BR112016020613B1 - SPECIFIC ANTIBODIES FOR INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR RECEPTOR TYPE 1 AND THEIR USE - Google Patents

SPECIFIC ANTIBODIES FOR INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR RECEPTOR TYPE 1 AND THEIR USE Download PDF

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Danica Stanimirovic
Kristin Kemmerich
Arsalan S. Haqqani
Traian Sulea
Mehdi Arbabi-Ghahroudi
Bernard Massie
Rénald Gilbert
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National Research Council Of Canada
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Abstract

ANTICORPOS ESPECÍFICOS PARA RECEPTOR DE FATOR DE CRESCIMENTO SEMELHANTE À INSULINA TIPO 1 E USO DOS MESMOS. A barreira hematoencefálica (BHE) impede o transporte de moléculas maiores do que 500 Daltons do sangue para o cérebro. A transcitose mediada por receptor (RMT) facilita o transporte através da BHE de moléculas específicas que ligam os receptores em células endoteliais cerebrais que formam a BHE. Um anticorpo de ligação a receptor de fator de crescimento semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R) ou fragmento do mesmo é identificado que transmigra a BHE por RMT. O anticorpo ou fragmento é usado para entregar uma molécula de carga através da BHE, em que a molécula de carga pode ser um agente terapêutico ou detectável. O anticorpo é um VHH de camelídeo, preparado imunizando-se uma lhama com um polipeptídeo de IGF1R com 933 aminoácidos. Formas humanizadas do VHH de camelídeo são também geradas.TYPE 1 INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR RECEPTOR SPECIFIC ANTIBODIES AND THEIR USE. The blood-brain barrier (BBB) prevents the transport of molecules larger than 500 Daltons from the blood to the brain. Receptor-mediated transcytosis (RMT) facilitates transport across the BBB of specific molecules that bind to receptors on brain endothelial cells that form the BBB. An Insulin-like growth factor receptor-1 (IGF1R) binding antibody or fragment thereof is identified that transmigrates to the BBB by RMT. The antibody or fragment is used to deliver a cargo molecule across the BBB, where the cargo molecule can be a therapeutic or a detectable agent. The antibody is a camelid VHH, prepared by immunizing a llama with a 933 amino acid IGF1R polypeptide. Humanized forms of the camelid VHH are also generated.

Description

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

[001] A presente invenção refere-se a anticorpos específicos para Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1, fragmentos dos mesmos e usos dos mesmos. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a anticorpos específicos para Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 e fragmentos dos mesmos que transmigram a barreira hematoencefálica e usos dos mesmos.[001] The present invention relates to antibodies specific for Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1, fragments thereof and uses thereof. More specifically, the present invention relates to Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1-specific antibodies and fragments thereof that transmigrate the blood-brain barrier and uses thereof.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Doenças neurodegenerativas, tais como doença de Alzheimer e Parkinson, são um fardo crescente na sociedade em envelhecimento porque não há atualmente nenhum tratamento eficaz para essas afecções incapacitantes. O tratamento assim como o diagnóstico precoce dessas e de outras doenças que se originam no cérebro permanecem desafiadores por que a maioria dos diagnósticos e moléculas terapêuticas adequadas não podem penetrar a barreira hematoencefálica (BHE) estreita e altamente restritiva (Abbott, 2013). A BHE constitui uma barreira física que é formada por células endoteliais cerebrais (BECs) que alinham os vasos sanguíneos e se conectam umas às outras através de junções estreitas (Abbott, 2013). As junções estreitas formadas entre as BECs são essenciais para a integridade da BHE e impedem o transporte paracelular de moléculas maiores do que 500 daltons (Da). Como as células endoteliais cerebrais exibem taxas de pinocitose muito baixas (Abbott, 2013), o transporte transcelular de moléculas maiores é limitado à trajetória de transcitose mediada por receptor altamente específico (RMT) e à transcitose mediada por adsorção com base em carga passiva (Abbott, 2013; Pardridge, 2002). Adicionalmente, a alta densidade de bombas de efluxo, tais como P-glicoproteína ou a proteína-1 de resistência a múltiplos fármacos (MDR-1), contribui para a remoção de substâncias indesejadas do cérebro (Abbott, 2013).[002] Neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's and Parkinson's disease, are an increasing burden on an aging society because there is currently no effective treatment for these disabling conditions. Treatment as well as early diagnosis of these and other diseases that originate in the brain remain challenging because most suitable diagnostic and therapeutic molecules cannot penetrate the narrow and highly restrictive blood-brain barrier (BBB) (Abbott, 2013). The BBB constitutes a physical barrier that is formed by brain endothelial cells (BECs) that line the blood vessels and connect to each other through tight junctions (Abbott, 2013). The tight junctions formed between BECs are essential for the integrity of the BBB and prevent the paracellular transport of molecules greater than 500 daltons (Da). Because brain endothelial cells exhibit very low rates of pinocytosis (Abbott, 2013), transcellular transport of larger molecules is limited to the highly specific receptor-mediated (RMT) transcytosis pathway and passive charge-based adsorption-mediated transcytosis (Abbott , 2013; Pardridge, 2002). Additionally, the high density of efflux pumps, such as P-glycoprotein or multidrug resistance protein-1 (MDR-1), contributes to the removal of unwanted substances from the brain (Abbott, 2013).

[003] Embora todas essas características protejam o cérebro de patógenos e toxinas, as mesmas igualmente impedem a entrada da maioria dos produtos terapêuticos. Na realidade, menos do que 5% dos produtos terapêuticos de moléculas pequenas e virtualmente nenhum dos produtos terapêuticos maiores podem atravessar a BHE em concentrações farmacologicamente relevantes (isto é, suficientes para engatar um alvo de sistema nervoso central (CNS) e obter resposta farmacológica/terapêutica) a não ser que os mesmos são especificamente “transportados”, isto é, acoplados a uma molécula transportadora. Devido à falta de “carreadores” eficazes para transportar moléculas através da BHE, inúmeros fármacos contra doenças neurodegenerativas foram “arquivados” ou eliminados do desenvolvimento adicional na medida em que os mesmos não podem ser entregues ao cérebro em quantidade suficiente.[003] While all these features protect the brain from pathogens and toxins, they also prevent the entry of most therapeutic products. In reality, less than 5% of small molecule therapeutics and virtually none of the larger therapeutics can cross the BBB at pharmacologically relevant concentrations (i.e., sufficient to engage a central nervous system (CNS) target and elicit pharmacologic/ therapeutic) unless they are specifically "transported", i.e., coupled to a carrier molecule. Due to the lack of effective “carriers” to transport molecules across the BBB, numerous drugs against neurodegenerative diseases have been “shelved” or eliminated from further development as they cannot be delivered to the brain in sufficient quantity.

[004] Diferentes abordagens para entregar moléculas maiores ao cérebro foram exploradas. Por exemplo, a integridade da BHE pode ser rompida, resultando em uma BHE vazada que, por sua vez, permite a entrada paracelular irrestrita de moléculas maiores no cérebro. Junções estreitas podem ser afrouxadas ou rompidas de modo bem-sucedido por várias abordagens. Por exemplo, a injeção de substâncias que induzem o choque osmótico (por exemplo, manitol, soluções hipertônicas) na corrente sanguínea causa encolhimento celular e resulta na ruptura das junções estreitas comprometendo severamente, assim, a BHE (Guillaume, 2010). Outros moduladores de junções estreitas incluem alquilgliceróis, bradicinina e diversos análogos dos mesmos, assim como vírus que modulam a expressão das proteínas envolvidas na manutenção das junções estreitas (Erdlenbruch et al., 2003; Preston et al., 2008; Gan et al., 2013). Uma ruptura mais localizada da BHE é possível através da aplicação de ultrassom (Nhan et al., 2013). Entretanto, esses períodos durante os quais a BHE é rompida são suficientes para alterar a homeostase cerebral e permitir que produtos químicos prejudiciais, toxinas e patógenos entrem no cérebro; isso pode resultar em sérios efeitos colaterais, por exemplo, convulsões ou inchaço do cérebro, infecção e alterações neuropatológicas possivelmente permanentes. Conforme seria evidente para aqueles versados na técnica, tratamentos repetidos com essas tecnologias para doenças do cérebro crônicas e difusas que afetam múltiplas regiões do cérebro não são práticos. A maioria desses tratamentos são custosos, necessitam de hospitalização, e algumas abordagens exigem anestesia.[004] Different approaches to delivering larger molecules to the brain were explored. For example, the integrity of the BBB can be disrupted, resulting in a leaky BBB which, in turn, allows unrestricted paracellular entry of larger molecules into the brain. Tight joints can be successfully loosened or broken by several approaches. For example, injection of substances that induce osmotic shock (eg, mannitol, hypertonic solutions) into the blood stream causes cell shrinkage and results in disruption of tight junctions, thus severely compromising the BBB (Guillaume, 2010). Other tight junction modulators include alkylglycerols, bradykinin, and various analogues thereof, as well as viruses that modulate the expression of proteins involved in tight junction maintenance (Erdlenbruch et al., 2003; Preston et al., 2008; Gan et al., 2013). A more localized disruption of the BBB is possible through the application of ultrasound (Nhan et al., 2013). However, these periods during which the BBB is disrupted are sufficient to alter brain homeostasis and allow harmful chemicals, toxins, and pathogens to enter the brain; this can result in serious side effects, for example seizures or swelling of the brain, infection and possibly permanent neuropathological changes. As would be evident to those skilled in the art, repeated treatments with these technologies for chronic and diffuse brain diseases that affect multiple brain regions are not practical. Most of these treatments are costly, require hospitalization, and some approaches require anesthesia.

[005] Outra abordagem para circundar a BHE é a injeção direta de moléculas terapêuticas no fluido cérebro-espinhal (CSF), no espaço do parênquima, ou outras partes do cérebro. Diversos métodos de entrega foram desenvolvidos, incluindo: entrega intracerebral (intraparenquimatoso), intraventricular e intratecal por meio da infusão ou bombas de difusão aprimorada por convecção (CED). Entretanto, qualquer tipo de injeção direta no cérebro ou implante intracerebral é um procedimento invasivo e custoso, na medida em que exige hospitalização, anestesia e frequentemente cirurgia. Além disso, as taxas de difusão pobres dos produtos terapêuticos, particularmente biologias maiores, dentro do parênquima do cérebro limitam a penetração dos produtos terapêuticos a apenas pequenas áreas que circundam o sítio de injeção/implantação. A colocação correta de injeções, cateteres e implantes é desafiadora, mas crucial para alcançar a difusão do fármaco à região alvejada do cérebro. Adicionalmente, cateteres e implantes fornecem um sítio para infecção e/ou resposta imunológica contra o material estranho.[005] Another approach to bypassing the BBB is the direct injection of therapeutic molecules into the cerebrospinal fluid (CSF), parenchymal space, or other parts of the brain. Several delivery methods have been developed, including: intracerebral (intraparenchymal), intraventricular, and intrathecal delivery via infusion or convection-enhanced diffusion (CED) pumps. However, any type of direct injection into the brain or intracerebral implant is an invasive and costly procedure, as it requires hospitalization, anesthesia and often surgery. Furthermore, poor diffusion rates of therapeutics, particularly larger biologies, within the brain parenchyma limit penetration of therapeutics to only small areas surrounding the injection/implantation site. Correct placement of injections, catheters and implants is challenging but crucial to achieving drug diffusion to the targeted region of the brain. Additionally, catheters and implants provide a site for infection and/or an immune response against foreign material.

