806号明細書、同第5,569,825号明細書、同第5,625,126号明細書、同第5,633,425号明細書、同第5,661,016号明細書、および以下の科学出版物:Marks et al.,Bio/Technology 10:779−783(1992)、Lonberg et al.,Nature 368:856−859(1994)、Morrison,Nature 368:812−13(1994)、Fishwild et al.,Nature Biotechnology 14:845−51(1996)、Neuberger,Nature Biotechnology 14:826(1996)、Lonberg and Huszar,Intern.Rev.Immunol.13:65−93(1995)に記載されている。あるいは、ヒト抗体は、標的抗原に対する抗体を産生するヒトBリンパ球の不死化により調製することができる(このようなBリンパ球は個体から回収されてもよいし、あるいはインビトロで免疫化されていてもよい)。例えば、Cole et al.,Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,p.77(1985)、Boerner et al.,J.Immunol.,147(1):86−95(1991)、および米国特許第5,750,373号明細書を参照されたい。
「アフィニティ成熟」抗体は、その1つまたは複数のCDR中に1つまたは複数の変化を有するものであり、これらの変化を持たない親抗体と比較して、抗原に対する抗体のアフィニティの改善をもたらす。好ましいアフィニティ成熟抗体は、標的抗原に対してナノモル濃度、あるいはさらにピコモル濃度のアフィニティを有し得る。アフィニティ成熟抗体は、当該技術分野において既知の手順によって産生される。Marks et al.Bio/Technology 10:779−783(1992)には、VおよびVドメインのシャッフリングによるアフィニティ成熟が記載されている。CDRおよび/またはフレームワーク残基のランダム変異誘発は、Barbas et al.Proc Nat.Acad.Sci,USA 91:3809−3813(1994)、Schier et al.Gene 169:147−155(1995)、Yelton et al.J.Immunol.155:1994−2004(1995)、Jackson et al.,J.Immunol.154(7):3310−9(1995)、およびHawkins et al.,J.Mol.Biol.226:889−896(1992)によって記載されている。
抗体の「機能的抗原結合部位」は、標的抗原に結合することができるものである。抗原結合部位の抗原結合アフィニティは、必ずしも、抗原結合部位が誘導される親抗体ほど強くはないが、抗原に結合する能力は、抗体の抗原への結合を評価するために知られている様々な方法のいずれか1つを用いて測定可能でなければならない。さらに、本明細書中の多価抗体の抗原結合部位のそれぞれの抗原結合アフィニティは、定量的に同じである必要はない。多量体抗体については、機能的抗原結合部位の数は、米国特許出願公開第20050186208号明細書の実施例2に記載されるように、超遠心分離分析を用いて評価することができる。この分析方法によると、多量体抗体に対する標的抗原の異なる比率が組み合わせられ、異なる数の機能的結合部位を仮定して、複合体の平均分子量が計算される。これらの理論値は、機能的結合部位の数を評価するために、得られた実際の実験値と比較される。
本明細書で使用される場合、「遮断」抗体または抗体「アンタゴニスト」は、それが結合する抗原の生物活性を阻害または低減するものである。例えば、DEspR特異的アンタゴニスト抗体はDEspRに結合して、例えば、DEspRがVEGFspに結合して、血管新生を誘発する、血管内皮細胞の増殖を誘発する、あるいは血管透過性を誘発する能力を阻害する。特定の実施形態では、遮断抗体またはアンタゴニスト抗体は、抗原の生物活性を完全に阻害する。
他に示されない限り、「多価抗体」という語句は、本明細書全体を通して、3つ以上の抗原結合部位を含む抗体を示すために使用される。例えば、多価抗体は3つ以上の抗原結合部位を有するように改変されており、一般に、天然配列IgMまたはIgA抗体ではない。
指定された抗体の「生物学的特徴」を有する抗体は、同じ抗原に結合する他の抗体と区別されるその抗体の生物学的特徴の1つまたは複数を有するものである。
関心対象の抗体により結合される抗原上のエピトープに結合する抗体をスクリーニングするために、Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,Ed Harlow and David Lane(1988)に記載されるものなどのルーチン的な交差遮断(cross−blocking)アッセイを実施することができる。
「種依存性抗体」は、第1の哺乳類種からの抗原に対して、第2の哺乳類種からのその抗原の相同体に対するよりも強い結合アフィニティを有するものである。通常、種依存性抗体はヒト抗原に「特異的に結合する」(すなわち、約1×10−7M以下、好ましくは約1×10−8M以下、最も好ましくは約1×10−9M以下の結合アフィニティ(K)値を有する)が、第2の非ヒト哺乳類種からの抗原の相同体に対して、ヒト抗原に対するその結合アフィニティよりも少なくとも約50倍、または少なくとも約500倍、または少なくとも約1000倍弱い結合アフィニティを有する。種依存性抗体は上記のような種々のタイプの抗体のいずれであってもよいが、通常は、ヒト化またはヒト抗体である。
本明細書で使用される場合、「抗体突然変異体」または「抗体変異体」は、種依存性抗体のアミノ酸配列変異体を指し、ここで、種依存性抗体のアミノ酸残基の1つまたは複数が修飾されている。このような突然変異体は、必然的に、種依存性抗体との100%未満の配列同一性または類似性を有する。一実施形態では、抗体突然変異体は、種依存性抗体の重鎖または軽鎖可変ドメインのいずれかのアミノ酸配列と、少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、そして最も好ましくは少なくとも95%のアミノ酸配列同一性または類似性を有するアミノ酸配列を有するであろう。この配列に関する同一性または類似性は、本明細書では、候補配列をアライメントさせ、必要であればギャップを導入して、最大の配列同一性パーセントを達成した後に、種依存性抗体残基と同一(すなわち、同じ残基)または類似(すなわち、共通の側鎖特性に基づいて同じ群からのアミノ酸残基、以下を参照)である候補配列中のアミノ酸残基の割合であると定義される。N末端、C末端、または内部の伸長、欠失、または可変ドメインの外側の抗体配列内への挿入はどれも、配列同一性または類似性に影響を与えると解釈されてはならない。
本明細書に記載されるアミノ酸配列を含有する抗体またはポリペプチドの半減期を増大させるために、例えば、米国特許第5,739,277号明細書に記載されるように、抗体(特に、抗体断片)にサルベージ受容体結合エピトープを結合させることができる。例えば、サルベージ受容体結合エピトープをコードする核酸分子は、改変された核酸分子によって発現される融合タンパク質が、サルベージ受容体結合エピトープおよび本明細書に記載されるポリペプチド配列を含むように、本明細書に記載されるポリペプチド配列をコードする核酸にインフレームで連結させることができる。本明細書で使用される場合、「サルベージ受容体結合エピトープ」という用語は、IgG分子生体内血清半減期の増大の原因であるIgG分子(例えば、IgG、IgG、IgG、またはIgG)のFc領域のエピトープを指す(例えば、Ghetie et al.,Ann.Rev.Immunol.18:739−766(2000)、表1)。また、そのFc領域における置換および血清半減期の増大を有する抗体は、国際公開第00/42072号パンフレット、国際公開第02/060919号パンフレット、Shields et al.,J.Biol.Chem.276:6591−6604(2001)、Hinton,J.Biol.Chem.279:6213−6216(2004))に記載されている。別の実施形態では、血清半減期は、例えば、他のポリペプチド配列の付着によって増大され得る。例えば、本発明の方法において有用な抗体または他のポリペプチドは、血清アルブミンが抗体またはポリペプチドに結合するように、血清アルブミンまたはFcRn受容体に結合する血清アルブミンの一部または血清アルブミン結合ペプチドに付着されることが可能であり、例えば、このようなポリペプチド配列は国際公開第01/45746号パンフレットに開示されている。一実施形態では、付着される血清アルブミンペプチドは、DICLPRWGCLW(SEQ ID NO:3)のアミノ酸配列を含む。別の実施形態では、Fabの半減期はこれらの方法によって増大される。また、付加的な血清アルブミン結合ペプチド配列については、Dennis et al.J.Biol.Chem.277:35035−35043(2002)も参照されたい。
「キメラDEspR受容体タンパク質」は、少なくとも2つの異なるタンパク質に由来し、そのうちの少なくとも1つがDEspRタンパク質であるアミノ酸配列を有するDEspR分子である。特定の実施形態では、キメラDEspRタンパク質は、DEspRに結合してそのDEspRの生物活性を阻害することができる。
「単離」抗体は、その天然環境の成分から同定および分離および/または回収されたものである。その天然環境の汚染物質成分は、抗体の診断または治療的な使用を妨害し得る物質であり、酵素、ホルモン、およびその他のタンパク質性または非タンパク質性の溶質を含むことができる。特定の実施形態では、抗体は、(1)例えば、Lowry法により決定されるように、抗体が95重量%を超える、最も好ましくは99重量%を超えるまで、(2)スピニングカップシークエネーター(spinning cup sequenatorの使用によりN末端または内部アミノ酸配列の少なくとも15残基を獲得するのに十分な程度まで、あるいは(3)クーマシブルーまたは銀染色を用いた還元または非還元条件下でのSDS−PAGEにより均質になるまで精製されるであろう。単離抗体は、抗体の天然環境の少なくとも1つの成分が存在しないので、組換え細胞内のその場での抗体を含む。しかしながら、通常、単離抗体は、少なくとも1つの精製工程により調製されるであろう。
「断片」とは、抗体またはその抗体断片、あるいは基準核酸分子またはポリペプチドの全長の少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、またはそれ以上を好ましくは含有する核酸分子などの、ポリペプチドの一部を意味する。断片は、10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100、200、300、400、500、600、またはそれ以上のヌクレオチド、あるいは10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180、190、200のアミノ酸又はそれ以上を含有することができる。
「抗血管新生剤」または「血管新生阻害剤」は、血管新生、脈管形成、または望ましくない血管透過性を直接または間接的に阻害する小分子量の物質、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、単離タンパク質、組換えタンパク質、抗体、またはこれらの結合もしくは融合タンパク質を指す。抗血管新生剤が、血管新生因子またはその受容体に結合して、その血管新生活性を遮断する薬剤を含むことは、理解されるべきである。例えば、抗血管新生剤は、本明細書を通して定義されるかあるいは当該技術分野において知られている血管新生剤に対する抗体または他のアンタゴニストであり、例えば、VEGF−AまたはVEGF−A受容体(例えば、KDR受容体またはFlt−1受容体)に対する抗体、VEGF−トラップ、GleevecTM(メシル酸イマチニブ)などの抗PDGFR阻害剤であるが、これらに限定されない。抗血管新生剤は、天然の血管新生阻害剤、例えば、アンジオスタチン、エンドスタチンなども含む。例えば、Klagsbrun and D'Amore,Annu.Rev.Physiol.,53:217−39(1991)、Streit and Detmar,Oncogene,22:3172−3179(2003)(例えば、悪性メラノーマにおける抗血管新生療法を記載する表3)、Ferrara & Alitalo,Nature Medicine 5:1359−1364(1999)、Tonini et al.,Oncogene,22:6549−6556(2003)(例えば、既知の抗血管新生因子を記載する表2)、およびSato.Int.J.Clin.Oncol.,8:200−206(2003)(例えば、表1は、臨床試験で使用される抗血管新生剤を記載する)を参照されたい。
「抗癌療法」という用語は、癌の治療において有用な治療法を指す。抗癌治療薬の例としては、例えば、手術(surgery)、化学療法剤、成長阻害剤、細胞毒性剤、放射線療法で使用される薬剤、抗血管新生剤、アポトーシス剤、抗チューブリン剤、および癌を治療するための他の薬剤、例えば、抗HER−2抗体(例えば、Herceptin(登録商標))、抗CD20抗体、上皮成長因子受容体(EGFR)アンタゴニスト(例えば、チロシンキナーゼ阻害剤)、HER1/EGFR阻害剤(例えば、エルロチニブ(Tarceva(登録商標)))、血小板由来の成長因子阻害剤(例えば、GleevecTM(メシル酸イマチニブ))、COX−2阻害剤(例えば、セレコキシブ)、インターフェロン、サイトカイン、以下の標的ErbB2、ErbB3、ErbB4、PDGFR−β、BlyS、APRIL、BCMAまたはVEGF受容体の1つまたは複数に結合するアンタゴニスト(例えば、中和抗体)、TRAIL/Apo2、および他の生物活性および有機化学剤などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの組み合わせも本明細書に含まれる。
「細胞毒性剤」という用語は、本明細書で使用される場合、細胞の機能を阻害または防止し、そして/あるいは細胞の破壊を引き起こす物質を指す。この用語は、放射性同位元素(例えば、At211、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi212、P32およびLuの放射性同位元素)、化学療法剤、および細菌、真菌、植物または動物由来の小分子毒素または酵素活性毒素などの毒素(その断片および/または変異体を含む)を含むことが意図される。
「化学療法剤」は、癌の治療において有用な化合物である。化学療法剤の例としては、チオテパおよびCYTOXAN(登録商標)シクロスホスファミド(cyclosphosphamide)などのアルキル化剤;ブスルファン、インプロスルファンおよびピポスルファンなどのスルホン酸アルキル;ベンゾドーパ(benzodopa)、カルボコン、メツレドーパ(meturedopa)、およびウレドーパ(uredopa)などのアジリジン;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホラミド、トリチイレンチオホスホラミドおよびトリメチローロメラミン(trimethylolomelamine)を含むエチレンイミンおよびメチラメラミン(methylamelamine);アセトゲニン(特に、ブラタシンおよびブラタシノン);カンプトテシン(合成類似体トポテカンを含む);ブリオスタチン;カリスタチン;CC−1065(そのアドゼレシン、カルゼレシンおよびビセレシン合成類似体を含む);クリプトフィシン(特に、クリプトフィシン1およびクリプトフィシン8);ドラスタチン;デュオカルマイシン(合成類似体、KW−2189およびCB1−TM1を含む);エリュテロビン;パンクラチスタチン;サルコジクチイン(sarcodictyin);スポンジスタチン(spongistatin);クロランブシル、クロルナファジン、コロホスファミド(cholophosphamide)、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、メクロレタミンオキシド塩酸塩、メルファラン、ノベンビキン(novembichin)、フェネステリン(phenesterine)、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードなどの窒素マスタード;カルムスチン、クロロゾトシン、ホテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、およびラニムスチン(ranimnustine)などのニトロソウレア(nitrosurea);エンジイン抗生物質(例えば、カリチアマイシン、特に、カリチアマイシンガンマ1IおよびカリチアマイシンオメガI1)などの抗生物質(例えば、Agnew,Chem.Intl.Ed.Engl.,33:183−186(1994)を参照);ジネマイシンAを含むジネマイシン(dynemicin);クロドロネートなどのビスホスホネート;エスペラマイシン;ならびにネオカルチノスタチン発色団および関連の色素タンパク質エンジイン抗生物質発色団)、アクラシノマイシン(aclacinomysin)、アクチノマイシン、オースラマイシン(authramycin)、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン(cactinomycin)、カラビシン(carabicin)、カミノマイシン(caminomycin)、カルジノフィリン(carzinophilin)、クロモマイシニス(chromomycinis)、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン(detorubicin)、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ADRIAMYCIN(登録商標)ドキソルビシン(モルホリノ−ドキソルビシン、シアノモルホリノ−ドキソルビシン、2−ピロリノ−ドキソルビシンおよびデオキシドキソルビシンを含む)、エピルビシン、エソルビシン(esorubicin)、イダルビシン、マルセロマイシン(marcellomycin)、マイトマイシンCなどのマイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、ピューロマイシン、クエラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、ゾルビシン;メトトレキセートおよび5−フルオロウラシル(5−FU)などの抗代謝産物;デノプテリン(denopterin)、メトトレキセート、プテロプテリン(pteropterin)、トリメトレキサートなどの葉酸類似体;フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン(thiamiprine)、チオグアニンなどのプリン類似体;アンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジンなどのピリミジン類似体;カルステロン(calusterone)、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、ストラクトンなどのアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタンなどの抗副腎剤(anti−adrenal);フロリン酸(frolinic acid)などの葉酸補充剤(replenisher);アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド(aldophosphamide glycoside);アミノレブリン酸;エニルウラシル;アムサクリン;ベストラブシル(bestrabucil);ビスアントレン(bisantrene);エダトレキサート(edatraxate);デフォファミン(defofamine);デメコルチン;ジアジクオン(diaziquone);エルホルミチン(elformithine);酢酸エリプチニウム(elliptinium acetate);エポチロン;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン;ロニダイニン(lonidainine);マイタンシンおよびアンサマイトシン(ansamitocin)などのマイタンシノイド;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダンモール(mopidanmol);ニトラエリン(nitraerine);ペントスタチン;フェナメット(phenamet);ピラルビシン;ロソキサントロン(losoxantrone);ポドフィリン酸(podophyllinic acid);2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK(登録商標)多糖類複合体(JHS Natural Products,Eugene,Oreg.);ラゾキサン;リゾキシン(rhizoxin);シゾフラン(sizofuran);スピロゲルマニウム(spirogermanium);テヌアゾン酸;トリアジコン;2,2',2"−トリクロロトリエチルアミン;トリコテシン(特に、T−2毒素、ベラクリン(verracurin)A、ロリジン(roridin)Aおよびアングイジン(anguidine));ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキソイド、例えば、TAXOL(登録商標)パクリタキセル(Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)、ABRAXANE(登録商標)(クレモホル(Cremophor)を含まない)、パクリタキセルのアルブミン操作されたナノ粒子製剤(American Pharmaceutical Partners,Schaumberg,Ill.)、およびTAXOTERE(登録商標)ドキセタキセル(doxetaxel)(Rhone−Poulenc Rorer,Antony,France);クロランブシル(chloranbucil);GEMZAR(登録商標)ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチン、オキサリプラチンおよびカルボプラチンなどの白金類似体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;ミトキサントロン;ビンクリスチン;NAVELBINE(登録商標)ビノレルビン;ノバントロン(novantrone);テニポシド;エダトレキサート;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ(xeloda);イバンドロネート;イリノテカン(Camptosar、CPT−11)(5−FUおよびロイコボリンを伴うイリノテカンの治療計画を含む);トポイソメラーゼ阻害剤RFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸などのレチノイド;カペシタビン;コンブレタスタチン;ロイコボリン(LV);オキサリプラチン治療計画(FOLFOX)を含むオキサリプラチン;ラパチニブ(Tykerb(登録商標));細胞増殖を低減するPKC−アルファ、Raf、H−Ras、EGFR(例えば、エルロチニブ(Tarceva(登録商標)))およびVEGF−Aの阻害剤、ならびに上記のもののいずれかの薬学的に許容可能な塩、酸または誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。
またこの定義には、腫瘍に対するホルモン作用を調節または阻害するように作用する、抗エストロゲンおよび選択的エストロゲン受容体調節物質(SERM)などの抗ホルモン剤(例えば、タモキシフェン(NOLVADEX(登録商標)タモキシフェンを含む)、ラロキシフェン、ドロロキシフェン(droloxifene)、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン(trioxifene)、ケオキシフェン(keoxifene)、LY117018、オナプリストン(onapristone)、およびFARESTONトレミフェンが含まれる);副腎におけるエストロゲン産生を調節する酵素アロマターゼを阻害するアロマターゼ阻害剤、例えば、4(5)−イミダゾール、アミノグルテチミド、MEGASE(登録商標)酢酸メゲストロール、AROMASIN(登録商標)エキセメスタン、ホルメスタン(formestanie)、ファドロゾール、RIVISOR(登録商標)ボロゾール、FEMARA(登録商標)レトロゾール、およびARIMIDEX(登録商標)アナストロゾールなど;ならびにフルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド、およびゴセレリンなどの抗アンドロゲン剤;ならびにトロキサシタビン(1,3−ジオキソランヌクレオシドシトシン類似体);アンチセンスオリゴヌクレオチド、特に、例えば、PKC−アルファ、RalfおよびH−Rasなどの接着(abherant)細胞増殖に関与するシグナル伝達経路における遺伝子の発現を阻害するもの;VEGF発現阻害剤(例えば、ANGIOZYME(登録商標)リボザイム)およびHER2発現阻害剤などのリボザイム;遺伝子治療ワクチン、例えば、ALLOVECTIN(登録商標)ワクチン、LEUVECTIN(登録商標)ワクチン、およびVAXID(登録商標)ワクチンなどのワクチン;PROLEUKIN(登録商標)rIL−2;LURTOTECAN(登録商標)トポイソメラーゼ1阻害剤;ABARELIX(登録商標)rmRH;ならびに上記のもののいずれかの薬学的に許容可能な塩、酸または誘導体も含まれる。
「成長阻害剤」は、本明細書で使用される場合、インビトロおよび/またはインビボでの細胞の成長を阻害する化合物または組成物を指す。従って、成長阻害剤は、S期における細胞の割合を著しく低減するものであり得る。成長阻害剤の例には、細胞周期の進行(S期以外の場所における)を遮断する薬剤、例えば、G1停止およびM期停止を誘発する薬剤が含まれる。典型的なM期ブロッカーとしては、ビンカ(vincas)(ビンクリスチンおよびビンブラスチン)、タキソール(登録商標)、およびトポイソメラーゼII阻害剤、例えば、ドキソルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、およびブレオマイシンが挙げられる。G1を停止する薬剤はS期の停止にも波及し、例えば、タモキシフェン、プレドニゾン、ダカルバジン、メクロレタミン、シスプラチン、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、およびara−CなどのDNAアルキル化剤である。さらなる情報は、「The Molecular Basis of Cancer」MendelsohnおよびIsrael編、第1章、Murakamiらによる表題「Cell cycle regulation,oncogenes,and antineoplastic drugs」(WB Saunders:Philadelphia,1995)、特に13頁において見出すことができる。
「プロドラッグ」という用語は、本出願において使用される場合、親薬物と比較して腫瘍細胞に対する細胞毒性が低く、酵素的に活性化されるかあるいはより活性な親形態に変換されることが可能である、薬学的に活性な物質の前駆体または誘導体形態を指す。例えば、Wilman,"Prodrugs in Cancer Chemotherapy"Biochemical Society Transactions,14,pp.375−382,615th Meeting Belfast(1986)およびStella et al.,"Prodrugs:A Chemical Approach to Targeted Drug Delivery,"Directed Drug Delivery,Borchardt et al.,(ed.),pp.247−267,Humana Press(1985)を参照されたい。本明細書に記載されるプロドラッグには、より活性な細胞毒性の遊離薬物に変換することができる、リン酸含有プロドラッグ、チオリン酸含有プロドラッグ、硫酸含有プロドラッグ、ペプチド含有プロドラッグ、D−アミノ酸修飾プロドラッグ、グリコシル化プロドラッグ、ベータ−ラクタム含有プロドラッグ、場合により置換され得るフェノキシアセトアミド含有プロドラッグまたは場合により置換され得るフェニルアセトアミド含有プロドラッグ、5−フルオロシトシンおよび他の5−フルオロウリジンプロドラッグが含まれるが、これらに限定されない。本発明において使用するためにプロドラッグ形態に誘導体化することができる細胞毒性薬の例としては、上記の化学療法剤が挙げられるがこれらに限定されない。
「放射線療法」とは、細胞が正常に機能する能力を制限するように細胞への十分な損傷を誘発するため、または細胞を完全に破壊するための、定方向ガンマ線またはベータ線の使用を意味する。投与量および治療期間を決定するために当該技術分野において多数の方法が知られていることは認識されるであろう。典型的な治療は1回の投与で与えられ、典型的な投与量は1日当たり10〜200単位(グレイ)の範囲である。
「低減または阻害する」とは、好ましくは20%以上、30%以上、40%以上、45%以上、より好ましくは50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、最も好ましくは75%、80%、85%、90%、95%、またはそれ以上の全体的な減少を引き起こす能力を意味する。低減または阻害は、例えば、治療されている障害の症状、転移または微小転移の存在または大きさ、原発腫瘍の大きさ、休止状態の腫瘍の存在または大きさ、あるいは血管新生障害における血管の大きさまたは数を指すことができる。
「静脈内注入」という用語は、約5分よりも長い時間、好ましくは約30分〜90分間にわたって動物またはヒト対象の静脈内へ薬物を導入することを指すが、本発明によると、静脈内注入は、代替的に、10時間以内で実施される。「静脈内ボーラス投与(intravenous bolus)」または「静脈内急速投与(intravenous push)」という用語は、体が薬物を約15分以内、好ましくは5分以内に受け入れるように動物またはヒトの静脈内へ薬物を投与することを指す。
「皮下投与」という用語は、薬物容器からの比較的ゆっくりとした持続送達によって、動物またはヒト対象の皮膚の下、好ましくは皮膚と皮下組織との間のポケット内に薬物を導入することを指す。ポケットは、皮膚をつまむかまたは引き上げて皮下組織から離すことによって作ることができる。
「皮下注入」という用語は、薬物容器からの比較的ゆっくりとした持続送達によって、30分以下、または90分以下を含む(限定はされない)時間で、動物またはヒト対象の皮膚の下、好ましくは皮膚と皮下組織との間のポケット内に薬物を導入することを指す。場合により、注入は、動物またはヒト対象の皮膚の下に埋め込まれる薬物送達ポンプの皮下移植によって行うことができ、ポンプは、30分間、90分間、また治療計画の長さに及ぶ期間などの所定期間、所定の量の薬物を送達する。
「皮下ボーラス投与」という用語は、動物またはヒト対象の皮膚の下への薬物投与を指し、ボーラス薬物送達は、好ましくは、約15分未満、より好ましくは5分未満、最も好ましくは60秒未満である。投与は、好ましくは、皮膚と皮下組織との間のポケット内であり、ポケットは、例えば、皮膚をつまむかまたは引き上げて皮下組織から離すことによって作られる。
「障害」は、例えば、本明細書中に記載される抗体による治療から利益を得るであろう任意の状態である。これには、哺乳類を問題の障害にかかりやすくする病状を含む慢性および急性の障害または疾患が含まれる。本明細書において治療される障害の非限定的な例としては、癌;良性および悪性腫瘍;白血病およびリンパ系悪性腫瘍;神経細胞、膠細胞、アストロサイト、視床下部および他の腺性、マクロファージ、上皮、間質および割腔の障害;ならびに炎症性、血管新生および免疫性の障害が挙げられる。
「標識」という語は、本明細書において使用される場合、ポリペプチドに直接または間接的に結合される検出可能な化合物または組成物を指す。標識はそれ自体が検出可能であってよいし(例えば、放射性同位体標識または蛍光標識)、あるいは酵素標識の場合には、検出可能な基質化合物または組成物の化学変化を触媒することもできる。
「対象」とは、ヒトまたは非ヒト哺乳類、例えば、ウシ、ウマ、イヌ、ヒツジ、またはネコなどを含むがこれらに限定されない哺乳類を意味する。好ましくは、対象はヒトである。患者も本明細書では対象である。
DEspR(以前は、Dearと呼ばれ、DearとしてGen Bankに寄託)欠損またはノックアウト(Dear−/−)マウスを用いて、DEspRが胚発生において重要な血管新生プレーヤーであることを示す。 パワードップラー分析を用いて、組織血管分布の低下を示す成体ハプロ不全(+/−)マウスにおいてみられるように、DEspRが成体組織血管分布に寄与することを示す。 A〜Eは、基礎的および血管新生の両方の管形成条件下で、臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)(図3A〜3C)および微小血管内皮細胞(HMEC)において免疫染色することによって、DEspRおよびVEGFspが検出されることを示す。重要なことには、HUVEC(図3D)およびHMEC(図3E)の血管新生アッセイにおいて、抗DEspR(Ab1)および抗VEGFsp(Ab2)の両抗体を用いて、血管新生の新生血管の管長の阻害が見られる(HUVECおよびHMECの両方に対して、Tukeyの全ペアワイズ多重比較P<0.001)。作成される新生血管の分枝および相互接続を含む他の血管新生パラメータについても同様の知見が認められた。 A〜Dは、免疫染色を用いて、DEspRおよびVEGFspが腫瘍細胞においても検出され、細胞膜および核膜内にVEGFspおよびDEspRが共存していることを実証する。DEspRの細胞膜および核膜発現は多数の腫瘍細胞型において検出され、抗DEspR療法が種々の癌型に対して有効であることが示される。DEspR発現は、ヒト肺非小細胞癌NCI−H727、肺巨細胞腫TIB−223/GCT、乳腺癌MDA−MB−231(図4A〜4C)およびMDA−MB−468、膀胱癌253JBV、結腸腺癌SW480、肝細胞癌HEP3B、メラノーマSK−MEL−2、骨肉腫MG−63、卵巣腺癌HTB−161/NIH:OVCAR3、前立腺腺癌PC−3mm2、および膵癌CRL−1469/PANC−1において検出される(図4D)。 A〜Cは、HCI−H292肺粘表皮癌、およびHEPG2肝細胞癌(図5A)、およびCCL−86/Raji Burkittリンパ腫においてDEspR発現が検出されなかったことを示し、従って陽性観察の特異性が示される。NCI−727肺癌細胞(図5B)における知見は、Gr.III肺腺癌の腫瘍切片の免疫染色で確証される(図5C)。 A〜Bは、対照(C)および免疫前抗体治療(PI)とは対照的に、転移性乳房腫瘍MDA−MB−231および膵臓腺癌PANC−1細胞株の2つの検査細胞株において、抗ヒトDEspR抗体治療によるDEspR阻害が腫瘍細胞侵襲性を阻害することを示す。 抗DEspR治療されたラット(□)が、模擬処理した対照(■)と比較して最小限の腫瘍成長を示したことを示す。両側t−検定P<0.05、**p<0.001。 A〜Dは、免疫組織化学的分析を用いて、MDA−MB−231乳癌細胞と同様に乳房腫瘍細胞においてDEspRが発現され(図8A)、正常な乳房組織では発現されない(図8B)ことを示す。さらに、治療されたラットの残存腫瘍は、腫瘍細胞の内腔への侵食による腫瘍血管の内皮の破壊を示した模擬処理した腫瘍(図8D)とは対照的に、血管の正常化(図8C)を示した。 選択されたモノクローナル抗体の特徴付けを示す。モノクローナル抗体2E4A8、2E4B11、2E4H10、5G12E8、7C5B2、7C5C5、8E7D11、8E2F6、E2G4および8E7F8を、標準手順を用いる間接的なELISAによって検査した。以下のように、1μg/mlのモノクローナル抗体を含有する上清からの連続希釈を検査した:1=1/2、2=1/4、3=1/8、4=1/16、5=1/32、6=1/64、7=1/128、8=1/256、9=1/512、10=1/1024、11=1/2048および12=1/4096。 検査したモノクローナル抗体のウェスタンブロット分析を示す。特異性を確認するために、低(5G12E8)、中(2E4H6)、および高アフィニティ(7C5B2)モノクローナル抗体を、サブクローン上清およびその後のその後精製された抗体と共に検査した。抗ヒトDEspRモノクローナル抗体は、ヒトDEspRの推定10kDのタンパク質に特異的である。ウェスタンブロット分析は、ヒトDEspRの期待される10kD分子量のタンパク質を検出するために、Cos1ヒトDEspRトランスフェクト細胞から抗原として単離される全細胞タンパク質を用いて実施され、一次抗体は、3つの選択されたクローンの精製抗体およびサブクローン上清を10%のゲル濃度で含んだ。3.07gのTris、14.4gのグリシン、200mlのメタノール、800mlのdHOのトランスファー緩衝液と共にニトロセルロース(PIERCE)を使用した。HRP−抗マウス多価免疫グロブリン(Sigma #0412)1:100,000、ECL試薬(SuperSignal West Femto Kit #34094)、染色試薬Kodak RP−X−Omat、およびx−フィルム(Kodak X−film #XBT−1)を使用した。ウェスタンブロット結果は、相対アフィニティに関係なく抗ヒトDEspRモノクローナル抗体の特異性を実証し、従って、2つ以上の成功した抗ヒトDEspRモノクローナル抗体が同定される。結果は、最高の相対アフィニティおよび特異性を有するモノクローナル抗体クローンがクローン7C5B2であることを示す。 A〜Cは、DEspRに対するモノクローナル抗体7C5B2およびポリクローナル抗体調製物による血管新生の異なるパラメータの阻害を示す。7C5B2モノクローナル抗体は、管形成を受けるHUVEC、膵臓腺癌PANC−1、および乳癌MDA−MB−231細胞を免疫染色することが示された。図11Aは、新生血管の複雑さの尺度としての分枝点の平均数を示し、新生血管密度の尺度としての管の全長が図11Bに示される。図11Cは、モノクローナル抗体7C5B2によるインビトロの血清誘導性HUVEC管形成の濃度依存性阻害を示す。2%のFBS(対照)、または2%のFBS+モノクローナル抗体7C5B2(0.05〜500nM)が補充された基本培地中、HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)をMatrigel被覆ウェル上に成長させた。血清誘導性管形成の割合は、対照条件下で成長させたHUVECと、指示されたモノクローナル抗体7C5B2補充培地中で成長させたHUVECとの間の差異として決定した。インビトロ管形成アッセイにおけるウェル当たりの管の全長の%およびウェル当たりの分枝点の総数が与えられる。データは、平均±標準誤差で示される。各実験条件を5つのレプリカウェルにおいて実施した。管の全長のEC50=4.34±0.45nM、#分枝点のEC50=3.97±0.51nM。 A〜Cは、モノクローナル抗体7C5B2が、MDA−MB−231ヒト乳癌(図12A)およびPANC−1膵癌(図12B)細胞株における腫瘍細胞侵襲性を阻害することを実証する(P<0.001、<0.01)。図12Cは、モノクローナル抗体7C5B2によるMDA−MB−231細胞侵襲の阻害の用量反応曲線を示す(EC50=3.55±0.32nM)。データは、5回の繰り返しの平均±標準誤差である。P<0.001、**P<0.01(一元配置ANOVA、全ペアワイズ多重比較Tukey検定)。 A〜Dは、インビトロ血清誘導性HUVEC管形成に対する抗ヒトDEspRモノクローナル抗体7C5B2(IgG2bアイソタイプ)の効果を示す(確立したインビトロ血管新生アッセイ)。2%のFBS(対照C1)、または2%のFBS+ポリクローナル抗hDESPR抗体の免疫前IgGアイソタイプ対照(500nM、対照C2)、または2%のFBS+抗hDESPRmABのIgG2bアイソタイプ対照(500nM、C3対照)、または2%のFBS+ポリクローナル抗hDEspR(500nM、P)、または2%のFBS+モノクローナル抗体7C5B2(500nM、M)が補充された基本培地中、HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)をMatrigel被覆ウェル上に成長させた。インビトロ管形成アッセイを用いて、ウェル当たりの形成された管の平均数定量分析は図13Aに示され、ウェル当たりの分枝点の平均数は図13Bに示され、ウェル当たりの接続の平均数は図13Cに示され、ウェル当たりの管の平均全長(mm)は図13Dに示される。データは、平均±標準誤差で示される。各実験条件を5つのレプリカウェルにおいて実施した。統計的有意差(それぞれの対照条件と比較して)は以下のように示される:P<0.001(一元配置ANOVAの後、全ペアワイズ多重比較Tukey検定)。 A〜Bは、抗ヒトDEspR7C5B2モノクローナル抗体を用いて、同じスライド上の腫瘍および正常組織を表すコア生検標本で構成されるヒト腫瘍組織アレイの免疫組織化学的分析を示す。ホルマリン固定したパラフィン包埋コア生検切片を用いて、特異性および検出感度を最適化する条件をまず検査した。二重免疫蛍光実験を実施して、ヒトDEspR発現およびCD133発現(後者は癌幹細胞のマーカーとしての機能を果たす)を評価した。抗ヒトDEspRモノクローナル抗体を1:10、市販の抗CD133モノクローナル抗体を1:20希釈で用いて、抗原回復を実施した。抗ヒトDEspR7C5B2モノクローナル抗体を用いるヒト腫瘍組織アレイの代表的な免疫組織化学的分析により、図14Aに示されるように、II期の肺癌腫瘍細胞においてhDEspR(Alexa−568red)の発現の増大が検出された。いくつかの腫瘍細胞はヒトDEspRおよびCD133の両方に対して二重陽性で免疫染色され、他の腫瘍細胞は、CD133に対してのみ免疫染色された。これらの観察は、ヒトDEspRがCD133陽性癌幹細胞、およびCD133陰性腫瘍細胞にも存在することを実証する。図14Bに示されるように、対照的に、正常な肺標本は、ヒトDEspRまたはCD133に対して免疫染色を示さない。 A〜Bは、正常なヒト膵臓には最小限のDEspR発現があり(図15B)、α平滑筋アクチンが正の対照としての機能を果たすが、対照的に、IV期の膵癌腫瘍細胞および腫瘍血管はDEspR発現の増大を示す(図15A)ことを示す。 A〜DはDEspR標的化超音波分子イメージングを実証し、DEspR特異的抗体(図16A)がDEspR+内皮病変(図16B)および栄養血管の血管新生(図16C)を検出することを示す。コントラスト強度の定量化は、統合されたVisualSonics Micro−imaging Systemソフトウェアを用いて行われ(図16D)、DEspR(−)内皮および栄養血管における低コントラスト強度、およびアイソタイプ−微小気泡対照のいずれとも対照的に、DEspR+頸動脈内皮および栄養血管におけるコントラスト強度の増大を実証する。P<0.0001、ANOVAおよびペアワイズ多重比較。抗DEspR抗体はビオチン化され、超音波分析およびイメージングのためにストレプトアビジン−PEG被覆された市販の微小気泡に結合される。 A〜Fは、抗DEspRモノクローナル抗体を用いて、ヒト乳房組織におけるDEspR発現(図17A〜17C)、正常、グレード−1、T1侵襲性腺管癌におけるDEspR発現(図17D〜17F)の免疫組織化学的分析を示す。図17Aは正常な乳房組織を示し、DEspR、aSMAおよびDAPI核染色の3X−オーバーレイは乳房筋上皮細胞におけるaSMA発現を検出するが、上皮細胞および微小血管におけるDEspRの発現は検出されない。図17BはDEspRおよびDAPI核染色の2X−免疫蛍光オーバーレイを示し、正常な乳房組織においてDEspR発現がないことを確認する。図17CはDEspR、aSMA、DAPI免疫蛍光および拡散コントラスト(diffusion contrast)イメージング(DIC)の4X−オーバーレイであり、正常な乳房上皮および内皮における組織モルホロジー、aSMAの発現、およびDEspRの非/最小限の発現を描写する。図17Dは、Gr.I−T1侵襲性腺管癌におけるDAPI、aSMAおよびDEspR免疫蛍光の3X−オーバーレイであり、血管内皮におけるDEspR発現、および乳房組織におけるaSMAとの共存を検出する。図17Eは、パネル17Dに示される乳癌のDAPIおよびDEspRの2X−オーバーレイであり、DEspR発現を強調する。