BR112012021327B1 - anticorpo monoclonal anti-her2 humanizado, método de preparação e uso do mesmo. - Google Patents
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Abstract
anticorpo monoclonal anti-her2 completamente humano, método de preparação e uso do mesmo.a presente invenção fornece um anticorpo anti-her2 completamente humano que tem uma sequência de aminoácido da região variável de cadeia pesada, como mostrado na seq id no: 6 e uma sequência de aminoácido da região variável de cadeia leve como mostrado seq id no: 8. a invenção também divulga uma sequência de nucleotídeo que codifica o anticorpo, o vetor de expressão e a célula hospedeira compreendendo a sequência de nucleotídeo e o uso do anticorpo para a produção de medicamentos para o tratamento do tumor.
Description
ANTICORPO MONOCLONAL ANTI-HER2 HUMANIZADO, MÉTODO DE PREPARAÇÃO E USO DO MESMO
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção relaciona-se ao campo da biotecnologia. Em particular, a presente invenção relaciona-se a um anticorpo monoclonal humanizado, o método de preparação e uso do mesmo.
ESTADO DA TÉCNICA [002] O câncer de mama é um dos tumores maligno mais comum nas mulheres. Mais de um milhão de novos casos de câncer de mama ocorrem anualmente no mundo e aproximadamente 400 mil pessoas morrem de câncer de mama todos os anos. Nos últimos anos, a incidência de câncer de mama no mundo mostrou uma tendência clara de aumento. Apesar dos altos e baixos nas áreas endêmicas, a incidência de câncer de mama aumenta em 5-20%. A tendência de crescimento da incidência de câncer de mama nas mulheres asiáticas tem sido significantemente maior do que naquelas dos Estados Unidos e Europa. Na China, o câncer de mama se tornou o principal tumor maligno em mulheres em algumas cidades. Os tratamentos comuns para o câncer de mama incluem cirurgia, quimioterapia e terapia endócrina, e assim por diante. Embora estes tratamentos convencionais possam prolongar a sobrevivência em pacientes em grande medida, seus efeitos colaterais são graves e seu efeito terapêutico difícil de ser melhorado. A terapia de câncer direcionada é um novo tratamento para o câncer que surgiu nos últimos anos, cujo representante é o anticorpo monoclonal antitumor.
[003] O HER2 (receptor 2 do fator de crescimento epidérmico humano) é uma proteína transmembrana com atividade de tirosina quinase, que tem um peso molecular de aproximadamente 185 KD. O anticorpo monoclonal humanizado anti-HER2 pode se ligar especificamente ao HER2 e apresenta mecanismos antitumorais conforme segue: Ligando-se especificamente ao domínio extracelular do receptor HER2 para bloquear a ativação constitutiva dos
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2/11 homodímeros do HER2 e interferir na formação do heterodímero de HER2 com outros membros da família ErbB; mediando a endocitose e a degradação em lisossomos do receptor HER2; ativando a PTEN (fosfatase e homóloga tensina) e bloqueando o canal de sinal da PI3K (Fosfatidilinositol 3-quinase); inibindo a proliferação da célula de tumor pela regulação do ciclo celular; promovendo a apoptose das células de tumor; inibindo a angiogenese tumoral; efeito ADCC (citotoxicidade mediada por célula dependente de anticorpo); inibindo a reparação do DNA, aumentando a citotoxicidade dos agentes quimioterápicos; invertendo a resistência das células de tumor em relação aos efeitos letais dos fatores da célula hospedeira e etc. (Pergram M, Ngo D, Application and potential limitations of animal models utilized in the development of trastuzumab (Herceptin®): A case study. Adv Drug Deliv Rev. 2006; 58:723-34).