[006] Em outra tentativa de aumentar a entrega através da BHE, fármacos CNS foram modificados para aumentar a absorção cerebral. Tais modificações podem incluir uma alteração de sua carga de superfície, uma redução no tamanho de molécula e alteração à lipofilicidade dos fármacos. Entretanto, quaisquer modificações para aumentar a penetração do cérebro são também prováveis de alterar a farmacologia geral do fármaco, incluindo sua atividade e/ou especificidade desejada. Adicionalmente, as moléculas lipofílicas são mais propensas a serem exportadas do cérebro através da bomba de efluxo de P-glicoproteína.[006] In another attempt to increase delivery across the BBB, CNS drugs have been modified to enhance cerebral uptake. Such modifications can include a change in their surface charge, a reduction in molecule size and alteration to the lipophilicity of drugs. However, any modifications to increase brain penetration are also likely to alter the overall pharmacology of the drug, including its desired activity and/or specificity. Additionally, lipophilic molecules are more likely to be exported from the brain via the P-glycoprotein efflux pump.

[007] Finalmente, os mecanismos de transporte endógenos através da BHE foram explorados. Os mecanismos fisiológicos que permitem o transporte de moléculas grandes através da BHE podem ser divididos nas trajetórias de transcitose mediada por receptor altamente específica (RMT) e de endocitose mediada adsortiva com base em carga não específica. A endocitose é ativada mediante a ligação do ligante específico a seu receptor ou mediante a interação eletrostática entre o ligante catiônico ou fármaco e os grupos funcionais aniônicos na superfície celular endotelial cerebral (lado luminal), respectivamente. Subsequentemente, o endossoma recém- formado é transcitosado através da célula para o lado abluminal para liberar sua carga.[007] Finally, endogenous transport mechanisms across the BBB were explored. The physiological mechanisms that allow the transport of large molecules across the BBB can be divided into highly specific receptor-mediated transcytosis (RMT) and adsorptive-mediated endocytosis pathways based on non-specific charge. Endocytosis is activated by binding of the specific ligand to its receptor or by electrostatic interaction between the cationic ligand or drug and the anionic functional groups on the brain endothelial cell surface (luminal side), respectively. Subsequently, the newly formed endosome is transcytosed through the cell to the abluminal side to release its cargo.

[008] Como a transcitose mediada adsortiva é uma interação mediada por carga não específica, a mesma ocorre em todos os órgãos e leitos vasculares, limitando a disponibilidade do fármaco para a entrega no cérebro. Portanto, explorar a trajetória de RMT permanece o único método de entrega cerebral fisiológico não invasivo, porém, altamente específico para receptor.[008] As adsorptive mediated transcytosis is a non-specific charge-mediated interaction, it occurs in all organs and vascular beds, limiting drug availability for delivery to the brain. Therefore, exploiting the RMT trajectory remains the only non-invasive yet highly receptor-specific physiologic brain delivery method.

[009] Apenas alguns receptores são atualmente conhecidos por passar por RMT na BHE e “transportar” através de seus ligantes naturais: o bem estudado receptor de transferrina (TfR), o receptor de insulina (IR), as proteínas relacionadas a receptor de lipoproteína de baixa densidade 1 e 2 (LRP-1 e -2), receptor da toxina da difteria e TMEM30A. Peptídeos, ligantes naturais e anticorpos ou fragmentos de anticorpo foram desenvolvidos que se ligam a esses receptores (Pardridge et al., 1991; Yu et al., 2011; Muruganandam et al., 2001; Abulrob et al., 2005; Demeule, 2008; Sumbria et al., 2013), funcionando como transportadores de fármaco para o cérebro que utilizam trajetórias de RMT endógenas. Entretanto, até a data, apenas um único peptídeo (Angiopep ANG1005, LRP-1 de direcionamento) foi analisado em estudos clínicos de fase I, embora outros candidatos estejam sendo estudados em ambientes laboratoriais. A trajetória de RMT parece ser a trajetória mais promissora para o transporte de fármacos para o cérebro, mas as abordagens atuais têm limitações, incluindo: a expressão não seletiva do receptor alvo na BHE, a competição entre o carreador e os ligantes naturais ao receptor, transcitose ineficaz de um receptor assim como a degradação lisossômica de carreadores endocitados (Xiao e Gun, 2013).[009] Only a few receptors are currently known to undergo RMT in the BBB and “transport” via their natural ligands: the well-studied transferrin receptor (TfR), the insulin receptor (IR), the lipoprotein receptor-related proteins low-density 1 and 2 (LRP-1 and -2), diphtheria toxin receptor and TMEM30A. Peptides, natural ligands, and antibodies or antibody fragments have been developed that bind to these receptors (Pardridge et al., 1991; Yu et al., 2011; Muruganandam et al., 2001; Abulrob et al., 2005; Demeule, 2008 ; Sumbria et al., 2013), functioning as drug carriers to the brain using endogenous RMT pathways. However, to date, only a single peptide (Angiopep ANG1005, targeting LRP-1) has been analyzed in phase I clinical studies, although other candidates are being studied in laboratory settings. The RMT pathway appears to be the most promising pathway for drug delivery to the brain, but current approaches have limitations, including: non-selective expression of the target receptor on the BBB, competition between the carrier and natural ligands to the receptor, ineffective transcytosis of a receptor as well as lysosomal degradation of endocytosed carriers (Xiao and Gun, 2013).

[010] A falta de carreadores de BHE de alta capacidade e alta seletividade atrasa o desenvolvimento de novos produtos terapêuticos e diagnósticos para doenças que se originam no cérebro, incluindo tumores cerebrais e doenças neurodegenerativas. Há claramente uma necessidade de um método não invasivo para entregar moléculas diagnósticas e terapêuticas pequenas e grandes em doses farmacologicamente eficazes ao cérebro sem perturbar a fisiologia e a homeostase da BHE.[010] The lack of high capacity and high selectivity BBB carriers delays the development of new therapeutic and diagnostic products for diseases that originate in the brain, including brain tumors and neurodegenerative diseases. There is clearly a need for a non-invasive method to deliver small and large diagnostic and therapeutic molecules in pharmacologically effective doses to the brain without disturbing the physiology and homeostasis of the BBB.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[011] A presente invenção refere-se a anticorpos específicos para Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R) e usos dos mesmos. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a anticorpos específicos para Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 e fragmentos dos mesmos que transmigram a barreira hematoencefálica e usos dos mesmos.[011] The present invention relates to antibodies specific for Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1 (IGF1R) and uses thereof. More specifically, the present invention relates to Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1-specific antibodies and fragments thereof that transmigrate the blood-brain barrier and uses thereof.

[012] A presente invenção fornece anticorpos isolados ou purificados ou fragmentos dos mesmos que se ligam especificamente a um epítopo de Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R) em que o anticorpo ou fragmento do mesmo transmigra a barreira hematoencefálica, e em que o epítopo é especificamente ligado pelo anticorpo de SEQ ID NO:5. O epítopo de IGF1R pode estar no domínio extracelular de IGF1R.[012] The present invention provides isolated or purified antibodies or fragments thereof that specifically bind to an Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1 (IGF1R) epitope in which the antibody or fragment thereof transmigrates the blood-brain barrier, and wherein the epitope is specifically bound by the antibody of SEQ ID NO:5. The IGF1R epitope can be in the extracellular domain of IGF1R.

[013] A presente invenção fornece anticorpos isolados ou purificados ou fragmentos dos mesmos que compreendem: uma sequência de região determinante de complementaridade (CDR) 1 de EYPSNFYA (SEQ ID NO:1); uma sequência de CDR2 de VSRDGLTT (SEQ ID NO:2); e uma sequência de CDR3 de AIVITGVWNKVDVNSRSYHY (SEQ ID NO:3), em que o anticorpo ou fragmento do mesmo se liga especificamente ao Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R).[013] The present invention provides isolated or purified antibodies or fragments thereof comprising: an EYPSNFYA complementarity determining region (CDR) 1 sequence (SEQ ID NO:1); a CDR2 sequence from VSRDGLTT (SEQ ID NO:2); and a CDR3 sequence from AIVITGVWNKVDVNSRSYHY (SEQ ID NO:3), wherein the antibody or fragment thereof specifically binds Insulin-Like Growth Factor Receptor 1 (IGF1R).

[014] Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo específico para IGF1R pode ser X1VX2LX3ESGGGLVQX4GGSLRLSCX5ASEYPSNFYAMSWX6RQAPGKX7 X8EX9VX10GVSRDGLTTLYADSVKGRFTX11SRDNX12KNTX13X14LQMNSX 15X16AEDTAVYYCAIVITG VWNKVDVNSRSYHYWGQGTX17VTVSS (SEQ ID NO:4), em que X1 é E ou Q; X2 é K ou Q; X3 é V ou E; X4 é A ou P; X5 é V ou A; X6 é F ou V; X7 é E ou G; X8 é R ou L; X9 é F ou W; X10 é A ou S; Xn é M ou I; X12 é A ou S; X13 é V ou L; X14 é D ou Y; X15 é V ou L; X 6 é K ou R; e X17 é Q ou L, ou uma sequência substancialmente idêntica à mesma. Em exemplos não limitantes mais específicos, o anticorpo isolado ou purificado pode compreender uma sequência selecionada a partir do grupo que consiste em: QVLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYASWFRQAPGKEREFVAG VSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYYCAIV ITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:5), denominada no presente documento de IGF1R-3; EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:6), denominada no presente documento de IGF1R-3_H1; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:7), denominada no presente documento de IGF1R-3_H2; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKGLEF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:8), denominada no presente documento de IGF1R-3_H3; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:9), denominada no presente documento de IGF1R-3_H4; e EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO: 10), denominada no presente documento de IGF1R-3_H5, ou uma sequência substancialmente idêntica à mesma.[014] For example, and without being limiting in any way, the isolated or purified antibody or fragment thereof specific for IGF1R can be X1VX2LX3ESGGGLVQX4GGSLRLSCX5ASEYPSNFYAMSWX6RQAPGKX7 X8EX9VX10GVSRDGLTTLYADSVKGRFTX11SRDNX12KNTX13X14LQMNSX 15X16AEDT AVYYCAIVITG VWNKVDVNSRSYHYWGQGTX17VTVSS (SEQ ID NO:4), wherein X1 is E or Q; X2 is K or Q; X3 is V or E; X4 is A or P; X5 is V or A; X6 is F or V; X7 is E or G; X8 is R or L; X9 is F or W; X10 is A or S; Xn is M or I; X12 is A or S; X13 is V or L; X14 is D or Y; X15 is V or L; X 6 is K or R; and X17 is Q or L, or a sequence substantially identical thereto. In more specific non-limiting examples, the isolated or purified antibody may comprise a sequence selected from the group consisting of: QVLEESGGGLVQAGSLRLSCVASEYPSNFYASWFRQAPGKEREFVAG VSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYYCAIV ITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:5), referred to herein as IGF1R -3; EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:6), referred to herein as IGF1R-3_H1; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:7), referred to herein as IGF1R-3_H2; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKGLEF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:8), referred to herein as IGF1R-3_H3; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:9), referred to herein as IGF1R-3_H4; and EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO: 10), referred to herein as IGF1R-3_H5, or a sequence substantially identical thereto.