図17Fは、DAPI、aSMA、DEspR、DICの4X−オーバーレイであり、上皮細胞および微小血管の組織モルホロジーを有するDEspR空間的発現を解明する。バー=20ミクロン。 A〜Fは、正常な膵臓組織(図18A〜18C)正常、およびグレード−3、T3膵管癌(図18D〜18F)におけるDEspR発現のモノクローナル抗体免疫組織化学的分析を示す。図18Aは、DEspR、aSMAおよびDAPI核染色の3X−オーバーレイによる正常膵臓組織が、微小血管において最小限のDEspR発現を検出することを示す。図18Bは、組織モルホロジーのDICイメージングと共に、DEspR、aSMA、DAPIの4X−免疫蛍光オーバーレイを示す。図18C(左)は、DEspR、aSMA、DAPI免疫蛍光の3X−オーバーレイを示し、(右)は、DEspR、aSMA、DAPI、および組織モルホロジーのための拡散コントラストイメージング(DIC)の4x−オーバーレイを示し、正常な内皮におけるaSMAの発現およびDEspRの非/最小限の発現を示す。図18Dは、Gr.3−T3膵管癌におけるDAPI、aSMAおよびDEspR免疫蛍光の3X−オーバーレイが、血管内皮におけるDEspR発現およびaSMAとの共存を検出することを示す。図18Eは、図19Dに示される画像のDAPIおよびDEspRの2X−オーバーレイを示し、DEspR発現を強調する。図18Fは、DAPI、aSMA、DEspRの3X−オーバーレイを示し、膵管癌細胞におけるDEspR発現の増大を示す。バー=20ミクロン。 A〜Eは、代表的な造影超音波(CEU)画像を示し、コントラスト強度シグナル(CIS)が描かれる。図19Aは、MBのDEspR標的化分子イメージングを示す。遺伝子導入ラット−R1は、CEU陽性イメージングおよび音響破壊の後のCISピークの特徴的な降下を実証する(|)。図19Bは、その後の遺伝子導入ラット−R1におけるアイソタイプ微小気泡(MB)イメージングを示し、低ピークのCISレベルならびにCISの破壊前および破壊後の「平らな(flat−line)」パターン(CIU陰性イメージングを示す)を示す。図19Cは、非遺伝子導入ラット−R2におけるMBDEspR標的化分子イメージングを示し、MBCEU陰性イメージングと同様のCEU陰性イメージングを実証する。図19Dは、種々の研究群の中のCIS差(Δ)のグラフを示し、TgMBCEU+群におけるCEU陰性イメージングのイメージングが他のCEU陰性群から区別されることが記録される。図20Eは、全ての遺伝子導入ラット(Tg+)および非遺伝子導入ラット(nonTg)の間のCIS差のグラフを示す。斜線バーは、MB注入CEU+と、MB注入CEU遺伝子導入ラットとの間の閾値を表す。MBのボーラス注射の1分後の血液プール、CEU画像は、種々のラットの中での同等のMB注入および動きアーチファクトからの最小限のコントラスト強度シグナルを実証する。1−Pre、標的(もしあれば)のMBへの接着を可能にするために、そして内腔中の最小限の(もしあったとしても)循環MBを記録するために、ボーラス注入の4分後から得られる音響破壊前CEU画像。CISプロット上の#1に相当する画像。2−Post、散乱プロット上の#2に相当する音響破壊後のCEU画像。CIS−plot、代表的な対象領域(水色で包囲)におけるコントラスト強度シグナル(CIS)の散乱プロット。#1、音響破壊前に検出されたCIS;#2、音響破壊後に検出されたCIS(2)。黒線およびその後の間隙は、CIS散乱プロットにおける音響破壊の期間を記す。MB、DEspR標的化微小気泡;MBc、対照アイソタイプ標的化微小気泡;Tg、遺伝子導入ラット;非Tg、非遺伝子導入対照ラット;CEU+、CEU陽性イメージング;CEU−、CEU陰性イメージング、Δ コントラスト強度、破壊前/破壊後CIS差;***、P<0.0001。 A〜Hは、代表的なMB特異的造影超音波(CEU)陽性画像を示し、遺伝子導入ラット、R3における接着MB微小気泡の音響破壊の複雑なパターンが示される。図20Aは代表的なCEU画像を示し、ボーラス注入の1分後に頸動脈内腔を充満する循環MBの血液プールが記録される。CCA、総頸動脈;ECA、外頸動脈;ICA、内頸動脈;、CCA分岐点。図20B〜20Dは、パネル20E中の対応する対象領域(ROI)指すために同じ破線ブロックが記された、コントラスト強度シグナルの散乱プロットを示す。(20B)白い実線;(20C)、白い斜線;(20D)白い点線のROI。図20Eは、散乱プロットb、c、d上の#1に相当する代表的なCEU画像を示し、音響破壊前の直前の接着DEspR標的化微小気泡(MB)が記録される(黒い線)。接着MBは、白い実線、白い斜線、および白い点線で包囲された3つのROIにおいて見られる。図20Fは、散乱プロットb〜d上の#2に相当する代表的なCEU画像を示し、異なるROIの#1におけるレベルとそれぞれ比較したシグナル強度の音響後破壊低下が示される。図20Gは、散乱プロットb〜d上の#3に相当する代表的なCEU画像を示し、異なるROIにおけるコントラスト強度シグナルにおける音響後破壊二次ピークが示される。図20Hは、散乱プロット上の#4に相当する代表的なCEU画像を示し、アイソタイプ対照またはMB注入CEU陰性画像において観察されるベースラインレベルに近づくコントラスト強度シグナルの低下が記録され、低バックグラウンドCISレベルが実証される。 A〜Hは、ラット−R1(パネル21A〜21D)、およびラット−R3(パネル21E〜21H)に対応する、DEspR陽性分子イメージングを用いる頸動脈の代表的な組織学的および蛍光免疫染色分析を示す。図21Aは、頸動脈内皮のマッソントリクローム染色切片を示す。図21B〜212Cは、DEspR発現の蛍光免疫染色およびDAPI核染色がオーバーレイされた微分干渉コントラスト(DIC)画像を示す。図21Dは、内皮のDIC画像がオーバーレイされた対照のアイソタイプab免疫染色およびDAPI核染色を示す。図21Eは頸動脈マッソントリクローム染色切片を示し、外膜栄養血管の新血管の増大が示される。囲まれた領域は図21Fではより高い倍率で示され、rbc−充填栄養血管が記録される。図21Gは蛍光免疫染色を示し、栄養血管および周囲細胞におけるDEspR陽性発現が検出される。図21HはαSMAおよびDEspRによる二重免疫染色を示し、DEspR陽性新血管におけるαSMAの同時発現が検出される。→、接着DEspR標的化微小気泡MB;白い矢じりは、パネル21Gおよび21Hにおける栄養血管の新生血管を指し示す;m、培地;バー=10ミクロン パネル21A〜21D、21F;20ミクロン パネル21E、21G、21H。 A〜Eは、MB特異的CEU陽性イメージング(22B、22C)およびCEU陰性イメージング(22D、22E)を示すラットからの頸動脈の代表的な蛍光免疫染色分析を示す。図22Aは、破壊前CISピークレベルの散乱ドットプロットを示し、MB特異的CEU陽性(CEU+)とCEU陰性(CEU−)イメージングとの間の閾値(斜線バー)が強調される。図22Bは、頸動脈内皮および拡張した栄養血管のDEspR陽性免疫染色;培地中の平滑筋細胞(SMC)におけるαSMA陽性免疫染色を示す。いくらかの栄養血管の新血管はDEspRおよびαSMAに対して二重免疫染色される。図22Cは、対応するDIC画像を示し、頸動脈および栄養血管の構造層が示される。図22Dは、CEU陰性イメージングを示すラット頸動脈(本明細書では、非Tgラット−R2で示される)において、代表的な最小限〜全くないDEspR発現を示す。CEU陰性遺伝子導入ラットの頸動脈から同様の画像が得られる。αSMA免疫染色は、培地中のSMCの発現を検出する。培地中の低レベルのαSMA免疫染色は両方の頸動脈における合成SMC表現型を示し、高血圧のリモデリングと一致する。図22Dは、対応するDIC場像を示し、頸動脈および外膜の構造層が示され、栄養血管の拡張はない。バー=20ミクロン(22B、22C)、10ミクロン(22D、22E)。m、培地;adv、外膜;白い小さい矢印、内皮;白い大きい矢印、栄養血管。 A〜Gは、インビトロでの抗ヒトDEspR標的化微小気泡(MB)のヒト内皮細胞HUVECへの結合の位相コントラスト蛍光顕微鏡分析を示す。増大するDEspR標的化微小気泡(MB)対細胞比は、(23A)8×、(23B)80×、および(23C)800×である。(23D)アイソタイプ対照(MB)は800×であり、(23E)非標的化対照MBは800×である。(23F)HUVECの%であり、結合MB(■)およびMB結合なし(□)である。図23Gは、MB対細胞比を増大させて、結合細胞当たりのMBの数(平均+/−sem)を示す。MBは、アイソタイプ対照MBおよび対照非標的化MBと比較する。***、ANOVA P<0.0001。 A〜Fは、肝臓(24A〜24C)および膵臓(24D〜24F)の非癌性および癌性組織におけるDEspR発現を示す。(24A)隣接の正常肝臓組織;(24B、24C)2人の患者からの肝癌T−2;(24D)、隣接の正常膵臓組織;(24E、24F)2人の患者からの膵管癌グレードIII−IV。黒い矢印、微小血管;発現にほぼ比例する色の強度を有する、DEspR陽性免疫染色のDAB検出;ヘマトキシリン核対比染色。バー、20ミクロン。 A〜Fは、ヒト組織アレイ:胃(25A〜25C)および乳房(25D〜25F)の非癌性および癌性組織におけるDEspR発現を示す。(25A)隣接の正常胃組織;(25B)胃癌T−3、(25C)胃癌の肺への転移;(25D)線維症を有する隣接の正常乳房組織;(25E)胸部髄様癌(breast medullary carcinoma)T−2;(25F)乳房腫瘍のリンパ節への転移。黒い矢印、血管内皮;発現にほぼ比例する色の強度を有するDEspR陽性免疫染色のDAB検出;ヘマトキシリン核対比染色。バー、20ミクロン。 A〜Fは、肺および結腸の非癌性および癌組織におけるDEspR発現を示す。(26A)隣接の正常肺;(26B)Gr−I肺腺癌;(26C)、Gr.III,T2肺腺癌;(26D)隣接の正常結腸;(26E、26F)結腸腺癌Gr.III−IV、T2。白い矢印、内皮;黒い矢印→、癌細胞における核膜のDEspR免疫染色。発現にほぼ比例する色の強度を有するDEspR免疫染色のDAB検出;ヘマトキシリン核対比染色。バー、20ミクロン 26A〜26C;25ミクロン 26D;10ミクロン 26E、26F。 A〜Fは、種々の組織型の癌細胞株におけるDEspR発現を示す。(27A)非小細胞肺癌細胞株、#NCI−H727;(27B)結腸癌、SW480 Duke型B;(27C)膵癌、PANC−1;(27D)乳腺癌転移、MDA−MB−231;(27E)膀胱癌253J BV;(27F)前立腺腺癌PC−3mm2。→、癌細胞における核膜のDEspR免疫染色、発現にほぼ比例する色の強度を有するDEspR免疫染色のDAB検出;ヘマトキシリン核対比染色。バー、20ミクロン A〜F。 A〜Bは、ヒト特異的抗DEspRモノクローナル抗体の特徴付けを示す。(28A)10の候補モノクローナル抗体クローンの間接ELISAによる分析が示される。1μg/mlのmAbを含有する上清からの連続希釈は、以下のように検査した:1=1/2、2=1/4、3=1/8、4=1/16、5=1/32、6=1/64、7=1/128、8=1/256、9=1/512、10=1/1024、11=1/2048および12=1/4096。白いひし形、選択されたMab7c5b2クローン、オープンシンボル、他のすべて。(28B)精製Mab(レーン1〜3)、および「スーパークローン」上清(レーン4〜6)、および対照としての機能を果たすPBS(レーン7)のウェスタンブロット分析が描かれる。レーン1および4の7C5B2Mabを選択(ひし形)。抗DEspR Mab免疫染色および抗VEGFsp免疫染色によるHUVECの二重免疫染色を実施し、DEspRおよびVEGFspの共存を決定した。 A〜Cは、モノクローナル抗体によるDEspR阻害が、インビトロHUVECアッセイにおいて血管新生を低減することを実証する。抗DEspR Mabを用いるHUVECのDEspR免疫染色を実施した。(29A)EC50=4.34+/−0.45nMを有する管の全長/ウェル(○)、およびEC.50 3.97+/−0.51nMを有する管の分枝点の数(●)を測定する、血管新生の抗DEspR Mab阻害の用量反応曲線。(29B)対照の非処置細胞(30C)、免疫前血清(PI)およびPabおよびMabそれぞれのIgG2bアイソタイプ(Iso)対照と比較した、抗DEspRポリクローナル(Pab)およびモノクローナル(Mab)抗体によるDEspR阻害の際の管の全長変化の分析。(29C)対照(C、PI、Iso)と比較した、PabおよびMab抗DEspR ab阻害により阻害される分枝点の平均数(#)の分析。データは、4回の繰り返しの平均+/−semで表される。、P<0.01(ANOVAの後、全ペアワイズ多重比較Tukey検定)。 A〜Cは、モノクローナル抗体によるDEspR阻害が、インビトロHUVECアッセイにおいて血管新生を低減することを実証する。抗DEspR MabによるMDA−MB−231乳癌細胞およびPANC−1膵癌細胞株のDEspR陽性免疫染色を実施した。(30A)MDA=MB−231乳癌細胞侵襲性の抗DEspR Mabにより増大するDEspR阻害の用量反応曲線(黒)、EC50=3.55+/−0.32nM。(30B〜30C)対照の非処置細胞、およびMDA−MB−231乳癌細胞のIgG2bアイソタイプ対照(31B)、およびPANC−1膵臓細胞株(31C)と比較した、抗DEspR Mab阻害により阻害される細胞侵襲性の分析。全てのデータは、4回の繰り返しの平均+/−semで示される;、P<0.01;**、P<0.001(一元配置ANOVAの後、全ペアワイズ多重比較Tukey検定)。 A〜Fは、ヒト乳房組織におけるDEspR発現の免疫組織化学的分析を示す。(31A〜31C)正常;(31D〜31F)グレード−1、T1侵襲性腺管癌。31A.正常乳房組織:DEspR、aSMAおよびDAPI核染色の3X−オーバーレイは、乳房筋上皮細胞においてaSMA発現を検出するが、上皮細胞(白い三角の矢じり→)および微小血管(白い円形矢じり)におけるDEspRの発現は検出しない。31B、DEspRおよびDAPI核染色の2X−免疫蛍光オーバーレイは、正常乳房組織においてDEspR発現がないことを確認する。31C、DEspR、aSMA、DAPI免疫蛍光および拡散コントラストイメージング(DIC)の4X−オーバーレイは、組織モルホロジー、正常乳房上皮および内皮におけるaSMAの発現、およびDEspRの非/最小限の発現を描く。31D、Gr.I−T1侵襲性腺管癌におけるDAPI、aSMAおよびDEspR免疫蛍光の3X−オーバーレイは、血管内皮におけるDEspR発現、および乳房組織におけるaSMAとの共存を検出する。31E、パネルdに示される乳癌のDAPIおよびDEspRの2X−オーバーレイは、DEspR発現を強調する。31F、DAPI、aSMA、DEspR、DICの4X−オーバーレイは、組織モルホロジーと共にDEspRの空間的発現を明らかにする。(白い三角の矢じり→)、上皮細胞;(白い円形矢じり)、微小血管。DEspR陽性;aSMA陽性;DAPI核染色;aSMAおよびDEspRの共存;バー=20ミクロン。 A〜Fは、抗DEspR Mabを用いる膵臓組織におけるDEspR発現の免疫組織化学的分析を実証する。(32A〜32C)正常;(32D〜32F)グレード−3、T3膵管癌。(32A)正常膵臓組織:DEspR、aSMAおよびDAPI核染色の3X−オーバーレイは、パネル32Bにおいてより良く見られる微小血管における最小限のDEspR発現を検出する。(32B)4X−免疫蛍光オーバーレイ:DEspR、aSMA、DAPI、および組織モルホロジーのDICイメージング。(32C)左:DEspR、aSMA、DAPI免疫蛍光の3X−オーバーレイ;右:DEspR、aSMA、DAPIおよび組織モルホロジー拡散コントラストイメージング(DIC)の4x−オーバーレイは、正常内皮において、aSMA発現および非/最小限のDEspRの発現を示す。(32D)Gr.3−T3膵管癌におけるDAPI、aSMAおよびDEspR免疫蛍光の3X−オーバーレイは、血管内皮におけるDEspR発現、およびaSMAとの共存を検出する。(32E)パネル32Dに示される画像のDAPIおよびDEspRの2X−オーバーレイはDEspR発現を強調する。(32F)DAPI、aSMA、DEspRの3X−オーバーレイは、膵管癌細胞におけるDEspR発現の増大(白い→)を示す。上皮細胞;(白い円形矢じり)、微小血管。DEspR陽性;aSMA陽性;DAPI核染色;aSMAおよびDEspRの共存;バー=20ミクロン。 7C5B2ハイブリドーマから得られる抗体のRT−PCR産物の1%アガロースゲル分離を実証する。SYBR(登録商標)Safe DNAゲル染色(Invitrogen cat.no.S33102)によりゲルを染色し、紫外光に関して撮影した。サイズマーカー(L)は、GeneRulerTM1Kb Plus(Fermentas cat.no.SM1331)である。IgGVH、IgMVH、IgκVLおよびIgλVLのそれぞれに対する定常領域プライマーを有するマウスシグナル配列に対する縮重プライマープールを用いて、RT−PCRを実施した。 7C5B2抗体の可変重鎖アミノ酸(SEQ ID NO:4)およびヌクレオチド(SEQ ID NO:3)配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 複合7C5B2抗体の可変軽鎖アミノ酸(SEQ ID NO:9)およびヌクレオチド(SEQ ID NO:8)配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変重鎖アミノ酸(SEQ ID NO:13)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変重鎖アミノ酸(SEQ ID NO:14)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変重鎖アミノ酸(SEQ ID NO:15)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変重鎖アミノ酸(SEQ ID NO:16)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変重鎖アミノ酸(SEQ ID NO:17)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変軽鎖アミノ酸(SEQ ID NO:18)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。 本明細書に記載される方法を用いて生成された複合抗DEspRヒト化7C5B2抗体の例示的な可変軽鎖アミノ酸(SEQ ID NO:19)およびヌクレオチド配列を示す。CDRの定義およびタンパク質配列の番号付けはKabatに従う。
詳細な説明
本明細書では、抗DEspR抗体およびそのDEspR結合断片を含む新規の組成物と、抗血管新生および抗腫瘍増殖および侵襲性療法、例えば、癌の治療、ならびに頸動脈疾患、栄養血管の新血管発生(従って、例えば脳卒中に影響を与える)、および不安定プラークの新血管発生(従って、例えば心疾患に影響を与える)などのように病的血管新生が役割を果たす血管疾患の治療におけるその使用方法とが提供される。さらに、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびそのDEspR結合断片を含む組成物は、腫瘍生検におけるDEspR発現を決定して、個別化医療アプローチ、血管新生のDEspR標的化分子イメージングのための可能なレスポンダー(reposnder)を同定するためのコンパニオン診断などの評価およびイメージング方法において有用であり、例えば、治療に対する応答、腫瘍「血管新生スイッチ」のインビボ検出または血管擬態の連続的なモニタリングにおいて使用することができる。さらに、このような診断は、個別化医療用途において使用するための抗血管新生療法に対する新規のアプローチを提供する。さらに、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびそのDEspR結合断片を含む組成物は、ナノ粒子、ポリプレックス、微小粒子などの送達剤と組み合わせて、他の診断および治療組成物のための標的部分として有用である。
ベバシズマブ、スニチニブ、およびソラファニブ治療などの、VEGFおよびVEGFR2受容体経路を標的する治療法は、最近、一時的な利益しか有さないことが示されており、抗VEGF治療の後にVEGFレベルの10倍の増大が検出され(Willett et al.,2005およびCarmelie et al.2005)、VEGFR2阻害剤(スニチニブ)治療の後に、転移の増悪が見られるように、フィードバック血管新生応答が促進または誘発されると思われる。
対照的に、本発明者らは、VEGFシグナルペプチド(VEGFsp)とその受容体「DEspR」または「二重エンドセリン−1/VEGFsp受容体」との相互作用によって重要で非冗長かつ明確な役割が果たされるという彼らの発見に基づいて、VEGF系の別の血管新生アームを発見した。本発明者らは、a)DEspRヌル変異が、異常な胚性脈管形成および血管新生によるE10.5−E12.5胚性致死をもたらす(Herrera et al.2005)こと、b)ET1結合について観察されるものに等しい高アフィニティで、VEGFspがDEspRに結合する(Herrera et al.2005)こと、c)ラット乳房腫瘍モデルにおけるDEspR抗体媒介の阻害、およびDEspR+/−マウスにおけるDEspRハプロ不全が、インビボで腫瘍成長を低減する(Herrera et al.2005)こと、d)VEGFspが、成体ラット大動脈輪血管新生をシミュレートする(Decano et al.,2010)こと、そしてe)DEspRが成体血管新生を媒介し、本明細書に記載されるように、頸動脈アテローム硬化性栄養血管の新血管発生中にその発現が増大されることを見出した。
本明細書に記載されるように、本発明者らは、さらに、a)雄および雌の両方におけるいくつかのヒト癌腫瘍血管(例えば、乳房、肺、肝臓、膀胱、膵臓、胃、食道、結腸など)において、そして驚くことに、乳房、肺、神経膠芽腫、膀胱、メラノーマ、および膵臓の腫瘍細胞を含む様々な腫瘍細胞において(腫瘍組織アレイおよび腫瘍細胞株アレイをそれぞれ用いて)、ならびに癌幹細胞または癌幹様細胞または腫瘍開始細胞において、DEspR発現が増大されること、b)培養腫瘍細胞中の核および細胞膜の両方においてDEspRおよびVEGFspが共存されること、c)VEGFspが、腫瘍細胞の増殖および侵襲性の両方を刺激すること、そしてd)ポリクローナルおよびモノクローナル抗ヒトDEspR抗体によるDEspR阻害が血管新生および腫瘍細胞侵襲性を強く抑制し、腫瘍成長速度を低下させ、腫瘍サイズを著しく低下させることを実証する。
DEspR
二重エンドセリン−1/VEGFシグナルペプチド活性化受容体(DEspR)(以前は、DEAR)は、最初に、Dahl食塩感受性高血圧ラット脳cDNAライブラリーからクローニングされ、同等のアフィニティを有するCa2+動員性伝達経路結合エンドセリン−1(ET−1)およびアンジオテンシン−II(Ang II)に結合される単一の膜貫通受容体であることが示された。(Ruiz−Opazo N.et al.(1998),Molecular characterization of a dual Endothelin−1/Angiotensin II Receptor.Mol Med.4:96−108)。それに続く分子的研究は、マウスオルソログがAngIIとは相互作用をしないが、代わりに等しいアフィニティを有するET−1および血管内皮成長因子シグナルペプチド(VEGFsp)に結合することを解明した。マウスにおけるDEspR−/−二重突然変異欠損は、脈管形成障害、異常な血管新生および血管網の形成による胚性致死をもたらした。またDEspR−/−胚は、過剰に入り組んだ(hyperconvoluted)神経上皮および終脳から髄脳への調節不全の神経管分化によって特徴付けられる異常なニューロン新生も示した(Herrera VLM,et al.,(2005),Embryonic lethality in Dear gene deficient mice:new player in angiogenesis.Physiol.Genomics 23:257−268)。この表現型は、VEGF+/−欠損マウスにおける神経管の発生で観察されるアポトーシス促進効果とは著しく反対であるが、脈管形成および血管新生における異常性は類似している(Herrera VLM,et al.,(2005))。
従って、「DEspR」という用語は、本明細書で使用される場合、天然に存在する対立遺伝子、スプライス変異体、およびこれらの処理された型と共に、例えば、Glorioso et al.2007により記載されるような
Figure 2013538191
のヒトアミノ酸天然配列を有する85−アミノ酸二重エンドセリン/VEGFシグナルペプチド受容体(DEspR)を指す。
本明細書で使用される場合、DEspR「天然配列」またはDEspR「野生型配列」ポリペプチドは、天然由来のDEspRポリペプチドと同じアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。従って、天然配列ポリペプチドは、任意の哺乳類からの天然に存在するポリペプチドのアミノ酸配列を有することができる。このような天然配列ポリペプチドは天然から単離することもできるし、組換えまたは合成手段によって産生することもできる。「天然配列」ポリペプチドという用語は、特に、ポリペプチドの天然に存在する切断型または分泌型(例えば、細胞外ドメイン配列)、天然に存在する変異型(例えば、代替的スプライス型)、およびポリペプチドの天然に存在する対立遺伝子変異体を包含する。
DEspRポリペプチド「変異体」は、DEspRポリペプチドの天然配列と少なくとも約80%のアミノ酸配列同一性を有する生物学的に活性なDEspRポリペプチドを意味する。このような変異体は、例えば、ポリペプチドのN末端またはC末端において1つまたは複数のアミノ酸残基が付加または欠失されたポリペプチドを含む。通常、変異体は、天然配列ポリペプチドと、少なくとも約80%アミノ酸配列同一性、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸配列同一性、さらにより好ましくは少なくとも約95%のアミノ酸配列同一性を有する。
DEspRは、Gタンパク質共役受容体ファミリーの一部であり、エンドセリン−1およびVEGFシグナルペプチド(VEGFsp)と結合する。VEGFspは、ヒト配列
Figure 2013538191
を有する。通常、本明細書で使用される場合、DEspRは、ヒトDEspRを指す。「DEspR」という用語は、85−アミノ酸ヒト二重エンドセリン/VEGFシグナルペプチド受容体の特異的アミノ酸配列を含むポリペプチド切断型または断片を指すためにも使用される。DEspRのこのような任意の形態への言及は、本出願では、例えば「DEspR(1−9)」によって識別され得る。
DEspRアンタゴニスト&抗DEspR抗体
本明細書には、DEspR活性(エンドセリン−1またはVEGFspに対するその結合を含む)を中和、遮断、阻害、抑止、低減または妨害することができるDEspRアンタゴニストを含む組成物および方法が提供されている。DEspRアンタゴニストは、抗DEspR抗体およびその抗原結合断片、受容体分子、小分子、ナノ粒子、ポリプレックス、これらの組み合わせおよび誘導体を含むがこれらに限定されず、これらは、DEspRに特異的に結合することにより、VEGFspおよびエンドセリン−1などのそのリガンドに対する結合を阻害、防止、または隔離する。
抗DEspR抗体および抗体産生
従って、本明細書において提供されるいくつかの態様では、抗DEspR抗体またはDEspR標的に特異的なその抗体断片であり、抗DEspR抗体またはその抗体断片はDEspR標的に特異的に結合し、DEspR生物活性を低減または阻害する。いくつかの実施形態では、DEspRはヒトDEspRである。いくつかの実施形態では、DEspR標的は、SEQ ID NO:1のアミノ酸配列またはその対立遺伝子もしくはスプライス変異体を含む。
本明細書で使用される場合、「抗DEspR抗体」は、十分なアフィニティおよび特異性でDEspRに結合する抗体を指す。例えば、選択される抗体は通常DEspRに対する結合アフィニティを有し、抗体は10−5M〜10−10MのK値でヒトDEspRと結合することができる。本明細書で使用される場合、「選択的に結合する」または「特異的に結合する」は、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片が、10−5M(10000nM)以下、例えば10−6M、10−7M、10−8M、10−9M、10−10M、10−11M、10−12Mまたはそれ以下のKでDEspRと結合する能力を指す。
抗体アフィニティは、例えば、表面プラズモン共鳴に基づくアッセイ(PCT出願国際公開第2005/012359号パンフレットに記載されるBIAcoreアッセイなど)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、および競合アッセイ(例えば、RIA競合アッセイ)によって決定することができる。本明細書に記載される特定の態様では、抗DEspR抗体は、DEspR活性が関与する疾患または状態を標的として妨害する際の治療薬として使用することができる。また、抗DEspR抗体は他の生物活性アッセイを受けて、例えば、治療補助薬としてのその有効性、または診断補助薬としてのその有効性などを評価することもできる。このようなアッセイは当該技術分野において知られており、抗体の標的抗原および使用目的に依存する。例としては、HUVEC阻害アッセイ、腫瘍細胞成長阻害アッセイ(例えば、国際公開第89/06692号パンフレットに記載される)、抗体依存性細胞毒性(ADCC)および補体媒介細胞毒性(CDC)アッセイ(米国特許第5,500,362号明細書)、ならびにアゴニスト活性または造血アッセイ(国際公開第95/27062号パンフレットを参照)が挙げられる。抗DEspR抗体を査定するために使用することができるその他の生物活性アッセイは、実験セクションにおいて本明細書で記載される。
従って、本明細書に記載される組成物および方法において有用な抗DEspR抗体またはその抗体断片は、十分なアフィニティおよび特異性でDEspRに結合する、すなわちDEspRに特異的であり、DEspRの生物活性を低減または阻害することができる任意の抗体またはその抗体断片を含む。
従って、本明細書では、いくつかの態様では、DEspRに結合して、DEspR生物活性を阻害する、またはDEspRとVEGFspとの相互作用を遮断する、抗DEspR抗体またはその抗体断片が提供される。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、VEGFspは、SEQ ID NO:2の配列を含む配列を有する。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、DEspRの細胞外部分を含むDEspRのエピトープに対して特異的である。本明細書に記載されるこれらの態様およびこのような全ての態様のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:1のアミノ酸1〜9を含むDEspRのエピトープに対して特異的である。
本明細書に記載される組成物および方法と共に有用な抗DEspR抗体およびその抗体断片のさらなる説明および例、ならびにこれらの製造方法および特徴付けは以下に提供される。
ポリクローナル抗体
ポリクローナル抗体は、関連の抗原、例えばDEspR(1−9)およびアジュバントの多数回の皮下(sc)または腹腔内(ip)注射によって、好ましくは動物中で上昇される。いくつかの実施形態では、二官能性または誘導体化剤、例えばマレイミドベンゾイルスルホスクシンイミドエステル(システイン残基を介した結合)、N−ヒドロキシスクシンイミド(リジン残基を介する)、グルタルアルデヒド、無水コハク酸、SOCl、またはRN=C=NR(ここで、RおよびRは異なるアルキル基である)を用いて、関連の抗原を、免疫化される種において免疫原性であるタンパク質、例えば、キーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシサイログロブリン、または大豆トリプシン阻害剤に結合させることが有用であり得る。
動物は、例えば、100μgまたは5μgのタンパク質または結合体(それぞれ、ウサギまたはマウスについて)を3体積のフロイント完全アジュバントと混ぜ合わせ、この溶液を多部位で皮内に注射することによって、抗原、免疫原性結合体、または誘導体に対して免疫化され得る。1か月後に、動物は、多部位における皮下注射によってフロイント完全アジュバント中の最初の量の1/5〜1/10のペプチドまたは結合体で追加免疫される。7〜14日後に、動物は採血され、抗体力価について血清がアッセイされる。動物は力価プラトーまで追加免疫される。好ましくは、動物は、同じ抗原であるが、異なるタンパク質に結合され、そして/あるいは異なる架橋剤により結合された結合体により追加免疫される。結合体は、タンパク質融合体として組換え細胞培養において作ることもできる。また、ミョウバンなどの凝集剤を適切に使用して免疫応答を高めることもできる。
モノクローナル抗体
好ましくは、本明細書に記載される組成物および方法と共に使用するための抗DEspR抗体またはその抗体断片は、抗DEspRモノクローナル抗体またはその断片である。「モノクローナル抗体」という用途は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を指し、すなわち、集団を構成する個々の抗体は、少量で存在し得る天然に存在する可能な突然変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は非常に特異的であり、単一の抗原に対するものである。さらに、通常異なる決定因子(エピトープ)に対する異なる抗体を含むポリクローナル抗体製剤とは対照的に、各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定因子に対するものである。本明細書に記載されるDEspRに特異的なモノクローナル抗体を製造するための種々の方法は当該技術分野において入手可能である。例えば、モノクローナル抗体は、Kohler et al.,Nature,256:495(1975)によって最初に記載されたハイブリドーマ法を用いて製造することもできるし、あるいは、組換えDNA法(米国特許第4,816,567号明細書)によって製造することもできる。「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson et al.,Nature 352:624−628(1991)、またはMarks et al.,J.Mol.Biol.222:581−597(1991)に記載される技術を用いて、ファージ抗体ライブラリーから単離することもできる。
抗DEspR「抗体断片」という用語は、少なくとも、インタクト抗体の抗原結合部位を含み、従って抗原に結合する能力を保持しているタンパク質断片を指す。抗体断片という用語によって包含される抗体断片の例としては、(i)V、C、VおよびC1ドメインを有するFab断片、(ii)C1ドメインのC末端に1つまたは複数のシステイン残基を有するFab断片であるFab'断片、(iii)VおよびC1ドメインを有するFd断片、(iv)VおよびC1ドメイン、ならびにCH1ドメインのC末端の1つまたは複数のシステイン残基を有するFd'断片、(v)抗体のシングルアームのVおよびVドメインを有するFv断片、(vi)VドメインからなるdAb断片(Ward et al.,Nature 341,544−546(1989))、(vii)単離CDR領域、(viii)ヒンジ領域においてジスルフィド架橋により連結された2つのFab'断片を含む二価の断片であるF(ab')断片、(ix)単鎖抗体分子(例えば、単鎖Fv、scFv)(Bird et al.,Science 242:423−426(1988)、およびHuston et al.,PNAS(USA)85:5879−5883(1988))、(x)同じポリペプチド鎖中で軽鎖可変ドメイン、(V)に結合された重鎖可変ドメイン(V)を含む2つの抗原結合部位を有する「ダイアボディ」(例えば、欧州特許第404,097号明細書、国際公開第93/11161号パンフレット、およびHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)を参照)、(xi)相補的な軽鎖ポリペプチドと一緒に一対の抗原結合領域を形成する一対のタンデムFdセグメント(V−C1−V−C1)を含む「直鎖抗体」(Zapata et al.Protein Eng.8(10):1057−1062(1995)、および米国特許第5,641,870号明細書)が挙げられる。
抗DEspRモノクローナル抗体を製造するハイブリドーマ法において、マウス、またはハムスターもしくはマカクザルなどの他の適切な宿主動物は、本明細書に記載されるように免疫化され、免疫化のために使用されるDEspRタンパク質またはその断片に特異的に結合し得る抗体を産生するかあるいは産生することができるリンパ球を誘発する。あるいは、リンパ球は、インビトロで免疫化することもできる。次に、リンパ球は、ポリエチレングリコールなどの適切な融合剤を用いて、骨髄腫細胞と融合され、ハイブリドーマ細胞を形成する(Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,pp.59−103(Academic Press,1986))。
このように調製されたハイブリドーマ細胞は、好ましくは、未融合の親骨髄腫細胞の成長または生存を阻害する1つまたは複数の物質を含有するの適切な培地中で、播種および成長される。例えば、親骨髄腫細胞に酵素ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRTまたはHPRT)が欠けている場合には、ハイブリドーマのための培地は、通常、ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジン(HAT培地)を含み、これらの物質はHGPRT欠損細胞の成長を防止する。
好ましい骨髄腫細胞は、効率的に融合し、選択された抗体産生細胞による安定した高レベルの抗体の産生を支持し、HAT培地などの培地に対して選択的なものでる。これらの中で、好ましい骨髄腫細胞株は、Salk Institute Cell Distribution Center,San Diego,Calif.USAから入手可能なMOPC−21およびMPC−11マウス腫瘍、ならびにAmerican Type Culture Collection,Rockville,Md.USAから入手可能なSP−2またはX63−Ag8−653細胞に由来するものなどのマウス骨髄腫株である。ヒト骨髄腫およびマウス−ヒトヘテロ骨髄腫(heteromyeloma)細胞株もヒトモノクローナル抗体の産生について記載されている(Kozbor,J.Immunol.,133:3001(1984)、Brodeur et al.,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,pp.51−63(Marcel Dekker,Inc.,New York,1987))。
ハイブリドーマ細胞が成長している培地は、抗原に対するモノクローナル抗体の産生についてアッセイされる。好ましくは、ハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体の結合特異性は、免疫沈降によって、あるいはラジオイムノアッセイ(RIA)または酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)などのインビトロ結合アッセイによって決定される。
所望の特異性、アフィニティ、および/または活性の抗体を産生するハイブリドーマ細胞が同定されたら、クローンは限界希釈手順によりサブクローニングされ、標準的な方法により成長される(Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,pp.59−103(Academic Press,1986))。この目的のための適切な培地としては、例えば、D−MEMまたはRPMI−1640培地が挙げられる。さらに、ハイブリドーマ細胞は、動物において腹水腫瘍としてインビボで成長させることもできる。
サブクローンにより分泌されるモノクローナル抗体は、例えば、タンパク質A−Sepharoseセファロース、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィ、ゲル電気泳動、透析、またはアフィニティクロマトグラフィなどの従来の免疫グロブリン精製手順によって、培地、腹水、または血清から適切に分離される。
モノクローナル抗体をコードするDNAは、従来の手順(例えば、モノクローナル抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを用いることによる)を用いて容易に単離され、配列決定され得る。ハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源としての機能を果たす。単離されたらすぐに、DNAは発現ベクター内に配置させることができ、これは次に、組換え宿主細胞においてモノクローナル抗体の合成を得るために、大腸菌細胞、サルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、または骨髄腫細胞などの宿主細胞にトランスフェクトされる(さもなければ免疫グロブリンタンパク質が産生されない)。抗体の組換え産生は、以下により詳細に説明される。
抗DEspRハイブリドーマおよびそのモノクローナル抗体
本明細書に記載される特定の態様では、抗DEspRモノクローナル抗体には、本明細書に記載されるハイブリドーマ7C5B2によって産生または発現され、「7C5B2抗体」と呼ばれるモノクローナル抗DEspR抗体7C5B2、およびその誘導体または抗原結合断片(例えば、「7C5B2可変重鎖」または「7C5B2」可変軽鎖を含む)が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書に記載されるように、7C5B2ハイブリドーマは、本明細書において「7C5B2抗DEspR抗体」または「7C5B2抗体」と命名されるモノクローナル抗体を産生し、これは、DEspRに対して非常に特異的であり、DEspR生物活性を強力に阻害することができる。7C5B2抗DEspR抗体は、その生物学的特徴により、本明細書に記載される組成物および方法(治療および診断用途を含む)のために特に有用であるとされる。従って、7C5B2抗体の配列分析を本明細書に記載されるように実施して、本明細書に記載される組成物および方法において使用するための7C5B2抗体の重鎖および軽鎖可変ドメイン配列、ならびに相補性決定領域(CDR)配列を同定した。
本明細書および特許請求の範囲を通して、免疫グロブリン重鎖中の残基の番号付けは、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991)(ワールドワイドウェブ上でも入手可能であり、参照によってその全体が本明細書中に明確に援用される)にあるようなEUインデックスのものである。「KabatのようなEUインデックス」は、ヒトIgG1EU抗体の残基の番号付けを指す。
本明細書で使用される場合、「抗体可変ドメイン」は、相補性決定領域(CDR、すなわちCDR1、CDR2、およびCDR3)、およびフレームワーク領域(FR)のアミノ酸配列を含む、抗体分子の軽鎖および重鎖の一部を指す。Vは重鎖の可変ドメインを指す。Vは軽鎖の可変ドメインを指す。本明細書において使用される方法によると、CDRおよびFRに割り当てられるアミノ酸位置は、Kabat(Sequences of Proteins of Immunological Interest(National Institutes of Health,Bethesda,Md.,1987 and 1991))に従って定義することができる。抗体または抗原結合断片のアミノ酸の番号付けもKabatの番号付けに従う。