[004] O anticorpo monoclonal humanizado anti-HER2 (Trastuzumab, nome comercial: Herceptin) tem sido usado, como único medicamento, em ensaios clínicos para o tratamento de pacientes com câncer de mama que apresentam metástase superexpressiva de HER2, que receberam, mas foram más sucedidas, em um ou mais regimes de quimioterapia para suas metástases. Este medicamento pode ser usado em combinação com paclitaxel ou antraciclinas (doxorrubicina ou epirrubicina) mais ciclofosfamida em ensaios clínicos com medicamentos de primeira linha para tratar a metástase superexpressiva de HER2 em câncer de mama (Merlin JL, Barberi-Heyob M, Bachmann N, In vitro comparative evaluation of trastuzumab (Herceptin) combined with paclitaxel (Taxol) or docetaxel (Taxotere) in HER2-expressing human breast cancer cell lines. Ann Oncol. 2002; 13:1743-8). Mas o
Trastuzumab é um anticorpo humanizado que mantém as regiões CDR murinas e uma pequena quantidade de resíduos FR murinos, os quais ainda não foram completamente humanizados e a afinidade não é alta.
RESUMO DA INVENÇÃO [005] A presente invenção constrói uma coleção muito grande de fago
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3/11 anticorpo natural humano e obtém um anticorpo 3E12 anti-HER2 humanizado por meio de seleção.
[006] Mais particularmente, a presente invenção fornece um anticorpo antiHER2 humanizado que tem uma sequência de aminoácido da região variável de cadeia pesada, como mostrado na SEQ ID NO: 6 e uma sequência de aminoácido de região variável de cadeia leve, conforme mostrado na SEQ ID NO: 8.
[007] O anticorpo anti-HER2 humanizado acima citado, de acordo com a presente invenção, tem uma sequência de aminoácido de cadeia pesada, como mostrado na SEQ ID NO: 10 e uma sequência de aminoácido de cadeia leve, conforme mostrado na SEQ ID NO: 12.
[008] A presente invenção também fornece um nucleotídeo isolado que codifica o anticorpo anti-HER2 humanizado acima citado.
[009] O nucleotídeo acima, de acordo com a presente invenção, tem uma sequência de nucleotídeo que codifica a região variável de cadeia pesada do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 5 e uma sequência de nucleotídeo que codifica a região variável de cadeia leve do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 7.
[010] O nucleotídeo acima, de acordo com a presente invenção, tem uma sequência de nucleotídeo que codifica a cadeia pesada do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 9 e uma sequência de nucleotídeo que codifica a cadeia leve do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 11.
[011] A presente invenção também fornece um vetor de expressão que contém o nucleotídeo acima, que é pcDNA3.1/ZEO(+) ou pcDNA3.1 (+).
[012] A presente invenção também fornece uma célula hospedeira transfectada com o vetor de expressão acima, que é uma célula CHO-K1.
[013] A presente invenção fornece ainda um método para preparar o anticorpo humanizado citado acima, que compreende selecionar a coleção de fago
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4/11 anticorpo humano para obter um anticorpo de cadeia única anti-HER2 humanizado com elevada afinidade; construir um vetor de expressão eucariótico do molecular completo do anticorpo anti-HER2 humanizado; expressar o molecular completo do anticorpo anti-HER2 humanizado em células CHO; e purificar o molecular completo do anticorpo anti-HER2 humanizado.
[014] A presente invenção também fornece um uso do anticorpo humanizado acima citado em preparação de medicamentos para tratamento de tumor. O tumor é um tumor HER2 com superexpressão e, mais particularmente, um câncer de mama.
[015] O anticorpo obtido é usado para executar uma série de experimentos na presente invenção e os resultados experimentais mostram que comparado ao anticorpo humanizado Trastuzumab (rhumAb 4D5), e anticorpo humanizado hGH0/1, divulgados na Solicitação de Patente Chinesa No. 01132225.X, intitulada “Anticorpo Monoclonal Anti-HER2 Humanizado, Método de Preparação e Composição Farmacêutica do Mesmo”, apresentada em 16 de Novembro de 2001, o 3E12 apresenta afinidade de anticorpo mais elevada e efeito de inibição mais forte sobre a proliferação da célula de Her2 superexpressando as células de câncer de mama, e atividade de indução da apoptose, os resultados do experimento antitumoral in vivo mostram que o anticorpo da presente invenção pode inibir o crescimento do tumor de forma significativa.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [016] A Fig. 1 mostra os resultados do experimento de apoptose do anticorpo anti-HER2, onde Fig.1-1: célula SK-BR3; Fig.1-2: célula BT-474; Fig.1-3: célula MCF-7;
[017] A Fig. 2 mostra os resultados do experimento de inibição de crescimento do anticorpo anti-HER2, onde Fig.2-1: célula SK-BR3; Fig.2-2: célula BT-474; Fig.2-3: célula MCF-7;
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5/11 [018] A Fig. 3 mostra os resultados do experimento antitumor in vivo do anticorpo anti-HER2.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [019] Os exemplos a seguir e os exemplos de experimento são usados apenas para ilustrar a presente invenção e não devem ser interpretados de forma a limitar a presente invenção.