[015] O anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito acima pode ser um anticorpo de domínio único (sdAb); o sdAb pode ser de origem camelídea.[015] The isolated or purified antibody or fragment thereof as described above may be a single domain antibody (sdAb); the sdAb may be of camelid origin.

[016] O anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo da presente invenção pode ser apresentado em um formato de exibição multivalente. Em um formato de exibição multivalente, o anticorpo ou fragmento do mesmo pode ser ligado a um fragmento Fc; o fragmento Fc é o Fc2b de camundongo ou Fc1 humano. Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo em exibição multivalente pode compreender a sequência de SEQ ID NO:11 (denominada no presente documento de fusão de consenso-Fc de IGF1R-3), SEQ ID NO:41 (denominada no presente documento de fusão de consenso de Fc-IGF1R-3) ou 12 (denominada no presente documento de fusão de IGF1R-3-Fc).[016] The isolated or purified antibody or fragment thereof of the present invention can be presented in a multivalent display format. In a multivalent display format, the antibody or fragment thereof can be linked to an Fc fragment; the Fc fragment is mouse Fc2b or human Fc1. For example, and without being limiting in any way, the isolated or purified antibody or fragment thereof in multivalent display can comprise the sequence of SEQ ID NO:11 (referred to herein as IGF1R-3 Fc-consensus fusion), SEQ ID NO: 41 (hereinafter referred to as the Fc-IGF1R-3 consensus fusion) or 12 (hereinafter referred to as the IGF1R-3-Fc fusion).

[017] O anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento pode transmigrar a barreira hematoencefálica.[017] The isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein can transmigrate the blood-brain barrier.

[018] A presente invenção também fornece uma molécula de ácido nucleico que codifica o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento. Um vetor que compreende a molécula de ácido nucleico como descrita é também fornecido.[018] The present invention also provides a nucleic acid molecule encoding the isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein. A vector comprising the nucleic acid molecule as described is also provided.

[019] O anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento pode ser imobilizado em uma superfície.[019] The isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein can be immobilized on a surface.

[020] A presente invenção fornece adicionalmente o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento ligado a uma molécula de carga; a molécula de carga pode ter um peso molecular na faixa de cerca de 1 kD a cerca de 200 kDa. A molécula de carga ligada ao anticorpo ou fragmento do mesmo pode ser um agente detectável, um terapêutico, um fármaco, um peptídeo, um fator de crescimento, uma citocina, um coletor de receptor, um composto químico, uma porção química de carboidrato, uma enzima, um anticorpo ou fragmentos do mesmo, uma molécula com base em DNA, um vetor viral ou um agente citotóxico; um ou mais lipossomas ou nanocarreadores carregados com um agente detectável, um terapêutico, um fármaco, um peptídeo, uma enzima, um anticorpo ou fragmentos do mesmo, uma molécula com base em DNA, um vetor viral, ou um agente citotóxico; ou uma ou mais nanopartículas, nanofios, nanotubos ou pontos quânticos.[020] The present invention further provides the isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein linked to a cargo molecule; the cargo molecule can have a molecular weight in the range of about 1 kD to about 200 kDa. The cargo molecule attached to the antibody or fragment thereof can be a detectable agent, a therapeutic, a drug, a peptide, a growth factor, a cytokine, a receptor scavenger, a chemical compound, a carbohydrate chemical moiety, a enzyme, an antibody or fragments thereof, a DNA-based molecule, a viral vector or a cytotoxic agent; one or more liposomes or nanocarriers loaded with a detectable agent, a therapeutic, a drug, a peptide, an enzyme, an antibody or fragments thereof, a DNA-based molecule, a viral vector, or a cytotoxic agent; or one or more nanoparticles, nanowires, nanotubes or quantum dots.

[021] Adicionalmente, a presente invenção fornece uma composição que compreende um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento e um carreador, diluente ou excipiente farmaceuticamente aceitável.[021] Additionally, the present invention provides a composition comprising one or more than one isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein and a pharmaceutically acceptable carrier, diluent or excipient.

[022] Um método in vitro para detectar IGF1R é também fornecido, sendo que o método compreende a) colocar uma amostra de tecido em contato com um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento ligado a um agente detectável; e b) detectar o agente detectável ligado ao anticorpo ou fragmento do mesmo ligado ao IGF1R na amostra de tecido.[022] An in vitro method for detecting IGF1R is also provided, the method comprising a) contacting a tissue sample with one or more than one isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein linked to a detectable agent; and b) detecting the detectable agent bound to the antibody or fragment thereof bound to the IGF1R in the tissue sample.

[023] No método descrito acima, a amostra pode ser uma amostra de soro,amostra de tecido vascular, amostra de tecido tumoral, ou uma amostra de tecido cerebral de um indivíduo humano ou animal. No método conforme descrito, a etapa de detecção (etapa b)) pode ser realizada com o uso de imagiologia óptica, imuno- histoquímica, imagiologia diagnóstica molecular, ELISA, espectrometria de massa de imagiologia ou outro método adequado.[023] In the method described above, the sample may be a serum sample, vascular tissue sample, tumor tissue sample, or a brain tissue sample from a human or animal subject. In the method as described, the detection step (step b)) can be performed using optical imaging, immunohistochemistry, molecular diagnostic imaging, ELISA, imaging mass spectrometry or other suitable method.

[024] É adicionalmente fornecido um método in vivo para detectar a expressão de IGF1R em um indivíduo, sendo que o método compreende: a) administrar um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento ligado a um agente detectável ao indivíduo; e b) detectar o agente detectável ligado ao anticorpo ou fragmento do mesmo ligado ao IGF1R.[024] An in vivo method for detecting IGF1R expression in an individual is further provided, the method comprising: a) administering one or more than one isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein linked to a subject detectable agent; and b) detecting the detectable agent bound to the antibody or fragment thereof bound to the IGF1R.

[025] No método descrito acima, a etapa de detecção (etapa b)) pode ser realizada com o uso de PET (tomografia por emissão de pósitrons), SPECT (tomografia computadorizada por emissão único fóton), imagiologia de fluorescência ou qualquer outro método adequado.[025] In the method described above, the detection step (step b)) can be performed using PET (positron emission tomography), SPECT (single photon emission computed tomography), fluorescence imaging or any other method adequate.

[026] É fornecido, no presente documento, um método para transportar uma molécula de interesse através da barreira hematoencefálica (BHE), sendo que o método compreende: a) administrar um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento ligado à molécula de interesse a um indivíduo, em que o anticorpo ou fragmento do mesmo transmigra a barreira hematoencefálica, em que o um ou mais do que um anticorpo ou fragmento do mesmo passa a molécula de interesse através da BHE. No método conforme recém-descrito, a molécula de interesse pode ter um peso molecular na faixa de cerca de 1kD a cerca de 200 kDa; a molécula de interesse pode ser um agente detectável, um terapêutico, um fármaco, um peptídeo, um fator de crescimento, uma citocina, um coletor de receptor, um composto químico, uma porção química de carboidrato, uma enzima, um anticorpo ou fragmento do mesmo, uma molécula com base em DNA, um vetor viral ou um agente citotóxico; um ou mais lipossomas ou nanocarreadores carregados com um agente detectável, um terapêutico, um fármaco, um peptídeo, uma enzima, um anticorpo ou fragmento do mesmo ou um agente citotóxico; ou uma ou mais nanopartículas, nanofios, nanotubos ou pontos quânticos. No método conforme descrito, a administração pode ser intravenosa (iv), subcutânea (sc) ou intramuscular (im).[026] A method for transporting a molecule of interest across the blood-brain barrier (BBB) is provided herein, the method comprising: a) administering one or more than one isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein linked to the molecule of interest to an individual, wherein the antibody or fragment thereof transmigrates the blood-brain barrier, wherein the one or more antibodies or fragment thereof passes the molecule of interest across the BBB. In the method as just described, the molecule of interest can have a molecular weight in the range of about 1kD to about 200kDa; the molecule of interest can be a detectable agent, a therapeutic, a drug, a peptide, a growth factor, a cytokine, a receptor receptor, a chemical compound, a carbohydrate chemical moiety, an enzyme, an antibody or fragment of even, a DNA-based molecule, a viral vector or a cytotoxic agent; one or more liposomes or nanocarriers loaded with a detectable agent, a therapeutic, a drug, a peptide, an enzyme, an antibody or fragment thereof, or a cytotoxic agent; or one or more nanoparticles, nanowires, nanotubes or quantum dots. In the method as described, administration can be intravenous (iv), subcutaneous (sc) or intramuscular (im).

[027] A invenção também abrange um método para quantificar uma quantidade de uma molécula de carga entregue através da BHE de um indivíduo em que a molécula de carga é ligada a um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo, conforme descrito no presente documento, sendo que o método compreende: a) coletar o fluido cérebro-espinhal (CSF) do indivíduo; e b) usar métodos de proteômica direcionada para quantificar a quantidade da molécula de carga ligada a um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento no CSF.[027] The invention also encompasses a method for quantifying an amount of a cargo molecule delivered across the BBB of an individual, wherein the cargo molecule is bound to one or more than an isolated or purified antibody or fragment thereof, as described herein, the method comprising: a) collecting cerebrospinal fluid (CSF) from the subject; and b) using targeted proteomics methods to quantify the amount of the cargo molecule bound to one or more isolated or purified antibodies or fragments in the CSF.

[028] A molécula de carga pode ser qualquer molécula desejada, incluindo as moléculas de carga anteriormente descritas; o anticorpo ou fragmento do mesmo transmigra a BHE; a molécula pode ser “ligada” ao anticorpo ou fragmento do mesmo, conforme anteriormente descrito. No método acima, o CSF é coletado a partir de um indivíduo com o uso de qualquer método adequado conhecido na técnica. A quantidade de CSF exigida para o método de proteômica direcionada na etapa b) pode estar entre cerca de 1 a 10 μl. Os métodos de proteômica direcionada usados para quantificar a quantidade do um ou mais do que um anticorpo ou fragmento do mesmo ligado à molécula de carga pode ser qualquer método conhecido na técnica. Por exemplo, e sem ser limitante, o método de proteômica direcionada pode ser um método de espectrometria de massa, tais como monitoramento de múltiplas reações com padrões internos identificados com isótipo (MRM - ILIS).[028] The cargo molecule can be any desired molecule, including the previously described cargo molecules; the antibody or fragment thereof transmigrates to the BBB; the molecule can be "attached" to the antibody or fragment thereof, as described above. In the above method, CSF is collected from an individual using any suitable method known in the art. The amount of CSF required for the directed proteomics method in step b) can be between about 1 to 10 µl. The targeted proteomics methods used to quantify the amount of the one or more antibodies or fragment thereof bound to the cargo molecule can be any method known in the art. For example, and without being limiting, the directed proteomics method can be a mass spectrometry method, such as monitoring multiple reactions with isotype-identified internal standards (MRM - ILIS).