本明細書で使用される場合、「相補性決定領域」(CDR、すなわちCDR1、CDR2、およびCDR3)という用語は、その存在が抗原結合のために必要である抗体可変ドメインのアミノ酸残基を指す。各可変ドメインは、通常、CDR1、CDR2およびCDR3として識別される3つのCDR領域を有する。各相補性決定領域は、Kabatにより定義されるように「相補性決定領域」からのアミノ酸残基(すなわち、軽鎖可変ドメイン中の残基約24−34(L1)、50−56(L2)および89−97(L3)、ならびに重鎖可変ドメイン中の31−35(H1)、50−65(H2)および95−102(H3)、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991))、および/または「高頻度可変ループ」からの残基(すなわち、軽鎖可変ドメイン中の残基約26−32(L1)、50−52(L2)および91−96(L3)、ならびに重鎖可変ドメイン中の26−32(H1)、53−55(H2)および96−101(H3)、Chothia and Lesk J.Mol.Biol.196:901−917(1987))を含むことができる。いくつかの実施形態では、相補性決定領域は、Kabatに従って定義されるCDR領域および高頻度可変ループの両方からのアミノ酸を含むことができる。
7C5B2ハイブリドーマから得られる配列の配列分析によって得られるような、7C5B2抗体のVまたは重鎖の可変ドメインをコードするヌクレオチド配列は、
Figure 2013538191
である。
7C5B2抗体のVドメインの対応するアミノ酸は、
Figure 2013538191
である。
7C5B2抗体のVドメインの10アミノ酸相補性決定領域1またはCDR1は、
Figure 2013538191
である。7C5B2抗体のVドメインの16アミノ酸CDR2は、
Figure 2013538191
である。7C5B2抗体のVドメインの11アミノ酸CDR2は、
Figure 2013538191
である。
7C5B2ハイブリドーマから得られる配列の配列分析によって得られるような、7C5B2抗体のVまたは軽鎖の可変ドメインをコードするヌクレオチド配列は、
Figure 2013538191
である。
7C5B2抗体のVドメインの対応するアミノ酸は、
Figure 2013538191
である。
7C5B2抗体のVドメインの16アミノ酸相補性決定領域1またはCDR1は、
Figure 2013538191
である。7C5B2抗体のVドメインの7アミノ酸CDR2は、
Figure 2013538191
である。7C5B2抗体のVドメインの9アミノ酸CDR2は、
Figure 2013538191
である。
表1に示されるように、7C5B2抗体の重鎖および軽鎖可変領域の配列分析は、ヒト生殖細胞系配列に対する強い相同性を示す。
(表1)
Figure 2013538191
従って、本明細書において提供される態様のいくつかの実施形態では、7C5B2抗体の重鎖および/または軽鎖可変ドメイン配列、すなわち、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:8、および/またはSEQ ID NO:9は、例えば、本明細書中の他の場所に記載されるようなヒト化抗体を生成するために使用することができる。
いくつかの態様では、7C5B2モノクローナル抗体の1つまたは複数の生物学的特徴を有し、DEspRに特異的に結合するモノクローナル抗体が提供される。本明細書で使用される場合、7C5B2抗体などの指定された抗体の「生物学的特徴」を有する抗体は、同じ抗原に結合する他の抗体特別されるその抗体の生物学的特徴の1つまたは複数を有するものである。
従って、これらの態様のいくつかのこのような実施形態では、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するということは、所与の集団に対する7C5B2抗体のED50値における、あるいはその前後のED50値(すなわち、集団の50%において治療的に有効な用量)を有すること;所与のパラメータまたは表現型に対する7C5B2抗体のEC50値における、あるいはその前後のEC50値(すなわち、所与のパラメータまたは表現型の最大半量の阻害を達成する用量)を有することを含み得る。特定の任意の投与量の効果は、適切なバイオアッセイによってモニターすることができる。例えば、これらの態様のいくつかの実施形態では、DEspRに特異的に結合し、7C5B2抗体の1つまたは複数の生物学的特徴を有する抗体によって阻害される所与のパラメータまたは表現型は、インビトロ管形成アッセイにおける管の平均総数、インビトロ管形成アッセイにおける管の平均全長、インビトロ管形成アッセイにおける分枝点の平均数、インビトロ管形成アッセイにおける血管接続の平均数、および/または腫瘍細胞侵襲性を含むことができるが、これらに限定されない。
従って、阻害される表現型が管の平均全長である実施形態では、インビトロ管形成アッセイを用いて測定されるように、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するモノクローナル抗体のEC50値は、10nM以下、9nM以下、8nM以下、7nM以下、6nM以下、5nM以下、4nM以下、3nM以下、2nM以下、または1nM以下である。いくつかのこのような実施形態では、モノクローナル抗体のEC50値は、3.0〜5.0nMの範囲、3.1〜4.9nMの範囲、3.2〜4.8nMの範囲、3.3〜4.7nMの範囲、3.4〜4.6nMの範囲、3.5〜4.5nMの範囲、3.6〜4.4nMの範囲、3.7〜4.3nMの範囲、3.8〜4.2nMの範囲、または3.9〜4.1nMの範囲である。いくつかの実施形態では、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するモノクローナル抗体の管の平均全長を阻害するためのEC50値は、3.8nM〜4.8nMの範囲である。
例えば、阻害される表現型が分枝点の数である実施形態では、インビトロ管形成アッセイを用いて測定されるように、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するモノクローナル抗体のEC50値は、10nM以下、9nM以下、8nM以下、7nM以下、6nM以下、5nM以下、4nM以下、3nM以下、2nM以下、または1nM以下である。いくつかのこのような実施形態では、モノクローナル抗体のEC50値は、3.0〜5.0nMの範囲、3.1〜4.9nMの範囲、3.2〜4.8nMの範囲、3.3〜4.7nMの範囲、3.4〜4.6nMの範囲、3.5〜4.5nMの範囲、3.6〜4.4nMの範囲、3.7〜4.3nMの範囲、3.8〜4.2nMの範囲、または3.9〜4.1nMの範囲である。いくつかの実施形態では、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するモノクローナル抗体の分枝点の総数を阻害するためのEC50値は、3.4nM〜4.5nMの範囲、3.5nM〜4.4nMの範囲、3.6nM〜4.3nMの範囲、3.7nM〜4.2nMの範囲、3.8nM〜4.1nMの範囲、3.9nM〜4.0nMの範囲である。
例えば、阻害される表現型が腫瘍細胞侵襲性である実施形態では、インビトロで測定されるように、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するモノクローナル抗体のEC50値は、10nM以下、9nM以下、8nM以下、7nM以下、6nM以下、5nM以下、4nM以下、3nM以下、2nM以下、または1nM以下である。いくつかのこのような実施形態では、モノクローナル抗体のEC50値は、3.0〜5.0nMの範囲、3.1〜4.9nMの範囲、3.2〜4.8nMの範囲、3.3〜4.7nMの範囲、3.4〜4.6nMの範囲、3.5〜4.5nMの範囲、3.6〜4.4nMの範囲、3.7〜4.3nMの範囲、3.8〜4.2nMの範囲、または3.9〜4.1nMの範囲である。いくつかの実施形態では、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するモノクローナル抗体の腫瘍細胞侵襲性を阻害するためのEC50値は、3.2nM〜3.9nMの範囲、3.3nM〜3.8nM、3.4nM〜3.7nMの範囲、または3.5nM〜3.6nMの範囲である。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、本明細書に記載される組成物および方法において使用するための抗DEspR抗体は、モノクローナル抗DEspR7C5B2抗体と同じDEspRのエピトープ(単数または複数)に結合するモノクローナル抗体を含む。
本明細書に記載される他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法において使用するための抗DEspR抗体には、「7C5C5抗体」と呼ばれる、本明細書に記載されるハイブリドーマ7C5C5によって産生または発現されるモノクローナル抗DEspR抗体7C5C5、およびその誘導体または断片;モノクローナル抗DEspR7C5C5抗体と同じDEspRのエピトープまたはエピトープに結合するモノクローナル抗体;「5G12E8抗体」と呼ばれる、本明細書に記載されるハイブリドーマ5G12E8によって産生または発現されるモノクローナル抗DEspR抗体5G12E8、およびその誘導体または断片;モノクローナル抗DEspR5G12E8抗体と同じDEspRのエピトープまたはエピトープに結合するモノクローナル抗体;ならびにハイブリドーマ2E4A8、2E4B11、2E4H10、8E7D11、8E2F6、E2G4および8E7F8によって産生されるモノクローナル抗体が含まれる。
ハイブリドーマによる生成および産生に加えて、DEspRに特異的に結合する抗体または抗体断片は、McCafferty et al.,Nature,348:552−554(1990)に記載される技術を用いて生成される抗体ファージライブラリーから単離することができる。Clackson et al.,Nature,352:624−628(1991)およびMarks et al.,J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)には、それぞれファージライブラリーを用いたマウスおよびヒト抗体の単離が記載される。その後の刊行物には、鎖シャッフリングによる高アフィニティ(nM範囲)のヒト抗体の産生(Marks et al.,Bio/Technology,10:779−783(1992))、ならびに非常に大きいファージライブラリーを構築するための戦略としてのコンビナトリアル感染およびインビボ組換え(Waterhouse et al.,Nuc.Acids.Res.,21:2265−2266(1993))が記載される。従って、これらの技術は、モノクローナル抗体の単離のための従来のモノクローナル抗体ハイブリドーマ技術に代わる実行可能な技術である。
DEspRに特異的に結合する抗体または抗体断片をコードするDNA配列は、例えば、ヒト重鎖および軽鎖定常ドメインのコード配列を相同マウス配列の代わりに用いることによって(米国特許第4,816,567号明細書、Morrison,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851(1984))、あるいは、本明細書において他でも説明されるような非免疫グロブリンポリペプチドのコード配列の全てまたは一部を免疫グロブリンコード配列に共有結合させることによって、修飾することができる。
このような非免疫グロブリンポリペプチドは、抗体の定常ドメインを置換することができるか、あるいは、抗体の1つの抗原結合部位の可変ドメインを置換して、抗原に対する特異性を有する1つの抗原結合部位と、異なる抗原に対する特異性を有する別の抗原結合部位とを含むキメラ二価抗体を作ることができる。
ヒト化およびヒト抗体
本明細書において、いくつかの態様では、本明細書に記載される組成物および方法において使用するためのヒト化抗DEspR抗体が提供される。非ヒト(例えば、マウス)抗体のヒト化型は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小限の配列を含有するキメラ抗体を指す。ほとんどの場合、ヒト化抗体は、レシピエントの高頻度可変領域からの残基が、所望の特異性、アフィニティ、および能力を有するマウス、ラット、ウサギまたは非ヒト霊長類などの非ヒト種(ドナー抗体)の高頻度可変領域からの残基によって置換されたヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。いくつかの場合には、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒト残基によって置換される。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体中にもドナー抗体中にも見出されない残基を含むことができる。これらの修飾は、抗体性能をさらに良くするために行われる。一般に、ヒト化抗体は、高頻度可変ループの全てまたは実質的に全てが非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、そしてFR領域の全てまたは実質的に全てがヒト免疫グロブリン配列のものである、少なくとも1つ、通常は2つの可変ドメインの実質的に全てを含むことができる。ヒト化抗体は、場合により、免疫グロブリンの定常領域(Fc)、通常はヒト免疫グロブリンの定常領域の少なくとも一部を含むこともできる。さらなる詳細については、Jones et al.,Nature 321:522−525(1986)、Riechmann et al.,Nature 332:323−329(1988)、およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.2:593−596(1992)を参照されたい。
ヒト化抗体は、非ヒトである供給源から導入された1つまたは複数のアミノ酸残基を有する。これらの非ヒトアミノ酸残基は「移入」残基と呼ばれることが多く、通常、「移入」可変ドメインから取り込まれる。ヒト化は、本質的にWinterおよび共同研究者らの方法(Jones et al.,Nature,321:522−525(1986)、Riechmann et al.,Nature,332:323−327(1988)、Verhoeyen et al.,Science,239:1534−1536(1988))に従って、齧歯類CDRをヒト抗体の対応する配列のためのCDR配列の代わりに使用することによって実施することができる。従って、このようなヒト化抗体はキメラ抗体であり(米国特許第4,816,567号明細書)、この場合、非ヒト種からの対応する配列によって、インタクトなヒト可変ドメインよりも実質的に少数が置換されている。実際には、ヒト化抗体は、通常、いくつかのCDR残基および恐らくいくつかのFR残基が齧歯類抗体における類似部位からの残基によって置換されたヒト抗体である。いくつかの実施形態では、マウス抗DEspR抗体7C5B2の可変重鎖(SEQ ID NO:4)および/または可変軽鎖(SEQ ID NO:9)ドメインのアミノ酸配列を含む1つまたは複数の可変ドメインを含むヒト化抗体が提供される。
従って、本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspR抗体またはその抗体断片の1つまたは複数の重鎖および/または1つまたは複数の軽鎖CDR領域は、本明細書に記載される7C5B2抗体の配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含み、そして1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspRモノクローナル抗体は、ヒトDEspRのそのリガンドに対する結合を遮断する本明細書に記載されるマウス抗ヒトDEspRモノクローナル抗体7C5B2からの、突然変異ヒトIgG1フレームワーク領域ならびに1つまたは複数の重鎖および/または1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含み、そして1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。
いくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspRモノクローナル抗体は、ヒトDEspRのそのリガンドに対する結合を遮断する本明細書に記載されるマウス抗ヒトDEspRモノクローナル抗体7C5B2からの、突然変異ヒトIgG4フレームワーク領域ならびに1つまたは複数の重鎖および/または1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含み、そして1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。
ヒト化抗体の製造において使用される軽鎖および重鎖のヒト可変ドメインの選択は、抗原性を低減するために非常に重要である。いわゆる「ベストフィット」法に従って、7C5B2抗体のもの(それぞれSEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:9)などの齧歯類抗体の可変重鎖および軽鎖ドメインのアミノ酸配列は、既知のヒト可変ドメイン配列の全ライブラリーに対してスクリーニングされる。次に、齧歯類の配列に最も近いヒト配列は、ヒト化抗体のためのヒトフレームワーク(FR)として受け入れられる(Sims et al.,J.Immunol.,151:2296(1993)、Chothia et al.,J.Mol.Biol.,196:901(1987))。別の方法は、軽鎖または重鎖の特定のサブグループの全てのヒト抗体コンセンサス配列に由来する特定のフレームワークを使用する。いくつかの異なるヒト化抗体に対して同じフレームワークを使用することができる(Carter et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:4285(1992)、Presta et al.,J.Immunol.,151:2623(1993))。
抗体は、本明細書に記載される抗DEspR抗体7C5B2の抗原に対する高アフィニティおよび他の有利な生物学的特性(例えば、抗血管新生特性)を保持してヒト化されることがさらに重要である。この目標を達成するために、好ましい方法によると、ヒト化抗体は、親およびヒト化配列の三次元モデルを用いる親配列および種々の概念的ヒト化産物の分析プロセスによって調製される。三次元免疫グロブリンモデルは市販されており、当業者によく知られている。選択された候補免疫グロブリン配列のほぼ確実な三次元コンホメーション構造を説明および表示するコンピュータプログラムを利用可能である。これらの表示の検査により、候補免疫グロブリン配列の機能性における残基の可能な役割の分析すなわち、候補免疫グロブリンがその抗原に結合する能力に影響を与える残基の分析が可能になる。このようにして、レシピエントおよび移入配列からFR残基を選択して組み合わせることができ、標的抗原に対するアフィニティの増大などの所望の抗体特性が達成される。一般に、CDR残基は直接かつ最も実質的に、抗原結合への影響に関与する。
VEGF抗原に対するものである例示的なヒト化抗体およびそのアフィニティ成熟変異体は、例えば、2005年2月26日に発行された米国特許第6,884,879号明細書に記載されている。
あるいは、現在、内在性免疫グロブリンの産生がなくても、免疫化の際、ヒト抗体の全レパートリーを産生することができる遺伝子導入動物(例えば、マウス)を作ることが可能である。例えば、キメラおよび生殖細胞系突然変異体マウスにおける抗体重鎖結合領域(J)遺伝子のホモ接合型欠失は、内在性抗体産生の完全な阻害をもたらすことが記載されている。このような生殖細胞系突然変異体マウスにおけるヒト生殖細胞系免疫グロブリン遺伝子アレイの移動は、抗原負荷の際にヒト抗体の産生をもたらすであろう。例えば、Jakobovits et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:2551(1993)、Jakobovits et al.,Nature,362:255−258(1993)、Bruggermann et al.,Year in Immuno.,7:33(1993)、およびDuchosal et al.Nature 355:258(1992)を参照されたい。
あるいは、ファージディスプレイ技術(McCafferty et al.,Nature 348:552−553(1990))を使用して、非免疫化ドナーに由来する免疫グロブリン可変(V)ドメイン遺伝子レパートリーからヒト抗体および抗体断片をインビトロで産生することができる。この技術によると、抗体Vドメイン遺伝子は、M13またはfdなどの繊維状バクテリオファージのメジャーまたはマイナーコートタンパク質遺伝子のいずれかにインフレームでクローニングされ、ファージ粒子の表面に機能性抗体断片として提示される。繊維状粒子はファージゲノムの一本鎖DNAコピーを含有するので、抗体の機能特性に基づいた選択は、これらの特性を示す抗体コードする遺伝子の選択も生じる。従って、ファージは、B細胞の特性のいくつかを模倣する。ファージディスプレイは、様々な形式で実施することができ、これらの概説については、例えば、Johnson,Kevin S,and Chiswell,David J.,Current Opinion in Structural Biology 3:564−571(1993)を参照されたい。V遺伝子セグメントのいくつかの供給源は、ファージディスプレイのために使用することができる。Clackson et al.,Nature,352:624−628(1991)は、免疫化マウスの脾臓に由来するV遺伝子の小さいランダムコンビナトリアルライブラリーから抗オキサゾロン抗体の多様なアレイを単離した。非免疫化ヒトドナーからのV遺伝子のレパートリーを構築することができ、本質的に、Marks et al.,J.Mol.Biol.222:581−597(1991)、またはGriffith et al.,EMBO J.12:725−734(1993)によって記載される技術に従って、多様な抗原(自己抗原を含む)に対する抗体を単離することができる。また、米国特許第5,565,332号明細書および同第5,573,905号明細書も参照されたい。
ヒト抗体は、インビトロ活性化B細胞によって生成することもできる(米国特許第5,567,610号明細書および同第5,229,275号明細書を参照)。
複合ヒト抗体の設計&生成
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、最初に脱免疫化100%改変ヒト抗体を生成する複合ヒト抗体技術を用いて、例えば、Antitopeにより記載されるような技術を用いて、本明細書に記載される組成物および方法において使用するためのヒト化複合抗DEspR抗体を調製することができる。
簡単に言うと、本明細書で使用される場合、「複合ヒト抗体」は、出発マウス前駆体抗ヒトDEspRモノクローナル抗体(7C5B2抗体など)の抗原結合に重要であるモノクローナル抗体配列を保持するように選択され、「コンピュータでの手段」を用いて、可能性のあるT細胞エピトープの存在について全てフィルタリングされた無関係のヒト抗体のV領域に由来する多数の配列セグメント(「複合体」)を含む(Holgate & Baker,2009)。ヒト配列セグメントを出発抗体V領域のすべての切片と適合(close fit)させ、CD4+T細胞エピトープを最初から削除することにより、この技術は、「100%改変ヒト」治療抗体の開発において免疫原性を回避することが可能になるが、抗原特異性に必要な配列の事前分析により最適なアフィニティおよび特異性は保持される(Holgate & Baker 2009)。
本明細書に記載されるように、Swiss PDBを用いてマウス抗hDEspR抗体V領域の構造モデルを作り、抗体の結合特性に必須である可能性のあるV領域内の重要な「制約(constraining)」アミノ酸を同定するために分析した。いくつかのフレームワーク残基と一緒にCDR(Kabat定義を用いる)内に含有される残基が重要であると考えた。SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:9として本明細書に記載されるような抗hDEspRのVおよびV(Vκ)配列はいずれも典型的なフレームワーク残基を含み、CDR1、CDR2、およびCDR3モチーフは、本明細書中の他の場所に記載されるように、多くのマウス抗体に匹敵する。
上記の分析から、抗hDEspRの複合ヒト配列は、CDRの外側では許容範囲の広い代替物により作成され得るが、CDR配列内では狭いメニューの可能な代替残基のみで作成され得ると決定された。分析によって、いくつかのヒト抗体由来の対応する配列セグメントを組み合わせて、マウス配列中のものと類似または同一のCDRを作成できることが示された。CDRの外側および隣接の領域については、本明細書に記載される組成物および方法と共に使用するための新規の抗DEspR複合ヒト抗体V領域の可能な構成要素として、広い選択範囲のヒト配列セグメントが同定された(例えば、表1を参照)。
これらの分析に基づいて、新規の抗DEspR複合ヒト抗体変異体を作成するために使用され得る配列セグメントの大きな予備セットを選択し、ヒトMHCクラスII対立遺伝子に結合するペプチドのコンピュータによる分析のためのiTopeTM技術を用い(Perry et al 2008)、既知の抗体配列関連のT細胞エピトープのTCEDTM(T細胞エピトープデータベース)を用いて(Bryson et al 2010)分析した。ヒトMHCクラスIIに対する著しい非ヒト生殖細胞系バインダーとして同定された配列セグメント、またはTCEDTMに対して著しいヒットを記録した配列セグメントを廃棄した。これにより、セグメントセットの縮小が得られ、これらの組み合わせを上記のように再度分析して、セグメント間の接合部が潜在的なT細胞エピトープを含有しないことを保証した。次に、選択されたセグメントを組み合わせて、合成のための重鎖および軽鎖V領域配列を生成した。
従って、本明細書には、抗DEspR複合ヒト抗体または改変されたヒト抗体の産生において使用するための可変重鎖および軽鎖配列が提供される。いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、
Figure 2013538191
からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含むことができる。
いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、
Figure 2013538191
および
Figure 2013538191
からなる群から選択される可変軽い(V)鎖アミノ酸配列を含むことができる。
いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、SEQ ID NO:5のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、SEQ ID NO:6のアミノ酸配列を含む重鎖CDR2領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、SEQ ID NO:7のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3領域を含むことができる。
いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、SEQ ID NO:10の配列を含む軽鎖CDR1領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、SEQ ID NO:11のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、抗DEspR複合ヒト抗体は、SEQ ID NO:12のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3領域を含むことができる。
抗体断片
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、例えば、抗DEspR7C5B2抗体;SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR複合ヒト抗体;またはSEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR複合ヒト抗体などのDEspRに特異的な抗体は、その抗体断片に処理または加工することができる。
抗体断片の製造のために種々の技術が開発されており利用可能である。従来、これらの断片は、インタクト抗体のタンパク質消化によって誘導されてきた(例えば、Morimoto et al.,Journal of Biochemical and Biophysical Methods 24:107−117(1992)およびBrennan et al.,Science,229:81(1985)を参照)。しかしながら、これらの断片は、現在、組換え宿主細胞によって直接製造することができる。例えば、抗体断片は、上記の抗体ファージライブラリーから単離することができる。あるいは、Fab'−SH断片は大腸菌から直接回収され、化学的に結合されて、F(ab')断片を形成することができる(Carter et al.,Bio/Technology 10:163−167(1992))。別のアプローチによると、F(ab')断片は、組換え宿主細胞培養物から直接単離することができる。抗体断片の製造のための他の技術は、当業者には明らかであろう。他の実施形態では、選り抜きの抗体断片は、単鎖Fv断片(scFv)である。国際公開第93/16185号パンフレットを参照されたい。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、V、C、VおよびC1ドメインを含むFab断片である。Fab断片は、軽鎖の可変および定常ドメイン、ならびに重鎖の可変ドメインおよび第1の定常ドメイン(C1)を含む。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、C1ドメインのC末端に1つまたは複数のシステイン残基を有するFab断片であるFab'断片である。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、VおよびC1ドメインを含むFd断片である。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、VおよびC1ドメイン、ならびにC1ドメインのC末端の1つまたは複数のシステイン残基を含むFd'断片である。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。
単鎖FvまたはscFv抗体断片は抗体のVおよびVドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖中に存在する。一般に、Fvポリペプチドはさらに、VドメインとVドメインとの間にポリペプチドリンカーを含み、これは、scFvが抗原結合のために所望される構造を形成することを可能にする。scFvの概説については、Pluckthun in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,Vol 113,Rosenburg and Moore eds.Springer−Verlag,New York,pp.269−315(1994)を参照されたい。従って、本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、抗体のシングルアームのVおよびVドメインを含むFv断片である。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。
ダイアボディという用語は、2つの抗原結合部位を有する小さい抗体断片を指し、この断片は、同じポリペプチド鎖中で軽鎖可変ドメイン(V)に結合された重鎖可変ドメイン(V)を含む(VおよびV)。同じ鎖上の2つのドメイン間で対形成させるには短すぎるリンカーを用いることによって、ドメインは別の鎖の相補的なドメインと対形成して、2つの抗原結合部位を作らざるを得ない。ダイアボディは、例えば、欧州特許第404,097号明細書、国際公開第93/11161号パンフレット、およびHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)においてより完全に記載される。
従って、本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は2つの抗原結合部位を含むダイアボディであり、同じポリペプチド鎖中で軽鎖可変ドメイン(V)結合され重鎖可変ドメイン(V)を含む。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、Vドメインを含むdAb断片である。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、単離されたCDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、単離CDR領域は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、単離CDR領域は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、ヒンジ領域においてジスルフィド架橋により連結された2つのFab'断片を含む二価の断片を含むF(ab')断片である。
直鎖抗体は、Zapata et al.,Protein Eng.,8(10):1057−1062(1995)に記載されるような抗体を指す。簡単に言うと、これらの抗体は、相補的な軽鎖ポリペプチドと一緒に一対の抗原結合領域を形成する一対のタンデムFdセグメント(V−C1−V−C1)を含む。直鎖抗体は、二重特異性または単一特異性であり得る。
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、相補的な軽鎖ポリペプチドと一緒に一対の抗原結合領域を形成する一対のタンデムFdセグメント(V−C1−V−C1)を含む直鎖抗体である。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される。いくつかのこのような実施形態では、Vドメインは、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。
これらの態様の他の実施形態では、ヒトDEspR特異的抗体断片は、本明細書に記載され、ハイブリドーマ7C5B2によって産生されるモノクローナル抗DEspR抗体7C5B2と同じエピトープに対する特異性を有する。
DEspR阻害抗体のいくつかのさらなる例は、PCT/US2005/041594(その内容は参照によってその全体が本明細書中に援用される)に記載されている。
他のアミノ酸配列の修飾
本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体またはその抗体断片のアミノ酸配列の修飾が考えられる。例えば、抗体の結合アフィニティおよび/または他の生物学的特性を改善することが望ましいことがある。抗体のアミノ酸配列変異体は、抗体核酸内に適切なヌクレオチド変化を導入することによって、あるいはペプチド合成によって調製される。このような修飾には、例えば、抗体のアミノ酸配列内における残基からの欠失および/または残基への挿入および/または残基の置換が含まれる。最終構築物に到達するために欠失、挿入、および置換の任意の組み合わせが行われるが、ただし、最終構築物が所望の特徴、例えば結合特異性、生物活性の阻害を有さなければならない。アミノ酸の変化は、抗体の翻訳後プロセス(グリコシル化部位の数または位置の変化など)も変更し得る。
変異誘発のための好ましい位置である抗体の特定の残基または領域を同定するために有用な方法は、Cunningham and Wells Science,244:1081−1085(1989)によって記載されるように、「アラニンスキャニング変異誘発」と呼ばれる。ここで、標的残基の残基または基が同定され(例えば、arg、asp、his、lys、およびgluなどの帯電残基)、中性または負帯電アミノ酸(最も好ましくは、アラニンまたはポリアラニン)により置換されて、アミノ酸と抗原との相互作用に影響を与える。置換に対する機能感受性を実証するアミノ酸位置は、次に、さらなるまたは他の変異体を置換部位においてまたは置換部位に対して導入することによって精錬される。従って、アミノ酸配列変異を導入するための部位は予め決められているが、突然変異それ自体の性質は、予め決定する必要はない。例えば、所与の部位における突然変異の性能を分析するために、alaスキャニングまたはランダム変異誘発が標的コドンまたは領域において行われ、発現された抗体変異体は、所望の活性についてスクリーニングされる。
アミノ酸配列の挿入は、長さが1つの残基から100以上の残基を含有するポリペプチドまでの範囲であるアミノ末端および/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一または多数のアミノ酸残基の配列内挿入を含む。末端挿入の例には、N末端メチオニル残基を有する抗体、または細胞毒性ポリペプチドに融合された抗体が含まれる。抗体分子の他の挿入変異体には、抗体の血清半減期を増大させる酵素(例えば、ADEPT)またはポリペプチドに対する抗体のN末端またはC末端の融合が含まれる。
別のタイプの変異体は、アミノ酸置換変異体である。これらの変異体は、異なる残基で置換された、抗体分子内の少なくとも1つのアミノ酸残基を有する。置換変異誘発のために最も興味深い部位は高頻度可変領域を含むが、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体またはその抗体断片において使用するるためにFR変化も考えられる。
DEspRに特異的な抗体またはその抗体断片の生物学的特性の置換修飾は、(a)置換領域におけるポリペプチド骨格の構造(例えば、シート状またはらせん形構造として)と、(b)標的部位における分子の電荷または疎水性と、あるいは(c)側鎖の大部分と、を保持することに対するこれらの効果が著しく異なる置換を選択することによって達成される。アミノ酸は、その側鎖の特性の類似性に従って分類することができる(A.L.Lehninger,in Biochemistry,second ed.,pp.73−75,Worth Publishers,New York(1975)):(1)非極性:Ala(A)、Val(V)、Leu(L)、Ile(I)、Pro(P)、Phe(F)、Trp(W)、Met(M)、(2)非帯電極性:Gly(G)、Ser(S)、Thr(T)、Cys(C)、Tyr(Y)、Asn(N)、Gln(Q)、(3)酸性:Asp(D)、Glu(E)、(4)塩基性:Lys(K)、Arg(R)、His(H)。
あるいは、天然に存在する残基は、共通の側鎖特性に基づいて分類することができる:(1)疎水性:ノルロイシン、Met、Ala、Val、Leu、Ile、(2)中生親水性:Cys、Ser、Thr、Asn、Gln、(3)酸性:Asp、Glu、(4)塩基性:His、Lys、Arg、(5)鎖の方向性に影響を与える残基:Gly、Pro、(6)芳香族:Trp、Tyr、Phe。非保存的置換は、これらの種類の1つの中のメンバーを別の種類と交換することを伴うであろう。
DEspRに特異的な抗体またはその抗体断片の適切なコンホメーションの維持に関与しないシステイン残基はどれも、一般的にはセリンによって置換して、分子の酸化安定性を改善し、異常な架橋を防止することができる。逆に、システイン結合を抗体に付加して、その安定性を改善することができる(特に、抗体がFv断片などの抗体断片である場合)。
特に好ましいタイプの置換変異体は、親抗体(例えば、モノクローナル抗DEspR抗体7C5B2、あるいは本明細書において提供されるDEspRに特異的なヒト化もしくはヒト抗体またはその抗体断片)の1つまたは複数の高頻度可変領域残基を置換することを含む。一般に、結果として生じる、さらなる発達のために選択される変異体は、これらを生成した親抗体に対して改善された生物学的特性を有するであろう。このような置換変異体を産生するために都合の良い方法は、ファージディスプレイを用いるアフィニティ成熟を伴う。簡単に言うと、いくつかの高頻度可変領域部位(例えば、6〜7部位)が突然変異されて、各部位において全ての可能なアミノ置換を生じる。このように生成された抗体変異体は、各粒子内にパッケージされたM13の遺伝子III産物への融合物として、繊維状ファージから一価で提示される。次に、ファージ提示変異体は、本明細書に開示されるように、その生物活性(例えば、結合アフィニティ)についてスクリーニングされる。修飾のための候補高頻度可変領域部位を同定するために、アラニンスキャニング変異誘発を実施して、抗原結合に著しく寄与する高頻度可変領域残基を同定することができる。
代替的または付加的に、DEspRに特異的な抗体またはその抗体断片と、ヒトDEspRとの間の接触点を同定するために、抗原−抗体複合体の結晶構造を分析することが有益であり得る。このような接触残基および隣接残基は、本明細書において詳述される技術に従う置換のための候補である。このような変異体が生成されたら、変異体のパネルに、本明細書に記載されるようなスクリーニングを受けさせ、1つまたは複数の関連アッセイにおいて優れた特性を有する抗体またはその抗体断片を、さらなる開発のために選択することができる。
抗体の別のタイプのアミノ酸変異体は、抗体の元のグリコシル化パターンを変更する。変更とは、抗体中に見出される1つまたは複数の炭水化物部分を欠失すること、および/または抗体中に存在しない1つまたは複数のグリコシル化部位を付加することを意味する。
抗体のグリコシル化は、通常、N−連結またはO−連結のいずれかである。N−連結は、アスパラギン残基の側鎖への炭水化物部分の付着を指す。トリペプチド配列アスパラギン−X−セリンおよびアスパラギン−X−スレオニン(ここで、Xはプロリンを除く任意のアミノ酸である)は、アスパラギン側鎖への炭水化物部分の酵素的付着のための認識配列である。従って、ポリペプチドにおけるこれらのトリペプチド配列のいずれかの存在は、潜在的なグリコシル化部位を作る。O−連結グリコシル化は、ヒドロキシアミノ酸、最も一般的には、セリンまたはスレオニンに対する、N−アセチルガラクトサミン(N−aceylgalactosamine)、ガラクトース、またはキシロースなどの糖の1つの付着を指すが、5−ヒドロキシプロリンまたは5−ヒドロキシリシンも使用することができる。
DEspRに特異的な抗体またはその抗体断片へのグリコシル化部位の付加は、上記のトリペプチド配列(N−連結グリコシル化部位に対する)の1つまたは複数を含有するように、アミノ酸配列を変更することによって達成される。変更は、元の抗体の配列(O−連結グリコシル化部位に対する)に対して、1つまたは複数のセリンまたはスレオニン残基の付加、または1つまたは複数のセリンまたはスレオニン残基による置換によって行うこともできる。
抗体がFc領域を含む場合、それに付着される炭水化物を変更することができる。例えば、米国特許出願公開第2003/0157108A1号明細書(Presta,L.)には、抗体のFc領域に付着されるフコースを欠いた成熟炭水化物構造を有する抗体が記載されている。また、米国特許出願公開第2004/0093621A1号明細書(Kyowa Hakko Kogyo Co.,Ltd)も参照されたい。炭水化物中の二分岐N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)が抗体のFc領域に付着された抗体は、国際公開第03/011878号パンフレット(Jean−Mairet et al.)および米国特許第6,602,684号明細書(Umana et al.)で参照される。オリゴ糖中の少なくとも1つのガラクトース残基が抗体のFc領域に付着された抗体は、国際公開第97/30087号パンフレット(Patel et al.)に報告されている。また、変更された炭水化物がそのFc領域に付着された抗体については、国際公開第98/58964号パンフレット(Raju,S.)および国際公開第99/22764号パンフレット(Raju,S.)も参照されたい。