Exemplo: Preparação do Anticorpo (1) Clonagem de Genes que Codificam a Região Constante de Cadeia Leve e Pesada do Anticorpo Humano [020] Foram isolados linfócitos humanos saudáveis de sangue periférico com meio de separação de linfócitos (Dingguo Biotechnology Development Company, China) e o RNA total foi extraído usando-se o reagente Trizol (Invitrogen). Os genes que codificam as regiões constantes de cadeia leve e pesada do anticorpo foram amplificados por reação RT-PCR, com os primers desenhados de acordo com as sequências relatadas na referência (Cell, 1980, 22: 197-207) e referência (Nucleic Acids Research, 1982, 10: 4071-4079), respectivamente. Os produtos do PCR foram purificados por eletroforese em gel de agarose e recuperados e clonados nos vetores pGEM-T (Promega). Os clones corretos foram obtidos por verificação de sequenciamento. A SEQ ID NO: 1 e SEQ ID NO: 2 mostram a sequência de nucleotídeo e sequência de aminoácido da região constante de cadeia pesada (Ch), respectivamente. A SEQ ID NO: 3 e SEQ ID NO: 4 mostram a sequência de nucleotídeo e sequência de aminoácido da região constante de cadeia leve (Cl), respectivamente. Neste exemplo, os clones corretos foram designados como pGEM-T/CH e pGEM-T/CL.
(2) Preparação de cDNA [021] Foram coletados 20 mL de sangue periférico de 50 pessoas saudáveis e as células mononucleares foram isoladas com meio de separação de linfócito
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6/11 (pesquisa sanguínea do Institute of Medical Science Tianjin). O RNA celular total foi extraído dos linfócitos isolados de sangue periférico humano usando-se reagente Trizol (Invitrogen). O cDNA foi transcrito reversamente usando-se o kit de transcrição reversa de cDNA. Os procedimentos acima foram executados de acordo com as instruções do fabricante.
(3) Projeto dos Primers [022] Os primers para clonagem de genes da região variável de cadeia pesada de anticorpo humano (Vh) e região variável de cadeia leve (Vl), VHBack, VHFor, VLBack e VLFor, foram projetados e sintetizados de acordo com a referência (Immunotechnology, 1998, 3:271-278). As sequências de VHBack, VHFor, VLBack e VLFor foram mostradas em Immunotechnology, 1998, 3:271278, onde o primer VHBack foi adicionado à sequência contendo o sítio Sfi I: atg gcc cag ccg gcc atg gcc na extremidade 5'; o primer VHFor foi adicionado à uma sequência: gcc aga acc acc gcc gcc gga gcc acc acc gcc na extremidade 5'; o primer VLBack foi adicionado à uma sequência: tcc ggc ggc ggt ggt tct ggc gga ggc gga tct na extremidade 5'; e o primer VLFor foi adicionado a uma sequência contendo o sítio Not I: atg cgg ccg c na extremidade 5'.