[029] A entrega pobre de diagnósticos ou fármacos através da BHE estreita e altamente seletiva compromete o desenvolvimento de tratamentos para doenças cerebrais, tais como, porém, sem limitação, tumores cerebrais e doenças neurodegenerativas. A falta de carreadores para transportar moléculas através da BHE atrasa o desenvolvimento de novos terapêuticos e diagnósticos para tais doenças. Conforme descrito no presente documento, um VHH de ligação a IGF1R foi produzido que fornece uma plataforma de transporte eficaz para a entrega de fármacos conjugados ao anticorpo através da BHE a seus alvos no cérebro. O anticorpo descrito no presente documento explora a trajetória de RMT natural do IGF1R do lado luminal para o abluminal das células endoteliais cerebrais que formam a BHE. Após a ligação do anticorpo ao IGF1R, a RMT é iniciada, e o anticorpo, juntamente com uma molécula conjugada (carga), é transcitosado através da célula para o lado abluminal em que os mesmos são ambos liberados no microambiente do cérebro. Confirmou-se que o VHH de IGF1R se liga ao IGF1R (Figura 3C), se internaliza nas células de BHE (Figura 4) e atravessa para o lado abluminal do modelo de BHE in vitro (Figura 6B). Os estudos de entrega de fármaco ao cérebro in vivo também mostraram que o VHH de IGF1R “carregou” um peptídeo conjugado (Galanina; cerca de 3 kDa) assim como uma grande proteína de fusão (cerca de 80 kDa) através da BHE (Figura 9A e B; Figura 6D).[029] The poor delivery of diagnostics or drugs through the narrow and highly selective BBB compromises the development of treatments for brain diseases, such as, but not limited to, brain tumors and neurodegenerative diseases. The lack of carriers to transport molecules across the BBB delays the development of new therapeutics and diagnostics for such diseases. As described herein, an IGF1R-binding VHH has been produced that provides an effective transport platform for the delivery of antibody-conjugated drugs across the BBB to their targets in the brain. The antibody described herein exploits the natural TMR trajectory of IGF1R from the luminal to the abluminal side of the brain endothelial cells that form the BBB. After antibody binding to IGF1R, RMT is initiated, and the antibody, along with a conjugated molecule (cargo), is transcytosed through the cell to the abluminal side where they are both released into the brain microenvironment. It was confirmed that the IGF1R VHH binds to the IGF1R (Figure 3C), internalizes into BBB cells (Figure 4) and crosses to the abluminal side of the in vitro BBB model (Figure 6B). In vivo brain drug delivery studies also showed that the IGF1R VHH "carried" a conjugated peptide (Galanin; about 3 kDa) as well as a large fusion protein (about 80 kDa) across the BBB (Figure 9A and B; Figure 6D).

[030] Os resultados também mostram que o VHH anti-IGF1R pode ser expresso em fusão com o fragmento Fc (fragmento cristalizável) para prolongar a meia-vida de circulação por cerca de 75 vezes (cerca de 25 h em comparação a cerca de 20 min para VHH sozinho). Esse construto de fusão de alto peso molecular (cerca de 80 kDa) é também eficientemente transportado através da BHE. A meia-vida de plasma longa aumenta a exposição a CSF do conjugado de VHH-ITIFC de IGF1R (mFc = Fc de camundongo) significativamente em comparação ao VHH sozinho e é útil como um carreador de entrega de BHE para o tratamento de doenças crônicas com alvos no CNS. O conjugado é prontamente detectado no parênquima do cérebro com o uso de detecção por imunofluorescência. Os resultados demonstram que o carreador de VHH de IGF1R pode “transporta” moléculas grandes (similares em tamanho a: anticorpos, enzimas, fatores de crescimento, peptídeos, citocinas, coletores de receptor) através da BHE.[030] The results also show that the anti-IGF1R VHH can be expressed in fusion with the Fc fragment (crystallizable fragment) to extend the circulation half-life by about 75-fold (about 25 h compared to about 20 min for VHH alone). This high molecular weight (about 80 kDa) fusion construct is also efficiently transported across the BBB. The long plasma half-life increases CSF exposure of the IGF1R VHH-ITIFC conjugate (mFc = mouse Fc) significantly compared to VHH alone and is useful as a BBB delivery carrier for the treatment of chronic diseases with CNS targets. The conjugate is readily detected in brain parenchyma using immunofluorescence detection. The results demonstrate that the IGF1R VHH carrier can “transport” large molecules (similar in size to: antibodies, enzymes, growth factors, peptides, cytokines, receptor scavengers) across the BBB.

[031] Assim, a entrega de anticorpo pode não apenas ser útil para o tratamento a curto prazo (por exemplo, convulsão epiléptica), mas pode também ser útil para tratamentos a médio prazo (por exemplo, câncer) e longo prazo (por exemplo, doença de Alzheimer ou Parkinson).[031] Thus, antibody delivery may not only be useful for short-term (e.g., epileptic seizure) treatment, but may also be useful for medium-term (e.g., cancer) and long-term (e.g., cancer) treatments. , Alzheimer's or Parkinson's disease).

[032] Os aspectos e vantagens adicionais da presente invenção serão aparentes em vista da descrição a seguir. As descrições e os exemplos detalhados, embora indiquem modalidades preferenciais da invenção, são dados a título de ilustração apenas, na medida em que várias alterações e modificações dentro do escopo da invenção se tornarão aparentes àqueles versados na técnica em luz dos ensinamentos desta invenção.[032] Additional aspects and advantages of the present invention will be apparent in view of the following description. The detailed descriptions and examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, inasmuch as various changes and modifications within the scope of the invention will become apparent to those skilled in the art in light of the teachings of this invention.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[033] Esses e outros recursos da invenção serão agora descritos a título de exemplo, em referência aos desenhos anexos, em que:[033] These and other features of the invention will now be described by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:

[034] A Figura 1 é um diagrama esquemático do receptor de fator de crescimento semelhante à insulina tipo 1 (IGF1R). O IGF1R é encontrado na superfície celular e compreende duas subunidades: a subunidade alfa e a subunidade beta. A subunidade alfa (que compreende uma parte extracelular com o sítio de ligação de fator de crescimento semelhante à insulina tipo 1) é conectada por uma ligação de dissulfeto à subunidade beta (que compreende um domínio extracelular pequeno, uma região transmembranar e uma porção intracelular). O Receptor de IGF1 pode formar um dímero. Um fragmento com 933 aminoácidos de comprimento que compreende a subunidade alfa e a porção extracelular da subunidade beta, conforme indicado dentro da caixa cinza, (M1 - F933, n° de acesso no SwissProt P08069; consulte a Figura 2) foi recombinantemente produzido e usado para imunização de uma lhama.[034] Figure 1 is a schematic diagram of the insulin-like growth factor receptor type 1 (IGF1R). The IGF1R is found on the cell surface and comprises two subunits: the alpha subunit and the beta subunit. The alpha subunit (which comprises an extracellular part with the insulin-like growth factor-1 binding site) is connected by a disulfide bond to the beta subunit (which comprises a small extracellular domain, a transmembrane region, and an intracellular portion). . The IGF1 Receptor can form a dimer. A 933 amino acid long fragment comprising the alpha subunit and the extracellular portion of the beta subunit, as indicated inside the gray box, (M1 - F933, SwissProt accession # P08069; see Figure 2) was recombinantly produced and used for immunization of a llama.

[035] A Figura 2 mostra a sequência de IGF1R (n° de acesso no SwissProt P08069). O fragmento de proteína com 933 aminoácidos de comprimento usado para imunização e panning é mostrado em negrito; o ectodomínio completo tem 2 aminoácidos de comprimento. O sítio de clivagem de furina, separando as subunidades alfa e beta, é mostrado em letras minúsculas em itálico. O peptídeo de sinalização é mostrado em negrito e itálico.[035] Figure 2 shows the sequence of IGF1R (SwissProt Accession No. P08069). The 933 amino acid long protein fragment used for immunization and panning is shown in bold; the complete ectodomain is 2 amino acids long. The furin cleavage site, separating the alpha and beta subunits, is shown in lower case italics. The signal peptide is shown in bold italics.

[036] A Figura 3A mostra uma cromatografia de exclusão de tamanho da IGF1R- 3 de VHH de ligação a IGF1R e suas variantes humanizadas (H1, H2, H4, H5) se estendem através de uma coluna Superdex 75. O perfil sugere que esses VHH são monoméricos e não agregadores. A Figura 3B mostra a temperatura de fusão (Tm) conforme determinada por dicroísmo circular (CD) para VHH de IGF1R-3 e suas variantes humanizadas (H1, H2, H3, H4, H5). As proteínas foram aquecidas a acima de 90 °C, e as medições foram tomadas no CD para determinar a curva de fusão e a Tm. Subsequentemente, o VHH de IGF1R-3 foi resfriado à temperatura ambiente, aquecido mais uma vez e analisado por CD (curva inferior). Isso permitiu a determinação da fração da proteína redobrada. Isso não foi executado para as versões humanizadas. A Figura 3C mostra uma sobreposição de sensograma de ressonância de plásmon de superfície (SPR) para ligação de VHH de IGF1R-3 a 0,1 a 10 nM e suas variantes humanizadas (H1, H2, H4, H5) à porção extracellular recombinante do fragmento de IGF1R humano. Os dados encaixam bem em um modelo 1:1. A Figura 3D mostra sensogramas de SPR da ligação de VHH de IGF1R- 3 à porção extracelular recombinante do fragmento de IGF1R humano na presença de IGF1. IGF1 em excesso de 100 vezes não afetou a ligação de VHH de IGF1R-3, mostrando que ambos se ligam a diferentes epítopos no receptor. O experimento foi repetido duas vezes. A Figura 3E mostra que VHH de IGF1R-4 não se ligou à porção extracelular recombinante do Receptor de Insulina (IR) humano imobilizado na superfície de SPR, embora não tenha se ligado à superfície de controle do IGF1R humano (superfície de IGF1R indicada pelo *asterisco). Como controles, IGF1 e insulina, os ligantes naturais dos dois receptores foram fluídos ao longo das superfícies, e a ligação foi detectada conforme esperado: IGF-1 ligado a ambos os receptores, enquanto a ligação de insulina poderia ser observada apenas para o Receptor de Insulina.[036] Figure 3A shows a size exclusion chromatography of IGF1R-3 of VHH binding to IGF1R and its humanized variants (H1, H2, H4, H5) extended through a Superdex 75 column. The profile suggests that these VHH are monomeric and not aggregators. Figure 3B shows the melting temperature (Tm) as determined by circular dichroism (CD) for IGF1R-3 VHH and its humanized variants (H1, H2, H3, H4, H5). Proteins were heated to above 90°C, and measurements were taken on the CD to determine the melting curve and the Tm. Subsequently, the IGF1R-3 VHH was cooled to room temperature, heated once more and analyzed by CD (bottom curve). This allowed the determination of the fraction of the refolded protein. This did not work for the humanized versions. Figure 3C shows a surface plasmon resonance (SPR) sensorgram overlay for binding of 0.1 to 10 nM IGF1R-3 VHH and its humanized variants (H1, H2, H4, H5) to the recombinant extracellular portion of the human IGF1R fragment. The data fits well in a 1:1 model. Figure 3D shows SPR sensorgrams of IGF1R-3 VHH binding to the recombinant extracellular portion of the human IGF1R fragment in the presence of IGF1. IGF1 in excess of 100 fold did not affect VHH binding of IGF1R-3, showing that both bind to different epitopes on the receptor. The experiment was repeated twice. Figure 3E shows that IGF1R-4 VHH did not bind to the recombinant extracellular portion of the human Insulin Receptor (IR) immobilized on the SPR surface, although it did not bind to the human IGF1R control surface (IGF1R surface indicated by * asterisk). As controls, IGF1 and insulin, the natural ligands of the two receptors flowed along the surfaces, and binding was detected as expected: IGF-1 bound to both receptors, whereas insulin binding could only be observed to the IGF-1 receptor. Insulin.