いくつかの実施形態では、例えば、抗体の抗原依存性の細胞媒介性細胞毒性(ADCC)および/または補体依存性細胞毒性(CDC)を増強するように、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体またはその抗体断片をエフェクター機能に関して修飾することが望ましいこともある。これは、1つまたは複数のアミノ酸置換を抗体またはその抗体断片のFc領域に導入することによって達成することができる。代替的または付加的に、システイン残基をFc領域に導入することができ、これにより、この領域において鎖間ジスルフィド結合の形成が可能になる。このように生成されたホモダイマー抗体は、改善された内部移行能力ならびに/または増大された補体媒介性の細胞死滅および抗体依存性細胞毒性(ADCC)を有することができる。Caron et al.,J.Exp Med.176:1191−1195(1992)およびShopes,B.J.Immunol.148:2918−2922(1992)を参照されたい。抗腫瘍活性が増強されたホモダイマー抗体は、Wolff et al.Cancer Research 53:2560−2565(1993)に記載されるように、ヘテロ二官能性架橋剤を用いて調製することもできる。あるいは、二重Fc領域を有する抗体を改変することができ、これにより、抗体は増強された補体溶解およびADCC能力を有することができる。Stevenson et al.Anti−Cancer Drug Design 3:219−230(1989)を参照されたい。
例えば、国際公開第00/42072号パンフレット(Presta,L.)には、ヒトエフェクター細胞の存在下で改善されたADCC機能を有する抗体が記載されており、この抗体は、そのFc領域にアミノ酸置換を含む。好ましくは、改善されたADCCを有する抗体は、Fc領域の位置298、333、および/または334に置換を含む(残基のEu番号付け)。好ましくは、変更されたFc領域は、これらの位置の1つ、2つまたは3つにおける置換を含む、あるいはこれらの位置の1つ、2つまたは3つにおける置換からなるヒトIgG1Fc領域である。このような置換は、場合により、C1q結合および/またはCDCを増大させる置換と組み合わせられる。
変更されたC1q結合性および/または補体依存性の細胞毒性(CDC)を有する抗体は、国際公開第99/51642号パンフレット、米国特許第6,194,551B1号明細書、米国特許第6,242,195B1号明細書、米国特許第6,528,624B1号明細書および米国特許第6,538,124号明細書(Idusogie et al.)に記載されている。抗体は、そのFc領域のアミノ酸位置270、322、326、327、329、313、333および/または334(残基のEu番号付け)の1つまたは複数におけるアミノ酸置換を含む。
本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体の血清半減期を増大させるために、例えば、米国特許第5,739,277号明細書に記載されるように、サルベージ受容体結合エピトープを抗体(特に、抗体断片)に組み込むことができる。本明細書で使用される場合、「サルベージ受容体結合エピトープ」という用語は、IgG分子のインビボの血清半減期を増大することに関与するIgG分子(例えば、IgG、IgG、IgG、またはIgG)のFc領域のエピトープを指す。
新生児Fc受容体(FcRn)に対する結合性が改善され、半減期が増大された抗体は、国際公開第00/42072号パンフレット(Presta,L.)および米国特許出願公開第2005/0014934A1号明細書(Hinton et al.)に記載されている。これらの抗体は、FcRnに対するFc領域の結合性を改善する1つまたは複数の置換をその中に有するFc領域を含む。例えば、Fc領域は、位置238、250、256、265、272、286、303、305、307、311、312、314、317、340、356、360、362、376、378、380、382、413、424、428または434の1つまたは複数における置換を有することができる(残基のEu番号付け)。改善されたFcRn結合性を有する好ましいFc領域含有抗体変異体は、そのFc領域の位置307、380および434(残基のEu番号付け)の1つ、2つまたは3つにおけるアミノ酸置換を含む。一実施形態では、抗体は307/434突然変異を有する。
3つ以上(好ましくは、4つ)の機能的抗原結合部位を有する、DEspRに特異的な改変抗体も考えられる(米国特許出願公開第2002/0004587A1号明細書、Miller et al.)。
抗体のアミノ酸配列変異体をコードする核酸分子は、当該技術分野において知られている様々な方法によって調製される。これらの方法には、天然源からの単離(天然に存在するアミノ酸配列変異体の場合)、あるいは、抗体の早期に調製した変異体または非変異体型のオリゴヌクレオチド媒介性(または部位指向性)変異誘発、PCR変異誘発、およびカセット変異誘発による調製が含まれるが、これらに限定されない。
免疫結合体
これらの態様のいくつかの実施形態では、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体および抗体断片を含む免疫結合体は、化学療法剤、毒素(例えば、細菌、真菌、植物または動物起源の酵素的に活性な毒素、またはその断片)、小分子、siRNA、ナノ粒子、標的剤(例えば、微小気泡)、または放射性同位元素(すなわち、放射性結合体(radioconjugate))などの薬剤に結合されて、使用され得る。このような免疫結合体は、例えば、診断、セラノスティック、または標的方法において使用することできる。
このような免疫結合体の生成において有用な化学療法剤は本明細書に記載されている。使用することができる酵素的に活性な毒素およびその断片としては、ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性断片、外毒素A鎖(シュードモナス・エルジノーサ(Pseudomonas aeruginosa)由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシン(modeccin)A鎖、アルファ−サルシン、アレウリテスフォルディイ(Aleurites fordii)タンパク質、ジアンチン(dianthin)タンパク質、フィトラカ・アメリカーナ(Phytolaca americana )タンパク質(PAPI、PAPII、およびPAP−S)、モモルディカ・カランチア(momordica charantia)阻害剤、クルシン(curcin)、クロチン(crotin)、サパオナリア・オフィシナリス(sapaonaria officinalis)阻害剤、ゲロニン、ミトゲリン(mitogellin)、レストリクトシン(restrictocin)、フェノマイシン(phenomycin)、エノマイシン(enomycin)およびトリコテセン(tricothecene)が挙げられる。放射性結合体抗体の産生のために様々な放射性核種が利用可能である。例としては、212Bi、131I、131In、90Yおよび186Reが挙げられる。
本明細書に記載されるDEspRに特異的抗体な抗体と、細胞毒性剤との結合体は、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオール)プロピオナート(SPDP)、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(アジプイミド酸ジメチルHCLなど)、活性エステル(スベリン酸ジスクシンイミジルなど)、アルデヒド(グルタルアルデヒド(glutareldehyde)など)、ビス−アジド化合物(ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミンなど)、ビス−ジアゾニウム誘導体(ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミンなど)、ジイソシアナート(トルエン(tolyene)2,6−ジイソシアナートなど)、およびビス−活性フッ素化合物(1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼンなど)などの様々な二官能性タンパク質カップリング剤のいずれかを用いて作ることができる。例えば、リシン免疫毒素は、Vitetta et al.Science 238:1098(1987)に記載されるように調製することができる。炭素−14−標識化1−イソチオシアナトベンジル−3−メチルジエチレントリアミン五酢酸(MX−DTPA)は、放射性ヌクレオチドを抗体に結合するための例示的なキレート剤である。国際公開第94/11026号パンフレットを参照されたい。
他の実施形態では、DEspR特異的抗体またはその抗体断片は、腫瘍のプレターゲッティングにおいて利用するために、「受容体」(例えば、ストレプトアビジンなど)に結合させることができ、ここで、抗体−受容体結合体が対象に投与された後、清浄剤(clearing agent)を用いて未結合の結合体が循環から除去され、そして、細胞毒性剤(例えば、放射性ヌクレオチド)に結合される「リガンド」(例えば、アビジン)が投与される。いくつかの実施形態では、DEspR特異的抗体またはその抗体断片はビオチンに結合されることが可能であり、そして、例えば血管新生の分子イメージングにおいて使用するために、ビオチン結合された抗体またはその抗体断片はさらに、ストレプトアビジン結合剤または被覆剤(ストレプトアビジン被覆微小気泡など)に結合または連結することができる。
免疫リポソーム
本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体およびその抗体断片は、免疫リポソームとして処方することもできる。抗体を含有するリポソームは、Epstein et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82:3688(1985)、Hwang et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:4030(1980)、ならびに米国特許第4,485,045号明細書および同第4,544,545号明細書に記載されるような、当該技術分野において既知の方法によって調製される。循環時間が高められたリポソームは、米国特許第5,013,556号明細書に開示されている。
特に有用なリポソームは、例えば、ホスファチジルコリン、コレステロールおよびPEG誘導体化ホスファチジルエタノールアミン(PEG−PE)を含む脂質組成物を用いて、逆相蒸発法により生成することができる。リポソームは規定の細孔サイズのフィルタを通して押出され、所望の直径を有するリポソームが得られる。本発明の抗体のFab'断片は、Martin et al.J.Biol.Chem.257:286−288(1982)に記載されるように、ジスルフィド交換反応によってリポソームに結合させることができる。化学療法剤は、場合により、リポソーム内に含有されていてもよい。Gabizon et al.J.National Cancer Inst.81(19)1484(1989)を参照されたい。
ハイブリドーマ細胞株7C5B2、7C5C5、および5G12E8は、維持および貯蔵されている。
抗DEspR抗体およびその断片の組成物ならびに治療的および診断的な使用
本明細書に記載される特定の態様は、DEspRが成体組織血管分布に寄与するとともに、胚発生中の血管新生において重要な役割を果たし、そしてさらに、DEspRが驚くことに特定の腫瘍細胞、癌幹細胞もしくは幹様細胞、または腫瘍開始細胞において、ならびに腫瘍周囲の血管内皮細胞、周皮細胞、および平滑筋細胞において発現されるという、本発明者らによる発見に部分的に基づく。本発明者らは、さらに、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片などのDEspR特異的阻害剤を用いるDEspRの阻害が、細胞侵襲性、腫瘍成長(腫瘍容積または腫瘍量など)を含む腫瘍転移を特徴付ける様々なパラメータ、ならびに新生血管の長さ、新生血管の分枝、および血管相互接続の形成を含む血管新生を特徴付けるパラメータを阻害できることを発見した。本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片は、さらに、抗体−標的ソノポレーションに非常に適しており、例えば超音波法を用いて投与される場合に浸透および効力の増強を実証する。さらに、本発明者らは、DEspRが様々な病態のための診断マーカーとしての機能を果たすことを決定した。
抗血管新生療法および治療
血管新生は、新しく発生する血管の組織内への成長(新血管発生)、および現存の血管の標的部位への取込みの両方を含む組織血管発生のプロセスである。血管は、酸素および栄養物が生きている組織に供給され、老廃物が生きている組織から除去される手段である。血管新生は、重要な生物学的プロセスであり得る。例えば、血管新生は、生殖、発達および創傷治癒において必須である。逆に、不適切な血管新生は、深刻なマイナスの結果を有し得る。例えば腫瘍が、急速に成長して転移することを可能にする、十分な酸素および栄養物の供給を有するのは、血管新生の結果として固形腫瘍の血管が発生された後だけである。
新しい血管の成長が疾患に関連する症状の原因であるか、あるいはそれに寄与する場合には、本明細書に記載される組成物および方法を用いる血管新生の阻害は、疾患の有害な効果を低減することができる。非限定的な例としては、腫瘍、頸動脈疾患、関節リウマチ、糖尿病性網膜症、炎症性疾患、再狭窄などが挙げられる。有害な組織の成長を支持するために新しい血管の成長が必要とされる所では、本明細書に記載される組成物および方法を用いる血管新生の阻害は組織への血液供給を低減することができ、それにより、血液供給の要求に基づいて組織塊の低減に寄与することができる。非限定的な例としては、腫瘍が厚さ数ミリメートルを超えて成長するために、そして固形腫瘍転移のために、新血管発生が連続的な要件である腫瘍の成長が挙げられる。別の例は冠動脈プラークの拡大である。
病的血管新生と呼ばれる血管新生がマイナスの結果をもたらすと考えられる様々な疾患または障害、または血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害が存在し、それには、炎症性障害(例えば、免疫性および非免疫性炎症、慢性関節リウマチおよび乾癬など)、血管の不適切または不都合な侵襲に関連する障害(例えば、糖尿病性網膜症、血管新生緑内障、再狭窄、アテローム性動脈硬化プラーク中の毛細血管増殖および骨粗鬆症など)、ならびに癌関連障害(例えば、固形腫瘍、固形腫瘍転移、血管線維腫、水晶体後線維増殖症、血管腫、カポージ肉腫および腫瘍成長を支持するために新血管発生を必要とする同様の癌など)が含まれるがこれらに限定されない。本明細書に記載される態様の好ましい実施形態では、本方法は、癌を有する対象における血管新生の阻害に関する。
例えば、抗DEspR7C5B2抗体;SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR複合ヒト抗体;またはSEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列およびその断片を含む抗DEspR複合ヒト抗体などの、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体および抗体断片は、抗血管新生療法の組成物および方法において使用することができる。これらの抗血管新生療法は、栄養物を提供して腫瘍成長を支持するために必要とされる現存の腫瘍血管および腫瘍血管の発達を阻害することを目的とした新規の癌治療戦略として使用することができる。血管新生は原発腫瘍成長および転移の両方に関与するので、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体および抗体断片を用いる抗血管新生治療は、原発部位における腫瘍の新生物成長を阻害すると共に、二次部位における腫瘍の微小および巨大転移を防止することができるため、他の治療法による腫瘍の攻撃が可能になる。
さらに、例えば、抗DEspR7C5B2抗体;SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR複合ヒト抗体;またはSEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列およびその断片を含む抗DEspR複合ヒト抗体などの、本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体および抗体断片は、抗転移治療法において使用することができる。このような抗転移療法は、本明細書にさらに記載されるように、微小転移および巨大転移の治療および/または阻害のたに、腫瘍血管発生および腫瘍細胞侵襲性の同時阻害を阻害することを目的とした新規の癌治療戦略を提供する。さらに、DEspRは、本明細書において実証されるように癌幹細胞を含む腫瘍細胞においても発現されるので、DEspR特異性抗体またはその抗体断片の免疫結合体は、本明細書に記載されるように、毒素、細胞毒性またはプロアポトーシス剤などの任意の薬剤への結合によって生成することができ、腫瘍細胞および癌幹細胞の死滅を直接標的とすることによって腫瘍成長をさらに阻害することできる。
従って、例えば、抗DEspR7C5B2抗体;SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体;SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR複合ヒト抗体;またはSEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列、およびその断片を含む抗DEspR複合ヒト抗体などの本明細書に記載されるDEspRに特異的な抗体および抗体断片を含む方法および組成物を用いて治療することができる血管新生依存性疾患および障害は、血管の成長による影響を受ける疾患および障害である。言い換えると、「血管新生依存性疾患または障害」は、疾患の病理学的進行のために豊富な血液供給および血管増殖に依存している疾患または障害(例えば、転移性腫瘍)、あるいは、異常な血管増殖の直接的な結果である疾患または障害(例えば、糖尿病性網膜症および血管腫)を指す。
本明細書に記載される組成物および方法を用いて治療することができる血管新生依存性疾患または障害の非限定的な例としては、異常な血管増殖、腹水形成、乾癬、加齢性黄斑変性症、甲状腺過形成、子癇前症、関節リウマチおよび変形性関節炎、頸動脈疾患、栄養血管の新血管発生、不安定プラークの新血管発生、神経変性障害、アルツハイマー病、肥満、胸水、アテローム性動脈硬化症、子宮内膜症、糖尿病性/他の網膜症、眼球の新血管発生(血管新生緑内障および角膜血管新生など)、血管の不適切または不都合な侵襲に関連する障害、例えば、糖尿病性網膜症、黄斑変性症、血管新生緑内障、再狭窄、アテローム性動脈硬化プラーク中の毛細血管増殖および骨粗鬆症など、ならびに癌関連の障害、例えば、固形腫瘍、固形腫瘍転移、血管線維腫、水晶体後線維増殖症、血管腫、カポージ肉腫、腫瘍成長を支持するために新血管発生を必要とする癌などが挙げられる。
従って、本明細書には、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害(この疾患または障害は、血管新生の阻害によって治療することができる)を有する対象または個体の組織において血管新生を阻害する方法が記載されている。一般に、方法は、血管新生阻害量のDEspR阻害剤を含む治療的に有効な量の組成物を対象に投与することを含む。いくつかの実施形態では、方法はさらに、血管新生によって調節される疾患または障害を有するか、あるいはその危険性がある対象を選択または診断することを含む。
本明細書に記載されるこれらの方法および全てのこのような方法のいくつかの実施形態では、DEspR阻害剤は、抗体またはその抗体断片である。従って、いくつかの態様では、DEspR標的に特異的な抗DEspR抗体またはその抗体断片が提供され、ここで、抗DEspR抗体またはその抗体断片はDEspR標的に特異的に結合してDEspR生物活性を低減または阻害し、従って、血管新生に依存する疾患または障害を有する対象において血管新生が阻害される。
いくつかのこのような実施形態では、DEspRはヒトDEspRである。いくつかのこのような実施形態では、DEspR標的は、SEQ ID NO:1またはその対立遺伝子変異体を含む配列を有する。これらの方法のいくつかのこのような実施形態では、DEspRに特異的に結合してDEspR生物活性を阻害する抗体またはその抗体断片は、DEspRとVEGFspとの相互作用を遮断する。いくつかのこのような実施形態では、VEGFspは、SEQ ID NO:2の配列を含む配列を有する。いくつかのこのような実施形態では、抗体またはその抗体断片は、DEspRの細胞外部分を含むDEspRのエピトープに対して特異的である。いくつかの実施形態では、抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:1のアミノ酸1〜9を含むDEspRのエピトープに対して特異的である。
血管新生を阻害するためのこれらの組成物および方法のいくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、抗DEspR7C5B2抗体またはその断片である。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域と、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域とを含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列およびその断片を含む。
血管新生を阻害するためのこれらの組成物および方法の他の実施形態では、7C5B2モノクローナル抗体の1つまたは複数の生物学的特徴を有する、DEspRに特異的に結合するモノクローナル抗DEspR抗体またはその抗体断片が提供される。いくつかのこのような実施形態では、7C5B2モノクローナル抗体の生物学的特徴を有するということは、所与の集団に対する7C5B2抗体のED50値における、あるいはその前後のED50値(すなわち、集団の50%において治療的に有効な用量)を有すること;または所与のパラメータまたは表現型に対する7C5B2抗体のEC50値における、あるいはその前後のEC50値(すなわち、所与のパラメータまたは表現型の最大半量の阻害を達成する用量)を有することを含み得る。例えば、これらの態様のいくつかの実施形態では、DEspRに特異的に結合する抗体によって阻害される所与のパラメータまたは表現型は、インビトロ管形成アッセイにおける管の平均総数、インビトロ管形成アッセイにおける管の平均全長、インビトロ管形成アッセイにおける分枝点の平均数、インビトロ管形成アッセイにおける血管接続の平均数、および腫瘍細胞侵襲性を含むことができるが、これらに限定されない。
血管新生を阻害するためのこれらの組成物および方法のいくつかの実施形態では、本明細書に記載される血管新生を阻害するための組成物および方法において使用するためのヒト化抗DEspRモノクローナル抗体またはその抗体断片が提供される。いくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspR抗体またはその抗体断片の1つまたは複数の可変重鎖CDR領域は、SEQ ID NO:5〜SEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む。いくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspR抗体またはその抗体断片の1つまたは複数の可変軽鎖CDR領域は、SEQ ID NO:10〜SEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域と、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域とを含む。いくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspRモノクローナル抗体は、突然変異ヒトIgG1フレームワーク領域と、SEQ ID NO:5〜SEQ ID NO:7からなる群、およびSEQ ID NO:10〜SEQ ID NO:12からなる群から選択されるおよび抗原結合相補性決定領域(CDR)とを含み、ヒトDEspRのそのリガンドに対する結合を遮断する。いくつかの実施形態では、ヒト化抗DEspR抗体は、突然変異ヒトIgG4フレームワーク領域と、SEQ ID NO:5〜SEQ ID NO:7からなる群、およびSEQ ID NO:10〜SEQ ID NO:12からなる群から選択される抗原結合相補性決定領域(CDR)とを含み、ヒトDEspRのそのリガンドに対する結合を遮断する。
これらの態様の他の実施形態では、抗DEspR抗体は、本明細書に記載されるモノクローナル抗DEspR抗体7C5B2と同じエピトープに対する特異性を有する抗体断片であり、ハイブリドーマ7C5B2によって産生される。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体は、7C5B2モノクローナル抗体のSEQ ID NO:5〜SEQ ID NO:7からなる群から選択される1つまたは複数の可変重鎖CDR配列および/またはSEQ ID NO:10〜SEQ ID NO:12からなる群から選択される1つまたは複数の可変軽鎖CDR配列を含む抗体断片である。いくつかの実施形態では、抗体断片はFab断片である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片はFab'断片である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片はFd断片である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片はFd'断片である。いくつかの実施形態では、抗体断片はFv断片である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片はdAb断片である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片は、単離CDR領域を含む。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片はF(ab')断片である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片は単鎖抗体分子である。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片は、2つの抗原結合部位を含むダイアボディである。いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体断片は、一対のタンデムFdセグメント(V−C1−V−C1)を含む直鎖抗体である。
従って、いくつかの態様では、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害は癌であり、この場合、急速に分裂する新生癌細胞は、その腫瘍の連続的な成長を維持するために、効率的な血液供給を必要とする。原発腫瘍部位および二次腫瘍部位において本明細書に記載される組成物および治療方法を用いて、血管新生または腫瘍細胞侵襲性またはこれらの組み合わせを阻害することは、疾患の転移および進行を予防および制限する働きをする。
従って、いくつかの態様では、本明細書において、癌または腫瘍を有するか、あるいはその危険性がある対象を治療するための方法が提供されており、本方法は、有効量の抗DEspR抗体またはその抗体断片を投与することを含む。癌を治療するためのこれらの方法のいくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、抗DEspR7C5B2抗体またはその断片である。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域と、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域とを含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む。いくつかのこのような実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列およびその断片を含む。
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、癌または腫瘍を有するか、あるいはその危険性がある対象をまず選択または診断することを含むことができる。いくつかのこのような実施形態では、対象の診断は、本明細書中の他の場所に記載されるように、標識、例えば、放射性標識、または分子イメージングのために使用される標識に結合された抗DEspR抗体またはその抗体断片を対象に投与することを含むことができる。このような実施形態では、標識化された抗DEspR抗体または抗体断片の検出は、癌または腫瘍を有する対象を示す。
「癌」および「癌性」という用語は、通常、未制御の細胞成長によって特徴付けられる、哺乳類の生理学的な状態を指す、あるいは説明する。この定義には、良性および悪性癌、ならびに休止状態の腫瘍または微小転移が含まれる。従って、「癌」または「腫瘍」という用語は、本明細書で使用される場合、身体器官および組織(癌幹細胞および腫瘍血管ニッチを含む)の正常な機能を妨害する、制御されない細胞成長を指す。癌または腫瘍を有する対象は、対象の体内に客観的に測定可能な癌細胞が存在する対象である。この定義には、良性および悪性癌、ならびに休止状態の腫瘍または微小転移が含まれる。その最初の位置から遊走し、生命維持に必要な器官に播種する癌は、罹患した器官の機能的悪化を経て、最終的には対象の死をもたらし得る。白血病などの造血器癌は、対象における正常の造血区画を打ち負かすことができ、それにより造血不全(貧血、血小板減少および好中球減少の形で)に至り、最終的には死が引き起こされる。
「転移」とは、その原発部位から体内の他の場所への癌の広がりを意味する。癌細胞は原発腫瘍から離脱し、リンパ管および血管を貫通し、血流中を循環し、体内の他の場所の正常組織における遠位の病巣で成長(転移)することができる。転移は、局所的または遠位であり得る。転移は連続的なプロセスであり、原発腫瘍から離脱し、血流中を移動し、遠位の部位で停止する腫瘍細胞に付随する。新しい部位で細胞は血液供給を確立し、成長して、生命にかかわる塊を形成し得る。腫瘍細胞内の刺激性および阻害性分子経路の両方がこの挙動を制御し、遠位の部位での腫瘍細胞と宿主細胞との間の相互作用も顕著である。
転移は、ほとんどの場合、特定の症状のモニタリングに加えて、磁気共鳴イメージング(MRI)スキャン、コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、血液および血小板数、肝機能調査、胸部X線および骨のスキャンの単独でまたは組み合わせて使用することによって検出される。
癌の例としては、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫、および白血病が挙げられるが、これらに限定されない。このような癌のより特定の例としては、基底細胞癌、胆道癌、膀胱癌、骨癌、脳およびCNS癌、乳癌、腹膜の癌、子宮頸癌、絨毛癌、結腸および直腸癌、結合組織癌、消化器系の癌、子宮内膜癌、食道癌、眼癌、頭部および頸部の癌、胃癌(胃腸癌を含む)、神経膠芽腫、肝癌、肝細胞腫、上皮内新生物、腎臓癌または腎癌、喉頭癌、白血病、肝臓癌、肺癌(例えば、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、および肺の扁平上皮癌を含む)、リンパ腫(ホジキンおよび非ホジキンリンパ腫を含む)、メラノーマ、骨髄腫、神経芽細胞腫、神経膠芽腫、口腔癌(例えば、口唇、舌、口、および咽頭)、卵巣癌、膵癌、前立腺癌、網膜芽細胞腫、横紋筋肉腫、直腸癌、呼吸器系の癌、唾液腺癌、肉腫、皮膚癌、扁平上皮癌、胃癌、精巣癌、甲状腺癌、子宮または子宮内膜癌、泌尿器系の癌、外陰癌、ならびに他の癌腫および肉腫、ならびにB細胞リンパ腫(低悪性度/濾胞性非ホジキンリンパ腫(NHL)、小リンパ球性リンパ腫(SL)NHL、中悪性度/濾胞性NHL、中悪性度びまん性NHL、高悪性度免疫芽球性NHL、高悪性度リンパ芽球NHL、高悪性度小型非切れ込み核細胞性NHL、巨大病変NHL、マントル細胞リンパ腫、AIDS関連リンパ腫、およびワルデンシュトレームマクログロブリン血症を含む))、慢性リンパ性白血病(CLL)、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、ヘアリーセル白血病、慢性骨髄芽球性白血病、および移植後リンパ増殖性障害(PTLD)、ならびに母斑症、浮腫(脳腫瘍に関連するものなど)、およびメイグス症候群に関連する異常な血管増殖が挙げられるがこれらに限定されない。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、アテローム性動脈硬化プラークおよびアテローム性動脈硬化症の治療または阻害またはイメージングにおいて使用される。アテローム性動脈硬化症は血管疾患の最も一般的な形態であり、ほとんどの冠動脈疾患、大動脈瘤、脳血管疾患および下肢の動脈疾患の根底にある大動脈の障害である(Libby,「The Principles of Internal Medicine」,15th ed.,Braunward et al.(編集者),Saunders,Philadelphia,Pa.,2001,pp.1377−1382)。アテローム性動脈硬化症の発症は、損傷に対する反応として起こる(Libby,「The Principles of Internal Medicine」,15th ed.,Braunward et al.(編集者),Saunders,Philadelphia,pa.,2001,pp.1377−1382)。細胞が正常に機能する能力の損失をもたらす内皮への損傷はわずかであり得る。内皮への損傷のタイプの例としては、高コレステロール血症および機械的ストレスが挙げられる(Ross,1999,N.Engl.J.Med.,340:115)。
アテローム性動脈硬化症のプロセスは炎症を含み、白血球(例えば、リンパ球、単球、およびマクロファージ)は、多くの場合、アテローム性動脈硬化症の発達を通して存在する。アテローム性動脈硬化症は、単球が活性化され、血流から動脈壁内へ移動したときに始まる。そこで、泡沫細胞に形質転換され、コレステロールおよび他の脂肪材料が集められる。やがて、これらの脂肪を含んだ泡沫細胞が蓄積して、動脈壁の内膜にアテロームを形成し、壁の肥厚および硬化を引き起こす。アテロームは中動脈および大動脈全体に散乱され得るが、通常、動脈が分枝するところに形成される。アテローム性動脈硬化症は心疾患に至ることが多く、脳卒中または他の血管に関する問題(跛行など)も引き起こし得るので、その治療および診断は重要である。
従って、本明細書に記載される態様のいくつかの実施形態では、アテローム性動脈硬化プラークおよびアテローム硬化性動脈の栄養血管における病的血管新生(冠動脈および頸動脈疾患)は危険であり、そして/あるいは不安定プラークの進行および破壊の原因因子であると考えられる。従って、いくつかのこのような実施形態では、本明細書に記載される組成物および方法を用いて治療される血管新生障害を有する対象は、アテローム性動脈硬化症を有し得るか、あるはその危険性があり得る。本明細書で使用される場合、「アテローム性動脈硬化症」は、動脈内における多数のアテローム性プラークの形成によって引き起こされる動脈の硬化をもたらす動脈血管の疾患を指す。アテローム性動脈硬化症は、冠動脈心疾患事象、脳血管事象、急性冠動脈症候群、および間欠性跛行を含むがこれらに限定されない、他の病態に関連し得る。例えば、冠動脈のアテローム性動脈硬化症は、一般に、冠動脈疾患、心筋梗塞、冠動脈血栓症、および狭心症を引き起こす。中枢神経系に分布している動脈のアテローム性動脈硬化症は、脳卒中および一過性脳虚血を誘発することが多い。末梢循環では、アテローム性動脈硬化症は間欠性跛行および壊疽を引き起こし、四肢の生存を危険にさらし得る。臓器循環の動脈のアテローム性動脈硬化症は、腸間膜虚血を引き起こし得る。アテローム性動脈硬化症は、腎臓に直接影響を与え得る(例えば、腎臓動脈狭窄)。また、1つまたは複数の非致死性のアテローム硬化性疾患事象を既に経験している人は、このような事象の再発の可能性がある人である。
これらの他の疾患は、時には、アテローム性動脈硬化症以外によって引き起こされる、あるいはアテローム性動脈硬化症以外に関連することもある。従って、いくつかの実施形態では、まず、本明細書に記載される組成物を対象に投与する前にアテローム性動脈硬化症が存在することが診断される。対象は、アテローム性動脈硬化症の症状のマーカーの少なくとも1つが存在すれば、「アテローム性動脈硬化症と診断される」、あるいは「アテローム性動脈硬化症を有すると選択される」。1つのこのような実施形態では、人間がアテローム性動脈硬化症の家族歴を有すれば、あるいは高コレステロールに対する既知の遺伝子突然変異または多型を有すれば、対象は「選択される」。一実施形態では、対象は、他の炎症性障害が存在しない場合に、C反応性タンパク質(CRP)の増大レベルを測定することによって診断される。他の実施形態では、アテローム性動脈硬化症は、ホモシステイン、フィブリノーゲン、リポタンパク質(a)、または小さいLDL粒子の血清レベルを測定することによって診断される。あるいは、冠動脈中のカルシウムレベルを測定するコンピュータ断層撮影スキャンを用いて、アテローム性動脈硬化症を有する対象を選択することができる。一実施形態では、アテローム性動脈硬化症は、炎症性サイトカインの増大によって診断される。一実施形態では、アテローム性動脈硬化症を有する個体を選択するための指標として、インターロイキン−6の増大レベルが使用される。他の実施形態では、アテローム性動脈硬化症を有する個体を選択するための指標としてインターロイキン−8および/またはインターロイキン−17の増大レベルが使用される。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、加齢性黄斑変性症において生じる血管新生の遮断または阻害において使用される。例えば、VEGFは、滲出型または新生血管型の加齢性黄斑変性症において生じるものと同様に、眼の脈絡膜層から網膜への異常な血管成長に寄与することが知られている。AMDまたはARMD(加齢性黄斑変性症)と呼ばれることが多い黄斑変性症は、65歳以上の米国人における失明および盲目の主な原因である。網膜の下で新しい血管が成長し(新血管発生)、血液および流体を漏出させる。この漏出は、感光性の網膜細胞に永久的な損傷を引き起こし、細胞が死滅し、中心視野の盲点または網膜黄斑が生じる。従って、本明細書に開示される方法には、抗血管新生療法により加齢性黄斑変性症に対して治療されている対象が包含される。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、異常な血管成長が糖尿病性眼疾患および糖尿病性黄斑浮腫に関連する糖尿病性網膜症を有する対象において生じる血管新生の遮断または阻害において使用される。糖尿病による小さい血餅によって網膜内の正常な血管が損傷を受けると、新しい血管成長に至る連鎖反応が刺激される。しかしながら、バックアップ血管は不完全であり、漏出し(浮腫を引き起こす)、出血し、網膜を剥離する瘢痕組織を促進し、深刻な視力の低下がもたらされる。このような成長は糖尿病性網膜症の顕著な特徴であり、先進国の若者の間の盲目の主な原因である。従って、本明細書に開示される方法には、糖尿病性網膜症および/または糖尿病性黄斑浮腫に対して治療された患者も包含される。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、関節リウマチを有する対象において生じる血管新生の遮断または阻害において使用される。関節リウマチ(RA)は、滑膜組織の腫脹、白血球の侵入および血管新生、または新しい血管成長を特徴とする。関節リウマチ(RA)における関節の滑膜裏層の拡張、およびそれに続くパンヌスによる下側の軟骨および骨の侵襲は、酸素および栄養物に対する要求の増大に対処するために、滑膜への血管供給の増大を必要とする。血管新生は、現在、RAのパンヌスの形成および維持における重要な事象として認識されている(Paleolog,E.M.,Arthritis Res.2002;4 Suppl 3:S81−90;Afuwape AO,Histol Histopathol.2002;17(3):961−72)。早期RAでも、最も早期の組織学的観察のいくつかは血管である。単核球浸潤は、豊かな血管系と共に、滑膜組織を特徴付ける。血管新生は炎症性パンヌスの形成に不可欠であり、血管新生がなければ、白血球の侵入は起こり得ない(Koch,A.E.,Ann.Rheum.Dis.2000,59 Suppl 1:i65−71)。新しい血管の形成の破壊は、炎症部位への栄養物の送達を防止するだけでなく、VEGFの付加的な活性、血管透過性因子のようなRAにおける強力な血管新生促進因子による関節腫脹も低減し得る。抗VEGFヘキサペプチドRRKRRR(dRK6)は、関節炎の重症度を抑制および軽減することができる(Seung−Ah Yoo,et.al.,2005、上記)。従って、本明細書に開示される方法には、関節リウマチを有するか、あるいは関節リウマチに対して治療されている対象が包含される。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、アルツハイマー病を引き起こす遮血管新生の遮断または阻害において使用される。アルツハイマー病(AD)は、世界的に、最も一般的な認知症の原因である。ADは、ニューロンの変性、そして最終的には認知症に至る過剰な脳アミロイド沈着を特徴とする。ADの正確な原因はまだ分かっていない。疫学的研究によって、非ステロイド系抗炎症薬、スタチン、ヒスタミンH2受容体遮断薬、またはカルシウムチャネル遮断薬(これらは全て、抗血管新生効果を有する心血管薬である)の長期使用は、アルツハイマー病を予防し、そして/あるいはAD患者の予後に影響を与えるように見えることが示されている。従って、脳血管系におけるAD血管新生は、ADにおいて重要な役割を果たし得る。アルツハイマー病において、脳内皮は、皮質ニューロンを選択的に死滅させるベータ−アミロイド斑および神経毒性ペプチドの前駆物質を分泌する。さらに、血管系におけるアミロイド沈着は内皮細胞アポトーシスおよび内皮細胞活性化をもたらし、新血管発生に至る。血管形成は、VEGFアンタゴニストSU4312およびスタチンによって遮断され得る。これは、抗血管新生戦略がADおける内皮細胞活性化を妨害可能であり(Schultheiss C.,el.al.,2006、Grammas P.,et.al.,1999)、ADを予防および/または治療するために使用可能であることを示す。従って、本明細書に開示される方法には、アルツハイマー病に対して治療されている対象が包含される。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、脳内の虚血領域で起こる血管新生の遮断または阻害において使用され、この血管新生は、浮腫、漏出性新血管に寄与し、虚血性脳卒中事象の後に、対象に出血性形質転換が生じやすくなり、脳卒中事象からの罹患率および死亡リスクが悪化し得る。本明細書に記載される組成物および方法を用いる漏出性血管新生の新血管の阻害は、虚血性脳卒中事象からの神経障害を低減すると共に、出血性脳卒中への進行を予防することができる。現在、虚血性の出血性形質転換に対する治療法も、脳卒中からの神経障害を低減するための有効な治療法も存在していない。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、肥満において起こる血管新生の遮断または阻害において使用される。肥満における脂肪生成は、分化脂肪細胞、ストローマ細胞、および血管の間の相互作用を伴う。血管形成および脂肪生成、ならびに既存の血管系からの新しい血管の発芽の間の密接な空間的および時間的相互関係を脂肪細胞分化に結合させた。脂肪生成/血管新生細胞クラスタは、形態学的および免疫組織化学的に、脂肪組織の肥満の後期に高い頻度で見られるクラウン様構造とは区別することができる。抗血管内皮成長因子(VEGF)抗体の投与は血管新生を阻害するだけでなく、脂肪生成/血管新生細胞クラスタの形成も阻害した。これは、脂肪生成および血管新生の結合が、肥満における脂肪細胞の分化のために必須であり、そしてVEGFがそのプロセスの重要なメディエータであることを示す(Satoshi Nishimura et.al.,2007,Diabetes 56:1517−1526)。血管新生阻害剤、TNP−470はマウスにおいて食事誘発性および遺伝性の肥満を防止できたことが示されている(Ebba Brakenhielm et.al.,Circulation Research,2004;94:1579)。TNP−470は脂肪組織における血管分布を低減し、それにより脂肪組織の成長および肥満発生の速度を阻害した。従って、本明細書に記載される方法には、肥満に悩んでいる対象が包含される。