(4) Construção e Seleção da Coleção Fago Anticorpo [023] A coleção de fago anticorpo de cadeia única foi construída com o cDNA de (2) e os primers de (3) usando um sistema de kit de fago anticorpo recombinante (Amersham Biosciences) e, em seguida, selecionado com um antígeno específico. Os métodos de construção e seleção da coleção de anticorpo foram executados de acordo com as instruções do sistema de kit de fago anticorpo recombinante. O antígeno específico “proteína extracelular HER2 humana”, usada para a seleção, foi preparada de acordo com o método divulgado na referência (Proc Natl Acad Sci USA, 1992, 89: 4285-4289). Um anticorpo humano 3E12ScFv de cadeia única anti-HER2 foi obtido após várias seleções e sua sequência genética foi obtida por sequenciamento. A SEQ ID NO: 5 e SEQ ID NO: 6 mostram a sequência de nucleotídeo e sequência de
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7/11 aminoácido da região variável de cadeia pesada (Vh) de 3E12ScFv, respectivamente. A SEQ ID NO: 7 e SEQ ID NO: 8 mostram a sequência de nucleotídeo e sequência de aminoácido da região variável de cadeia leve (Vl) de 3E12ScFv, respectivamente.
(5) Expressão do Anticorpo Humanizado em Células Eucarióticas [024] Os genes 3E12ScFv e os vetores pGEM-T/Ch foram usados como modelos para sintetizar os genes do anticorpo humanizado de cadeia pesada pela sobreposição de PCR. As condições de reação foram: 95°C por 15 min; 94°C por 50 segundos, 58°C por 50 segundos, 72°C por 50 segundos, por 30 ciclos; 72°C por 10 minutos. Além disto, aos genes do anticorpo humanizado de cadeia pesada foi possibilitado conter sítios de enzima de restrição HindlII e uma sequência genética com peptídeo sinal na extremidade 5' e conter códons de parada de tradução TAA e sítios da enzima de restrição EcoRI na extremidade 3'.
[025] A sequência do peptídeo sinal foi:
(ATGGATTTTCAGGTGCAGATTTTCAGCTTCCTGCTAATCAGTGCCTCAGTC ataatatccagagga).
[026] Finalmente, os produtos de amplificação PCR foram separados por eletroforese em gel de agarose e a banda de interesse foi recuperada e clonada nos vetores pGEM-T (Promega) para selecionar e sequenciar clones positivos. Os clones com a sequência correta foram selecionados e digeridos com Hind III e EcoRI e os fragmentos de anticorpo 3E12VhCh humanizado de cadeia pesada foram purificados e recuperados por eletroforese em gel de agarose e ligados no HindIII e plasmídeos pcDNA3.1(+), digeridos com EcoRI (Invitrogen) para construir vetores de expressão eucarióticos pcDNA3.1(+) (3E12VhCh) humanizados de cadeia pesada.
[027] Os genes 3E12ScFv e os vetores pGEM-T/Cl foram usados como modelos para sintetizar os genes do anticorpo humanizado de cadeia leve pela
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8/11 sobreposição de PCR. As condições de reação foram: 95°C por 15 min; 94°C por 50 segundos, 58°C por 50 segundos, 72°C por 50 segundos, por 30 ciclos; 72°C por 10 minutos. Os produtos obtidos no PCR continham sítios de enzima de restrição HindlII e uma sequência genética com peptídeo sinal na extremidade 5' e continha códons de parada de tradução TAA e sítios da enzima de restrição EcoRI na extremidade 3'. A sequência do peptídeo sinal foi: [028] (ATGGATTTTCAGGTGCAGATTTTCAGCTTCCTGCTAATCAGTGCCTC AGTCATAATATCCAGAGGA). Os clones com as sequências corretas foram selecionados e digeridos com Hind III e EcoRI e os fragmentos de anticorpo 3E12VlCl humanizado de cadeia leve 3E12VlCl foram purificados e recuperados por eletroforese em gel de agarose e ligados no HindIII e plasmídeos pcDNA3.1(+) digeridos com EcoRI (Invitrogen) para construir vetores de expressão eucarióticos pcDNA3.1/ZEO(+) (3E12VlCl) humanizados de cadeia pesada.