[037] A Figura 4 mostra resultados de imagiologia da absorção celular de VHH de IGF1R-3 identificado com Cy-5.5 e VHH de controle. VHH de IGF1R-3 identificados com Cy5.5 (ou VHH de FC5 como um controle positivo; Muruganandam et al., 2002; Haqqani et al., 2012) foram incubados com células endoteliais cerebrais de rato imortalizadas SV40 (svARBEC) a 4 °C (painéis superiores) ou a 37 °C (painéis inferiores) para avaliar se IGF1R-3 é internalizado passivamente (4 °C) ou através de mecanismos ativos (37 °C) tais como endocitose mediada por receptor. O comanchamento com aglutinina do germe de trigo e DAPI foi executado para visualizar a superfície celular e o núcleo, respectivamente. Painel superior: Quando incubados a 4 °C, VHH de FC5 e IGF1R-3 foram encontrados fora das células (pontas de setas), ligados à membrana celular (colocalizados com a aglutinina do germe de trigo). Painel inferior: A 37 °C, VHH de FC5 e IGF1R-3 se acumularam dentro das células em estruturas semelhantes à vesícula (pontas de setas), provavelmente endossomas, sugerindo a internalização através de um mecanismo de transporte ativo.[037] Figure 4 shows VHH cellular uptake imaging results of IGF1R-3 identified with Cy-5.5 and control VHH. IGF1R-3 VHH identified with Cy5.5 (or FC5 VHH as a positive control; Muruganandam et al., 2002; Haqqani et al., 2012) were incubated with SV40 immortalized rat cerebral endothelial cells (svARBEC) at 4° C (upper panels) or 37°C (lower panels) to assess whether IGF1R-3 is internalized passively (4°C) or through active mechanisms (37°C) such as receptor-mediated endocytosis. Staining with wheat germ agglutinin and DAPI was performed to visualize the cell surface and nucleus, respectively. Top Panel: When incubated at 4°C, FC5 VHH and IGF1R-3 were found outside the cells (arrowheads), bound to the cell membrane (colocalized with wheat germ agglutinin). Bottom panel: At 37°C, FC5 VHH and IGF1R-3 accumulated within cells in vesicle-like structures (arrowheads), probably endosomes, suggesting internalization through an active transport mechanism.

[038] A Figura 5A mostra a sequência para a fusão de C-terminal de VHH de IGF1R-3 com o fragmento Fc murino. Uma representação esquemática da proteína de fusão montada é mostrada na Figura 5B com o VHH de IGF1R-3 mostrado no fundo e o Fc murino (CH2 e CH3) mostrado em cinza.[038] Figure 5A shows the sequence for the C-terminal fusion of IGF1R-3 VHH with the murine Fc fragment. A schematic representation of the assembled fusion protein is shown in Figure 5B with the IGF1R-3 VHH shown in the background and the murine Fc (CH2 and CH3) shown in grey.

[039] A Figura 6A é um fluxograma que resume o uso do modelo de BHE in vitro para avaliar a capacidade de vários VHHs de atravessar a BHE. Quantidades equimolares (5,6 μM) de IGF1R-3 e VHHS de controle positivo (FC5) e negativo (A20.1, um VHH de ligação a toxina A de Clostridium difficile; e EG2, um VHH de ligação a EGFR) foram testadas simultaneamente quanto a sua capacidade de atravessar um modelo de BHE in vitro de rato. Células endoteliais cerebrais imortalizadas por SV40 de rato adulto (svARBECs) são cultivadas em uma monocamada na membrana de um inserto na presença de meio condicionado com astrócito de rato na câmara inferior e meio padrão na câmara superior. Após a coadição de quantidades equimolares dos vários VHH ao lado luminal do modelo de BHE, amostras foram retiradas da câmara inferior após 15, 30 e 60 min. As concentrações de cada VHH foram, então, quantificadas por espectrometria de massa (monitoramento de múltiplas reações com padrões internos identificados com isótipo; MRM-ILIS) nessas amostras. O valor de Papp [Qr/dt = quantidade cumulativa no compartimento receptor versus tempo; A = área da monocamada celular; CO = concentração inicial da solução de dosagem] é comumente usado para determinar a capacidade de uma molécula através da BHE. A Figura 6B mostra os valores de Papp dos quatro VHH coadministrados. IGF1R-3 tem um valor de Papp significativamente maior do que FC5, enquanto que os controles negativos tenham ambos valores de Papp bastante baixos, indicando o transporte facilitado de VHHs de FC5 e IGF1R-3 em comparação ao transporte paracelular ou transporte não específico bastante baixo de VHHs de controle. Os resultados são valores de Papp médios obtidos em 5 a 6 experimentos independentes. A Figura 6C mostra os valores de Papp dos anticorpos de domínio único de IGF1R-3 humanizados (H1, H2, H3, H4, H5) (barras pretas) em comparação a VHH de A20.1 (barras cinzas) que foi testado como um controle na mesma cavidade (o valor de A20.1 médio é indicado por uma linha pontilhada cinza). A Figura 6D mostra os valores de Papp de VHH de IGF1R-3 e IGF1R-3-mFc (barras pretas), juntamente com VHH de FC5 e VHH de A20.1 que foram testados como controles nas mesmas cavidades.[039] Figure 6A is a flow chart summarizing the use of the in vitro BBB model to assess the ability of various VHHs to cross the BBB. Equimolar amounts (5.6 µM) of IGF1R-3 and positive (FC5) and negative control VHHS (A20.1, a Clostridium difficile toxin A-binding VHH; and EG2, an EGFR-binding VHH) were tested concurrently with its ability to cross an in vitro rat BBB model. Adult rat SV40-immortalized cerebral endothelial cells (svARBECs) are grown on a monolayer on the membrane of an insert in the presence of conditioned medium with rat astrocytes in the lower chamber and standard medium in the upper chamber. After coaddition of equimolar amounts of the various VHH to the luminal side of the BBB model, samples were taken from the lower chamber after 15, 30 and 60 min. The concentrations of each VHH were then quantified by mass spectrometry (multiple reaction monitoring with isotype-identified internal standards; MRM-ILIS) in these samples. The Papp value [Qr/dt = cumulative amount in the receiving compartment versus time; A = area of cell monolayer; CO = initial concentration of dosing solution] is commonly used to determine the ability of a molecule across the BBB. Figure 6B shows the Papp values of the four co-administered VHH. IGF1R-3 has a significantly higher Papp value than FC5, whereas the negative controls both have very low Papp values, indicating facilitated transport of VHHs from FC5 and IGF1R-3 compared to paracellular transport or very low non-specific transport of control VHHs. Results are mean Papp values obtained from 5 to 6 independent experiments. Figure 6C shows the Papp values of humanized IGF1R-3 single domain antibodies (H1, H2, H3, H4, H5) (black bars) compared to A20.1 VHH (gray bars) which was tested as a control in the same well (mean A20.1 value is indicated by a gray dotted line). Figure 6D shows the Papp values of IGF1R-3 and IGF1R-3-mFc VHH (black bars), along with FC5 VHH and A20.1 VHH that were tested as controls in the same wells.

[040] A Figura 7 mostra a farmacocinética de plasma e CSF do IGF1R-3-mFc após a administração sistema (veia da cauda) de 5 mg/kg. A cisterna magna foi canulada para coletas de CSF em série (1 a 48 h). Os níveis de plasma e CSF do IGF1R-3mFc foram determinados com o uso do método de MRM-ILIS que “rastreia” e quantifica assinaturas de peptídeo de proteína específicas. Os níveis de albumina no CSF foram concomitantemente determinados por MRM. Todas as amostras de CSF que têm uma razão entre plasma/CSF menor do que 1.500 foram excluídas como potencialmente contaminadas por sangue. A razão entre plasma/CSF foi 0,5% para IGF1R-3-mFc 24 h após a injeção sistêmica da proteína de fusão. A razão entre CSF/plasma de mFc de A20.1 (0,04% em 24 h) administrado na mesma dose (5 mg/kg) medida em experimentos anteriores foi indicada em cinza claro para comparação.[040] Figure 7 shows the plasma and CSF pharmacokinetics of IGF1R-3-mFc after system (tail vein) administration of 5 mg/kg. The great cisterna was cannulated for serial CSF collections (1 to 48 h). Plasma and CSF levels of IGF1R-3mFc were determined using the MRM-ILIS method which “screens” and quantifies specific protein peptide signatures. CSF albumin levels were concomitantly determined by MRM. All CSF samples that have a plasma/CSF ratio less than 1500 were excluded as potentially contaminated with blood. The plasma/CSF ratio was 0.5% for IGF1R-3-mFc 24 h after systemic injection of the fusion protein. The CSF/plasma ratio of A20.1 mFc (0.04% in 24 h) administered at the same dose (5 mg/kg) measured in previous experiments has been indicated in light gray for comparison.

[041] A Figura 8A mostra o esquema para síntese química do conjugado de VHH de IGF1R-3 e Galanina. O IGF1R-3 foi primeiro conjugado ao grupo NHS de um reticulador Sulfo-SMCC (1); então IGF1R-3-sulfo-SMCC ativado por maleimida foi conjugado à cisteína reduzida da Galanina (2). A Figura 8B mostra um gel SDS-PAGE de IGF1R-3 (faixa 2), IGF1R3-SMCC (faixa 3) e conjugado de IGF1R-3-galanina (faixa 4). O padrão de “bandamento” indica a ligação de 1 a 2 moléculas de Galanina por IGF1R-3.[041] Figure 8A shows the scheme for chemical synthesis of the VHH conjugate of IGF1R-3 and Galanin. IGF1R-3 was first conjugated to the NHS group of a Sulfo-SMCC crosslinker (1); then maleimide-activated IGF1R-3-sulfo-SMCC was conjugated to the reduced cysteine of Galanin (2). Figure 8B shows an SDS-PAGE gel of IGF1R-3 (lane 2), IGF1R3-SMCC (lane 3) and IGF1R-3-galanin conjugate (lane 4). The “banding” pattern indicates binding of 1 to 2 Galanin molecules by IGF1R-3.