他の態様では、本明細書に記載される組成物および方法は、子宮内膜症で生じる血管新生の遮断または阻害において使用される。過剰な子宮内膜の血管新生は、子宮内膜症の発症における重要なメカニズムとして提案される(Healy,DL.,et.al.,Hum Reprod Update.1998 Sep−Oct;4(5):736−40)。子宮内膜症を有する患者の子宮内膜は、内皮細胞増殖の増強を示した。さらに、正常な女性と比較したときに、子宮内膜症を有する女性の子宮内膜ではより多くの血管において細胞接着分子インテグリンvβ3の発現が上昇されている。米国特許第6,121,230号明細書には、子宮内膜症の治療における抗VEGF剤の使用が記載されており、この特許は参照によって本明細書に援用される。従って、本明細書に開示される方法には、子宮内膜症を有するか、あるいは子宮内膜症の治療を受けている対象が包含される。
本明細書に記載されるように、皮膚、筋肉、腸、結合組織、関節、骨および同様の組織を含む、様々な組織または器官(構築された組織で構成される)はどれも病態における血管新生を支持することができ、血管新生刺激の際に、血管が侵入することができる。
種々の実施形態において本明細書に記載されるように治療される個体または対象は、望ましくはヒト患者であるが、本方法は全ての哺乳類に関して有効であると理解されるべきであり、「患者」または「対象」という用語には、全ての哺乳類が含まれることが意図される。これに関連して、哺乳類は、血管新生に関連する疾患の治療が望ましいあらゆる哺乳類種を含むと理解される。「対象」および「個体」という用語は本明細書では交換可能に使用され、本明細書に記載されるDEspR特異的抗体および抗体断片の動物(例えば、ヒト)レシピエントを指す。ヒト対象などの特定の動物に特異的である病状の治療については、「対象」という用語は、その特定の動物を指す。「非ヒト動物」および「非ヒト哺乳類」という用語は本明細書では交換可能に使用され、ラット、マウス、ウサギ、ヒツジ、ネコ、イヌ、雌ウシ、ブタ、および非ヒト霊長類などの哺乳類が含まれる。「対象」という用語は、哺乳類、爬虫類、両生類および魚類を含むがこれらに限定されないあらゆる脊椎動物も包含する。しかしながら、対象は、ヒトなどの哺乳類、または飼いならされた哺乳類(例えば、イヌ、ネコ、ウマなど)、もしくは生産用哺乳類(例えば、雌ウシ、ヒツジ、ブタなど)などの他の哺乳類であることが有利であり、対象という用語に同様に包含される。
投与方式
本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspR特異的アンタゴニスト剤は、対象に有効な治療をもたらす任意の適切な経路によって、それを必要としている対象に投与することができる。本明細書で使用される場合、「投与する」および「導入する」という用語は交換可能に使用され、炎症部位または癌部位などの所望の部位において、所望の効果が生じるようにこのような薬剤の少なくとも部分的な局在化をもたらす方法または経路によって、抗DEspR抗体またはその抗体断片を対象内に入れることを指す。
いくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、全身的あるいは所望の表面または標的に薬剤を送達する任意の投与モード(注射、注入、点滴、および吸入投与を含むことができるが、これらに限定されない)によって、阻害すべき血管新生の障害を有する対象に投与される。抗DEspR抗体またはその抗体断片が腸内で不活性化から保護され得る限りは、経口投与形態も考えられる。「注射」には、静脈内、筋肉内、動脈内、くも膜下腔内、脳室内、関節内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、角皮下、関節内、嚢下、くも膜下、脊髄内、脳脊髄内、および胸骨内注射および注入が含まれるがこれらに限定されない。好ましい実施形態では、本明細書に記載される方法において使用するための抗DEspR抗体またはその抗体断片は、静脈内注入または注射によって投与される。
「非経口投与」および「非経口で投与される」という語句は、本明細書で使用される場合、経腸および局所投与以外の投与モード、通常は注射による投与モードを指す。「全身性投与」、「全身的に投与される」、「末梢投与」および「末梢に投与される」という用語は、本明細書で使用される場合、二重特異性または多特異性のポリペプチド剤の、標的部位、組織、または器官、例えば腫瘍部位への直接的以外の投与を指し、薬剤は対象の循環系に入り、従って、代謝および他の同様のプロセスを受ける。
本明細書に記載されるDEspR特異的アンタゴニストは、既知の方法に従って、例えば、ボーラスのような静脈内投与、またはある期間にわたる持続注入によって、筋肉内、腹腔内、脳脊髄内、皮下、関節の内、滑液包内、くも膜下腔内、経口、局所、または吸入経路によって、対象、例えばヒト対象に投与される。例えば、血管新生が発生している腫瘍または癌部位への局所投与は、広範な副作用または毒性がDEspRアンタゴニストの使用と関連している場合に特に所望される。エキソビボ戦略も、いくつかの実施形態では治療用途のために使用することができる。エキソビボ戦略は、DEspRアンタゴニストをコードするポリヌクレオチドを有する対象から得られる細胞をトランスフェクトまたは形質導入することを含む。トランスフェクトまたは形質導入された細胞は次に対象に戻される。細胞は、造血細胞(例えば、骨髄細胞、マクロファージ、単球、樹状細胞、T細胞、またはB細胞)、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、または筋肉細胞を限定なしに含む広範なタイプのいずれでもあり得る。
いくつかの実施形態では、DEspR特異的アンタゴニストが抗DEspR抗体またはその抗体断片である場合、抗体またはその抗体断片は、非経口、皮下、腹腔内、肺内、および鼻腔内を含む任意の適切な手段によって投与され、そして局所的な免疫抑制治療が所望される場合には、病巣内投与によって投与される。非経口注入には、筋肉内、静脈内、動脈内、腹腔内、または皮下投与が含まれる。いくつかの実施形態では、抗体またはその抗体断片は、パルス注入によって、特に抗体の用量を減らして適切に投与される。好ましくは、投薬は注射によって、最も好ましくは、投与が短時間であるか慢性的であるかに部分的に依存して静脈内または皮下注射によって与えられる。
いくつかの実施形態では、DEspR特異的アンタゴニスト化合物は、障害または腫瘍位置が許す場合には局所的に、例えば直接注射によって投与され、注射は定期的に繰り返すことができる。またDEspR特異的アンタゴニストは、例えば休止状態の腫瘍または微小転移の局所的な再発または転移を防止または低減するために、対象に全身的に、あるいは腫瘍細胞、例えば腫瘍または腫瘍の外科的切除後の腫瘍床に直接送達することができる。
ソノポレーションによる投与
抗体標的化ソノポレーション法は、本明細書において提供される抗DEspR抗体およびその抗体断片を含む治療組成物の有効性および効力を増強するために、本明細書に記載される血管新生の阻害方法のいくつかの実施形態において使用することが考えられる。
本発明者らは、抗DEspRモノクローナル抗体および抗体断片を含む医薬組成物のDEspR標的化ソノポレーションが、腫瘍成長および転移の低減の驚くべき増強(組成物の浸透および送達の増強を示す)を提供し、病的血管新生の部位、腫瘍細胞、および腫瘍開始細胞または癌幹細胞または癌幹様細胞への送達を増強することを発見した。さらに、本発明者らは、小分子化合物または他の薬物化合物などの他の治療薬と組み合わせた、抗DEspR抗体およびその抗体断片のソノポレーションを使用して、他の治療薬の送達を増強することができ、従って標的化および増強された送達の手段が提供されることを発見した。
従って、本明細書に記載される血管新生の阻害方法のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体およびその抗体断片は、ソノポレーションによって、それを必要としている対象に投与される。
本明細書で使用される場合、「ソノポレーション」は、細胞形質膜の透過性を一時的に修正することにより、治療薬などの大きい分子の取込みを可能にするための、好ましくは超音波周波数の音波の使用、または超音波と造影剤(例えば、安定化微小気泡)との相互作用を指す。ソノポレーションにより引き起こされる膜透過性は一過性であり、超音波暴露の後、薬剤は細胞内に捕捉されたままである。ソノポレーションは、大きい分子の搬送を増強するために、微小気泡の音響キャビテーションを使用する。
従って、本方法のいくつかの実施形態では、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片の標的化送達を達成するために、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片などの抗DEspR治療剤は、微小気泡などの超音波造影剤と混ぜ合わせられて、血管新生障害の治療を必要としている対象に局所的または全身的に注射されることが可能であり、超音波が結合され、さらに規定された領域、例えば、腫瘍部位に焦点が合わせられ得る。さらに、抗DEspR抗体またはその抗体断片は腫瘍血管内皮を標的とすることが知られており、従って、ソノポレーションは、腫瘍内皮細胞においてDEspR発現が増大した領域に方向付けられる。オペレータにより決定される焦点式超音波に加えて、微小気泡の抗DEspR標的化は、抗DEspRモノクローナル抗体自体を含む任意の治療薬の、ソノポレーションに媒介された前記標的化癌領域への侵入の増強を標的とするために使用され得る。
いくつかの実施形態では、本方法は、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片の標的化送達を達成するために、焦点式超音波法を使用する。本明細書で使用される場合、HIFUまたは「高密度焦点式超音波」は、高密度超音波を用いて、被覆または周囲の健全な組織に損傷を引き起こすことなく悪性または病原性組織を加熱および破壊する非侵襲性治療法を指す。通常、HIFUは組織切除技術において使用されており、凝固壊死および構造破壊を含むHIFU治療の生物学的効果は、固形腫瘍部位などの切除を必要とする組織において誘発され得る。しかしながら、Khaibullina A.et al.,J Nucl Med.2008 Feb;49(2):295−302、および国際公開第2010127369号パンフレット(これらの内容は、参照によってその全体が本明細書中に援用される)に記載されるように、HIFUは、抗体またはその抗体断片などの治療薬の送達手段としても使用することができる。
造影超音波(CEUS)を用いる方法も、本明細書に記載される抗DEspR阻害剤と共に使用することが考えられる。造影超音波(CEUS)は、超音波造影媒体および超音波造影剤の従来の医療用超音波検査への適用を指す。超音波造影剤は、音波が物質間の界面から反射される様々な方法に依存する薬剤を指す。これは、小さい気泡またはより複雑な構造の表面であり得る。市販の造影媒体は、体循環へ静脈内投与されるガス充填微小気泡を含む。微小気泡は、高度のエコー輝度、すなわち物体が超音波を反射する能力を有する。微小気泡中の気体と、体の軟組織周辺部との間のエコー輝度の違いは非常に大きく、超音波の後方散乱、または超音波の反射を増強し、エコー輝度の違いが大きいことによりコントラストが増大した独特の超音波画像を生じる。造影超音波は、本明細書に記載される組成物および方法と共に使用して、本明細書に記載されるように、血管新生依存性障害などの様々な状態および障害を画像形成することができる。
本明細書に記載される組成物および方法と共に使用するために様々な微小気泡造影剤が利用可能である。微小気泡は、そのシェルの構成、気体コアの構成、および標的とされるかどうかが異なり得る。
微小気泡のシェル材料は、微小気泡が免疫系によってどの程度容易に取り込まれるかを決定する。より親水性のシェル材料はより容易に取り込まれる傾向があり、循環中の微小気泡の滞留時間を短くする。これは、コントラストイメージングに使用可能な時間を低減する。シェル材料は、微小気泡の機械的弾性にも影響を与える。材料が弾性であるほど、破裂する前に耐えることができる音響エネルギーが大きくなる。現在の微小気泡シェルにおいて使用される材料の例としては、Lindner,J.R.2004 Microbubbles in Medical imaging:current applications and future directions.Nat Rev Drug Discov.3:527−32(その内容は参照によってその全体が本明細書中に援用される)に記載されるように、アルブミン、ガラクトース、脂質、およびポリマーが挙げられる。
微小気泡の気体コアは、エコー輝度を決定するので、超音波造影微小気泡の重要な部分である。気泡が超音波周波数フィールドに捕獲され得る場合、これらは圧縮し、振動し、そして特有のエコーを反射する。このエコーは、造影超音波において強力で独特な超音波画像を生じる。気体コアは、例えば、空気、またはペルフルオロカーボンもしくは窒素のような重い気体で構成され得る。重い気体は水溶性が低いので、微小気泡から漏出して、エコー輝度を損なう可能性が低い。従って、重い気体のコアを有する微小気泡は、循環中でより長く存続する可能性がある。
シェルまたは気体コアの組成に関係なく、微小気泡サイズは、通常、かなり均一である。これらは、直径1〜4マイクロメートルの範囲内であり得る。それにより、微小気泡は赤血球よりも小さくなり、循環および微小循環を通って容易に流れることができる。
DEspRなどの血管新生障害に特有の受容体に結合する標的リガンドは微小気泡に結合させることができ、微小気泡複合体が罹患または異常組織などの対象の領域に選択的に蓄積可能になる。標的化造影超音波として知られているこの形式の分子イメージングは、標的化微小気泡が対象の領域に結合したときにだけ強力な超音波シグナルを発生するであろう。標的化造影超音波は、医学的診断および医学的治療の療法において多数の用途を有する。抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspRに結合する薬剤により標的化される微小気泡は、小さいボーラスにおいて全身的に注射される。これらのDEspR標的化微小気泡は循環系を通って移動することができ、最終的にそのそれぞれの標的を見出し、特異的に結合する。次に、超音波が対象の領域に向けられる。十分な数のDEspR標的化微小気泡がその領域に結合されたら、その圧縮性気体コアは、高周波数の音響エネルギー場に応答して振動する。DEspR標的化微小気泡は、微小気泡と組織との間の桁違いなエコー輝度の差異に起因して、周囲の組織と全く対照的である独特のエコーも反射する。超音波システムは強いエコー輝度を対象領域の造影画像に変換し、結合したDEspR標的化微小気泡の位置が明らかになる。次に、結合した微小気泡の検出は、対象領域がDEspRを発現していることを示すことができ、これは、特定の病状を示すか、あるいは対象領域内の特定の細胞を同定することができる。さらに、標的化ソノポレーションは、DEspR標的化微小気泡が付着された部位において行うことができ、従って、エコーを発生する微小気泡にカプセル化されるかそこに支持された任意の治療薬(薬物、siRNA、DNA、小分子)の標的化搬送が達成される。
従って、本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片、例えば、抗DEspR7C5B2抗体またはその断片、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、またはSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体またはその抗体断片;SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、またはSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む抗DEspR抗体またはその抗体断片;SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR抗体または抗体断片;および/またはSEQ ID NO:9、SEQ ID NO:18、およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列を含む抗DEspR抗体またはその抗体断片などが、標的化超音波送達を用いて、血管新生障害(例えば、癌など)の治療を必要としている対象に投与される。いくつかのこのような実施形態では、標的化超音波送達は、造影剤として、抗DEspR抗体またはその抗体断片が結合し得る微小気泡を使用することを含む。いくつかのこのような実施形態では、標的化超音波はHIFUである。
医薬製剤
本明細書に記載される方法の臨床用途のために、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspRアンタゴニストの投与は、非経口投与、例えば、静脈内、粘膜、例えば、鼻腔内、眼球、または他の投与モードのための医薬組成物または医薬製剤への処方を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片は、任意の薬学的に許容可能なキャリア化合物、材料、または組成物と共に投与することができ、対象に有効な治療がもたらされる。従って、本明細書に記載される方法において使用するための医薬製剤は、1つまたは複数の薬学的に許容可能な成分と組み合わせて、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片を含有することができる。
「薬学的に許容可能な」という語句は、正しい医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、過敏、アレルギー応答、または他の問題もしくは合併症を伴わず、合理的な利益/リスク比と釣り合って、ヒトおよび動物の組織と接触して使用するのに適した化合物、材料、組成物、および/または剤形を指す。「薬学的に許容可能なキャリア」という語句は、本明細書で使用される場合、液体または固体充填剤、希釈剤、賦形剤、溶媒、媒体、カプセル化材料、製造助剤(例えば、潤滑剤、タルクマグネシウム、ステアリン酸カルシウムもしくは亜鉛、もしくはステアリン酸(steric acid))、または抗DEspR抗体もしくはその抗体断片の安定性、溶解度、もしくは活性の維持に関与する溶媒カプセル化材料などの、薬学的に許容可能な材料、組成物または媒体を指す。各キャリアは、製剤の他の成分と適合性であり、そして患者に有害でないという意味で、「許容可能」でなければならない。「賦形剤」、「キャリア」、「薬学的に許容可能なキャリア」などの用語は、本明細書では交換可能に使用される。
本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片は、以下の:(1)例えば、無菌溶液もしくは懸濁液、または徐放性製剤として、例えば、皮下、筋肉内、静脈内または硬膜外の注射による非経口投与、(2)例えば、皮膚に適用されるクリーム、軟膏、または徐放性パッチもしくはスプレーとしての局所用途、(3)例えば、ペッサリー、クリームまたはフォムとしての腟内または直腸内投与、(4)眼による投与(5)経皮投与、(6)経粘膜投与、または(79)経鼻投与に適しているものを含む、固体、液体またはゲル形態における化合物を対象へ投与するために特に処方することができる。さらに、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、患者に移植することもできるし、あるいは薬物送達系を用いて注射することもできる。例えば、Urquhart,et al.Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.24:199−236(1984)、Lewis,ed.「Controlled Release of Pesticides and Pharmaceuticals」(Plenum Press,New York,1981)、米国特許第3,773,919号明細書、および米国特許第353,270,960号明細書を参照されたい。
本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspR特異的アンタゴニスト剤の治療製剤は、所望の純度を有するDEspR特異的アンタゴニストを、任意的な薬学的に許容可能なキャリア、賦形剤または安定剤(Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition,Osol,A.Ed.(1980))と混合することによって、凍結乾燥製剤または水溶液の形態で貯蔵用に調製することができる。許容可能なキャリア、賦形剤、または安定剤は、使用される投与量および濃度においてレシピエントに無毒であり、リン酸、クエン酸、および他の有機酸などの緩衝液;アスコルビン酸およびメチオニンを含む酸化防止剤;防腐剤(例えば、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、塩化ヘキサメトニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、フェノール、ブチルまたはベンジルアルコール、アルキルパラベン(メチルまたはプロピルパラベンなど)、カテコール、レゾルシノール、シクロヘキサノール、3−ペンタノール、およびm−クレゾールなど);低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、またはリジンなどのアミノ酸;単糖、二糖、および他の炭水化物(グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む);EDTAなどのキレート剤;スクロース、マンニトール、トレハロースまたはソルビトールなどの糖;ナトリウムなどの塩形成対イオン;金属錯体(例えば、Zn−タンパク質複合体);および/またはTWEENTM、PLURONICSTMもしくはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性界面活性剤が含まれる。例示的な凍結乾燥抗VEGF抗体製剤は、参照によって本明細書中に明確に援用される国際公開第97/04801号パンフレットに記載されている。
場合によるが好ましくは、本明細書に記載される組成物を含む製剤は、薬学的に許容可能な塩、通常、例えば塩化ナトリウムを、好ましくはほぼ生理学的な濃度で含有する。場合により、本発明の製剤は、薬学的に許容可能な防腐剤を含有することができる。いくつかの実施形態では、防腐剤の濃度は、0.1〜2.0%(通常、v/v)の範囲である。適切な防腐剤には、医薬品分野において既知のものが含まれる。ベンジルアルコール、フェノール、m−クレゾール、メチルパラベン、おおよびプロピルパラベンは、防腐剤の例である。場合により、本発明の製剤は、0.005〜0.02%の濃度の薬学的に許容可能な界面活性剤を含むことができる。
また、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片などのDEspR特異的アンタゴニストを含む組成物の治療製剤は、治療中の特定の徴候のために必要なものとして、2つ以上の活性化合物(好ましくは、互いに悪影響を与えない相補的な活性を有するもの)を含有することもできる。例えば、いくつかの実施形態では、EGFR、VEGF(例えば、VEGF上の異なるエピトープに結合する抗体)、VEGFR、またはErbB2(例えば、HerceptinTM)に結合する抗体をさらに提供することが望ましいこともある。あるいは、またはさらに、組成物は、細胞毒性剤、サイトカイン、成長阻害剤および/またはVEGFRアンタゴニストを含むことができる。このような分子は、意図される目的のために有効である量で組み合わせられて適切に存在する。
本明細書に記載されるDEspR特異的アンタゴニストを含む組成物の治療製剤の活性成分は、例えば、コアセルベーション技術によって、あるいは界面重合、例えば、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ(メタクリル酸メチル)マイクロカプセルによって、それぞれ、コロイド薬物送達系(例えば、リポソーム、アルブミンミクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子およびナノカプセル)またはマクロエマルジョンにおいて、マイクロカプセル中に捕捉して調製することもできる。このような技術はRemington's Pharmaceutical Sciences 16th edition,Osol,A.Ed.(1980)に開示されている。
いくつかの実施形態では、徐放性調製物を使用することができる。徐放性調製物の適切な例としては、抗DEspR抗体などのDEspR特異的アンタゴニストを含有する固体疎水性ポリマーの半透性マトリックスが挙げられ、ここで、マトリックスは、成形物品、例えば、フィルムまたはマイクロカプセルの形態である。徐放性マトリックスの例としては、ポリエステル、ヒドロゲル(例えば、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)、またはポリ(ビニルアルコール))、ポリ乳酸(米国特許第3,773,919号明細書)、L−グルタミン酸およびyエチル−L−グルタメートのコポリマー、非分解性エチレン−酢酸ビニル、分解性乳酸−グリコール酸コポリマー、例えばLUPRON DEPOTTM(乳酸−グリコール酸コポリマーおよび酢酸ロイプロリドで構成される注射用ミクロスフェア)など、およびポリ−D−(−)−3−ヒドロキシ酪酸が挙げられる。エチレン−酢酸ビニルおよび乳酸−グリコール酸などのポリマーは、100日以上にわたる分子の放出を可能にするが、特定のヒドロゲルは、より短い期間でタンパク質を放出する。カプセル化された抗体が体内に長期間とどまる場合、37℃における水分への暴露の結果としてこれらは変質するかあるいは凝集することがあり、その結果、生物活性が損失され、免疫原性の変化が生じ得る。関与するメカニズムに応じて安定化のための合理的な戦略が考案され得る。例えば、凝集メカニズムがチオ−ジスルフィド交換による分子間S−S結合の形成であることが見出されれば、スルフヒドリル残基を修飾し、酸性溶液から凍結乾燥し、適切な添加剤を用いて含水量を調節し、特定のポリマーマトリックス組成物を生じさせることによって、安定化を達成することができる。
本明細書に記載される方法において、非経口投与などのインビボ投与のために使用される治療製剤は無菌であり得るが、これは、無菌ろ過膜によるろ過、または当業者に知られている他の方法によって容易に達成される。
投与量および持続期間
抗DEspR抗体およびその抗体断片などの本明細書に記載されるDEspR特異的アンタゴニストは、良好な医療行為と調和するように処方、服用、および投与される。これに関連して検討するための因子には、治療中の特定の障害、治療中の特定の対象、個々の対象の臨床症状、障害の原因、薬剤の送達部位、投与方法、投与のスケジューリング、および開業医に知られているその他の因子が含まれる。投与すべきDEspR特異的アンタゴニストの「治療的に有効な量」はこのような検討により決定され、癌を回復させ、治療し、または安定化するため、進行までの時間(無進行生存の持続期間)を長くするため、あるいは腫瘍、休止状態の腫瘍、または微小転移の発生または再発を治療または予防するために必要な最小量を指す。DEspR特異的アンタゴニストは、場合により、癌または発癌リスクを予防または治療するために現在使用されている1つまたは複数の付加的な治療薬と共に処方される。このような他の薬剤の有効量は、製剤中に存在するVEGF特異的アンタゴニストの量、障害または治療の種類、および上記のその他の因子に依存する。これらは、一般に、これまでの使用と同じ投与量および投与経路で、あるいはこれまで使用された投与量の約1〜99%で使用される。
疾患の種類および重症度に応じて、例えば、1つまたは複数の別の投与によって、あるいは持続注入によって対象へ投与するために、約1μg/kg〜100mg/kg(例えば、0.1〜20mg/kg)のDEspR特異的アンタゴニストが初期候補投与量である。典型的な1日の投与量は、上記の因子に応じて、約1μg/kg〜約100mg/kgまたはそれ以上の範囲であろう。特に望ましい投与量としては、例えば、5mg/kg、7.5mg/kg、10mg/kg、および15mg/kgが挙げられる。条件に応じて数日またはそれ以上にわたる反復投与の場合には、上記の方法または当該技術分野において既知の方法によって測定されるように、例えば、癌が治療されるまで治療は持続される。しかしながら、他の投与計画も有用であり得る。1つの非限定的な例では、DEspR特異的アンタゴニストが抗DEspR抗体またはその抗体断片であれば、抗DEspR抗体またはその抗体断片は、約5mg/kg〜約15mg/kgの用量範囲(5mg/kg、7.5mg/kg、10mg/kgまたは15mg/kgを含むがこれらに限定されない)で、週に1回、2週間に1回、または3週間に1回投与される。本明細書に記載される方法の使用の経過は、従来の技術およびアッセイによって容易に監視することができる。
本明細書に記載される方法を用いる治療法の持続期間は、医学的に必要と示される限り、あるいは所望の治療効果(例えば、本明細書に記載されるもの)が達成されるまで継続するであろう。特定の実施形態では、本明細書に記載されるDEspR特異的抗体または抗体断片などのDEspR特異的アンタゴニスト療法は、1か月間、2か月間、4か月間、6か月間、8か月間、10か月間、1年間、2年間、3年間、4年間、5年間、10年間、20年間、あるいは対象の寿命までの年数の間継続される。
治療の効力
本明細書に記載されるDEspR特異的アンタゴニストを含む組成物の治療製剤を含む癌の治療方法の効力は、腫瘍退縮、腫瘍の重量またはサイズの収縮、進行までの期間、生存期間、無進行生存、全奏効率、反応の持続期間、および生活の質を含むがこれらに限定されない、癌治療の評価において一般的に使用される種々のエンドポイントによって測定することができる。DEspR特異的アンタゴニスト、例えば、本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片は、腫瘍血管系、癌細胞、およびいくつかの癌幹細胞サブセットを標的とするので、これらは独特の種類の抗癌剤の多標的化を表し、従って、薬物に対する臨床反応の独特の尺度および定義を必要とし得る。例えば、二次元分析において50%よりも大きい腫瘍収縮は、反応を宣言するための標準的なカットオフである。しかしながら、本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片は、原発腫瘍の収縮がなかても転移性の広がりの阻害を引き起こすこともできるし、あるいは単に腫瘍増殖抑制(tumoristatic)効果を示すだけのこともある。従って、例えば、血管新生の血漿または尿中マーカーの測定、および標識(例えば、微小気泡など)に結合されたDEspR抗体または抗体断片を用いた分子イメージングによる反応の測定を含む、抗血管新生療法の効力を決定するための新規のアプローチを使用しなければならない。癌の場合、治療的に有効な量のDEspR抗体またはその抗体断片は、癌細胞の数を低減し、腫瘍サイズを低減し、癌細胞の末梢器官への浸潤を阻害(すなわち、ある程度まで遅延、好ましくは停止)し、腫瘍転移を阻害(すなわち、ある程度まで遅延、好ましくは停止)し、腫瘍成長をある程度まで阻害し、そして/あるいは障害に関連する症状の1つまたは複数をある程度まで軽減することができる。DEspR抗体またはその抗体断片は、現存する癌細胞の成長を阻害し、そして/あるいは癌細胞を死滅させ得る範囲内で、細胞増殖抑制および/または細胞毒性であり得る。癌療法のために、インビボの効力は、例えば、生存の持続期間、無進行生存(PFS)の持続期間、奏効率(RR)、反応の持続期間、および/または生活の質をアッセイすることによって測定することができる。
他の実施形態において、本明細書には、癌に対する感受性が高いか、あるいは癌であると診断されたヒト対象の無進行生存を増大させるための方法が記載される。疾患の進行までの時間は、薬物投与から疾患の進行または死亡までの時間として定義される。好ましい実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspR特異的アンタゴニスト、および1つまたは複数の化学療法剤を用いる本発明の併用治療は、化学療法単独による治療と比較したときに、少なくとも約1か月、1.2か月、2か月、2.4か月、2.9か月、3.5か月、好ましくは約1〜約5か月、無進行生存を著しく増大させる。別の実施形態では、本明細書に記載される本方法は、癌に対する感受性が高いか、あるいは癌であると診断され、種々の治療法で治療されている、ヒト対象群における奏効率を著しく増大させる。奏効率は、治療に対して反応した治療対象の割合であると定義される。一実施形態では、抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspR特異的アンタゴニスト、および1つまたは複数の化学療法剤を用いる本明細書に記載される併用治療は、化学療法単独で治療された群と比較して、治療対象群における奏効率を著しく増大させる。
本明細書で使用される場合、「治療する」、「治療」、「治療している」、または「回復」という用語は、疾患または障害に関連する状態の進行または重症度を逆行、軽減、回復、阻害、減速または停止させることが目的である、治療的な処置を指す。「治療」という用語は、慢性的な免疫状態(慢性的な感染または癌などであるが限定されない)に関連する状態、疾患または障害の少なくとも1つの有害な効果または症状の低減または軽減を含む。治療は、一般に、1つまたは複数の症状または臨床マーカーが低減されれば「有効」である。あるいは、治療は、疾患の進行が低減または停止されれば「有効」である。すなわち、「治療」は、症状またはマーカーの改善だけでなく、少なくとも、進行の低下、または治療しない場合に予想され得る症状の悪化を停止することを含む。有益なまたは所望の臨床結果には、検出可能であろうと検出不能であろうと、1つまたは複数の症状の軽減、疾患の程度の縮小、疾患の状態の安定化(すなわち、悪化しないこと)、疾患の進行の遅延または減速、病状の回復または緩和、および寛解(部分的でも全体でも)が含まれるが、これらに限定されない。疾患の「治療」という用語は、疾患の症状または副作用からの解放を提供する(対症的な治療を含む)ことも含む。
例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、癌、または過剰もしくは不必要な血管新生を特徴とする他のこのような障害の症状を軽減するために、有効量の本明細書に記載される抗DEspR抗体またはその抗体断片を対象に投与することを含む。本明細書で使用される場合、「癌の症状を軽減する」は、癌に関連する任意の状態または症状を回復または低減させる。治療していない同等の対照と比較して、このような低減または予防の程度は、任意の標準技術で測定されるように、少なくとも5%、10%、20%、40%、50%、60%、80%、90%、95%、または100%である。理想的には、当該技術分野において既知の任意の方法によって決定されるように、癌は完全に除去され、この場合、癌は治療されたと考えられる。癌に対して治療されている患者は、開業医によりこのような状態にあると診断された患者である。診断は、任意の適切な手段によって行うことができる。診断および監視は、例えば、生物サンプル中の癌細胞のレベルの検出(例えば、組織またはリンパ節生検、血液検査、または尿検査)、生物サンプル中の癌の代用マーカーのレベルの検出、特定の癌に関連する症状の検出、またはこのような癌感染に特有の免疫応答に関与する免疫細胞の検出を含むことができる。
「有効量」という用語は、本明細書で使用される場合、疾患または障害の少なくとも1つまたは複数の症状を軽減するために必要とされる抗DEspR抗体またはその抗体断片の量を指し、所望の効果を提供する、すなわち新しい血管の形成を阻害するのに十分な量の薬理学的組成物に関する。従って、「治療的に有効な量」という用語は、明細書に記載される方法を用いて、典型的な対象に投与されたときに特定の効果をもたらすのに十分である抗DEspR抗体またはその抗体断片の量を指す。本明細書で使用される場合の有効量は、疾患の症状の発達を遅延させる、症状の疾患の経過を変更する(例えば、限定はされないが、疾患の症状の進行を遅延させる)、あるいは疾患の症状を逆行させるために十分な量も含み得る。従って、正確な「有効量」を特定することは不可能である。しかしながら、所与のどんな場合についても、適切な「有効量」は、日常的な実験だけを用いて当業者によって決定することができる。
有効量、毒性、および治療効力は、例えば、LD50(集団の50%まで死に至る用量)およびED50(集団の50%において治療的に有効な用量)を決定するために、細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手順によって決定することができる。投与量は、使用される剤形および使用される投与経路に応じて変わり得る。毒性と治療効果との間の用量比は治療指数であり、LD50/ED50比で表すことができる。大きな治療指数を示す組成物および方法が好ましい。治療的に有効な用量は、初めに、細胞培養アッセイから見積もることができる。また、細胞培養または適切な動物モデルにおいて決定されるように、IC50(すなわち、症状の最大半量の阻害を達成する抗DEspR抗体またはその抗体断片の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成するための用量を動物モデルにおいて処方することができる。血漿中のレベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィによって測定することができる。任意の特定の投与量の効果は、適切なバイオアッセイによって監視することができる。投与量は医師によって決定され、観察される治療の効果に適合するように必要に応じて調整され得る。
併用抗血管新生療法
他の実施形態では、血管新生阻害量の抗DEspR抗体またはその抗体断片などの抗DEspR阻害剤を含む治療的に有効な量の組成物を対象に投与することによって、血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害を有する対象または個体の組織における血管新生を阻害するために提供される方法は、さらに、血管新生阻害剤、化学療法、放射線、手術、または血管新生を阻害することが当業者に知られている他の治療などの1つまたは複数の付加的な治療の投与を含むことができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法はさらに、抗DEspR抗体またはその抗体断片などの少なくとも1つのDEspR特異的アンタゴニストと、1つまたは複数の付加的な抗癌療法との組み合わせの投与を含む。付加的な抗癌療法の例としては、手術、放射線療法(照射療法)、生物療法、免疫療法、化学療法、またはこれらの療法の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、細胞毒性剤、抗血管新生および抗増殖剤をDEspR特異的アンタゴニストと組み合わせて使用することができる。
方法および使用のいずれかの特定の態様では、本発明は、有効量の抗DEspR抗体および1つまたは複数の化学療法剤を、局所再発または未治療の癌に対する感受性が高いか、あるいは診断された対象に投与することによる癌の治療を提供する。本発明の併用治療法および使用において様々な化学療法剤を使用することができる。本明細書に記載される方法においてい使用することが考えられる化学療法剤の例示的かつ非限定的なリストは、「定義」において提供されるか、本明細書中に記載される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、1つまたは複数の化学療法剤を伴うDEspR特異的アンタゴニスト(例えば、混合物)またはこれらの任意の組み合わせの投与を含む。特定の実施形態では、化学療法剤は、例えば、カペシタビン、タキサン、アントラサイクリン、パクリタキセル、ドセタキセル、パクリタキセルタンパク質結合粒子(例えば、AbraxaneTM)、ドキソルビシン、エピルビシン、5−フルオロウラシル、シクロホスファミドまたはこれらの療法の組み合わせである。本明細書で使用される場合、併用投与は、別個の製剤または単一の医薬製剤を用いる同時投与、および何れかの順序での連続投与を含み、好ましくは、両方の(または全ての)活性剤がその生物活性を同時に発揮する間には時間がある。このような化学療法剤の準備および投薬予定は、製造者の指示に従って、あるいは熟練した開業医によって経験的に決定されるように使用することできる。化学療法の準備および投薬予定は、Chemotherapy Service Ed.,M.C.Perry,Williams & Wilkins,Baltimore,Md(1992)にも記載されている。従って、いくつかの実施形態では、化学療法剤は、DEspR特異的アンタゴニストの投与の前または後に行うこともできるし、あるいはこれらは同時に与えることもできる。
本明細書に記載される方法のいくつかの他の実施形態では、本発明の抗体などのDEspRアンタゴニストとの併用腫瘍療法のために有用な他の治療薬には、EGFR、ErbB2(Her2としても知られている)、ErbB3、ErbB4、またはTNFなどの、腫瘍成長に関与する他の因子のアンタゴニストが含まれる。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のサイトカインを対象に投与することも有益であり得る。いくつかの実施形態では、DEspRアンタゴニストは、成長阻害剤と同時投与される。例えば、成長阻害剤が最初に投与された後、DEspRアンタゴニストが投与され得る。しかしながら、同時投与またはDEspRアンタゴニストが最初の投与も考えられる。成長阻害剤のために適切な投与量は現在使用されている量であり、成長阻害剤およびDEspRアンタゴニストの併用作用(相乗効果)に起因して低減され得る。
本明細書に記載される抗DEspR抗体およびその抗体断片などのDEspR阻害剤と組み合わせて使用され得る追加の血管新生阻害剤の例としては、直接血管新生阻害剤、アンジオスタチン、ベバシズマブ(Avastin(登録商標))、アレステン(Arresten)、カンスタチン(Canstatin)、コンブレタスタチン、エンドスタチン、NM−3、トロンボスポンジン、タムスタチン、2−メトキシエストラジオール、セツキシマブ(Erbitux(登録商標))、パニツムマブ(VectibixTM)、トラスツズマブ(Herceptin(登録商標))およびビタキシン(Vitaxin)、ならびに間接血管新生阻害剤のZD1839(Iressa)、ZD6474、OSI774(Tarceva)、CI1033、PKI1666、IMC225(Erbitux)、PTK787、SU6668、SU11248、ハーセプチン(Herceptin)、およびIFN−α、CELEBREX(登録商標)(セレコキシブ)、THALOMID(登録商標)(サリドマイド)、およびIFN−αが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法で使用するための追加の血管新生阻害剤は、多数の血管新生促進成長因子受容体の小分子チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)を含み(限定はされない)、抗癌療法として現在承認されている3つのTKIは、エルロチニブ(Tarceva(登録商標))、ソラフェニブ(Nexavar(登録商標))、およびスニチニブ(Sutent(登録商標))である。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法で使用するための血管新生阻害剤は、テムシロリムス(ToricelTM)、ボルテゾミブ(Velcade(登録商標))、サリドマイド(Thalomid(登録商標))、およびDoxycyclinなどの、mTOR(ラパマイシンの哺乳類標的)の阻害剤を含むが、これらに限定されない。