[029] As células CHO-K1 3x105 (ATCC CRL-9618) foram inoculadas em pratos de cultura de tecido de 3.5 cm e transfectados quando as células foram cultivadas para 90-95% de confluência. Foram retirados10pg de plasmídeos (4pg de plasmídeos pcDNA3.1(+) (3E12VhCh), 6pg de plasmídeos pcDNA3.1/ZEO(+) (3E12VlCl)) e 20pl de Reagente Lipofectamine2000 (Invitrogen) para realizar a transfecção de acordo com as instruções do kit Reagente Lipofectamine2000. Após transfecção por 24 horas, as células foram transferidas para meio DMEM contendo 600pg/ml de G418 (Invitrogen) e 250pg/ml de Zeocin (Invitrogen) para selecionar clones resistentes. Os sobrenadantes de célula de cultura foram retirados para selecionar clones de alta expressão por ELISA. As placas de ELISA foram revestidas com IgG (Fc) anti-humano de cabra (KPL) durante a noite a 4°C e bloqueadas com 2% de BSA-PBS a 37°C por 2 horas; os sobrenadantes de cultura de clones resistentes a serem testados ou amostras padrões (mieloma humano IgG1, k) (Sigma) foram adicionados e incubados a 37°C por 2horas; foi adicionado IgG
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9/11 (κ) HRP-anti-humano de cabra (Southern Biotechnology Associates) e incubado a 37°C por 1 hora para reação de combinação e o reagente cromogênico TMB foi adicionado e reagido a 37°C por 5 minutos, finalmente H2SO4 foi usado para parar a reação e foi medido o valor a A450. Os clones com alta expressão obtidos por seleção foram amplamente cultivados em meio livre de soro e os anticorpos 3E12 humanizados foram isolados e purificados por uma coluna de afinidade Protein A (GE). Os anticorpos purificados foram dialisados contra PBS e finalmente quantificados por absorbância no UV. A SEQ ID NO: 9 e SEQ ID NO: 10 mostram a sequência de nucleotídeo e sequência de aminoácido do anticorpo 3E12 humanizado de cadeia pesada, respectivamente. A SEQ ID NO: 11 e SEQ ID NO: 12 mostram a sequência de nucleotídeo e sequência de aminoácido do anticorpo 3E12 humanizado de cadeia leve, respectivamente.
Exemplos Experimentais:
[030] O hGH0/1 foi preparado de acordo com o método descrito na Solicitação de Patente Chinesa No. 01132225.X, intitulada “Anticorpo Monoclonal Humanizado Anti-HER2, Método de Preparação e Composição Farmacêutica do Mesmo”, apresentada em 16 de Novembro de 2001.
Experimento de Apoptose do Anticorpo Anti-HER2 [031] Células de câncer de mama humano SK-BR-3 (elevada expressão de HER2, ATCC: HTB-30), BT-474 (média expressão de HER2, ATCC: HTB-20) e MCF-7 (baixa expressão de HER2, ATCC: HTB-22) foram cultivados com diferentes graus de diluição de anticorpos anti-HER2 (incluindo Trastuzumab, hGK0/1, 3E12) a 37°C por 20 horas, respectivamente. Após lavar as células, o percentual de células apoptóticas precoces foi detectado de acordo com as instruções do kit AnnexinV/PI (BD). Os resultados do experimento antiapoptótico são mostrados na Fig. 1. A capacidade letal do anticorpo 3E12 foi significativamente maior do que do anticorpo Trastuzumab e hGH0/1 (quando a concentração de anticorpo foi > 0.025nM), teste t P<0.05) e os mesmos resultados também são demonstrados em células BT-474 (quando a
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10/11 concentração de anticorpo foi > 0.025nM, teste t P<0.05). Entretanto em células MCF-7 com baixa expressão de HER2, a capacidade letal do anticorpo 3E12 foi próxima do anticorpo Trastuzumab e anticorpo GH0/1. Estes resultados mostraram que o anticorpo 3E12 tinha especificidade em matar células HER2 e tinha uma maior capacidade para matar células de média e alta expressão de HER2 do que o anticorpo Trastuzumab e anticorpo hGH0/1.