[042] A Figura 9 mostra a entrega cerebral mediada por IGF1R-3 do peptídeo quimicamente conjugado Galanina. A Figura 9A é um gráfico que mostra a capacidade de IGF1R-3 de entregar doses farmacologicamente eficazes do peptídeo analgésico Galanina (3,2 kD) no cérebro com o uso do modelo de dor de Hargraeves. Nesse modelo, dor crônica localizada é induzida em ratos Wistar machos (4 a 6 semanas de idade) injetando-se 100 μl de adjuvante de Freund completo (CFA) na superfície plantar esquerda, causando uma inflamação local dentro de algumas horas. Após a injeção na veia da cauda do conjugado de fármaco e VHH de carreador de BHE ou Galanina sozinha, os ratos foram colocados em invólucros de Plexiglas estabelecidos em uma superfície de vidro. Um estímulo térmico é focado na pata inflamada ou contralateral por meio de um espelho angulado. A latência entre a aplicação de estímulo e a retirada da pata (lambida ou toque da pata) é interpretada como uma medida do efeito analgésico (inibição da hiperalgesia térmica). O peptídeo Galanina sozinho não pode penetrar a BHE, conforme demonstrado pela falta de efeito analgésico após a injeção sistêmica (veia da cauda) de 1 mg/kg de Galanina (triângulos sólidos). A injeção sistêmica do conjugado de IGF1R-3 e Galanina (5,85 mg/kg) induziu um efeito analgésico dependente de dose ao longo de um período de 3 horas, mais pronunciado do que este observado com uma dose de 6 mg/kg do conjugado de FC5 e Galanina. A Figura 9B mostra esses resultados como a área sob a curva (AUC) da resposta farmacodinâmica em comparação ao efeito máximo possível (MPE; pata de controle). 5,85 mg/kg de IGF1R-3-Galanina induziram 65% de MPE ao longo de um período de 3 horas, demonstrando uma penetração no cérebro significativa do conjugado em comparação à Galanina sozinha após a injeção sistêmica (<5% de MPE). A Figura 9C mostra um efeito analgésico transiente induzido após a injeção sistêmica de 3 mg/kg do conjugado de IGF1R-3 e Galanina que desaparece por 3 h após a injeção. Uma segunda injeção da mesma dose 1 h depois produziu uma resposta analgésica similar e apenas levemente atenuada.[042] Figure 9 shows IGF1R-3-mediated cerebral delivery of the chemically conjugated peptide Galanin. Figure 9A is a graph showing the ability of IGF1R-3 to deliver pharmacologically effective doses of the analgesic peptide Galanin (3.2 kD) into the brain using the Hargraeves pain model. In this model, localized chronic pain is induced in male Wistar rats (4 to 6 weeks old) by injecting 100 μl of complete Freund's adjuvant (CFA) into the left plantar surface, causing local inflammation within a few hours. After injection into the tail vein of the drug conjugate and VHH of BBB carrier or Galanin alone, the mice were placed in Plexiglas pouches set on a glass surface. A thermal stimulus is focused on the inflamed or contralateral paw through an angled mirror. The latency between stimulus application and paw withdrawal (paw licking or touching) is interpreted as a measure of the analgesic effect (inhibition of thermal hyperalgesia). Galanin peptide alone cannot penetrate the BBB, as demonstrated by the lack of analgesic effect after systemic (tail vein) injection of 1 mg/kg of Galanin (solid triangles). Systemic injection of the IGF1R-3 and Galanin conjugate (5.85 mg/kg) induced a dose-dependent analgesic effect over a 3-hour period, more pronounced than that observed with a 6 mg/kg dose of FC5 and Galanin conjugate. Figure 9B shows these results as the area under the curve (AUC) of the pharmacodynamic response compared to the maximum possible effect (MPE; control paw). 5.85 mg/kg of IGF1R-3-Galanine induced 65% MPE over a 3 hour period, demonstrating significant brain penetration of the conjugate compared to Galanin alone after systemic injection (<5% MPE) . Figure 9C shows a transient analgesic effect induced after systemic injection of 3 mg/kg of IGF1R-3 Galanin conjugate that disappears by 3 h after injection. A second injection of the same dose 1 h later produced a similar and only slightly attenuated analgesic response.

[043] A Figura 10 mostra a imunodetecção de IGF1R-3mFc em seções cerebrais 24 h após a administração na veia da cauda de uma dose de 6 mg/kg. A perfusão de sacrifício com PBS foi executada nos ratos, e as seções cerebrais (12 μm) foram obtidas com o uso do vibrátomo. IGF1R-3mFc foi imunodetectado com o uso de um anticorpo de Fc anticamundongo (vermelho; canal vermelho mostrado apenas em insertos). Os vasos sanguíneos na seção cerebral (putâmen caudado, Figura 10A; córtex parietal, Figura 10B) foram detectados com o uso de lectina RCA1 (verde). IGF1R-3mFc poderia ser detectado em ambos os vasos e fora dos vasos (isto é, no parênquima cerebral, transmigrado através da BHE) conforme indicado pelas pontas de setas.[043] Figure 10 shows the immunodetection of IGF1R-3mFc in brain sections 24 h after tail vein administration of a dose of 6 mg/kg. Sacrifice perfusion with PBS was performed on the rats, and brain sections (12 µm) were obtained using the vibratome. IGF1R-3mFc was immunodetected using an anti-mouse Fc antibody (red; red channel shown in inserts only). Blood vessels in the brain section (caudate putamen, Figure 10A; parietal cortex, Figure 10B) were detected using RCA1 lectin (green). IGF1R-3mFc could be detected in both vessels and outside the vessels (ie, in the brain parenchyma, transmigrated through the BBB) as indicated by the arrowheads.

[044] A Figura 11 mostra que o IGF1R-3 não interfere com a sinalização por insulina ou IGF-1 através do receptor de insulina ou IGF1R. A Figura 11A é um Western blot representativo que mostra que nem IGF1R-3, nem qualquer um dos outros VHH anti-IGF1R testados (IGF1R-1, -4, -5 ou -6) induz a fosforilação de Akt a jusante sozinho a uma concentração de 100 nM. Nem a presença de 100 nM de IGF1R-3, ou qualquer um dos outros VHHS anti-IGF1R inibem a fosforilação de Akt conforme induzida por 10 μg/ml de insulina. A quantificação das densidades de banda de Western blot de 3 experimentos independentes é mostrada no gráfico de barras (média +/- SD) abaixo da imagem de gel. A Figura 11 B é um Western blot representativo que mostra que nem IGF1R-3, nem qualquer um dos outros VHH anti- IGF1R testados (IGF1R -4, -5 ou -6) a 100 nM induzem a fosforilação de Akt por si próprios e nem inibem a fosforilação de Akt induzida por IGF-1 (isto é, a sinalização) induzida mediante a estimulação com 200 μg/ml de IGF-1. A quantificação das densidades de banda de Western blot de 3 experimentos independentes é mostrada no gráfico de barras (média +/- SD) abaixo da imagem de gel. A Figura 11 C mostra Western blots sondados para IGF1R fosforilado. As células foram incubadas com IGF1R-3 a 100 nM ou 500 nM, ou qualquer um dos outros VHHs anti-IGF1R (IGF1R- 1, -4 ou -5) fundidos em seu C-terminal a um Fc murino (por exemplo IGF1R-3-mFc) sozinho ou estimulado com 200 ng/ml de IGF-1 na presença das respectivas proteínas de fusão de IGF1R-VHH-ITIFC. Os Western blots indicam que nenhum dos construtos de fusão inibiu a fosforilação induzida por IGF-1 do IGF1R e nem induziu a fosforilação de receptor por si próprios.[044] Figure 11 shows that IGF1R-3 does not interfere with insulin or IGF-1 signaling through the insulin receptor or IGF1R. Figure 11A is a representative Western blot showing that neither IGF1R-3 nor any of the other anti-IGF1R VHH tested (IGF1R-1, -4, -5 or -6) alone induce downstream Akt phosphorylation at a concentration of 100 nM. Neither the presence of 100 nM IGF1R-3, nor any of the other anti-IGF1R VHHS inhibit Akt phosphorylation as induced by 10 µg/ml insulin. Quantification of Western blot band densities from 3 independent experiments is shown in the bar graph (mean +/- SD) below the gel image. Figure 11B is a representative Western blot showing that neither IGF1R-3 nor any of the other anti-IGF1R VHH tested (IGF1R -4, -5 or -6) at 100 nM induce Akt phosphorylation by themselves and nor do they inhibit IGF-1-induced Akt phosphorylation (ie, signaling) induced upon stimulation with 200 µg/ml IGF-1. Quantification of Western blot band densities from 3 independent experiments is shown in the bar graph (mean +/- SD) below the gel image. Figure 11 C shows Western blots probed for phosphorylated IGF1R. Cells were incubated with 100 nM or 500 nM IGF1R-3, or any of the other anti-IGF1R VHHs (IGF1R-1, -4 or -5) fused at its C-terminus to a murine Fc (for example IGF1R- 3-mFc) alone or stimulated with 200 ng/ml IGF-1 in the presence of the respective IGF1R-VHH-ITIFC fusion proteins. Western blots indicate that none of the fusion constructs inhibited IGF-1-induced phosphorylation of the IGF1R nor induced receptor phosphorylation by themselves.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[045] A presente invenção refere-se a anticorpos específicos para Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1, fragmentos dos mesmos e usos dos mesmos. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a anticorpos específicos para Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 ou fragmentos dos mesmos que transmigram a barreira hematoencefálica e usos dos mesmos.[045] The present invention relates to antibodies specific for Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1, fragments thereof and uses thereof. More specifically, the present invention relates to Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1 specific antibodies or fragments thereof that transmigrate the blood-brain barrier and uses thereof.

[046] A presente invenção fornece anticorpos isolados ou purificados ou fragmentos dos mesmos que se ligam especificamente a um epítopo de Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R) em que o anticorpo ou fragmento do mesmo transmigra a barreira hematoencefálica, e em que o epítopo é especificamente ligado pelo anticorpo de SEQ ID NO:5. O epítopo de IGF1R pode estar no domínio extracelular de IGF1R.[046] The present invention provides isolated or purified antibodies or fragments thereof that specifically bind to an Insulin-Like Growth Factor Receptor type 1 (IGF1R) epitope in which the antibody or fragment thereof transmigrates the blood-brain barrier, and wherein the epitope is specifically bound by the antibody of SEQ ID NO:5. The IGF1R epitope can be in the extracellular domain of IGF1R.

[047] A presente invenção fornece um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo que compreende: uma sequência de região determinante de complementaridade (CDR) 1 de EYPSNFYA (SEQ ID NO:1); uma sequência de CDR2 de VSRDGLTT (SEQ ID NO:2); e uma sequência de CDR3 de AIVITGVWNKVDVNSRSYHY (SEQ ID NO:3), em que o anticorpo ou fragmento do mesmo se liga especificamente ao Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R).[047] The present invention provides an isolated or purified antibody or fragment thereof comprising: an EYPSNFYA complementarity determining region (CDR) 1 sequence (SEQ ID NO:1); a CDR2 sequence from VSRDGLTT (SEQ ID NO:2); and a CDR3 sequence from AIVITGVWNKVDVNSRSYHY (SEQ ID NO:3), wherein the antibody or fragment thereof specifically binds Insulin-Like Growth Factor Receptor 1 (IGF1R).

[048] O termo “anticorpo”, também denominado na técnica de “imunoglobulina” (Ig), conforme usado no presente documento refere-se a uma proteína construída a partir de cadeias de polipeptídeo pesadas e leves pareadas; vários isótipos de Ig existem, incluindo IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Quando um anticorpo é corretamente dobrado, cada cadeia se dobra em vários domínios globulares distintos unidos por mais sequência de polipeptídeos lineares. Por exemplo, a cadeia leve de imunoglobulina se dobra em um domínio variável (VL) e um constante (CL), enquanto que a cadeia pesada se dobra em um domínio variável (VH) e três constantes (CH, CH2, CH3). A interação dos domínios variáveis de cadeia pesada e leve (VH e VL) resulta na formação de uma região de ligação a antígeno (Fv). Cada domínio tem uma estrutura bem estabelecida familiar àqueles versados na técnica.[048] The term "antibody", also known in the art as "immunoglobulin" (Ig), as used herein refers to a protein constructed from paired heavy and light polypeptide chains; several isotypes of Ig exist, including IgA, IgD, IgE, IgG and IgM. When an antibody is correctly folded, each chain folds into several distinct globular domains joined by more sequence of linear polypeptides. For example, the immunoglobulin light chain folds into one variable domain (VL) and one constant (CL), whereas the heavy chain folds into one variable domain (VH) and three constants (CH, CH2, CH3). The interaction of the heavy and light chain variable domains (VH and VL) results in the formation of an antigen-binding region (Fv). Each domain has a well-established structure familiar to those skilled in the art.