他の実施形態では、本明細書に記載される方法において使用するための血管新生阻害剤には、VEGF経路を標的とする1つまたは複数の薬物が含まれる。ベバシズマブ(Avastin(登録商標))は、癌に対する使用が承認される、新しい血管を標的とする第1の薬物であった。これは、VEGFに結合すことにより、VEGFがVEGF受容体(VEGFR)に到達するのを遮断するモノクローナル抗体である。スニチニブ(Sutent(登録商標))およびソラフェニブ(Nexavar(登録商標))などの他の薬物は、VEGF受容体自体に付着して、VEGF受容体がオンにされるのを防止する小分子である。このような薬物は、集合的に、VEGF阻害剤と呼ばれる。VEGF/VPFタンパク質がVEGFRと相互作用をすると、例えば、受容体と相互作用するために利用可能な量を低減することによるリガンドVEGF阻害、あるいは、受容体の内因性チロシンキナーゼ活性の阻害のいずれかが、この経路の機能を遮断する。この経路は内皮細胞の成長、ならびに透過性を調節し、これらの機能は、VEGFRによって媒介される。
従って、本明細書に記載されるように、血管新生阻害剤として使用するための「VEGF阻害剤」は、VEGFタンパク質の機能を阻害する(VEGF受容体タンパク質の機能の阻害を含む)ことによって、細胞の成長、増殖および生存を促進するシグナリング経路に対して直接的または間接的な効果を生じるあらゆる化合物または薬剤を含む。これらは、アンチセンス核酸などの修飾および非修飾核酸、siRNAまたはshRNAなどのRNAi剤、ペプチド、ペプチド模倣薬、受容体、リガンド、および抗体を含むがこれらに限定されない、VEGFシグナル伝達経路を阻害するあらゆる有機または無機分子を含むsiRNAは、VEGF経路の成分を標的とし、VEGF経路を阻害することができる。好ましいVEGF阻害剤には、例えば、Genentech,Inc.of South San Francisco,CAの抗VEGFモノクローナル抗体であるAVASTIN(登録商標)(ベバシズマブ)、VEGF Trap(Regeneron/Aventis)が含まれる。追加のVEGF阻害剤としては、CP−547,632(3−(4−ブロモ−2,6−ジフルオロ−ベンジルオキシ)−5−[3−(4−ピロリジン1−イル−ブチル)−ウレイド]−イソチアゾール−4−カルボン酸アミド塩酸塩、Pfizer Inc.,NY)、AG13736、AG28262(Pfizer Inc.)、SU5416、SU11248、&SU6668(以前はSugen Inc.、現在はPfizer,New York,New York)、ZD−6474(AstraZeneca)、VEGF−R2および−R1を阻害するZD4190(AstraZeneca)、CEP−7055(Cephalon Inc.,Frazer,PA)、PKC 412(Novartis)、AEE788(Novartis)、AZD−2171)、NEXAVAR(登録商標)(BAY43−9006、ソラフェニブ、Bayer PharmaceuticalsおよびOnyx Pharmaceuticals)、バタラニブ(PTK−787、ZK−222584としても知られている、Novartis & Schering:AG)、MACUGEN(登録商標)(ペガプタニブオクタナトリウム、NX−1838、EYE−001、Pfizer Inc./Gilead/Eyetech)、IM862(グルファニド二ナトリウム(glufanide disodium)、Cytran Inc.of Kirkland,Washington,USA)、VEGFR2選択的モノクローナル抗体DC101(ImClone Systems,Inc.)、Ribozyme(Boulder,Colorado)およびChiron(Emeryville,California)からの合成リボザイムであるアンジオザイム(angiozyme)、Sirna−027(siRNAベースのVEGFR1阻害剤、Sirna Therapeutics,San Francisco,CA)Caplostatin、VEGF受容体の可溶性外部ドメイン、Neovastat(AEterna Zentaris Inc,Quebec City,CA)、ZM323881(CalBiochem.CA,USA)、ペガプタニブ(Macugen)(Eyetech Pharmaceuticals)、抗VEGFアプタマー、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。
VEGF阻害剤は、米国特許第6,534,524号明細書および同第6,235,764号明細書(いずれもその全体が援用される)にも開示されている。追加のVEGF阻害剤は、例えば、国際公開第99/24440号パンフレット(1999年5月20日公開)、国際出願第PCT/IB99/00797号(1999年5月3日出願)、国際公開第95/21613号パンフレット(1995年8月17日公開)、国際公開第99/61422号パンフレット(1999年12月2日公開)、米国特許出願公開第20060094032号明細書「VEGFを標的とするsiRNA剤(siRNA agents targeting VEGF)」、米国特許第6,534,524号明細書(AG13736を開示)、米国特許第5,834,504号明細書(1998年11月10日発行)、国際公開第98/50356号パンフレット(1998年11月12日公開)、米国特許第5,883,113号明細書(1999年3月16日発行)、米国特許第5,886,020号明細書(1999年3月23日発行)、米国特許第5,792,783号明細書(1998年8月11日発行)、米国特許第6,653,308号明細書(2003年11月25日発行)、国際公開第99/10349号パンフレット(1999年3月4日公開)、国際公開第97/32856号パンフレット(1997年9月12日公開)、国際公開第97/22596号パンフレット(1997年6月26日公開)、国際公開第98/54093号パンフレット(1998年12月3日公開)、国際公開第98/02438号パンフレット(1998年1月22日公開)、国際公開第99/16755号パンフレット(1999年4月8日公開)、および国際公開第98/02437号パンフレット(1998年1月22日公開)、国際公開第01/02369号パンフレット(2001年1月11日公開)、米国仮特許出願第60/491,771号明細書(2003年7月31日出願)、米国仮特許出願第60/460,695(号明細書2003年4月3日出願)、および国際公開第03/106462A1号パンフレット(2003年12月24日公開)に記載されている。VEGF阻害剤の他の例は、国際特許公報の国際公開第99/62890号パンフレット(1999年12月9日公開)、国際公開第01/95353号パンフレット(2001年12月13日公開)および国際公開第02/44158号パンフレット(2002年6月6日公開)に開示されている。
他の実施形態では、本明細書に記載される方法において使用するための血管新生阻害剤には、アルファ−2抗プラスミン剤(断片)、アンジオスタチン(プラスミノーゲン断片)、抗血管新生アンチトロンビンIII、軟骨由来の阻害剤(CDI)、CD59補体断片、エンドスタチン(コラーゲンXVIII断片)、フィブロネクチン断片、gro−beta(C−X−Cケモカイン)、ヘパリナーゼヘパリン六糖断片、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、インターフェロンアルファ/ベータ/ガンマ、インターフェロン誘発性タンパク質(IP−10)、インターロイキン−12、クリングル5(プラスミノーゲン断片)、ベータ−トロンボグロブリン、EGF(断片)、VEGF阻害剤、エンドスタチン、フィブロネクチオン(fibronection)(45kD断片)、高分子量キニノーゲン(ドメイン5)、HGFのNK1、NK2、NK3断片、PF−4、セルピンプロテイナーゼ阻害剤8、TGF−ベータ−1、トロンボスポンジン−1、プロサポシン、p53、アンジオアレスチン(angioarrestin)、メタロプロテアーゼ阻害剤(TIMP)、2−メトキシエストラジオール、胎盤リボヌクレアーゼ阻害剤、プラスミノーゲン活性化剤阻害剤、プロラクチン16kD断片、プロリフェリン関連タンパク質(PRP)、レチノイド、テトラヒドロコルチゾール−Sトランスフォーミング増殖因子−ベータ(TGF−b)、バスキュロスタチン(vasculostatin)、およびバソスタチン(カルレティキュリン断片)、パミドロネートサリドマイド、TNP470、アミノ−ビスホスホナートゾレドロン酸などのビスホスホナートファミリー、RC−3095およびRC−3940−IIなどのボンベシン/ガストリン放出ペプチド(GRP)アンタゴニスト(Bajo1 AM,et.al.,British Journal of Cancer(2004)90,245−252)、抗VEGFペプチドRRKRRR(dRK6)(Seung−Ah Yoo,J.Immuno,2005,174:5846−5855)などの抗血管新生因子が含まれる。
従って、抗DEspR抗体およびその抗体断片などのDEspR阻害剤の投与に関連して、血管新生を阻害する化合物は、臨床的に適切な方法での投与が、少なくとも統計的に有意な割合の患者に対して、症状の改善、治癒、疾患負荷の低減、腫瘍量または細胞の数の低下、寿命の延長、生活の質の改善、または特定の種類の疾患または状態の治療に精通している医師によって肯定的であると通常認められるその他の効果などの有益な効果をもたらすことを示す。
追加のDEspR阻害剤の例としては、VEGFsp、ET−1および/または他のET−1またはVEGFsp様リガンドのDEspRへの結合を遮断する分子、DEspRの下流シグナル伝達事象を妨害する化合物、または受容体の活性化を阻害する他の化合物もしくは薬剤が挙げられるが、これらに限定されない。このような化合物はDEspRに結合して、VEGFsp、ET−1または他の模倣リガンドの結合を防止することができる。VEGFspに結合するDEspRドメインに結合する小分子、可溶性DEspR受容体、DEspR ET−1および/またはVEGFsp結合ドメインを含有するペプチドなどを含むその他の阻害剤も考えられる。
本明細書に記載される組成物は、治療中の特定の徴候のために必要なものとして2つ以上の活性化合物を含有することもき、これらの活性化合物は、好ましくは、互いに悪影響を与えない相補的な活性を有するものである。例えば、EGFR、VEGF、VEGFR、またはErbB2(例えば、HerceptinTM)に結合する抗体またはアンタゴニストをさらに提供することが望ましいこともある。代替的または付加的に、組成物は、細胞毒性剤、サイトカイン、成長阻害剤および/またはVEGFRアンタゴニストを含むことができる。このような分子は、意図される目的のために有効である量で組み合わせられて適切に存在する。
本明細書に記載される方法および使用のいずれかの特定の態様では本発明の抗体、による癌の併用療法に有用なその他の治療薬には、他の抗血管新生剤が含まれる。CarmelietおよびJain(2000)によって記載されるものを含む多数の抗血管新生剤が同定されており、当該技術分野において既知である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるヒト化抗DEspR抗体またはその抗体断片などのDEspRアンタゴニストは、VEGF変異体、可溶性VEGF受容体断片、VEGFまたはVEGFRを遮断することができるアプタマー、中和抗VEGFR抗体、VEGFRチロシンキナーゼの低分子量阻害剤、およびこれらの任意の組み合わせなどのVEGFアンタゴニストまたはVEGF受容体アンタゴニストと組み合わせて使用される。代替的または付加的に、2つ以上の抗DEspRアンタゴニストを対象に同時投与することができる。
本明細書に記載されるような疾患の治療のために、DEspR特異的アンタゴニストの適切な投与量は、上記のような、治療される疾患の種類、疾患の重症度および経過、DEspR特異的アンタゴニストが予防的目的で投与されるか治療的目的で投与されるか、以前の治療指標、対象の病歴およびDEspR特異的アンタゴニスト対する反応、ならびに主治医の裁量に依存するであろう。DEspR特異的アンタゴニストは、一度で、あるいは一連の治療にわたって対象に適切に投与される。併用治療体制では、本明細書に記載されるDEspR特異的アンタゴニストおよび1つまたは複数の抗癌治療薬は、治療的に有効な量または相乗的な量で投与される。本明細書で使用される場合、治療的に有効な量は、DEspR特異的アンタゴニストおよび1つまたは複数の他の治療薬の同時投与、あるいは本明細書に記載される組成物の投与が、本明細書に記載される癌の低減または阻害をもたらすような量である。治療的に相乗的な量は、特定の疾患に関連する状態または症状を相乗的または有意に低減または除去するために必要なDEspR特異的アンタゴニストおよび1つまたは複数の他の治療薬の量である。
DEspR特異的アンタゴニストおよび1つまたは複数の他の治療薬は、腫瘍、休止状態の腫瘍、または微小転移の発生または再発を低減または除去するために十分な量および時間で、同時または連続して投与することができる。DEspR特異的アンタゴニストおよび1つまたは複数の他の治療薬は、腫瘍の再発の見込みを防止または低減する維持療法として投与することができる。
当業者には理解されるように、化学療法剤または他の抗癌剤の適切な用量は、一般に、およそ、例えば、化学療法剤が単独であるいは他の化学療法剤と組み合わせて投与される場合の臨床治療において既に使用されている用量である。治療されている状態に応じて恐らく投与量の変動が起こるであろう。治療を施す医師は、個々の対象に対する適切な用量を決定することができるであろう。
上記の治療体制に加えて、対象は放射線療法を受けることができる。
本明細書に記載される方法、使用および組成物のいずれかの特定の実施形態では、投与されるDEspR抗体は、インタクトな裸の抗体である。しかしながら、いくつかの実施形態では、DEspR抗体は、細胞毒性剤と結合され得る。本方法および使用のいずれかの特定の実施形態では、結合されたDEspR抗体および/またはそのDEspR抗体断片は、細胞によって内部に取り入れられ、その結果、これらが結合する癌細胞を殺すことにおいて、結合体の治療効力が増大される。いくつかの実施形態では、DEspR抗体および/またはそのDEspR抗体断片に結合された細胞毒性剤は、癌細胞内の核酸を標的とするか、あるいは癌細胞内の核酸を妨害する。このような細胞毒性剤の例は、マイタンシノイド、カリチアマイシン、リボヌクレアーゼおよびDNAエンドヌクレアーゼを含み、本明細書中の他の場所にさらに記載される。
本明細書において他で定義されない限り、本出願と関連して使用される科学技術用語は、この開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有するものとする。本発明が本明細書に記載される特定の方法論、プロトコールおよび試薬などに限定されず、従って変わり得ることは理解されるべきである。本明細書において使用される用語法は特定の実施形態を説明するためだけのものであり、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を限定することは意図されない。免疫学および分子生物学における一般的な用語の定義は、The Merck Manual of Diagnosis and Therapy,18th Edition,published by Merck Research Laboratories,2006(ISBN0−911910−18−2);Robert S.Porter et al.(eds.),The Encyclopedia of Molecular Biology,published by Blackwell Science Ltd.,1994(ISBN0−632−02182−9);およびRobert A.Meyers(ed.),Molecular Biology and Biotechnology:a Comprehensive Desk Reference,published by VCH Publishers,Inc.,1995(ISBN1−56081−569−8);Immunology by Werner Luttmann,published by Elsevier,2006において見出すことができる。分子生物学における一般的な用語の定義は、Benjamin Lewin,Genes IX,published by Jones & Bartlett Publishing,2007(ISBN−13:9780763740634);Kendrew et al.(eds.),The Encyclopedia of Molecular Biology,published by Blackwell Science Ltd.,1994(ISBN0−632−02182−9);およびRobert A.Meyers(ed.),Maniatis et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,USA(1982);およびSambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2 ed.),Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,USA(1989);Davis et al.,Basic Methods in Molecular Biology,Elsevier Science Publishing,Inc.,New York,USA(1986);またはMethods in Enzymology:Guide to Molecular Cloning Techniques Vol.152,S.L.Berger and A.R.Kimmerl Eds.,Academic Press Inc.,San Diego,USA(1987);Current Protocols in Molecular Biology(CPMB)(Fred M.Ausubel,et al.ed.,John Wiley and Sons,Inc.)、Current Protocols in Protein Science(CPPS)(John E.Coligan,et.al.,ed.,John Wiley and Sons,Inc.)、Current Protocols in Protein Science(CPPS)(John E.Coligan,et.al.,ed.,John Wiley and Sons,Inc.)、およびCurrent Protocols in Immunology(CPI)(John E.Coligan,et.al.,ed.John Wiley and Sons,Inc.)において見出すことができ、これらは全て、参照によってその全体が本明細書中に援用される。
本明細書で使用される場合、「を含む(comprising)」という用語は、提示される定義済みの要素に加えて、他の要素も存在し得ることを意味する。「を含む」の使用は、限定ではなく包含を示す。
本明細書で使用される場合、「から本質的になる(consisting essentially of)」という用語は、所与の実施形態に必要とされる要素を指す。この用語は、本発明のその実施形態の基本的および新規または機能的な特徴に実質的に影響を与えない付加的な要素の存在を可能にする。
「からなる(consisting of)」という用語は、本明細書に記載されるような組成物、方法、およびそのそれぞれの構成要素を指し、実施形態のその記載において列挙されていないあらゆる要素を排除する。
さらに、文脈によって別に要求されない限り、単数形の用語は複数も含み、複数形の用語は単数も含むものとする。本明細書および特許請求の範囲において使用される場合、単数形の「a」、「an」および「the」は、文脈が明白にそうでないと指示しない限り、複数の参照も含む。従って、例えば、「the method」への参照は、1つまたは複数の方法(method)、および/または本明細書に記載される、および/または本開示を読めば当業者に明らかになり得る種類のステップなどを含む。
作用実施例以外、あるいは別に指示される場合以外では、本明細書で使用される成分または反応条件の量を表す全ての数は、全ての場合に「約」という用語で修飾されていると理解されるべきである。「約」という用語は、百分率と関連して使用される場合、±1%を意味し得る。
本発明が本明細書に記載される特定の方法論、プロトコールおよび試薬などに限定されず、従って変わり得ることは理解されるべきである。本明細書において使用される用語法は特定の実施形態を説明するためだけのものであり、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を限定することは意図されない。
確認される全ての特許および他の刊行物は、例えば、本発明と関連して使用され得るこのような刊行物中に記載される方法論を説明および開示する目的で、参照によって本明細書中に明確に援用される。これらの刊行物は、本特許出願の出願日よりも前のその開示についてのみ提供される。この点に関していかなるものも、先行発明という理由で、あるいは任意の他の理由で、本発明者らがこのような開示に先行する権利がないことの承認であると解釈されてはならない。日付に関する全ての記述またはこれらの文書の内容に関する説明は本出願人が入手可能な情報の基づいており、これらの文書の日付または内容の正確さに関するどんな承認にもならない。
本発明は、限定的であると解釈されてはならない以下の実施例によってさらに説明される。
実施例1
腫瘍血管新生および腫瘍細胞侵襲性の阻害としての、新規抗ヒト二重エンドセリン−1/VEGFsp受容体(抗hDEspR)モノクローナル抗体治療の開発
DEspRは、DEspR−/−ノックアウトマウスにおいて見られるように胚発生における重要な血管新生プレーヤーであり(Herrera et al.2005)、パワードップラー分析により示される組織血管分布の低下を示す成体ハプロ不全(+/−)マウスにおいて見られるように、成体組織の血管分布に寄与する(図2)。
腫瘍侵襲および転移と、VEGF標的化療法に対する内因性および回避的な抵抗との関連に基づいて、抗侵襲性および抗転移性薬と抗血管新生療法との組み合わせは、分析のために重要である(Bergers and Hanahan 2008)。DEspRおよびVEGFsp発現は、ヒト内皮細胞において検出され、腫瘍血管において増大され、腫瘍組織アレイの癌細胞および種々の確立した転移性癌細胞株において検出され、そしてDEspRの阻害は、血管新生および腫瘍細胞侵襲性の両方を減少させるので、抗癌療法のためのこの新しい治療命令は、本明細書中に示されるように、対応する確立したインビトロアッセイを用いて、DEspR阻害を含む新規の治療法によって対処することができる。
DEspRおよびVEGFspは、基礎的および血管新生の両方の管形成条件下で、臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)および微小血管内皮細胞(HMECS)における免疫染色によって検出した(図3A〜3E)。重要なことには、HUVEC(図3D)およびHMEC(図3E)の血管新生アッセイにおいて、抗DEspR(Ab1)および抗VEGFsp(Ab2)抗体の両方の抗体を用いて、血管新生の新生血管の長さの阻害が見られる(HUVECおよびHMECの療法に対して、Tukeyのペアワイズ多重比較P<0.001)。作成される新生血管の分枝および相互接続などの他の血管新生パラメータを用いて、同様の知見が観察された。同様に重要なのは、DEspRおよびVEGFspが腫瘍細胞においても検出され、細胞膜および核膜内にVEGFspおよびDEspRが共存していたことである。代表的な免疫染色は、図3A〜3Cに示される。
DEspR細胞膜および核膜発現は多数の腫瘍細胞型において検出された。これは、抗DEspR療法が種々の癌型に対して有効であることを示す。簡単に言うと、DEspR発現は、ヒト肺非小細胞癌NCI−H727、肺巨細胞腫TIB−223/GCT;乳腺癌MDA−MB−231(図4A〜4C)およびMDA−MB−468、膀胱癌253JBV、結腸腺癌SW480、肝細胞癌HEP3B、メラノーマSK−MEL−2、骨肉腫MG−63、卵巣腺癌HTB−161/NIH:OVCAR3、前立腺腺癌PC−3mm2、および膵癌CRL−1469/PANC−1(図4D)において検出された。DEspR発現は、HCI−H292肺粘表皮癌、およびHEPG2肝細胞癌(図5A)、およびCCL−86/Raji Burkittリンパ腫では検出されず、従って陽性観察の特異性ことが示された。NCI−727肺癌細胞(図5B)における知見をGr.III肺腺癌(図5C)の腫瘍切片の免疫染色において実証した。
図6A〜6Bに示されるように、対照(C)および免疫前抗体治療(PI)とは対照的に、転移性の乳房腫瘍MDA−MB−231および膵臓腺癌PANC−1細胞株の2つの検査細胞株において、抗ヒトDEspR抗体治療によるDEspR阻害は、腫瘍細胞侵襲性を阻害する。DEspR阻害により腫瘍血管新生および腫瘍細胞侵襲性の療法を標的にできることは、攻撃的な腫瘍および現在の抗VEGF療法に対する回避的抵抗において見られる複合血管新生−転移表現型に対してより有効に対処することができる。
抗ラットDEspR抗体を用いた免疫適格性ラットの照射誘発された乳房腫瘍モデルにおいて、インビボの証拠も実証された(Herrera et al.2005)。図7に示されるように、抗DEspR治療されたラットは、模擬処理した対照と比較して、最小限の腫瘍成長を示した。
一致して、乳房腫瘍の免疫組織化学的分析は、ヒトMDA−MB231乳癌細胞と同様に腫瘍細胞におけるDEspR発現を示し(図8A)、正常な乳房組織では発現は示されなかった(図8B)。重要なのは、腫瘍細胞の内腔への侵食による腫瘍血管の内皮の破壊を示した模擬処理した腫瘍(図8D)とは対照的に、治療ラットにおける残存腫瘍が血管の正常化(図8C)を示したことである。
臨床的に、現在のVEGF/VEGFR2標的化療法にVEGFsp/DEspR標的化抗血管新生療法を付加すると、相加的または相乗的に、癌患者における全生存を増大させる所望のエンドポイントをもたらすことができる。いくつかのVEGF/VEGFR2療法が既にクリニックにあると仮定して、本明細書に記載されるような抗DEspR療法のトランスレーションナルな開発はこの付加を提供するために行われる。
ロジスティックに、本明細書に記載される実験は、強いアフィニティ、特異性および機能性を示す前駆体ポリクローナル抗ラットDEspR抗体(図7および8A〜8D、Herrera et al.2005)およびポリクローナル抗ヒトDEspR抗体(図5A〜5Cおよび6A〜6B、Glorioso et al.2007)の開発の成功を実証する。
DEspR標的化抗血管新生療法および標的特異的分子イメージングのために本明細書に記載されるヒトモノクローナル抗体療法アプローチを選択することの重要な利点が存在する。ヒト化/全ヒトモノクローナル抗体療法(Ab−Rx)は、急速に成長している種類のヒト治療法であり(Carter 2006)、小分子剤を含む新しい化学物質が5%である(Imai & Takaoka 2006)のと比較して、18〜24%の比較的高い成功率を有する。
我々は、hDEspRの細胞外アミノ末端に位置する9−アミノ酸(aa)−長いエピトープを用いて、本明細書では7C5B2抗体と呼ばれるヒトDEspRに特異的なマウスモノクローナル抗体開発および検証した(Glorioso et al.,2007)。
簡単に言うと、hDEspRのNH末端の9アミノ酸、すなわちDEspR(1−9)を含むKLH結合抗原ペプチドを用いて、マウスを免疫化した。4回の注射の後、遊離抗原ペプチドを抗原として抗体力価をスクリーニングするために血清を採取した。最良の力価を示すマウスを融合実験のために使用した。遊離抗原ペプチドを抗原として用いてELISAによって、融合したクローンの上清をスクリーニングした。全ての陽性クローンを24ウェルプレートに移し、ELISAによって再検査/確認した。10の最良クローンをさらなる検査のために選択し、これは、候補モノクローナル抗体、抗hDEspRモノクローナル抗体を含んでいた。同定された10の最良クローンからの上清を用いるELISAによって、予想されるモノクローナル抗体の相対アフィニティを決定した。
抗原性hDEspR9−aaペプチドの相対的なモノクローナル抗体アフィニティの分析により、クローン7C5C5および7C5B2が最強のアフィニティを有するモノクローナル抗体として同定された。これらの2つは、抗原ペプチドに対するそのより高いアフィニティに基づいた拡張およびその後の大規模産生のために選択した。
特異性を確認するために、低(5G12E8)、中(2E4H6)、および高アフィニティ(7C5B2)モノクローナル抗体を、サブクローン上清およびその後の精製抗体の検査によるウェスタンブロット分析について検査した。候補の抗hDEspRモノクローナル抗体は、hDEspRの推定10kDのタンパク質に特異的であった。ウェスタンブロット分析は、hDEspRの期待される10kD分子量のタンパク質を検出するために、Cos1 hDEspRトランスフェクト細胞から単離される全細胞タンパク質を抗原として用いて実行され、一次抗体は、3つの選択されたクローンの精製抗体およびサブクローン上清を10%ゲル濃度で含んだ。3.07gのTris、14.4gのグリシン、200mlのメタノール、800mlのdH20のトランスファー緩衝液と共にニトロセルロース(PIERCE)を使用した。HRP−抗マウス多価免疫グロブリン(Sigma #0412)1:100,000、ECL試薬(SuperSignal West Femto Kit #34094)、染色試薬Kodak RP−X−Omat、およびx−フィルム(Kodak X−film #XBT−1)を使用した。
ウェスタンブロット結果は、相対アフィニティに関係なく抗hDEspRモノクローナル抗体の特異性を実証し、従って、2つ以上の成功した抗hDEspRモノクローナル抗体が同定された。検査した抗体のうち、最高の相対アフィニティおよび特異性を有するモノクローナル抗体クローンはクローン7C5B2であった。
確立したインビトロアッセイを用いて候補抗hDEspRmAb−Rxticが抗血管新生であることを確認するために、上位の候補抗hDEspRモノクローナル抗体を血管新生パラメータの阻害について検査した。
ヒト細胞に特異的な抗血管新生特性を査定するために、ヒト臍帯静脈細胞(HUVEC)に基づく市販の検証済みの確立した血管新生アッセイを使用した。形成された血管新生管の数、「新血管」または管が分枝する能力(#分枝点)、前記新生血管が分枝して接続し、複雑な接続形成する能力(#分枝=接続)、および新生血管の長さ(mmにおける管長)によって表される血管新生の強さなどの多重インビトロアッセイ血管新生パラメータを監視した。それに応じて、精製7C5B2抗DESPRモノクローナル抗体がHUVECS血管新生能力をインビトロで阻害するする能力を査定した。
新生血管の長さおよび分枝点の数を、80%を超えて阻害することができる抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体の最適な有効濃度をまず査定した。抗血管新生効力のためのこの最適な阻害剤濃度は、500nMの抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体であることが分かった。次に、一連の実験でこの濃度を用いて、血管新生のその他のインビトロパラメータを評価した。
抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体は、形成される新生血管の数、分枝点、分枝接続および管長などの、血管新生の種々のインビトロパラメータを有効に阻害する。抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体は検証済みのポリクローナル抗体よりも優れてはいなくても同様に機能し、従って、モノクローナル療法としてのその可能性が検証される。
抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体は、腫瘍血管内皮および/またはヒト癌組織における腫瘍細胞に対する特異的結合についても検査した。抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体は、同じスライドに腫瘍および正常組織を示すコア生検標本で構成されるヒト腫瘍組織アレイの免疫組織化学的アレイにおいて評価した。ホルマリン固定したパラフィン包埋コア生検切片検出の特異性および感受性を示す条件を検査した。hDEspR発現およびCD133発現を評価するために二重免疫蛍光実験を実施した。後者は、推定癌幹細胞に対するマーカーとして機能する。抗原回復を実施し、抗hDEspRモノクローナル抗体を1:10、市販の抗CD133mAbを1:20希釈で使用した。
図14A〜14Bに示されるように、抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体を用いるヒト腫瘍組織アレイの代表的な免疫組織化学的分析により、II期の肺癌腫瘍細胞におけるhDEspRの発現の増大が検出された(図14A)。いくつかの腫瘍細胞は、hDEspRおよびCD133の両方に対する二重免疫染色に陽性であり、他の腫瘍細胞はCD133に対して免疫染色される。これらの観察は、hDEspRが、仮定上のCD133陽性の癌幹細胞およびCD133陰性腫瘍細胞にも存在することを実証する。対照的に、正常な肺標本はhDEspRまたはCD133に対する免疫染色を示さない(図14B)。さらに、抗DEspR、抗CD133および抗CXCR4モノクローナル抗体の組み合わせによる免疫蛍光法によって検出されるように、NBC mda−mb−231細胞、膵管腺癌Panc1細胞、神経膠芽腫細胞、および乳癌細胞を含む、様々なCD133+癌幹細胞サブセットにおいてDEspR発現の増大を観察した。従って、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される組成物および方法は、癌幹細胞または癌発症(cancer initiating)細胞を標的にすることによって、腫瘍抵抗性および/または再発のための標的化治療において使用することができる。
従って、要約すると、ELISAにより9aaの長さのエピトープへの高アフィニティ結合を示したこのマウス抗体「7C5B2」(図9)は、ウェスタンブロットにより特異性を実証し(図10)、管形成を受けているHUVEC(図3A〜3E)および膵臓腺癌PANC−1、および乳癌MDA−MB−231細胞を免疫染色する。
我々は、ヒトDEspRに特異的なポリクローナル(Pab)およびモノクローナル抗DEspR7C5B2の両方が、HUVECにおける血管新生の種々のパラメータ:新生血管の複雑さの尺度としての分枝点の平均数(図10A)、および新生血管密度の尺度としての管の全長(図10B)を阻害する(図10A〜10C)ことを示すことによって、インビトロでの機能的効力を実証した。阻害に対する用量反応曲線(図10C)は、両方の血管新生パラメータを阻害するために等しい頑強さを示した。重要なのは、マウス7C5B2が、MDA−MB−231ヒト乳癌およびPANC−1膵癌細胞株における腫瘍細胞侵襲性も阻害することである。
従って、このマウス抗ヒトDEspRモノクローナル抗体7C5B2は、高アフィニティ、特異性、および機能性を有することが示され、本明細書に記載されるような抗DEspR複合脱免疫化全ヒト抗体の開発のための出発抗体としての機能を果たす。
従って、本明細書には、現在の抗VEGF/VEGFR2抗血管新生療法に対する回避的および内因性の抵抗に対処することを目的とした新規の抗体療法として使用するための、抗hDEspR複合脱免疫化全ヒトモノクローナル抗体(cdHMAb)の開発、特徴付け、およびインビトロ効力検査が記載される。
我々は、Antitopeの複合ヒト抗体技術を選択して、抗体治療法のために抗hDEspR脱免疫化ヒトモノクローナル抗体を生成した(Antitope,2010)。この技術は、ファージおよび遺伝子導入マウス技術から得られる非脱免疫化ヒト抗体とは対照的に最初に脱免疫化100%ヒト抗体を生じる。簡単に言うと、複合ヒト抗体は、非関連ヒト抗体のV領域に由来する多数の配列セグメントを含み(「複合体」)、出発マウス前駆体抗ヒトDEspRモノクローナル抗体の抗原結合に重要なモノクローナル抗体配列を保持するように選択され、専売「in silico tools」(Holgate & Baker 2009)を用いて潜在的なT細胞エピトープの存在について選別される。ヒト配列セグメントと出発抗体V領域の全てのセクションとの密接な適合と、CD4+T細胞エピトープの最初からの排除は、抗原特異性に必要な配列の事前分析により最適なアフィニティおよび特異性を保持しながら、「100%ヒト」治療抗体の発生において免疫原性を回避する(Holgate & Baker 2009)。免疫原性は、100%ヒトモノクローナル抗体の臨床用途を妨害し得る(Chester et al.2009)。
簡単に言うと、「複合ヒト抗体」は、7C5B2抗体などの出発マウス前駆体抗ヒトDEspRモノクローナル抗体の抗原結合に重要なモノクローナル抗体配列を保持するように選択された非関連ヒト抗体のV領域に由来する多数の配列セグメントを含み(「複合体」)、これは、「in silico tools」(Holgate & Baker 2009)を用いて潜在的なT細胞エピトープの存在について選別されている。ヒト配列セグメントと出発抗体V領域の全てのセクションとの密接な適合と、CD4+T細胞エピトープの最初からの排除とによって、この技術は、抗原特異性に必要な配列の事前分析により最適なアフィニティおよび特異性を保持しながら、「100%ヒト」治療抗体の発生において免疫原性を回避することができる(Holgate & Baker 2009)。
本明細書に記載されるように、Swiss PDBを用いてマウス抗hDEspR抗体V領域の構造モデルを作り、抗体の結合特性に必須である可能性のあるV領域内の重要な「制約」アミノ酸を同定するために分析した。いくつかのフレームワーク残基と一緒にCDR(Kabat定義を用いる)内に含有される残基が重要であると考えた。SEQ ID NO:4およびSEQ ID NO:9として本明細書に記載されるような抗hDEspRのVおよびV(Vκ)配列はいずれも典型的なフレームワーク残基を含み、CDR1、CDR2、およびCDR3モチーフは、多くのマウス抗体に匹敵する。
上記の分析から、抗hDEspRの複合ヒト配列は、CDRの外側では許容範囲の広い代替物により作成され得るが、CDR配列内では狭いメニューの可能な代替残基のみで作成され得ると決定された。分析によって、いくつかのヒト抗体由来の対応する配列セグメントを組み合わせて、マウス配列中のものと類似または同一のCDRを作成できることが示された。CDRの外側および隣接の領域については、本明細書に記載される組成物および方法と共に使用するための新規の抗DEspR複合ヒト抗体V領域の可能な構成要素として、広い選択範囲のヒト配列セグメントが同定された(例えば、表1を参照)。
これらの分析に基づいて、新規の抗DEspR複合ヒト抗体変異体を作成するために使用され得る配列セグメントの大きな予備セットを選択し、ヒトMHCクラスII対立遺伝子に結合するペプチドのコンピュータによる分析のためのiTopeTM技術を用い(Perry et al 2008)、既知の抗体配列関連のT細胞エピトープのTCEDTM(T細胞エピトープデータベース)を用いて(Bryson et al 2010)分析した。ヒトMHCクラスIIに対する著しい非ヒト生殖細胞系バインダーとして同定された配列セグメント、またはTCEDTMに対して著しいヒットを記録した配列セグメントを廃棄した。これにより、セグメントセットの縮小が得られ、これらの組み合わせを上記のように再度分析して、セグメント間の接合部が潜在的なT細胞エピトープを含有しないことを保証した。次に、選択されたセグメントを組み合わせて、合成のための重鎖および軽鎖V領域配列を生成した。本明細書において提供され、上記方法を用いて生成される例示的な重鎖V領域配列には、SEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17が含まれる。本明細書において提供され、上記方法を用いて生成される例示的な重鎖V領域配列には、SEQ ID NO:18〜SEQ ID NO:19が含まれる。
本明細書に記載される抗体のインビトロ効力は、いくつかの実施形態ではPANC−1およびMDA−MB−231などの同時培養癌細胞と共に設定され、いくつかの実施形態では酸素正常状態および低酸素(2%O2)状態で設定される血管新生アッセイにおいて、HUVEC(ヒト臍帯静脈細胞)およびHMEC(成体ヒト微小血管内皮細胞)の血管新生の用量反応阻害を調べることによって評価される(図3A〜3E、10A〜10Cを参照)。HUVECおよびHMECはいずれも、以下の理由で使用される:HUVEC当該分野で標準的であるが、これらの細胞は臍帯静脈に由来するので、成体微小血管内皮細胞(HMEC)も使用される。さらに、血管新生は、回避的および内因性の抵抗に寄与する、癌細胞が産生する血管新生因子をより良くシミュレートするために、血管新生アッセイに通常添加されるウシ胎児血清に加えて、同時培養癌細胞を用いて評価される。
いくつかの実施形態では、低酸素は血管新生のトリガーの1つであり、現在の抗VEGF治療法に対する根本的な回避的抵抗の疑いがある要因の1つであるので、インビトロ効力アッセイは、酸素正常状態および2%O2低酸素中で実行される。複合脱免疫化モノクローナル抗体媒介性のインビトロの腫瘍細胞侵襲性の阻害は、MDA−MB−231およびPANC−1細胞を用いて、確立した定量的アッセイを用いることによって分析される。またこれらは、低酸素に関連することが知られているより攻撃的な腫瘍細胞表現型を治療するために、酸素正常状態および2%O2−低酸素状態で実行される。
抗hDEspR阻害の効果は、非処置対照、アイソタイプ対照、マウス前駆体抗hDEspRモノクローナル抗体対照、およびベバシズマブ対照を含み得る対照と比較される。血管新生および腫瘍細胞侵襲性アッセイの各点は、少なくとも5回の繰り返しで行われる。さらに、上位2つの候補リードについては、用量反応曲線阻害反応も実施され、ここで各投与量は、少なくとも5回の繰り返しを用いて検討される。
アッセイは、有意の変化を査定するために一元配置ANOVAおよび多重ペアワイズ比較によって分析することができる。各候補リード(例えば、5〜10)による対照からの阻害%の平均レベルを用いて、例えば、酸素正常状態および低酸素状態の両方において、そしてそれぞれ、例えばMDA−MB−231およびPANC−1癌細胞株の両方において、種々のアッセイに従ってこれらをランク付けし、最高のランクの2つが血管新生および腫瘍細胞侵襲性の最良の阻害剤に相当する上位2つのリードを同定する。
腫瘍アッセイ分析を行い、異なる癌組織型からのヒト生検コアサンプルの組織アレイにおいて腫瘍細胞および腫瘍新血管を検出するために、それぞれの特異性および感受性を実証する。これは、脳、膵臓、肺、乳房、卵巣、前立腺、膀胱、結腸、胃からの固形腫瘍を表す組織アレイパネルにおいて実施される。結果は、マウス前駆体抗hDEspR Mab−H1の検証において使用されるのと同じ免疫化学条件を仮定して、特異性について分析される。図示されるように、正常ヒト膵臓ではDEspR発現は最小限であるが、IV期の膵癌は、膵臓腫瘍細胞および腫瘍血管においてDEspR発現の増大を示す。複合脱免疫化モノクローナル抗体候補リードはランク付けされ、腫瘍組織アレイ免疫組織化学においてシグナル対ノイズ比が最適であり、腫瘍細胞および腫瘍新血管の最良の検出を有した上位2つの候補が決定される。これは、マウス前駆体抗hDEspR Mabを用いて得られる腫瘍アレイ免疫染色観察と比較することができる。
T細胞エピトープのコンピュータによるスクリーニングを用いて本明細書に記載されるの抗体を脱免疫化して免疫原性を最小化および低減することに加えて、最小免疫原性の複合全ヒトMabを選択するために、複合ヒト化抗hDEspR複合体脱免疫化モノクローナル抗体を、免疫原性についてインビトロで検査した。免疫原性のスクリーニングは、臨床観察と相関することが証明されている、50のドナーの代表を用いて実施することができる(Baker & Jones 2007)。
免疫原性検定は、特異性および効力の他のインビトロアッセイと共に、最良アフィニティ(ELISA)、特異性(ウェスタンブロット分析)、インビトロ効力(血管新生および腫瘍細胞侵襲性の阻害)および最低免疫原性を含む因子の組み合わせに基づいて最上位の抗hDEspRリードの選択を可能にする。インフリキシマブ、アレムツズマブについての臨床研究において議論されているように(review by Baker & Jones 2007)標的特異性および全ヒト化であるにもかかわらず、高免疫原性がab治療効力を限定するので(Iwai & Takaoka 2006)、複合抗体ヒト化プロセスにおいてT細胞エピトープを排除することによる低免疫原性の事前確認、およびエキソビボT細胞アッセイ技術を用いることによる低免疫原性の確認は、、重要なトランスレーショナルリサーチステップである。