Experimento de Inibição do Crescimento Celular do Anticorpo Anti-HER2 [032] Células de câncer de mama humano SK-BR-3, BT-474 e MCF-7 foram incubadas com diferentes graus de diluição de anticorpos anti-HER2 a 37°C, respectivamente. No quinto dia, a razão de inibição de crescimento foi calculada após leitura pela coloração com MTT. Os resultados do experimento de inibição de crescimento são mostrados na Fig. 2. A capacidade do anticorpo 3E12 para inibir o crescimento da célula SK-BR3 foi significativamente maior do que do anticorpo Trastuzumab e BR3/hGH0 (quando a concentração de anticorpo foi > 0.1nM, teste t P<0.05) e os mesmos resultados também são demonstrados em células BT-474 (quando a concentração de anticorpo foi > 0.1nM, teste t P<0.05). Entretanto, em células MCF-7 com baixa expressão de HER2, a capacidade de inibição do anticorpo 3E12 foi próxima do anticorpo Trastuzumab e anticorpo GH0/1. Estes resultados mostraram que o anticorpo 3E12 tinha especificidade em inibir células de crescimento de HER2 e tinha uma maior capacidade para inibir células de média e alta expressão de HER2 do que o anticorpo Trastuzumab e anticorpo hGH0/1.
Experimentos Antitumorais in vivo do Anticorpo Anti-HER2.
[033] Cada um dos camundongos SCID (comprados da Slack, Shanghai) foi subcutaneamente inoculado com células de câncer de mama humano BT-747, de elevação expressão de HER2, no dia 0, e quando o tumor cresceu para 0.3 cm3, os camundongos portadores do tumor foram intraperitonealmente injetados com vários anticorpos anti-HER2 a 0.5, 5mg/kg duas vezes na semana e continuamente tratados por 3 semanas. As alterações de peso e o
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11/11 tamanho do tumor foram regularmente observados por um total de 120 dias. Avaliou-se o efeito do tratamento antitumor dos anticorpos anti-HER2. Os resultados do experimento in vivo são mostrados na Fig. 3. A capacidade do anticorpo 3E12 para inibir o crescimento das células de câncer de mama BT747 com elevada expressão de HER2 foram significativamente maiores do que do anticorpo Trastuzumab e hGH0/1 (na dosagem de 25 mg/kg, no 50°, 60°, 70°, 80°, 90°, 100°, 110° e 120° dia, teste Mann-Whitney, P<0.05).
Claims (7)
- REIVINDICAÇÕES1. ANTICORPO MONOCLONAL ANTI-HER2 HUMANIZADO caracterizado por conter uma sequência de aminoácido da região variável de cadeia pesada, como mostrado na SEQ ID NO: 6 e uma sequência de aminoácido de região variável de cadeia leve, conforme mostrado na SEQ ID NO: 8.
- 2. ANTICORPO MONOCLONAL ANTI-HER2 HUMANIZADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apresentar uma sequência de aminoácido de cadeia pesada, como mostrado na SEQ ID NO: 10 e uma sequência de aminoácido de cadeia leve, conforme mostrado na SEQ ID NO: 12.
- 3. Vetor de expressão caracterizado por conter uma sequência de nucleotídeos que codifica o anticorpo monoclonal anti-HER2 humanizado conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 2, sendo pcDNA3.1/ZEO(+) ou pcDNA3.1 (+).
- 4. Vetor de expressão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por conter uma sequência de nucleotídeos que codifica a região variável de cadeia pesada do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 5, e uma sequência de nucleotídeos que codifica a região variável de cadeia leve do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 7.
- 5. Vetor de expressão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por conter uma sequência de nucleotídeos que codifica a cadeia pesada do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 9, e uma sequência de nucleotídeos que codifica a cadeia leve do anticorpo anti-HER2 humanizado, como mostrado na SEQ ID NO: 11.
- 6. Uso do anticorpo anti-HER2 humanizado conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por ser na preparação de um medicamento para tratamento de tumores com superexpressão de HER2.
- 7. Uso, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo dito tumor com superexpressão de HER2 ser um tumor de câncer de mama.
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