[049] As regiões variáveis de cadeia leve e pesada são responsáveis por ligar o antígeno alvo e pode, portanto, mostrar uma diversidade de sequência significativa entre anticorpos. As regiões constantes mostram menos diversidade de sequência e são responsáveis por ligar várias proteínas naturais para produzir eventos bioquímicos importantes. A região variável de um anticorpo contém os determinantes de ligação a antígeno da molécula e, assim, determina a especificidade de um anticorpo em relação a seu antígeno alvo. A maior parte da variabilidade de sequência ocorre em seis regiões hipervariáveis, três cada por cadeia variável pesada (VH) e leve (VL); as regiões hipervariáveis se combinam para formar o sítio de ligação a antígeno e contribuem para a ligação e o reconhecimento de um determinante antigênico. A especificidade e a afinidade de um anticorpo em relação a seu antígeno são determinadas pela estrutura das regiões hipervariáveis, assim como seu tamanho, formato e a química da superfície que os mesmos apresentam ao antígeno. Vários esquemas existem para a identificação das regiões de hipervariabilidade, sendo que os dois mais comuns são aqueles de Kabat e de Chothia e Lesk. Kabat et al (1991) definem as “regiões determinantes de complementaridade” (CDR) com base na variabilidade de sequência nas regiões de ligação a antígeno dos domínios de VH e VL. Chothia e Lesk (1987) definem os “laços hipervariáveis” (H ou L) com base na localização das regiões de laço estruturais nos domínios de VH e VL. Na medida em que esses esquemas individuais definem CDR e regiões são usadas hipervariáveis que são adjacentes ou sobrepostas, aqueles versados na técnica de anticorpos utilizam frequentemente os termos “CDR” e “laço hipervariável” de modo intercambiável, e os mesmos podem ser usados assim no presente documento. Os CDR/laços são denominados no presente documento de acordo com o sistema de numeração IMGT mais recente (Lefranc, M.-P. et al., 2003) que foi desenvolvido para facilitar a comparação de domínios variáveis. Nesse sistema, os aminoácidos conservados (tais como Cys23, Trp41, Cys104, Phe/Trp118 e um resíduo hidrofóbico na posição 89) têm sempre a mesma posição. Adicionalmente, uma delimitação padronizada das regiões da armação (FR1: posições 1 a 26; FR2: 39 a 55; FR3: 66 a 104; e FR4: 118 a 129) e da CDR (CDR1: 27 a 38, CDR2: 56 a 65; e CDR3: 105 a 117) é fornecida.[049] The light and heavy chain variable regions are responsible for binding the target antigen and can therefore show significant sequence diversity among antibodies. The constant regions show less sequence diversity and are responsible for linking together various natural proteins to produce important biochemical events. The variable region of an antibody contains the antigen-binding determinants of the molecule and thus determines the specificity of an antibody for its target antigen. Most of the sequence variability occurs in six hypervariable regions, three each per variable heavy (VH) and light (VL) chain; the hypervariable regions combine to form the antigen-binding site and contribute to the binding and recognition of an antigenic determinant. The specificity and affinity of an antibody for its antigen are determined by the structure of the hypervariable regions, as well as their size, shape, and the surface chemistry they present to the antigen. Several schemes exist for identifying regions of hypervariability, the two most common being those of Kabat and those of Chothia and Lesk. Kabat et al (1991) define “complementarity determining regions” (CDR) based on sequence variability in the antigen-binding regions of the VH and VL domains. Chothia and Lesk (1987) define “hypervariable loops” (H or L) based on the location of structural loop regions in the VH and VL domains. As these individual schemes define CDRs and hypervariable regions are used that are adjacent or overlapping, those skilled in the art of antibodies often use the terms "CDR" and "hypervariable loop" interchangeably, and they can be used as such in present document. CDR/loops are named in this document according to the latest IMGT numbering system (Lefranc, M.-P. et al., 2003) which was developed to facilitate the comparison of variable domains. In this system, conserved amino acids (such as Cys23, Trp41, Cys104, Phe/Trp118 and a hydrophobic residue at position 89) always have the same position. Additionally, a standardized delimitation of the frame regions (FR1: positions 1 to 26; FR2: 39 to 55; FR3: 66 to 104; and FR4: 118 to 129) and the CDR (CDR1: 27 to 38, CDR2: 56 to 65; and CDR3: 105 to 117) is provided.

[050] Um “fragmento de anticorpo” conforme denominado no presente documento pode incluir qualquer fragmento de anticorpo de ligação a antígeno adequado conhecido na técnica. O fragmento de anticorpo pode ser um fragmento de anticorpo de ocorrência natural ou pode ser obtido pela manipulação de um anticorpo de ocorrência natural ou com o uso de métodos recombinantes. Por exemplo, um fragmento de anticorpo pode incluir, porém, sem limitação, um Fv, Fv de cadeia única (scFv; uma molécula que consiste em VL e VH conectadas com um ligante peptídico), Fab, F(ab’)2, anticorpo de domínio único (sdAb; um fragmento composto de uma única VL ou VH) e apresentações multivalentes de qualquer um dos mesmos. Os fragmentos de anticorpo tais como aqueles recém-descritos podem exigir sequências ligantes, ligações de dissulfeto ou outro tipo de ligação covalente para ligar diferentes porções dos fragmentes; aqueles versados na técnica serão familiares às exigências dos diferentes tipos de fragmentos e várias abordagens para sua construção.[050] An "antibody fragment" as termed herein may include any suitable antigen-binding antibody fragment known in the art. The antibody fragment may be a naturally occurring antibody fragment or may be obtained by engineering a naturally occurring antibody or using recombinant methods. For example, an antibody fragment may include, but is not limited to, an Fv, single-chain Fv (scFv; a molecule consisting of VL and VH connected with a peptide linker), Fab, F(ab')2, antibody single domain (sdAb; a fragment composed of a single VL or VH) and multivalent presentations of either thereof. Antibody fragments such as those just described may require linker sequences, disulfide bonds or other type of covalent bonding to link different portions of the fragments; those skilled in the art will be familiar with the requirements of different types of fragments and various approaches to their construction.

[051] Em um exemplo não limitante, o fragmento de anticorpo pode ser um sdAb derivado de fontes de ocorrência natural. Os anticorpos de cadeia pesada de origem camelídea (Hamers-Casterman et al, 1993) não têm cadeias leves e, assim, seus sítios de ligação a antígeno consistem em um domínio, chamado de VHH. sdAb também foram observados em tubarões e são chamados de VNAR (Nuttall et al, 2003). Outros sdAb podem ser modificados com base em sequências de cadeia pesada e leve de Ig humanas (Jespers et al, 2004; To et al, 2005). Conforme usado no presente documento, o termo “sdAb” inclui aqueles sdAb diretamente isolados do reservatório de VH, VHH, VL ou VNAR de qualquer origem através da exibição de fago ou outras tecnologias, sdAb derivados dos sdAb mencionados anteriormente, sdAb recombinantemente produzidos, assim como aqueles sdAb gerados através da modificação adicional de tais sdAb por humanização, maturação de afinidade, estabilização, solubilização, camelização ou outros métodos de modificação de anticorpo. São também abrangidos pela presente invenção homólogos, derivados ou fragmentos que retêm a função de ligação a antígeno e especificidade dos sdAb.[051] In a non-limiting example, the antibody fragment may be an sdAb derived from naturally occurring sources. Heavy chain antibodies of camelid origin (Hamers-Casterman et al, 1993) do not have light chains and thus their antigen-binding sites consist of a domain, called the VHH. sdAbs have also been observed in sharks and are called VNAR (Nuttall et al, 2003). Other sdAbs can be modified based on human Ig heavy and light chain sequences (Jespers et al, 2004; To et al, 2005). As used herein, the term "sdAbs" includes those sdAbs directly isolated from the VH, VHH, VL or VNAR reservoir of any source through phage display or other technologies, sdAbs derived from the aforementioned sdAbs, recombinantly produced sdAbs, as well as as those sdAbs generated by further modifying such sdAbs by humanization, affinity maturation, stabilization, solubilization, camelization, or other antibody modification methods. Also encompassed by the present invention are homologues, derivatives or fragments that retain the antigen-binding function and specificity of sdAbs.

[052] SdAb possuem propriedades desejáveis para moléculas de anticorpo, tais como termoestabilidade, alta resistência a detergente, resistência relativamente alta a proteases (Dumoulin et al, 2002) e alto rendimento de produção (Arbabi-Ghahroudi et al, 1997); os mesmos podem também ser modificados para ter uma afinidade muito alta pelo isolamento de uma biblioteca imunológica (Li et al, 2009) ou pela maturação por afinidade in vitro (Davies & Riechmann, 1996). Modificações adicionais para aumentar a estabilidade, tais como a introdução de ligações de dissulfeto não canônicas (Hussack et al, 2011; Kim et al, 2012), podem também ser induzidas aos sdAb.[052] SdAbs have desirable properties for antibody molecules, such as thermostability, high detergent resistance, relatively high resistance to proteases (Dumoulin et al, 2002) and high production yield (Arbabi-Ghahroudi et al, 1997); they can also be modified to have very high affinity by isolation from an immunological library (Li et al, 2009) or by in vitro affinity maturation (Davies & Riechmann, 1996). Additional modifications to increase stability, such as the introduction of non-canonical disulfide bonds (Hussack et al, 2011; Kim et al, 2012), can also be induced to sdAbs.

[053] Uma pessoa versada na técnica seria bem familiarizada com a estrutura de um anticorpo de domínio único (consulte, por exemplo, 3DWT, 2P42 no Banco de Dados de Proteína). Um sdAb compreende um único domínio de imunoglobulina que retém a dobra de imunoglobulina; mais notavelmente, apenas três CDR/laços hipervariáveis formam o sítio de ligação a antígeno. Entretanto, e conforme seria entendido por aqueles versados na técnica, nem toda CDR pode ser exigida para ligar o antígeno. Por exemplo, e sem ser limitante, uma, duas ou três das CDR podem contribuir para a ligação e o reconhecimento do antígeno pelo sdAb da presente invenção. As CDR do sdAb ou domínio variável são denominadas no presente documento de CDR1, CDR2 e CDR3 e numeradas conforme definido por Lefranc, .-P. et al. (2003).[053] A person skilled in the art would be well acquainted with the structure of a single domain antibody (see e.g. 3DWT, 2P42 in the Protein Database). An sdAb comprises a single immunoglobulin domain that retains the immunoglobulin fold; most notably, only three CDR/hypervariable loops form the antigen-binding site. However, as would be understood by those skilled in the art, not all of the CDR may be required to bind the antigen. For example, and without being limiting, one, two or three of the CDRs may contribute to antigen binding and recognition by the sdAb of the present invention. The CDRs of the sdAb or variable domain are referred to herein as CDR1, CDR2 and CDR3 and numbered as defined by Lefranc, .-P. et al. (2003).