上位の複合脱免疫化モノクローナル抗体リードは、免疫無防備状態マウスの確立したヒト癌細胞株異種移植および転移モデルにおいて、腫瘍成長、血管新生および転移の抗DEspR媒介性の阻害を検査することによってインビボ効力について検査される。公開された報告において観察されるように回避的抵抗(乳癌)および内因性抵抗(膵癌)を代表する癌組織型も検査した。例えば、MDA−MB−231乳癌およびPANC−1膵癌細胞株が使用される。というのは、これはいずれも、異種移植および転移脾臓注入モデルを作成するために使用することができるからである。MDA−MB−231のためには、同所性および転移モデルのヌードマウスが使用される(Oh et al.2009、Roland et al.2009)。PANC−1異種移植皮下モデルのヌードマウスが記載されるように使用され(Zheng et al.2008)、PANC−1転移モデルのためには、NOGマウスが記載されるように使用される(Suemizu et al.2007)。
抗ヒトDEspR特異的(例えば、複合脱免疫化モノクローナル抗体の主要なリード)および抗ヒトVEGF特異的(ベバシズマブ)抗体、ならびにマウスDEspR特異的Mabの戦略的使用によって、1)抗VEGF療法だけと比較した抗DEspR療法の効力を査定することができる、そして2)抗DEspRおよび抗VEGF抗体の組み合わせを用いて相乗的な効力を決定することができる。
臨床的な癌療法のシナリオをシミュレートするために、腫瘍の大きさが200〜300mmである場合に異種移植モデルにおける治療を始める。転移モデルにおける抗DEspR療法の効力を査定するために、癌細胞の脾臓内注入の5日後に開始される持続的な治療計画を、記載されるように査定した(Oh et al.2009)。スニチニブで観察される転移のリスクの増大(Ebos et al.2009)を、抗DEspR療法が誘発するかどうかを評価するために、Ebosの実験が実施され、それによって、癌細胞注入の7日前から始まり7用量について毎日、抗マウスDEspR Mabが注入される。ベバシズマブについては記載されるように2×/週(Roland et al.2009)、および抗DEspRについては3×/週(Herrera et al.2005)、IPで与えられる各抗体治療のために250μgが使用される。
治療結果は多角的なパラメータによって評価され、例えば、高解像度Vevo770超音波イメージングおよびパワードップラー分析による、同所性乳房腫瘍および皮下膵臓腫瘍の腫瘍容積および腫瘍血管新生の連続イメージングによって評価される。全生存が決定され、このエンドポイントにおいて、悪性腫瘍表現型:核グレード、間質の腫瘍細胞侵襲、腫瘍細胞血管擬態、腫瘍新血管の完全性の損失、およびマクロファージ浸潤の組織学的分析と共に、腫瘍サイズおよび血管新生の反復超音波イメージングおよび組織学的分析が行われる。
ヘテロ接合型DEspR+/−マウスは1年を超えて生存して繁殖する。これは、E11.5で胚性致死であるVEGF+/−ハプロ不全とは対照的である。しかしながら、抗VEGF(ベバシズマブ)および抗VEGFR2(スニチニブ、ソラファニブ)療法を受けている患者において有害作用が観察されているので、本明細書に記載される抗ヒトDEspR特異的抗体は、これらの作用についても検査される。潜在的な有害作用のパラメータの分析は、cdHMAb−H1およびmDEspR−Mabで治療されたPANC−1およびMDA−MB−231異種移植モデルにおいて行われる。例えば、a)潜在的な心毒性は、連続的な非侵襲性超音波心機能分析によって監視することができ、b)潜在的な高血圧症は、テールカフ(tail cuff)BPによって監視することができ、c)潜在的な腸穿孔は、エンドポイントで死後解剖検査において監視することができ、d)潜在的な出血性血栓症は、検査および血管超音波およびDoppler flow分析によって監視することができ、そしてe)肝機能検査、腎機能検査、総血球数、血液化学などの毒性スクリーンは、研究のエンドポイントで実施することができる。これらのパラメータは、模擬処理され、年令が適合された腫瘍モデル対照の場合と比較される。
VEGFR2標的化腫瘍新血管と比較して、DEspR標的化新血管の造影超音波イメージングによる治療に応答する腫瘍血管新生および腫瘍細胞血管擬態変化の分子イメージングの分析
腫瘍における血管新生の分子イメージングは、抗VEGFR2抗体に向けられた微小気泡を用いる造影超音波イメージングによって実証されており、実行されるイメージングおよび造影分析は、VisualSonics Vevo770高解像度超音波システムを用いる(Willmann et al.2007)。我々はこの同じシステムを用いて、頸動脈疾患進行および脳卒中リスクに関連する遺伝子導入ラットのアテローム硬化性モデルの頸動脈疾患の栄養血管の血管新生において、抗DEspR抗体に向けられた微小気泡を検出した(Decano et al.2010)。図16A〜16Dに示されるように、DEspR標的化分子イメージング(16A)はDEspR+内皮病変(16B)および栄養血管の血管新生(16C)を検出する。コントラスト強度の定量化は、統合ソフトウェアを用いて行われる(16D)。
DEspR標的化分子イメージングは、異種移植腫瘍細胞血管擬態に適用可能な分子イメージングのための標的モジュールとして、複合脱免疫化モノクローナル抗体を検査するために使用され、微小気泡は血管内腔に拘束される。本明細書に記載されるような複合脱免疫化モノクローナル抗体を用いるマウスDEspR特異的分子イメージングは、マウス由来の腫瘍血管新生を監視するために実施され、VEGFR2特異的分子イメージングと比較される。本明細書に記載される観察は、DEspRに特異的な複合脱免疫化モノクローナル抗体がマウスモデルにおける腫瘍細胞血管擬態の分子イメージングのための標的モジュールとしての機能を果たすことができ、DEspR発現の分子イメージングが腫瘍血管新生を評価するために翻訳可能な診断的インビボイメージング様式を提供し、そしてDEspR特異的分子イメージングの比較分析が腫瘍細胞血管擬態および腫瘍血管新生の異なる寄与への新しい洞察を提供するという証拠を提供する。
MDA−MB−231異種移植同所性腫瘍モデルおよびPANC−1異種移植異所性腫瘍モデルの両方、ならびにPANC−1脾臓内注入肝臓転移モデルは分子イメージング実験のために使用される。アイソタイプ抗体分子イメージングは、DEspR陽性分子イメージングの特異性を決定するための対照として使用される。比較分析を検証するために、抗DEspRおよび抗VEGFR2分子イメージングに対する同じ条件に従う。例えば、複合脱免疫化モノクローナル抗体を使用して腫瘍細胞血管擬態を標的とすることができ;抗DEspR複合脱免疫化モノクローナル抗体を使用して、ヒト異種移植腫瘍においてマウス新生血管形成モノクローナル抗体を標的とすることができ;抗VEGFR2を比較基準として使用することができ、そしてアイソタイプ抗体を負の対照として使用することができる。
参考文献
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実施例2
遺伝子導入されたアテローム性動脈硬化症ラットモデルにおけるDEspR標的化造影超音波マイクロイメージングによる栄養血管の新血管発生の分子イメージング
頸動脈栄養血管の新血管発生が脳卒中および心臓事象のリスクの増大に関連することを考慮して、標的特異的造影超音波(CEU)マイクロイメージングによる頸動脈栄養血管の新血管発生の分子イメージングを調べるために、本明細書に記載されるインビボ研究を設計した。従って、DEspR(デュアルエンドセリン1/VEGFsp受容体)標的化微小気泡(MB)およびVevo770マイクロイメージングシステムおよびCEU−イメージングソフトウェアを用いて、頸動脈疾患(CAD)を有するオスの遺伝子導入ラットおよび非遺伝子導入対照において分子イメージングを実施した。
DEspR標的化CEU陽性イメージングは、5/5匹の非遺伝子導入対照ラットの対照のアイソタイプ標的化微小気泡(MB)−CEUイメージング(n=8)およびMBCEUイメージングにおけるCISレベルおよび差が著しくより低いことと対照的に、7/13匹の遺伝子導入ラットでは、著しくより高いコントラスト強度シグナル(CIS)レベルおよび破壊前/後のCIS差を示すことが分かった(P<0.0001)。エキソビボ免疫蛍光分析により、MBのDEspR陽性内皮細胞への結合、ならびにDEspRに標的化されたコントラスト強度シグナルの増大と栄養血管の新生血管および内膜病変におけるDEspR発現との関連が実証された。インビトロ分析により、MBまたは非標識化微小気泡と対照的に、結合細胞%およびMB数/細胞が増大した、MBのDEspR陽性ヒト内皮細胞への用量依存性結合が実証された(P<0.0001)。
二重エンドセリン−1(ET1)/血管内皮成長因子シグナルペプチド(VEGFsp)受容体またはDEspR(GenBankに寄託されるように、以前はdear遺伝子)[1]は、胚性および胚体外血管新生の欠如、背側大動脈の脈管形成の中断、および異常な心臓発達に起因してdespr−/−ノックアウトマウスにより示される胚性致死表現型から推定される、血管新生の発達における重要な役割を果たす[2]。VEGF+/−ハプロ不全マウスでは同様の異常な脈管形成および血管新生表現型が示されるが、despr−/−欠損マウスは明確な神経管表現型を示す[2−4]。血管新生の発達におけるその役割と一致して、DEspRの阻害は、成体ラット乳房腫瘍およびマウスメラノーマにおける腫瘍血管新生および腫瘍成長の低減をもたらす[2]。
本明細書で血管疾患の新血管発生の「分子イメージング」と呼ばれる標的特異的な造影超音波検査(CEU)イメージングの開発は、頸動脈栄養血管の新血管発生が脳卒中のリスクの増大と関連するので重要である[5,6]。しかしながら、栄養血管の新血管の成功した分子イメージングは報告されていないが、非標的化CEUイメージングによる検出は報告されている[7]。一方、種々の標的を検出する種々の疾患モデルにおける成功した分子イメージング[8,9]は、腫瘍および後肢虚血の血管新生におけるαvβ3[10,11]、腫瘍血管新生におけるVEGFR2[12]、移植拒絶反応におけるICAM−1[13]、悪性リンパ節におけるL−セレクチン[14]、およびアテローム性動脈硬化症におけるICAM−1およびVCAM−1[15]、心筋虚血におけるp−セレクチン[16,17]、血栓症におけるGIIb/IIIaおよびフィブリノーゲン[18,19]などの、種々の疾患状況における分子イメージングの可能性を示している。VEGFR2−、ICAM−1およびVCAM−1を標的とする研究における血管疾患の新血管発生の分子イメージングは、損傷で誘発された血管の新血管発生の高脂血症ウサギモデルにおいて栄養血管の新血管を検出しなかった[9,20]。
本明細書では、遺伝子導入の高脂血症、高血圧症の頸動脈疾患ラットモデルにおいて、頸動脈病変および拡張した栄養血管の新血管におけるDEspRの分子イメージングが実証されている。
材料および方法
動物
血管病変または拡張した栄養血管の新血管における病的血管新生の分子イメージング研究を容易にするために、高血圧症−アテローム性動脈硬化症を危険因子として有する頸動脈疾患ラットモデル、Tg25[hCETP]Dahl−Sラットモデル、加速された脳卒中[21]または遅発型冠動脈心疾患を発症するためのヒトコレステリルエステル転送タンパク質の遺伝子導入Tg25を選択した[22]。脳卒中[21]または冠動脈アテローム性動脈硬化症表現型[22]の疾患経過に沿って早期中間点付近にあるように計画された4月齢の遺伝子導入オスラット(n=13)は、DEspR標的化分子イメージングのために研究した(n=13)。MB注入された非遺伝子導入の非アテローム硬化性の同腹子を負の生物対照として研究した(n=5)。以下のサブグループ:MB特異的CEU陽性イメージングを示した4匹の遺伝子導入ラット、および4匹の新規遺伝子導入ラットを有する、アイソタイプ特異的MB注入された遺伝子導入ラット(n=8)を、負のイメージング対照をとして同時に研究した。
標的特異CEU分子イメージング
コントラストモードソフトウェアを有するVevo770高解像度超音波システムと、マウスの腫瘍血管新生におけるVEGFR2の分子イメージングに対して検証済みのストレプトアビジン被覆「標的準備された(target ready)」MicroMarker微小気泡(VisualSonics Inc,Canada)とを使用した[12]。微小気泡をラットDEspR陽性内皮細胞に向けるために、標的準備されたMicroMarker微小気泡をストレプトアビジン−ビオチン結合によりビオチン化抗DEspR抗体(MB)に連結させた。対照として、標的準備されたMicroMarker微小気泡をビオチン化アイソタイプ抗体(MB)に連結させた。各ボーラスを、200マイクロリットルの生理食塩水中3〜4×10の微小気泡で構成し、ラット尾静脈に8秒間にわたって注入した。
ラット頸動脈のCEUイメージングは、MB−標的結合の最適化、交絡因子の除去、および再現可能なCEUイメージングの確認を目的とした一連のステップを含んだ。まず頸動脈のベースライン画像を得て、スキャンヘッドを固定化して、総頸動脈、外頸動脈、および内頸動脈の最適なBモード表示を1つの2D画像に保持した。MBボーラス注入の1分後に、Bモードイメージングによって全てのラットに対してMB血液プールを記録して、MB注入を確認し、周囲組織にコントラスト強度がないことを実証した。4〜5分間待機して、DEspR陽性内皮標的へのMBの接着を可能にし[12]、非結合循環微小気泡の排除を可能にした[23]。ほとんどの循環MBの排除によって、Vevo770イメージングシステムを用いる検出に対して検証された接着MBによるコントラスト強度シグナルの増大の検出が容易になる[23]。接着MBは、予め設定されたContrast Enhancedソフトウェア(VisualSonics,Inc,Canada)を用いて記載されるように実施される音響破壊の際のコントラスト強度の損失によって定義される[12]。
頸動脈における4つの対象領域(ROI)を監視した:総頸動脈、分岐点、外頸動脈および内頸動脈。音響破壊の前および後のコントラスト強度シグナルを検出するVevo770イメージングプラットフォーム(VisualSonics Inc,Canada)に対して検証された造影分析プログラムを用いて、接着標的化微小気泡の後方散乱から得られるコントラスト強度シグナル(CIS)の定量化を行った。対側頸動脈を直ちに検査し、同じCEUイメージングプロトコールに従った。あらゆる残存MBの完全な排除を可能にするために20分置いた後で、同一手順に従うアイソタイプ特異的MBによる次のCEUイメージングのために、予め設定した破壊シーケンスを実施した。定量的な比較分析のために、音響破壊前と破壊後のコントラスト強度シグナル間の差、CIS差、ならびにこれらのそれぞれの破壊前CISピークレベルをラットごとにそれぞれの各頸動脈に対して研究した。
ラット頸動脈の組織学および免疫蛍光染色
CEUイメージングの後、頸動脈分岐点を含む、総頸動脈(CCA)、外頸動脈(ECA)および内頸動脈(ICA)頸動脈の周囲組織を保存して、頸動脈をひとまとめに採取した。ECAをICAよりも長く切断し、両者を区別できるようにした。頸動脈ごとに長手方向の一連の切片を得て(50〜100切片)、10番目ごとにスライドをマッソントリクロームで染色することにより、CEUイメージングにおけるROIに対応する、適切な方向付けおよび部位特異的な分析を可能にした。次に関心対象のMT染色スライドに隣接する連続切片を免疫染色した。二重免疫蛍光染色は、連続的な抗原回復、バックグラウンドの低下のための処理、ブロッキング、4℃で一晩の一次抗体によるインキュベーション、AlexaFluor 568ヤギ抗マウスIgGおよびAlexaFluor 488ヤギ抗ウサギIgGによる4℃で一晩の二次抗体インキュベーション、洗浄、およびDAPIを有するProlong Gold(Invitrogen,CA)を用いるモニタリグによって、脱パラフィン化された切片において行った。負の対照は、抗ラットDEspR抗体に対するウサギアイソタイプ抗体を用いて行った。蛍光イメージングおよび微分干渉コントラスト(DIC)顕微鏡撮影のためにZeiss Axioskop2plus顕微鏡を使用して、免疫染色切片に対する形態学的情報オーバーレイを提供した。頸動脈に沿った適切な方向付けおよび部位特異的な同定のために低倍率2.5×を使用した。
MBおよびDEspR陽性内皮細胞の相互作用のインビトロ分析
ヒト特異的DEspR標的化MBは、抗ヒトDEspRモノクローナル抗体の使用を除いてラット特異的DEspR分子イメージングの場合と同一の手順に従って作成した。固定数のヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)をIBIDIパーフュージョン6レーンμスライドVI(ibidiGmbH,Germany)上に播種した。24時間後、MB型の微小気泡を以下のMB−細胞比で注入した:8×、80×、および800×。負の対照は800×MBおよび800×非標的化微小気泡MBで構成した。これら全て、同じ6レーンマイクロフローチャンバスライドにおいて20ダイン/cmせん断応力で一方向に流して注入した。45分間のインキュベーションの後、DAPI核染色を実施して、過剰のMBを同じせん断応力でHUVEC培地により洗浄した。位相コントラストおよび落射蛍光顕微鏡法を、6つのランダムな高倍率視野において実施した。細胞および微小気泡を顕微鏡撮影によって記録し、結合MBを有する細胞の割合、および細胞当たりのMBの数についてカウントした。MB、MBおよび非標的化微小気泡MBを比較した。
統計分析
値は平均±S.E.M.で表される。データは、Prism 5統計ソフトウェア(GraphPad Software Inc,CA)を用いて分析した。適用可能な場合には、ノンパラメトリックANOVAおよびDunn多重比較検定またはANOVAおよびTukey多重ペアワイズ比較検定を使用した。2つの群の比較のためには、Prism5(GraphPad Software Inc,CA)を用いて、ノンパラメトリックKruskal Wallis検定を実施した。
結果
頸動脈のDEspR標的化分子イメージング
頸動脈疾患における血管疾患関連の血管新生を検出することが必要とされると仮定して[5,6]、頸動脈疾患の病変または栄養血管の新血管発生における病的血管新生の造影超音波(CEU)イメージングのための内皮標的として機能することができるかどうかを決定するために、DEspRを検査した。頸動脈疾患のTg25ラットモデルを使用し、アテローム硬化性疾患経過の中間点にあるように計画された4月齢のオスTg25ラットと、年令を適合させた非遺伝子導入のオス同腹子と比較した[21,22]。冠動脈疾患と比較して、頸動脈疾患の調査は、動きアーチファクト(movement artifact)が少ない戦術的な実験システムを提供する。
Vevo770超音波造影イメージングシステムと、対照アイソタイプ微小気泡(MB)と比較したDEspR標的化微小気泡(MB)とを用いて、7/13匹の遺伝子導入ラットの総頸動脈(CCA)、頸動脈分岐点、近位の内頸動脈および/または外頸動脈に沿った種々の対象領域(ROI)において、MB特異的CEU陽性イメージング検出した。MB特異的CEU陽性イメージングは、循環微小気泡が排除された後にコントラスト強度シグナルの安定的な増大が検出され、音響破壊の際に減少すると定義した(図19A)。破壊前ピークコントラスト強度シグナルおよび破壊前/後のコントラスト強度シグナルの差(CIS差)は、MB特異的CEU陽性画像では、アイソタイプMB注入ラット(図19B)およびMB注入非遺伝子導入対照ラット(n=5)において観察されるCEUイメージングと比較して、著しく高かった(図19A、表2)。後者の2つは経験的にCEU陰性イメージングを定義する。特に、MB特異的CEU陽性イメージングを示す7匹の遺伝子導入ラットのうち4匹は両方の頸動脈においてCEU陽性イメージングを示したが、3匹は、対側頸動脈においてCEU陰性イメージングを示し、MB特異的CEU陽性イメージングの選択性が示唆され、特異性と一致した(表2)。さらに、6匹の遺伝子導入ラットは、MB対照ラット(図19B)およびMB注入非遺伝子導入対照(図19C)で観察されるCEU陰性イメージングに類似した、低いピークコントラスト強度シグナル、「平らな」破壊前/後のCISプロットパターン、および最小限のCIS差を有するCEU陰性イメージングを示した(図19D、19E、表2)。
要するに、これらの観察は、MBベースのCEU陽性画像が特異的であり、前記頸動脈中の接着MBによるものであるという有力な証拠を提供する。一元配置分散分析(ANOVA)およびpost−hoc多重比較検定による統計分析は、MB特異的CEU陽性イメージングのCIS差が、各CEU陰性イメージング研究群とそれぞれ比較して著しく高い、P<0.0001ことを立証する(表2、図19D)。興味深いことに、CEU陽性イメージングは遺伝子導入ラットだけで検出され、オスの典型的なモデル疾患経過の早期中間点と同等の4月齢において遺伝子導入ラットの54%がMB特異的CEU陽性イメージングを示すので[21、22]、平均CIS差は遺伝子導入ラットとその非遺伝子導入対照との間で著しく異なる(P<0.0001)(図19E)。MB注入時に7/13匹の遺伝子導入ラットがCEU陽性イメージングを示し、6/13匹がCEU陰性イメージングを示すことから、疾患経過の4か月中間点におけるMBCEUイメージングのCIS差に基づいた遺伝子導入ラットのサブグルーピングは明白である(図19E)。
興味深いことに、最高MB特異的CIS差を有する3匹の遺伝子導入ラットのCISプロットは、予想される音響破壊後のシグナル強度の降下を示したが、コントラスト強度シグナルの二次ピークを有した後、続いて低/ベースラインレベルまで低下した(図20A〜20H)。この音響/破裂破壊後のパターンは、特定の一連の微小気泡事象(降下を説明する微小気泡の断片化、二次ピークを説明する残留微小気泡の音響刺激の後、次のベースラインレベルへの着実な低下を説明する音響的に駆動される拡散)と一致する。
組織学的分析は、DEspR陽性内皮細胞におけるMB微小気泡を検出する
予想外に、マッソントリクローム染色による組織学的分析は、図示されるCEU陽性イメージングによりR1:MBラットから得られる内皮細胞にまだ付着しているかあるいは内膜病変にある少数の微小気泡を検出した(図21A)。隣接する一連の断片における対応するDEspR免疫染色は、DEspR陽性内皮細胞に対するMB微小気泡の接着性を確認した(図21B、21C)。アイソタイプ抗体による免疫染色は、DEspR陽性免疫染色の特異性を確認する(図21D)。要するに、これらの観察は、DEspR陽性内皮に対するMB結合およびMB結合の特異性を確証する。PBS緩衝4%パラホルムアルデヒド固定化、パラフィン包埋および脱パラフィン化を経たPEG被覆Target−ready MicroMarker微小気泡(VisualSonics,Inc.,Canada)の生存は、PEGベースの生体材料が、固定化、パラフィン包埋、脱パラフィン化およびマッソントリクローム染色を生き残るという我々の観察と同様である[24]。
図20A〜20Hに示されるR3:MBラットの組織学的分析は、栄養血管の新生血管におけるDEspR陽性発現(図21G)と共に、内皮DEspR陽性発現および内腔内皮症状の増大、ならびに新血管発生による著しい頸動脈栄養血管の拡張(図21E、21F)も検出した。DEspRおよびα−平滑筋アクチン(αSMA)による二重免疫蛍光免疫染色は、頸動脈栄養血管においてDEspR+αSMA陽性免疫染色のいくらかの共存を検出した(図21H)。
DESPR発現の増大は、DEspR陽性分子イメージングと関連付けられる
DEspR発現の増大レベルおよび/または領域が、CIS差(図19D)およびより高い破壊前のCISピークレベル(図22A)によって定義されるMB特異的CEU陽性イメージングに関連付けられるかどうかを決定するために、抗DEspRおよび抗α−平滑筋アルファアクチン(αSMA)抗体により二重免疫蛍光染色を実施した。後者は、培地における血管平滑筋細胞の免疫染色のための正の対照として機能する。MB特異的両側CEU陽性イメージング、MB注入された両側CEU陰性イメージング、および片側CEU陽性/CEU陰性イメージングにより、代表のラットからの一連の切片を分析した(n=3/群)。免疫蛍光法および微分干渉コントラスト(DIC)顕微鏡の分析は、MB特異的CEU陽性イメージングが、頸動脈内膜病変におけるDEspR+発現、栄養血管の新血管発生、および栄養血管の新血管におけるDEspR+発現(図21B、21C、22B、22C、表2)と関連付けられることを示した。対照的に、MB−CEU陰性分子イメージングを示すラット頸動脈は、あったとしても最小限のDEspR+内皮発現と関連付けられた(図22D、表2)。拡張した栄養血管と比較して、頸動脈中膜の平滑筋細胞(SMC)における低レベルのαSMA発現も注目された(図22A)。これは、理論によって束縛または限定されることを望まないが、αSMA発現が合成または増殖性SMCにおいて誘発されない(deinduced)ので、これらの高血圧ラットにおけるSMCの合成状態に起因する可能性が最も高い[25]。これらの観察は、このラットモデルにおけるMB特異的CEU陽性イメージングを、内膜病変および栄養血管の新生血管密度の両方において、DEspR発現強度および領域の増大に結び付ける。
DEspR陽性内皮細胞に対する用量反応のMB接着性のインビトロ分析
MBのDEspR陽性細胞との相互作用をさらに精査するために、インビトロのMB接着性の用量反応を検査した。内皮細胞の標準化初代培養を利用するため、そしてヒトにおける分子イメージングへのトランスレーショナルな洞察を獲得するために、ヒト特異的抗DEspRモノクローナル抗体によって検出されるように、増殖および血管新生促進培養条件においてDEspRを発現するヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を使用した。8×、80×、および800×のMB対細胞比で増大する数のMBを用いて、800×MB(図23D)および非標的化MB(図23E)がそれぞれ6.8%および8.2%のHUVECと結合したのとは対照的に、MBが80×のMB:細胞比で100%結合されている(図23A〜23C)ことによってHUVECは増加的に結合されることが観察された(図23F)。さらに、45分間のインキュベーションおよび20dyne/cmよりも大きい大動脈様せん断応力を有する流速での洗浄の後、細胞当たり結合したMBの数の分析によって、8×、80×から800×へ増大させせたときに、細胞当たり結合したMBの数の有意な差が以下のように明らかにされた:2.3、17および49MB/細胞(非標的化MBおよびアイソタイプMBについてはわずか0.6および1.1MB/細胞である)(ANOVA P<0.0001)。これらの観察は、MB−細胞相互作用の相対的安定性および特異性を反映する。重要なことに、MBと細胞の接触の際、高用量800×MBでも細胞毒性は観察されなかった。
腫瘍血管新生のVEGFR2標的化分子イメージングは報告されているが[12]、栄養血管の新血管発生のこれまでのVEGFR2標的化分子イメージングは、他の血管接着分子標的と共にうまくいかなかったことから、これらの報告の著者は、栄養血管の流れは、標的特異的CEU分子イメージングのための技術的な障害であり得ると提言している[9]。従って、本明細書で実証される頸動脈疾患におけるDEspR陽性内皮細胞の分子イメージング(図19A〜22E)は、頸動脈疾患内皮および拡張栄養血管のインビボ分子イメージングのための新規の研究および診断ツールを提供する。理論によって束縛または限定されることを望まないが、最適な超音波イメージングパラメータが与えられれば、標的特異的CEU分子イメージングにおける特異な成功のためにあり得る因子は、標的の発現のレベルおよび/または領域によって定義される分子の閾値における差異、そして/あるいは、標的血管の密度およびサイズならびに標的血管における流れによって定義される技術的な閾値における差異であり得る。検出可能な標的化CEU陽性イメージングまたは分子イメージングのために、これらの閾値は同時に越えられなければならない。より具体的には、頸動脈損傷に誘発されるマウスモデルにおける栄養血管の新血管発生について報告されるVEGFR2を標的とする陰性分子イメージング結果とは対照的に、DEspR発現のレベル、内腔内皮症状の程度、および栄養血管の新血管発生密度は、本明細書で使用されるより大きいサイズのラット頸動脈疾患モデルと共に、頸動脈疾患のTg25ラットモデルにおける頸動脈栄養血管のDEspR標的化CEU陽性イメージングの成功に寄与する因子を構成する[9]。さらに、CEU陰性遺伝子導入ラットとCEU陽性遺伝子導入ラットとの間の差異は、CIS差(図19E)および破壊前CISピークレベル(図22A)のための推定閾値を明らかにする。CEU陽性イメージングに対して観察されるこの閾値は、DEspR標的化CEU陽性イメージングが病的血管新生のための非侵襲性のバイオマーカーであり、疾患進行のための予測値を有し得るという証拠を提供する。
驚くことに、標的特異的分子イメージングの検出の成功のための分子および技術的閾値は、反射率が微小気泡自体の濃度に直接比例するという原理と一致する[26]。より具体的には、より大きいDEspR発現およびDEspR陽性内皮細胞のより大きい密度は、内腔においても栄養血管においても、本明細書に記載される方法では結合微小気泡のより大きい濃度に変換することができる。これは次に、理論によって束縛または限定されることを望まないが、白血球による微小気泡の貪食とは対照的に、微小気泡−細胞結合が微小気泡の反射率を低下させないので、より大きい反射率および検出レベルに変換できることが予想される[27]。ほとんどの循環微小気泡の排除の後、そして音響破壊の前に、標的特異的微小気泡の安定な結合は、陰性またはバックグラウンドのコントラスト強度よりも有意に大きい比較的安定したコントラスト強度レベルを示す(図20d、ANOVA P<0.0001)。高周波数イメージングは微小気泡の断片化またはガス拡散を誘発することができるので、理論によって束縛または限定されることを望まないが、音響破壊の前にもわずかな低下が観察され得る。しかしながら、音響破壊の際、断片化によるコントラスト強度の降下は、微小気泡の結合を確認するために観察される(図19A〜19E)。理論によって束縛または限定されることを望まないが、微小気泡共鳴[28]を低下させ得る高密度ROIにおける微小気泡相互作用に起因して、あるいは、微小血管内の微小気泡が音響断片化の根底にある10倍の直径変動に到達できないことから、音響断片化は完全でないこともある[29]。さらに、理論によって束縛または限定されることを望まないが、ガス放出および比較的低い流れを有する不完全な断片化は、頸動脈内腔と比較して栄養血管中で予測され得るように、ラット−R3において観察される二次ピークを構成した後、ゆっくり低下してベースラインレベルまで戻る。この実験の時点で、循環する微小気泡はあったとしても最小限なので、二次ピークは恐らく補給によるものではない(図19A〜19E、20A〜20H)。ラット−R3がラット−R1よりも高いコントラスト強度レベルに到達するという事実はより大きい微小気泡濃度を示唆し、これは微小気泡間の相互作用による音響破壊も低下することができる[28]。特に、音響断片化は微小気泡結合を確証するが、音響断片化のパターンまたは拡散は、微小気泡濃度ならびに結合部位の血管径および流れへの洞察も提供することができる。これは、マウス大動脈根アテローム性動脈硬化症に対して報告されたもの[30]に対する新規の代替分子イメージングパラダイムを提供する。現在の設定におけるCEUイメージングは他の実施形態では成功しているが、栄養血管の流れのイメージングのための血管内超音波について観察されるように、接着性微小気泡の非線形イメージングを使用して、より大きい感度および/または改善された定量化を提供することができる[31]。
MBによって標的とされる細胞%における用量依存性の増大および細胞当たりのMBの数における用量依存性の増大の検出(図23A〜23G)は、DEspR標的化MB−細胞相互作用の安定した相互作用、動態学、特異性および非毒性への洞察を与える。より重要なことに、ヒト内皮細胞およびヒト特異的抗DEspRモノクローナル抗体を標的化のために用いてインビトロ研究を実施し、MB−細胞の結合が45分後に高せん断応力洗浄に耐え、接触時に細胞毒性を生じないことを考えれば、MB−細胞相互作用のこれらのインビトロ観察は、有用な治療および診断ツールとしての病的血管新生のDEspR標的化分子イメージングを実証する。
要するに、分子イメージングのコントラスト強度レベルの比較分析、微小気泡−内皮間の結合の組織学的確認、DEspR陽性分子イメージングがDEspR陽性の内皮細胞発現に関連されるという免疫染色の確認、および音響破壊後の結合した微小気泡の挙動の一致したパターンは、頸動脈疾患ラットモデルにおける頸動脈内皮および栄養血管の新血管発生の標的特異的分子イメージングが、DEspRを標的とする本明細書に記載される方法および試薬を用いて実現可能であることを実証する。栄養血管の新血管発生および頸動脈疾患の病変のインビボ分子イメージングのための成功した標的としてのDEspRの同定は、動物モデルにおける栄養血管の新血管発生および頸動脈疾患進行の内皮変化の長期的研究を容易にすることができる。安定したMB−HUVEC結合のインビトロ観察と共に、データは、疾患進行および合併症のリスクの推定のために、心血管疾患の病態生理学的変化の早期検出における本明細書に記載される分子イメージング技術の使用を実証する。
参考文献:
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(表2)
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実施例3
癌における二重エンドセリン−1/VEGFsp受容体(DEspR):二重抗血管新生/抗腫瘍細胞侵襲性療法に対する標的
現在の抗VEGF/VEGFR2療法に対する内因性および外因性の抵抗性の発生が観察されている。本明細書に記載されるように、DEspR発現は、原発性および転移性腫瘍のαSMA陽性およびαSMA陰性の血管内皮において、そして種々のヒト癌組織型および細胞株の腫瘍細胞膜および核膜において増大することが分かる。さらに、本明細書に記載されるヒト特異的抗DEspR抗体治療を用いるDEspR阻害は、ヒト内皮細胞血管新生および腫瘍細胞侵襲性を低下させる。さらに、リガンド特異的DEspRシグナル伝達プロファイルが、VEGF/VEGFR2のものとは異なることが分かった。従って、本明細書には、二重腫瘍細胞および内皮送達のため、および二重抗血管新生/抗侵襲性療法のためのDEspRの標的化を実証するデータが記載されている。
序論
癌発症における血管新生スイッチの重要な役割は認識されているが[1]、血管内皮成長因子および/またはその受容体に向けられた抗血管新生療法、VEGF/VEGFR2中心の抗血管新生療法は、単独でもあるいは他の抗癌療法と組み合わせても、癌が休止状態の管理しやすい慢性疾患まで低下されるような長期にわたる効力の期待された治療目標を達成していない[2−5]。累積的な観察は、FDA認可の3つのVEGF経路阻害剤(抗VEGFベバシズマブまたはAvastin、抗VEGFR2スニチニブ、およびソラファニブ)が全て、腫瘍の停滞または収縮の形で、そして全てではないがほとんどの癌型が病的血管新生を示すにもかかわらず特定の癌だけに対して、著しいが一時的な改善をもたらすことを示している[2,6]。さらに、抗VEGF経路療法は前臨床研究において原発腫瘍の成長および転移を低減しているが[7]、最近のマウス腫瘍モデル研究では、スニチニブおよび抗マウスVEGFR2抗体、DC101は、原発腫瘍成長の阻害にもかかわらず、腫瘍細胞の転移を増大させ、場合によっては全生存を増大させたことが報告されている[8,9]。累積的な観察は、理論によって束縛または限定されることを望まないが、重複性血管新生促進シグナルの既存の多重度、代替の血管新生促進経路の上方制御、骨髄由来の血管新生促進の細胞の補充、VEGFシグナル伝達の必要性を除去する腫瘍血管系の周皮細胞被覆度の増大、ならびに血管新生を必要としない正常血管の侵襲性および転移性吸収などの内因性および回避的な抵抗のいくつかのメカニズムを暗示する[2−5]。さらに、ヒトにおけるベバシズマブ抗VEGF療法[10]およびマウスにおける抗VEGFR2ab療法[11]の際にVEGFレベルの10倍の増大が検出されており、理論によって束縛または限定されることを望まないが、これは回避的抵抗に起因し得る。
VEGFおよびVEGFsp(血管内皮成長因子シグナルペプチド)は両方とも同じ同一のプロペプチドに由来し、VEGFの10倍の「リバウンド」増大は、理論によって束縛または限定されることを望まないが、付随して10倍のVEGFspの増大も生じ得る。従ってその結果、その受容体である二重エンドセリン1/VEGFsp受容体またはDEspR(以前は、Dearと呼ばれ、GenBankにDearで寄託)を活性化する、VEGFspの切断後の機能が10倍増大される[12]。DEspRノックアウトマウス脈管形成の停止および血管新生の不在を示し、E10.5〜E12.5日の胚性致死が生じる[13]。一致して、DEspRハプロ不全は合成メラノーマ腫瘍成長の低下を生じ、抗DEspR抗体阻害は、照射誘発された乳房腫瘍を有するラットにおいて腫瘍成長および腫瘍血管新生を低下させた[13]。さらに、DEspRの他のリガンドはエンドセリン−1(ET1)であり[12]、全ての他の既知のET1受容体、ETaおよびETbは、そのそれぞれのノックアウトマウスモデルにおいて胚性致死性血管新生表現型を示さない[14,15,16]。
本明細書には、抗ヒトDEspR抗体阻害を使用し、抗DEspR抗体療法のマウス前駆体を特徴付ける、新規の抗血管新生戦略が記載される。DEspRはいくつかの固体腫瘍細胞および腫瘍血管内皮において上方制御され、ヒト特異的抗DEspRポリクローナルおよびモノクローナル抗体は、インビトロのヒト内皮細胞の管形成および腫瘍細胞の侵襲性を阻害し、DEspRは既知のリガンド特異的シグナル伝達経路を用いて血管新生および癌細胞侵襲性を媒介することが分かった。
材料および方法
細胞株および抗体の発生
MDA−MB−231およびPANC−1細胞は、American Type Culture Collection(Rockville,MD)から入手した。MDA−MB−231細胞は、10%FBS、L−グルタミン、ペニシリン、およびストレプトマイシン(GPS)を補充したDMEM培地(Sigma Chemical,St.Louis,MO)中で維持した。PANC−1細胞は、高グルコース、10%FBSおよびGPSを有するDMEM(Sigma Chemical,St.Louis,MO)中で保持した。ヒト臍帯静脈内皮細胞、HUVECは、Cascade Biologics,Inc.から入手し、2%FBSおよびGPSを含有するEndothelial Growth Media−2(EGM−2)中に保持した。モノクローナル抗体の発生は、hDEspRの9アミノ酸DEspR NH末端ペプチド、MTMFKGSNEを抗原として用いて、ProMab Biotechnologies,Inc(Richmond,CA)によって特注で実施した。ハイブリドーマ上清のスクリーニングおよび候補モノクローナル抗体の最初の特徴付けは、遊離hDEspR抗原ペプチドを抗原として用いてELISAにより実施した。
ELISAおよびウェスタンブロット分析によるモノクローナル抗体の特徴付け
TMFKGSNE抗原ペプチドを、マイクロタイタープレートのウェル上に直接被覆した。一次抗体の適切な希釈物を37℃で1時間インキュベートした。次に、ウェルを、1:9000のHRP標識化抗IgG(SIGMA cat#A0168)と共に37℃で1時間インキュベートした。3,3'5,5'−テトラメチルベンジジン基質(37℃で10分間のインキュベーション)の添加によって反応を視覚化し、450nmで分光光度的に読み取った。ウェスタンブロット分析は、hDEspRを安定的に発現するCos1細胞トランスフェクタントからの全細胞タンパク質抽出物(40μg)[17]と、hDEspR特異的合成ペプチドに対して産生された、対応する候補モノクローナル抗体とを等量で用いて、記載されるように行った[17]。免疫反応性のhDEspR(10kDaのポリペプチド)は、ECL Western Detectionキット(GE Healthcare)を用いる化学発光により検出した。
血管新生のためのHUVEC管形成アッセイ
有効な第2継代のヒト臍帯静脈内皮細胞HUVEC(Cascade Biologics,Oregon)を入手し、第4継代まで培養してから、穏やかなトリプシン処理を用いて80%のコンフルエンスで回収した。次に、細胞ペレットを、M−200(Cascade Biologics,Oregon)1μg/mlのヒドロコルチゾン、10ng/mlのEGF、3ng/mlのbFGFおよび10μg/mlのヘパリンを含有する無血清培地(基本培地)中で2回洗浄した。次に、細胞をこの無血清培地中に再懸濁させ、96ウェルプレートの血管新生システム:Endothelial Cell Tube Formation MatrigelTMMatrix(BD Biosciences,MA)に、20,000細胞/ウェル(100μL)で播種した。基本培地を単独で、あるいは以下の:2%のFBS、20nMのVEGF、20nMのVEGFsp、20nMのET1のうちの1つまたは複数と共に使用して、種々の血管新生および抗血管新生条件を示されるように4通りにアッセイした。阻害のために使用した抗体を全てアフィニティ精製して、以下の濃度:500nMの抗hDEspRポリクローナル抗体(Pab)、500nMの抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体(Mab)、500nMの抗VEGFsp Pabで使用し、対応するアイソタイプ対照については、Pabに対しては500nMの免疫前IgG(75μg/ml)、そして抗hDEspR Mabに対しては500nMのIgG2bのいずれかを使用した。以下のような種々の実験条件を4通りで検査した:基本培地単独(BM)、2%のFBSを有するBM;20nMのVEGFを有するBM;20nMのVEGFspを有するBM;20nMのET1を有するBM;20nMのVEGFおよび500nM(75μg/ml)の免疫前IgGを有するBM;20nMのVEGFおよび500nMの抗VEGFspを有するBM;20nMのVEGFおよび500nMの抗hDEspRを有するBM;20nMのVEGFspおよび500nMの抗hDEspRを有するBM;20nMのET1および500nMの抗hDEspRを有するBM;2%のFBSおよび500nMの抗VEGFspを有するBM;ならびに2%のFBSおよび500nMの抗hDEspRを有するBM。その他の実験では、抗hDEspR7C5B2mAbの濃度を増大させて(0.05〜500nM)検査した。次に、HUVECを37℃で16時間において指定されるような種々の条件でインキュベートし、その後、得られた血管新生の管形成を顕微鏡下で見て、ウェルの約70%(中央部分)の画像を分析のために撮影した。ImageJ(NIH−http://rsb.info.nih.gov/ij/)を用いて、各血管新生条件に対して種々のパラメータ、すなわち、管の全長、管の平均長さ、管の平均厚さ、細胞凝集体の長さの2倍よりも長い管様の伸長を有する細胞のクラスタであると定義される分枝点の数、直列または並列の管様構造間の3つ以上の接続であると定義される接続の数、および管状構造によって結合される閉鎖多角形の数を測定した。
侵襲アッセイ
BD Bio−Coat Matrigel侵襲アッセイシステム(BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ)を用いて、MDA−MB−231およびPANC−1細胞の侵襲アッセイを記載されるように[18]実施した。MDA−MB−231およびPANC−1細胞を成長培地中に懸濁させ、予め被覆されたトランスウェルチャンバ(3×10細胞/ウェル)に播種した。次に、トランスウェルチャンバを24ウェルプレートに入れ、これに、基本培地のみ、あるいは種々の濃度の抗体を含有する基本培地を添加した。細胞を16時間インキュベートし、侵入細胞を固定し、Diff−Quick染色により染色した。ウェル当たりの侵入細胞の数を顕微鏡下でカウントした。各条件を4回繰り返して評価した。
腫瘍組織アレイおよび腫瘍細胞の免疫染色
ヒト癌細胞株アレイDEspR免疫染色は、我々の社内のポリクローナルヒト特異的抗DEspR抗体を用いて、Pantomics,Inc.により特注で実施した。腫瘍組織アレイをPantomics,Inc.から入手し、濃度依存性免疫染色1:10、1:50、1:100の実証の後、1:20でポリクローナルおよびモノクローナル抗hDEspR抗体を用いてDEspRに対して免疫染色した。ポリクローナル抗体を用いて、記載されるようにデオキシアミノベンジジン免疫染色を行った[13]。以下のステップにより脱パラフィン化切片において二重免疫蛍光染色を行った:抗原回復、バックグラウンドを低下させるための処置、ブロッキング、4℃で一晩の一次抗体によるインキュベーション、4℃で一晩の二次抗体インキュベーション(AlexaFluor 568ヤギ抗マウスIgGおよびAlexaFluor 488ヤギ抗ウサギIgGを用いる)、洗浄、およびDAPIを有するProlong Gold(Invitrogen)を用いるモニタリング。負の対照は、抗ラットDEspR抗体に対するウサギアイソタイプ抗体を用いて行った。蛍光イメージングおよび顕微鏡撮影のためにZeiss Axioskop2plus顕微鏡を使用した。
Ab−マイクロアレイによるシグナル伝達タンパク質の多重分析
DEspRによる種々のシグナル伝達経路のリガンド依存性調節の分析は、KinexTM抗体マイクロアレイシステムを用いて、506のリンタンパク質特異的抗体にわたってデュプリケートで、あるいは多数回繰り返して、そして740のシグナル伝達分子の汎特異的(pan−specific)抗体にわたって、Kinexus Corp.(Kinexus,Canada)により特注で実施した。ET1−およびVEGFsp−DEspR活性化の多重シグナル伝達経路に対する効果は、リガンド処理(ET1、10nM、VEGFsp、10nM)の30分後に、Cos1−hDEspR永久細胞トランスフェクタントを用いて、非処理対照におけるそれぞれの非活性化DEspRと比較して分析した。全ての蛍光シグナルをバックグラウンドに対して基準化した。データは、対照からの変化率(%CFC)、あるいは非処置トランスフェクタント適合対照と比較した、ET1またはVEGFsp処理の30分後に検出される変化のそれぞれで提供される。%CFC=[処置Ave−対照Ave]/対照Ave×100である。%CFC>25%が有意差として提唱されるが、>50%CFCを示し、デュプリケート間の%誤差範囲が検定および対照サンプルの両方に対して20%未満である値だけを提供した。%誤差範囲=[デュプリケート−平均]/平均。%CFCの計算において低い方のデュプリケートを用いて%CFCが>50%のままであれば、>20%の%誤差を許容した。
統計分析
SigmaStat 2.03ソフトウェアパッケージを用いて正規性を確認してから、一元配置分散分析(ANOVA)の後に全ペアワイズ多重比較Tukey検定を実施した。P<0.05は統計的に有意であると見なした。
結果
DEspR発現は、ヒト腫瘍細胞および腫瘍血管において増大される
ヒト癌組織および細胞においてDEspR特異的発現パターンを調べた。ヒト特異的抗DEspRポリクローナル抗体を用いて腫瘍組織アレイ分析を実施した[17]。ラット特異的抗DEspR抗体[13]免疫染色のラットの照射誘発された乳房腫瘍モデル観察と一致して、ヒト腫瘍組織アレイにおけるDEspR発現の免疫組織化学的分析は、肝臓、膵臓(図24A〜24F)、胃、乳房(図25A〜25F)、結腸および肺(図26A〜26F)の癌の薄壁の腫瘍血管内皮において、それぞれの正常組織の生検コアの血管内皮(動脈内皮でも微小血管内皮でも)と比較して、DEspR発現の増大を検出した(図24A〜24F、25A〜25F、および26A〜26F)。特に、肺における胃癌転移巣(図25C)およびリンパ節における乳癌転移巣(図25F)の血管内皮もDEspR免疫染色の増大を示す。さらに、膵臓(図24E、24F)、胃(図25B、25C)、乳房(図25E)、肺(図26C)および結腸(図26E、26F)の腫瘍細胞は、細胞膜、細胞質および核膜に細胞内局在したDEspR発現の増大を示す。本明細書において実証される腫瘍新血管および腫瘍細胞におけるこのDEspR発現の増大は、DEspRが腫瘍新血管発生および腫瘍形成の両方における役割を果たすことを示す。
腫瘍細胞における発現をさらに確認するために、次に、種々のタイプの既に特徴付けられて確立された癌細胞株を検査する癌細胞アレイのDEspR免疫染色を実施した(表3)。あったとしても最小限のDEspR発現を有する検査した細胞株の少数とは対照的に、いくつかの癌細胞株は、高い核グレード(nuclear grade)に関連する核膜DEspR発現を有するDEspR発現を示す(表3、図27A〜27F)。代表的な顕微鏡写真は、全てではないがほとんどの腫瘍細胞の核膜において最強のDEspR免疫染色を有する腫瘍細胞発現を実証する。選択的核膜免疫染色(図27A〜27F)は、いくつかの癌細胞株における陰性の免疫染色と共に、DEspR免疫染色の特異性を確認する(表3)。重要なことに、これらの観察は、本明細書に記載される癌組織断片の観察(図24A〜24F、25A〜25F、および26A〜26F)と一致する。核膜局在は、DEspRが、受容体媒介性のシグナル伝達を超えた細胞膜と核膜との間のクロストークにおける役割を果たし得ることを示す。
N末端9−aa細胞外ドメインに対して生成される高アフィニティの抗hDEspRモノクローナル抗体
抗血管新生戦略としての抗DEspR阻害を調べるために、DEspR免疫染色で使用されるヒト特異的抗DEspRポリクローナル抗体を発生させるための戦略使用と同一のヒトDEspRのN末端細胞外ドメインにわたる9−aaペプチドを用いてヒト特異的抗DEspRモノクローナル抗体を発生させた(図24A〜24F、25A〜25F、26A〜26F、および27A〜27F)[17]。67のハイブリドーマクローンから、予備スクリーンにより上位10の候補モノクローナル抗体ハイブリドーマクローンを同定し、次にこれを、間接ELISAによって、9−aaペプチドN末端ドメインに対するアフィニティについて分析した(図28A)。対照非トランスフェクトCos1細胞を対照とした、Cos1−hDEspRトランスフェクタントから単離したhDEspRタンパク質(10kDa)に対するmab媒介性の結合のウェスタンブロット分析による特異性の分析によって、ハイブリドーマクローン7C5B2を同定した。図28Bに示されるように、7C5B2抗hDEspRモノクローナル抗体ハイブリドーマクローンは、「スーパークローン」上清および精製モノクローナル抗体の両方のような特異性を示した。7C5B2のアイソタイピングは、このモノクローナル抗体がマウスIgG2bアイソタイプの抗体クラスに属することを示した。
ヒト臍血管内皮細胞(HUVEC)におけるDEspRおよびそのリガンドVEGFspの共存
HUVECにおける二重免疫染色による受容体−リガンド共存の分析は、抗hDEspRモノクローナル抗体を用いて血管新生促進条件下で培養された内皮細胞膜において、DEspRの特異的な検出を示した。二重免疫染色は、抗VEGFspポリクローナル抗体を用いて、DEspRと、そのリガンドVEGFspとの共存を検出したので、抗hDEspRモノクローナル抗体がDEspRを特異的に標的とすることが実証される。抗DEspRポリクローナル抗体も同一の結果を与えた。
抗hDEspRポリクローナル抗体および7C5B2モノクローナル抗体による抗DEspR阻害は血管新生を低減する
次に、DEspRの7C5B2モノクローナル抗体阻害の血管新生に対する効果を、確立されたインビトロHUVECに基づく血管新生アッセイを用いて査定した。まず、7C5B2モノクローナル抗体が、血管新生促進条件下でHUVECによって形成される管/「新血管」において細胞膜DEspR発現を検出することが示され、従って、この血管新生アッセイシステムの使用が検証された。次に、インビトロ血管新生の2つの確立したパラメータである、血管新生促進条件下でHUVECにより形成された新生血管の全管長および分枝を分析した。0.05〜500nMの可変用量の7C5B2モノクローナル抗体を用いて、管の全長および分枝点の数の両方について血管新生阻害の濃度依存性が実証され、全強度阻害用量として500nMの7C5B2モノクローナル抗体が同定される(図29A)。次に、新しく発生した7C5B2モノクローナル抗体と、既に特徴付けられた抗hDEspRポリクローナル抗体とを比較する、独立した反復阻害実験にこの用量を適用した。ポリクローナル抗体および7C5B2モノクローナル抗体のそれぞれについて、非処置の対照、ならびに免疫前およびIgG2bアイソタイプ特異的な負の対照と比較して、500nMの抗hDEspR抗体は、管の全長および分枝点の平均数で測定される血管新生を著しく阻害した(全ペアワイズ多重比較Tukey検定によるANOVA、P<0.01)。他の血管新生パラメータである管の数および分枝相互接続も著しく阻害された。一致して、ポリクローナル抗VEGFsp抗体も、HUVECにおける血管新生を阻害する。
抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体の免疫染色および腫瘍細胞侵襲性の阻害の分析
DEspR阻害は血管新生を低減することが示されると、DEspRは種々の腫瘍細胞系(図27A〜27F)、および癌組織(図24A〜24F、25A〜25F、および26A〜26F)で検出されるので、次に、7C5B2モノクローナル抗体媒介性の抗DEspR阻害の、腫瘍細胞侵襲性に対する効力を査定した。攻撃的な乳癌および膵癌を表す2つの癌細胞株、それぞれMDA−MB−231およびPANC−1癌細胞株を調べた。7C5B2モノクローナル抗体による免疫染色により、両方の細胞株における核膜および細胞膜DEspR発現、ならびに細胞質内発現が検出された。機能分析により、3.55±0.32nMのEC50を有する0.05〜500nMの7C5B2モノクローナル抗体の腫瘍細胞侵襲性の濃度依存性阻害が検出された。500nMの7C5B2モノクローナル抗体を用いて、MDA−MB−231(図30B)およびPANC1(図30C)細胞の両方において、それぞれ対照の非処置細胞およびIgG2bアイソタイプ処置細胞と比較して、DEspR阻害を観察した(ANOVAの後、全ペアワイズ多重比較検定、それぞれP<0.001およびP<0.01)。これらの観察は、血管新生(図29B〜29C)および腫瘍細胞侵襲性(図30B〜30C)の両方に対するDEspR阻害の二重効果を示す。
腫瘍血管内皮および腫瘍細胞の抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体−免疫染色
血管新生および腫瘍細胞侵襲性に対するDEspR阻害の効力が示されたので、次に、正常なものと対照的な乳癌および膵癌組織における7C5B2モノクローナル抗体−免疫染色を評価して、抗hDEspRポリクローナル抗体を用いて検出されるように腫瘍血管内皮および腫瘍細胞におけるDEspR発現の増大を確認すると共に(図24A〜24F、25A〜25F、および26A〜26F)、7C5B2モノクローナル抗体のDEspR標的プロファイルを描写した。
微小血管周皮細胞および癌組織間質筋線維芽細胞を追跡するためのDEspRおよびアルファ平滑筋アクチン(αSMA)の二重免疫染色により、正常な乳房組織血管および乳房上皮細胞における最小限のDEspR発現と、乳房筋上皮細胞および細動脈平滑筋細胞における正常なαSMA発現とが検出され、最小限〜全くないDEspR発現が強調される(図31A〜31C)。対照的に、侵襲性腺管癌代表的な乳癌組織断片では、二重免疫染色は、腫瘍微小血管内皮、αSMAを同時発現する微小血管および細動脈、ならびに腺管癌上皮細胞において顕著なDEspR発現を検出した(図31D〜31F)。また腫瘍血管発生の増大は非癌性の「正常」対照組織(図31A〜31C)と比較して注目される。
同様に、正常な膵臓では、動脈中膜平滑筋細胞(図32C)における強力なαSMA発現と対照的に、微小血管(図32A〜32C)、および動脈内皮において最小限のDEspR発現が検出される。対照的に、DEspR発現は、膵癌αSMA陰性微小血管およびαSMA陽性微小血管ならびに細動脈内皮(図32D〜32E)において増大される。乳癌上皮細胞およびPANC−1癌細胞株において観察されるように、膵癌腺管癌上皮細胞は、際立ったDEspR陽性免疫染色を示す(図32F)。
DEspRシグナル伝達のホスホプロテオーム分析
リンタンパク質特異的抗体アレイを用いて、永久Cos1細胞DEspRトランスフェクタントにおいて、その二重リガンド(それぞれET1およびVEGFsp)への結合の際にDEspRにより活性化されるリガンド特異的シグナル伝達経路を同定した(表4)。Cos1細胞は内在性DEspR、ET1またはVEGFR2発現を持たないので、これらの細胞を使用した。非処置および処置Cos1−DEspRトランスフェクタントを比較した。表4に示されるように、リガンドに関係なく、DEspRのホスホプロテオーム(>50%CFCのシグナル伝達リンタンパク質に限定)は、血管新生、腫瘍細胞侵襲性または転移のメカニズムに関与することが知られているシグナル伝達経路を活性化した。さらに、DEspRのET1またはVEGFsp活性化のいずれかのためのいくつかのDEspR−リン酸化シグナル伝達分子は、神経細胞または造血幹細胞のいずれかに直接連結されており、いくつかはERK1/2、FAK、Met、PKC−アルファ、SHP2、Smad、STAT1、およびSTAT3などの癌幹細胞の再生にも関与する(表3)。本明細書には、FAK、ERK1/2、Raf、PKCαのようないくつかのシグナル伝達分子については、DEspRのホスホプロテオームはVEGFR2/VEGFと重複することが言及される[19]。しかしながら、DEspR/ET1およびDEspR/VEGFspの集団的なシグナル伝達複合体(表3)はVEGFR2/VEGFaについて記載されるものとは全く異なり[19]、従って、VEGFR2またはFlk1欠損突然変異体はE8.5〜E9.5日の間に早期に死亡したが、E10.5〜E12.5日の間の同一の胚性致死を有するDEspR[13]およびVEGFに対する欠損突然変異体の異常な血管新生表現型から推定されるように[20,21]、非冗長性の血管新生の役割が確認される[22]。
論考
抗腫瘍血管発生療法のための新規標的としてのDEspR
正常組織に適当した対照とは対照的である、腫瘍血管内皮におけるDEspR発現の増大の検出、腫瘍間質のαSMA陰性の毛細血管/微小血管と、αSMA陽性の細動脈および動脈との両方におけるDEspR発現の検出、ならびにDEspR阻害により成功した血管新生の阻害は全て、DEspRが、腫瘍血管新生および現存または「成熟」腫瘍の微小血管系の両方と目的とした治療法のための新規の標的あることを実証する。より具体的には、αSMA陽性の微小血管に対するDEspRの標的化は、理論によって限定または束縛されることを望まないが、αSMA陽性の周皮細胞鞘によって示されるようにその「成熟」に起因してもはやVEGFに依存しないか、あるいは、現存する微小血管系の「吸収」に起因してVEGFに対して非依存性である間質血管系を有すると考えられる、抗VEGF療法に抵抗性の腫瘍に対処することができる[2]。さらに、抗VEGF療法と共に併用されるDEspRの標的化は、VEGFおよびVEGFspが共通のプロペプチドに由来するので、抗VEGF療法において観察されるVEGFの10倍の増大を伴って、同時に起こることが予想されるVEGFspの10倍の増大に対処することができる[10]。
リガンド特異的DEspRホスホプロテオームからの洞察
低酸素誘導因子−1アルファ(HIF1α)の安定化が低酸素でVEGF、従ってVEGFspを誘発すると考えれば、VEGFsp−DEspR活性化によるBRCA1のリン酸化およびPCNA発現の誘発(表3)は、DEspRが、低酸素において活性化される必要なDNA修復反応に寄与し得る[24]、従って低酸素性微小環境にもかかわらず、DEspR陽性の内皮および癌細胞は、低酸素誘発性の細胞周期停止およびアポトーシスを受けるよりも増殖できるようになることを示す[24,25]。肝細胞成長因子受容体METはET1/DEspR刺激を受けると誘発され、Smad1/5/9はDEspR/VEGFspの活性化においてリン酸化されるので、内皮細胞における血管新生および癌細胞における侵襲性に関与するVEGFsp/DEspR、MET/HGF、およびTGFβ/Smad経路の間のクロストークおよび/または冗長性のメカニズムが示される。重要なのは、DEspRがBRCA1およびSTAT3をリン酸化することであり、BRCA1およびSTAT3は両方ともHIF1αを安定化することが示されており、Raf1と共に、VEGF、従ってVEGFspの誘発をもたらす。さらに、VEGFsp/DEspRによるBRCA1のリン酸化[26]、ならびにET1/DEspRおよびVEGFsp/DEspRの両方によるSTAT3のリン酸化はいずれも、低酸素を必要とすることなくHIF1−アルファDEspR媒介性の安定化をもたらすことができ、従来の治療法に対する腫瘍抵抗性に寄与し得る、構成的なHIF1−α媒介性血管新生促進およびDNA修復反応促進が起こる。
二重抗血管新生/抗癌細胞侵襲性の治療パラダイムの標的としてのDEspR阻害
腫瘍血管内皮における発現に加えて、DEspRは、確立された癌細胞株と、乳房癌、膵癌、肺癌、胃癌、膀胱癌および結腸癌の組織学セクションの両方にみられる固形腫瘍上皮細胞において発現される(図24A〜24F、25A〜25F、26A〜26F、および27A〜27F)。抗DEspR阻害がインビトロ血管新生を低減する(図28A〜28B)のと同じように、7C5B2モノクローナル抗体−阻害は、2つの攻撃的な癌細胞株、乳癌細胞株MDA−MB−231(および−468)および膵癌細胞株PANC−1において腫瘍細胞侵襲性を低下させする(図29A〜29C)。従って、本明細書に記載される組成物および方法を用いる抗hDEspRモノクローナル抗体−阻害により血管新生および腫瘍細胞侵襲性の両方に関与する受容体としての標的DEspRは強くて新しい抗腫瘍療法を提供し、本明細書に記載される抗hDEspR7C5B2モノクローナル抗体の抗hDEspRモノクローナル抗体−治療前駆体としての使用を実証する。
さらに、血管新生および転移メカニズムの二重標的化は、次世代の抗癌治療戦略のための新規の方法を含む[2]。本明細書に記載されるデータは、標的DEspRを使用して二重治療パラダイムを達成可能であることを実証する。膵臓腫瘍新生血管および腫瘍細胞の両方における発現の増大は、抗DEspR阻害による血管新生および膵癌細胞株PANC−1細胞侵襲性の阻害と共に、全体で、抗DEspR療法が膵癌のための新しい治療アプローチを提供し得ることを示す。本明細書で示されるDEspR阻害、ならびに腫瘍内皮および腫瘍細胞の二重標的化送達のための標的DEspRによって起こる抗血管新生および抗侵襲性の組み合わせは、いくつかの実施形態では、次世代の抗腫瘍/抗血管新生の二重癌治療およびその方法のための治療基礎として使用することができる[2]。
(表3)
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(表4)
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実施例4:7C5B2抗体配列決定およびhDEspR複合ヒト抗体変異体の生成
本明細書には、マウスハイブリドーマ7C5B2によって発現されるモノクローナル抗体(抗hDEspR)から得られる配列決定結果が記載されており、ここで、7C5B2抗体の重鎖および軽鎖V領域(VおよびV)配列は決定されており、例示的な抗hDEspR複合ヒト抗体変異体が設計されている。
生存可能な凍結ハイブリドーマ細胞ペレットから、RNAを抽出し、mRNAの逆転写の後、抗体特異的転写物のPCR増幅を実施した。抗体の重鎖および軽鎖V領域のヌクレオチドおよびアミノ酸配列を決定し、配列データを分析した。次に、本明細書に記載されるように、Composite Human AntibodyTM技術を用いて全ヒト化抗体を設計した。
方法および結果
RNA抽出、RT−PCRおよびクローニング
RNAqueous(登録商標)−4PCRキット(Ambion cat.no.AM1914)を用いて、RNAを細胞ペレットから抽出した。IgGVH、IgMVH、IgκVLおよびIgλVLのそれぞれに対する定常領域プライマーマウスシグナル配列のための縮重プライマープールを用いてRT−PCRを実施した。6つの縮重プライマープールのセット(HA〜HF)を用いて重鎖V領域RNAを用いて増幅し、8つの縮重プライマープールのセットを用いて軽鎖V領域mRNAを増幅し、κクラスタに対しては7つ(KA〜KG)、λクラスタに対しては1つであった(LA)。
重鎖V領域については、IgGVH逆転写プライマーおよびプライマープールHCから期待されるサイズの増幅産物を得た。軽鎖V領域については、増幅産物は、IgκVL逆転写プライマーおよび軽鎖プライマープールKB、KC、KD、およびKGから得た(図33)。上記プールのそれぞれからのPCR産物を精製し、「TA」クローニングベクター(pGEM(R)−T Easy、Promega cat.no.A1360)にクローニングした。6つのVHおよび24のVκクローンを配列決定した。
プールHCからの5つのクローンにおいて単一の機能性VH遺伝子を同定し、プライマープールKGからの6つのクローンにおいて単一の機能性Vκ遺伝子配列を同定した。プライマープールKBおよびKCからの12のクローンは、通常はハイブリドーマ融合パートナーSP2/0と関連される異常な転写物(GenBank受入番号M35669)を含有することが分かり、プールKDからの6つのクローンは、機能性Vκ転写物を含有しないことが分かった。
キメラ抗体
AntitopeのVHおよびVκ鎖発現ベクターへのクローニングのために隣接の制限酵素部位を導入するプライマーを用いて、VHおよびVκ(プールKG)遺伝子をPCR増幅した。VH領域はMluIおよびHindIII部位を用いてクローニングし、Vκ領域はBssHIIおよびBamHI制限部位を用いてクローニングした。全ての構築物を配列決定により確認した。
リン酸カルシウム沈殿を用いて、キメラ抗体構築物をHEK293細胞に一過性にトランスフェクトした。上清を採取する前に、一過性トランスフェクションを3日間インキュベートした。
配列分析
ハイブリドーマ7C5B2から得られる配列の分析は、表1に要約される。重鎖および軽鎖V領域は、その最も近いヒト生殖細胞系配列に対して良好な相同性を示し(それぞれ、64%および82%)、個々のフレームワーク配列は、ヒト生殖細胞系データベース中に密接な相同体を有する。
複合ヒト抗体の設計
Composite Human AntibodyTM可変領域配列の設計
Swiss PDBを用いてマウス抗hDEspR7C5B2抗体V領域の構造モデルを作り、抗体の結合特性に必須である可能性のあるV領域内の重要な「制約」アミノ酸を同定するために分析した。いくつかのフレームワーク残基と一緒にCDR(Kabat定義を用いる)内に含有される残基が重要であると考えた。抗hDEspRのVHおよびVκ配列はいずれも典型的なフレームワーク残基を含有し、CDR1、2および3モチーフは、多くのマウス抗体に匹敵する。
上記の分析から、抗hDEspRの複合ヒト配列は、CDRの外側では許容範囲の広い代替物により作成され得るが、CDR配列内では狭いメニューの可能な代替残基のみで作成され得ると考えられた。分析によって、いくつかのヒト抗体由来の対応する配列セグメントを組み合わせて、マウス配列中のものと類似または同一のCDRを作成できることが示された。CDRの外側および隣接の領域については、本明細書に記載される新規のComposite Human AntibodyTMV領域の構成要素として、広い選択範囲のヒト配列セグメントが同定された(表1を参照)。
変異体の設計
上記の分析に基づいて、抗hDEspR Composite Human AntibodyTM変異体を作成するために使用され得る配列セグメントの大きな予備セットを選択し、ヒトMHCクラスII対立遺伝子に結合するペプチドのコンピュータによる分析のためのiTopeTM技術を用い(Perry et al 2008)、既知の抗体配列関連のT細胞エピトープのTCEDTM(T細胞エピトープデータベース)を用いて(Bryson et al 2010)分析した。ヒトMHCクラスIIに対する著しい非ヒト生殖細胞系バインダーとして同定された配列セグメント、またはTCEDTMに対して著しいヒットを記録した配列セグメントを廃棄した。これにより、セグメントセットの縮小が得られ、これらの組み合わせを上記のように再度分析して、セグメント間の接合部が潜在的なT細胞エピトープを含有しないことを保証した。
次に、選択されたセグメントを組み合わせて、合成のための重鎖および軽鎖V領域配列を生成した。抗hDEspRのために、明細書中に詳述される配列を有する、5つのVH鎖(SEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17)および2つのVκ鎖(SEQ ID NO:18およびSEQ ID NO:19)を設計した。

Claims (73)

  1. DEspR(二重エンドセリン/VEGFシグナルペプチド受容体)に特異的に結合し、かつDEspR生物活性を低減または阻害する、単離された抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  2. 前記DEspRが、SEQ ID NO:1のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  3. SEQ ID NO:1の残基1〜9を含むDEspRのエピトープに特異的に結合する、請求項1または2に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  4. VEGFシグナルペプチド(VEGFsp)の結合部位において、DEspRに特異的に結合する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  5. 前記VEGFシグナルペプチドがSEQ ID NO:2のアミノ酸配列を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  6. 前記抗DEspR抗体がモノクローナル抗体またはその抗体断片である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  7. SEQ ID NO:4の配列を含む可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  8. SEQ ID NO:9の配列を含む可変軽(V)鎖アミノ酸配列を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  9. 前記抗DEspR抗体がヒト化抗体またはその抗体断片である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  10. SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:7からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む、請求項1〜6または9のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  11. SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む、請求項1〜6または9〜10のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  12. 前記抗DEspR抗体が、複合抗体またはその抗体断片である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  13. 前記抗DEspR複合抗体または抗体断片が、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、およびSEQ ID NO:からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の重鎖CDR領域を含む、請求項12に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  14. 前記抗DEspR複合抗体または抗体断片が、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、およびSEQ ID NO:12からなる群から選択される配列を含む1つまたは複数の軽鎖CDR領域を含む、請求項12または13に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  15. 前記抗DEspR複合抗体または抗体断片が、SEQ ID NO:13〜SEQ ID NO:17からなる群から選択される可変重(V)鎖アミノ酸配列を含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  16. 前記抗DEspR複合抗体または抗体断片が、SEQ ID NO:18およびSEQ ID NO:19からなる群から選択される可変軽(V)鎖アミノ酸配列を含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  17. ハイブリドーマ7C5C55またはG12E8によって発現または産生される抗体である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  18. ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体によって示される結合パターンと類似した結合パターンを示す、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  19. ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体によって示されるアビディティと類似したアビディティを示す、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  20. ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体により結合されるエピトープと同じエピトープに結合する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  21. ハイブリドーマ7C5C55またはG12E8によって発現または産生される抗体の1つまたは複数のCDRのアミノ酸配列を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  22. ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生されるモノクローナル抗体の1つまたは複数の生物学的特徴を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  23. ハイブリドーマ7C5B2、7C5C55、またはG12E8によって発現または産生される抗体により結合されるDEspRのエピトープに特異的に結合する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  24. 前記抗体断片が、Fab断片、Fab'断片、Fd断片、Fd'断片、Fv断片、dAb断片、F(ab')断片、単鎖断片、ダイアボディ、または直鎖抗体である、請求項1〜23のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  25. 抗DEspR抗体またはその抗体断片に結合されてDEspRに特異的な免疫結合体を形成する薬剤をさらに含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  26. 前記抗体またはその抗体断片に結合される薬剤が、化学療法剤、毒素、放射性同位元素、小分子、siRNA、ナノ粒子、または微小気泡である、請求項25に記載の抗DEspR抗体またはその抗体断片。
  27. 請求項1〜26のいずれか一項に記載のDEspRに特異的に結合する抗DEspR抗体またはその抗体断片と、薬学的に許容可能なキャリアとを含む医薬組成物。
  28. 血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害を有する対象において血管新生を阻害する方法であって、治療的に有効な量の請求項27に記載の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与する工程を含む、方法。
  29. 前記血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害が、癌または腫瘍である、請求項28に記載の方法。
  30. 前記血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害が、加齢性黄斑変性症、頸動脈疾患、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、神経変性障害、アルツハイマー病、肥満、子宮内膜症、乾癬、アテローム性動脈硬化症、眼球の新血管発生、血管新生緑内障、骨粗鬆症、および再狭窄からなる群から選択される、請求項29に記載の方法。
  31. 癌または腫瘍を有する対象において腫瘍細胞侵襲性を阻害する方法であって、治療的に有効な量の請求項27に記載の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与する工程を含む、方法。
  32. 1つまたは複数の化学療法剤、血管新生阻害剤、細胞毒性剤、または抗増殖剤の投与をさらに含む、請求項28〜31のいずれか一項に記載の方法。
  33. 細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において腫瘍成長を阻害し、腫瘍サイズまたは腫瘍転移を低減する方法であって、治療的に有効な量の請求項27に記載の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与する工程を含む、方法。
  34. 前記DEspRの発現および/または機能が、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、内皮前駆細胞、炎症細胞、腫瘍間質細胞、腫瘍血管系細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される、請求項33に記載の方法。
  35. 前記腫瘍血管系細胞が、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、外膜細胞、またはこれらの任意の組み合わせである、請求項33に記載の方法。
  36. 細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、腫瘍抵抗性および腫瘍再発を阻害する方法であって、治療的に有効な量の請求項27に記載の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与する工程を含む、方法。
  37. 前記DEspRの発現および/または機能が、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される、請求項36に記載の方法。
  38. 腫瘍細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、癌細胞のオートファジーの促進により癌の進行を阻害する方法であって、治療的に有効な量の請求項27に記載の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与する工程を含む、方法。
  39. 前記DEspRの発現および/または機能が、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される、請求項38に記載の方法。
  40. DEspRの発現および/または機能を阻害することによって、オートファジーを促進する、あるいは細胞内有害物質または病原体の蓄積を低減する方法であって、治療的に有効な量の請求項27に記載の医薬組成物を、それを必要としている対象に投与する工程を含む、方法。
  41. 前記対象がアルツハイマー病またはハンチントン病を有する、請求項40に記載の方法。
  42. DEspR標的化による分子イメージング方法であって、標的部分に結合される有効量の請求項27に記載の医薬組成物を投与する工程と、前記標的部分に結合された請求項27に記載の医薬組成物の有無を、分子イメージングを用いて決定する工程とを含む、方法。
  43. 前記分子イメージングが、造影超音波イメージング、MRI(磁気共鳴イメージング)、近赤外線イメージング、または光音響イメージングである、請求項42に記載の方法。
  44. 前記標的部分が、抗体、DEspR結合ペプチドリガンド、小分子、ナノ粒子、ポリマー、アプタマー、またはこれらの任意の組み合わせである、請求項42または43に記載の方法。
  45. DEspR発現の決定により腫瘍を層別化または分類する方法であって、請求項1〜26のいずれか一項に記載のDEspRに特異的に結合する抗DEspR抗体またはその抗体断片と細胞とを接触させる工程と、前記接触の後に、前記抗DEspR抗体またはその抗体断片が前記細胞に結合するかどうかを決定する工程とを含み、前記DEspR抗体またはその抗体断片の前記細胞への結合により、前記細胞がDEspRを発現することが示される、方法。
  46. 前記細胞が、腫瘍細胞、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、外膜細胞、腫瘍間質細胞、またはこれらの任意の組み合わせである、請求項45に記載の方法。
  47. 前記腫瘍間質細胞が、線維芽細胞、筋線維芽細胞、炎症細胞、星状細胞、またはこれらの任意の組み合わせである、請求項46に記載の方法。
  48. 前記接触される細胞が、組織生検、パラフィン包埋切片、または凍結切片内にある、請求項45〜47のいずれか一項に記載の方法。
  49. DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の送達を増強するための方法であって、標的化超音波送達を用いて、有効量の請求項27に記載の医薬組成物および治療薬を、それを必要としている対象に送達する工程を含み、前記治療薬の送達が、請求項27に記載の医薬組成物の非存在下での治療薬の送達に対して増強される、方法。
  50. 前記治療薬が、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである、請求項49に記載の方法。
  51. DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の毒性を低減するための方法であって、標的化超音波送達を用いて、有効量の請求項27に記載の医薬組成物および治療薬を、それを必要としている対象に送達する工程を含み、前記治療薬の毒性が、請求項27に記載の医薬組成物の非存在下での治療薬の送達に対して低減される、方法。
  52. 前記治療薬が、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである、請求項51に記載の方法。
  53. DEspR標的化分子イメージングと、治療薬のDEspR標的化送達とを組み合わせるための方法であって、有効量の治療薬および標的部分に結合される請求項27に記載の医薬組成物を対象に投与する工程と、分子イメージングを用いて、標的部分に結合された請求項27に記載の医薬組成物の有無を決定する工程とを含む、方法。
  54. 前記分子イメージングが、造影超音波イメージング、MRI(磁気共鳴イメージング)、近赤外線イメージング、または光音響イメージングである、請求項53に記載の方法。
  55. 前記治療薬が、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである、請求項53または54に記載の方法。
  56. 血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害を有する対象において血管新生を阻害する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  57. 前記血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害が、癌または腫瘍である、請求項56に記載の使用。
  58. 前記血管新生に依存するか、あるいは血管新生により調節される疾患または障害が、加齢性黄斑変性症、頸動脈疾患、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、神経変性障害、アルツハイマー病、肥満、子宮内膜症、乾癬、アテローム性動脈硬化症、眼球の新血管発生、血管新生緑内障、骨粗鬆症、および再狭窄からなる群から選択される、請求項57に記載の使用。
  59. 癌または腫瘍を有する対象において腫瘍細胞侵襲性を阻害する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  60. 1つまたは複数の化学療法剤、血管新生阻害剤、細胞毒性剤、または抗増殖剤をさらに含む、請求項59に記載の使用。
  61. 細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において腫瘍成長を阻害し、そして腫瘍サイズまたは腫瘍転移を低減する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  62. 前記DEspRの発現および/または機能が、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、内皮前駆細胞、炎症細胞、腫瘍間質細胞、腫瘍血管系細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される、請求項61に記載の使用。
  63. 前記腫瘍血管系細胞が、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、外膜細胞、またはこれらの任意の組み合わせである、請求項62に記載の使用。
  64. 細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において腫瘍抵抗性および腫瘍再発を阻害する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  65. 前記DEspRの発現および/または機能が、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される、請求項64に記載の使用。
  66. 腫瘍細胞中のDEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象において癌細胞のオートファジーの促進により癌の進行を阻害する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  67. 前記DEspRの発現および/または機能が、腫瘍細胞、腫瘍開始細胞、癌幹様細胞、癌幹細胞、転移性腫瘍細胞、またはこれらの任意の組み合わせにおいて阻害される、請求項66に記載の使用。
  68. DEspRの発現および/または機能を阻害することによって、それを必要としている対象においてオートファジーを促進する、あるいは細胞内有害物質または病原体の蓄積を低減する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  69. 前記対象がアルツハイマー病またはハンチントン病を有する、請求項68に記載の使用。
  70. 標的化超音波送達を用いて、それを必要としている対象に対して、DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の送達を増強する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  71. 前記治療薬が、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである、請求項70に記載の使用。
  72. 標的化超音波送達を用いて、それを必要としている対象に対して、DEspR標的化ソノポレーションにより治療薬の毒性を低減する際に使用するための、請求項27に記載の医薬組成物。
  73. 前記治療薬が、化学療法剤、小分子、ペプチド、またはアプタマーである、請求項72に記載の使用。
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