[054] O anticorpo ou fragmento do mesmo da presente invenção é específico para o Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R), um receptor encontrado em superfícies celulares. O IGF1R compreende uma subunidade alfa que compreende uma parte extracelular que tem o sítio de ligação de fator de crescimento semelhante à insulina tipo 1 conectada por uma ligação de dissulfeto à subunidade beta que compreende um domínio extracelular pequeno, uma região transmembranar e uma porção intracelular. O Receptor de IGF1 se reúne em um homodímero ou pode formar um heterodímero com o receptor de insulina. A sequência de IGF1R pode ser, porém, sem limitação, essa mostrada na Figura 2 (n° de acesso ao SwissProt P08069; SEQ ID NO: 13), ou uma sequência substancialmente idêntica à mesma.[054] The antibody or fragment thereof of the present invention is specific for Insulin-Like Growth Factor Receptor 1 (IGF1R), a receptor found on cell surfaces. The IGF1R comprises an alpha subunit comprising an extracellular part having the insulin-like growth factor-1 binding site connected by a disulfide bond to the beta subunit comprising a small extracellular domain, a transmembrane region and an intracellular portion. The IGF1 Receptor assembles into a homodimer or can form a heterodimer with the insulin receptor. The IGF1R sequence can be, however, without limitation, that shown in Figure 2 (SwissProt Accession No. P08069; SEQ ID NO: 13), or a sequence substantially identical thereto.

[055] O anticorpo ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento não deve interferir com a sinalização através do Receptor de Insulina (IR) ou IGF1R. Especificamente, os anticorpos ou fragmentos dos mesmos conforme descritos no presente documento não devem inibir a fosforilação de AKT induzida por insulina, nem devem induzir a fosforilação do IR por si próprios ou inibir a sinalização induzida por insulina; adicionalmente, os anticorpos ou fragmentos dos mesmos descritos no presente documento não devem inibir a fosforilação induzida por IGF-1 do IGF1R. Além disso, os mesmos não devem se ligar ao Receptor de Insulina.[055] The antibody or fragment thereof as described herein must not interfere with signaling through the Insulin Receptor (IR) or IGF1R. Specifically, antibodies or fragments thereof as described herein must not inhibit insulin-induced phosphorylation of AKT, nor must they induce IR phosphorylation by themselves or inhibit insulin-induced signaling; additionally, the antibodies or fragments thereof described herein must not inhibit IGF-1-induced phosphorylation of the IGF1R. Furthermore, they must not bind to the Insulin Receptor.

[056] Conforme declarado anteriormente, o anticorpo ou fragmento do mesmo pode ser um sdAb. O sdAb pode ser de origem camelídea ou derivado de um VHH camelídeo e, assim, pode ter base nas regiões de armação camelídeas; alternativamente, a CDR descrita acima pode ser enxertada em regiões de armação de VNAR, VHH, VH ou VL. Em ainda outra alternativa, os laços hipervariáveis descritos acima podem ser enxertados nas regiões de armação dos outros tipos de fragmento de anticorpo (Fv, scFv, Fab) de qualquer fonte (por exemplo, camundongo) ou proteínas de tamanho e natureza similares em quais a CDR pode ser enxertada (por exemplo, consulte Nicaise et al, 2004).[056] As stated above, the antibody or fragment thereof may be an sdAb. The sdAb may be of camelid origin or derived from a camelid VHH and thus may be based on camelid framework regions; alternatively, the CDR described above can be grafted into VNAR, VHH, VH or VL framework regions. In yet another alternative, the hypervariable loops described above can be grafted into the framework regions of other antibody fragment types (Fv, scFv, Fab) from any source (e.g., mouse) or proteins of similar size and nature in which the CDR can be grafted (eg see Nicaise et al, 2004).

[057] A presente invenção abrange adicionalmente um anticorpo ou fragmento que é “humanizado” com o uso de qualquer método adequado conhecido na técnica, por exemplo, porém, sem limitação, enxertia e inativação de CDR. A humanização de um anticorpo ou fragmento de anticorpo compreende substituir um aminoácido na sequência por sua contraparte humana, conforme encontrada na sequência de consenso humana, sem a perda da capacidade de ligação a antígeno ou especificidade; essa abordagem reduz a imunogeneicidade do anticorpo ou fragmento do mesmo quando introduzido em indivíduos humanos. No processo de enxertia de CDR, uma ou mais do que uma das CDR definidas no presente documento pode ser fundida ou enxertada a uma região variável humana (VH ou VL), a outro anticorpo humano (IgA, IgD, IgE, IgG e IgM), a outras regiões de armação de fragmento de anticorpo humano (Fv, scFv, Fab) ou a outras proteínas de tamanho e natureza similares nas quais as CDR podem ser enxertadas (Nicaise et al, 2004). Em tal caso, a conformação do dito um ou mais do que um laço hipervariável é provavelmente preservada, e a afinidade e a especificidade do sdAb em relação a seu a alvo (isto é, IGF1R) são provavelmente afetadas minimamente. A enxertia de CDR é conhecida na técnica e é descrita pelo menos nos seguintes: Patente n° US 6180370, Patente n° US 5693761, Patente n° US 6054297, Patente n° US 5859205 e Patente n° EU 626390. A inativação, também denominada na técnica de “recomposição de região variável”, envolve a humanização de posições expostas a solvente do anticorpo ou fragmento; assim, resíduos não humanizados ocultados, que podem ser importantes para a conformação de CDR, são preservados enquanto o potencial para a reação imunológica contra regiões expostas a solvente é minimizado. A inativação é conhecida na técnica e é descrita pelo menos nos seguintes: Patente n° US 5869619, Patente n° US 5766886, Patente n° US 5821123 e Patente n° EU 519596. As pessoas versadas na técnica também seriam amplamente familiares com os métodos para preparar tais fragmentos de anticorpo humanizados e humanizar posições de aminoácidos.[057] The present invention further encompasses an antibody or fragment that is "humanized" using any suitable method known in the art, for example, but not limited to, CDR grafting and inactivation. Humanizing an antibody or antibody fragment comprises replacing an amino acid in the sequence with its human counterpart, as found in the human consensus sequence, without loss of antigen-binding ability or specificity; this approach reduces the immunogenicity of the antibody or fragment thereof when introduced into human subjects. In the process of CDR grafting, one or more than one of the CDRs defined in the present document can be fused or grafted to a human variable region (VH or VL), to another human antibody (IgA, IgD, IgE, IgG and IgM) , to other human antibody fragment framework regions (Fv, scFv, Fab) or to other proteins of similar size and nature into which CDRs can be grafted (Nicaise et al, 2004). In such a case, the conformation of said one or more than one hypervariable loop is likely to be preserved, and the affinity and specificity of the sdAb towards its a target (i.e., IGF1R) is likely to be minimally affected. CDR grafting is known in the art and is described in at least the following: US Patent No. 6180370, US Patent No. 5693761, US Patent No. 6054297, US Patent No. 5859205 and US Patent No. 626390. termed in the art “variable region recomposition”, it involves the humanization of solvent-exposed positions of the antibody or fragment; thus, hidden non-humanized residues, which may be important for CDR conformation, are preserved while the potential for immune reaction against solvent exposed regions is minimized. Inactivation is known in the art and is described in at least the following: US Patent No. 5869619, US Patent No. 5766886, US Patent No. 5821123 and US Patent No. 519596. Persons skilled in the art would also be widely familiar with the methods to prepare such humanized antibody fragments and humanize amino acid positions.

[058] Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo específico para IGF1R pode ser: X1VX2LX3ESGGGLVQX4GGSLRLSCX5ASEYPSNFYAMSWX6RQAPGKX7 X8EX9VX10GVSRDGLTTLYADSVKGRFTXnSRDNX11KNTX12X13LQMNSX 15X16AEDTAVYYCAIVITG VWNKVDVNSRSYHYWGQGTX17VTVSS (SEQ ID NO:4), em que X é E ou Q; X2 é K ou Q; X3 é V ou E; X4 é A ou P; X5 é V ou A; X6 é F ou V; X7 é E ou G; X8 é R ou L; X9 é F ou W; X10 é A ou S; Xn é M ou I; X12 é A ou S; X13 é V ou L; X14 é D ou Y; X15 é V ou L; X16 é K ou R; e X17 é Q ou L, ou uma sequência substancialmente idêntica à mesma. Alternativamente, o anticorpo isolado ou purificado pode compreender uma sequência selecionada a partir do grupo que consiste em: QVKLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:5), denominada no presente documento de IGF1R-3; EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:6), denominada no presente documento de IGF1R-3_H1; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:7), denominada no presente documento de IGF1R-3JH2; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKGLEF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:8), denominada no presente documento de IGF1R-3_H3; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:9), denominada no presente documento de IGF1R-3_H4; e EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:10), denominada no presente documento de IGF1R-3_H5, ou uma sequência substancialmente idêntica à mesma.[058] For example, and without being limiting in any way, the isolated or purified antibody or fragment thereof specific for IGF1R can be: X1VX2LX3ESGGGLVQX4GGSLRLSCX5ASEYPSNFYAMSWX6RQAPGKX7 X8EX9VX10GVSRDGLTTLYADSVKGRFTXnSRDNX11KNTX12X13LQMNSX 15X16AEDT AVYYCAIVITG VWNKVDVNSRSYHYWGQGTX17VTVSS (SEQ ID NO:4), wherein X is E or Q; X2 is K or Q; X3 is V or E; X4 is A or P; X5 is V or A; X6 is F or V; X7 is E or G; X8 is R or L; X9 is F or W; X10 is A or S; Xn is M or I; X12 is A or S; X13 is V or L; X14 is D or Y; X15 is V or L; X16 is K or R; and X17 is Q or L, or a sequence substantially identical thereto. Alternatively, the isolated or purified antibody may comprise a sequence selected from the group consisting of: QVKLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:5), referred to herein as IGF1R-3; EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:6), referred to herein as IGF1R-3_H1; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLEW VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:7), referred to herein as IGF1R-3JH2; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKGLEF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:8), referred to herein as IGF1R-3_H3; QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYY CAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:9), referred to herein as IGF1R-3_H4; and EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYC AIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:10), hereinafter referred to as IGF1R-3_H5, or a sequence substantially identical thereto.

[059] Uma sequência substancialmente idêntica pode compreender uma ou mais mutações conservativas de aminoácido. Sabe-se na técnica que uma ou mais mutações conservativas de aminoácido a uma sequência de referência pode render um peptídeo mutante sem nenhuma alteração substancial nas propriedades fisiológicas, químicas, físico-químicas ou funcionais; em tal caso, as sequências de referência e mutantes seriam consideradas polipeptídeos “substancialmente idênticos”. Uma substituição conservativa de aminoácido é definida no presente documento como a substituição de um resíduo de aminoácidos por outro resíduo de aminoácidos com propriedades químicas similares (por exemplo, tamanho, carga ou polaridade). Essas mutações conservativas de aminoácido podem ser feitas às regiões de armação do sdAb enquanto se mantém as sequências de CDR listadas acima e a estrutura geral da CDR do anticorpo ou fragmento; assim, a especificidade e ligação do anticorpo são mantidas.[059] A substantially identical sequence may comprise one or more conservative amino acid mutations. It is known in the art that one or more conservative amino acid mutations to a reference sequence can yield a mutant peptide without any substantial change in physiological, chemical, physicochemical or functional properties; in such a case, the reference and mutant sequences would be considered "substantially identical" polypeptides. A conservative amino acid substitution is defined herein as replacing one amino acid residue with another amino acid residue with similar chemical properties (eg, size, charge, or polarity). Such conservative amino acid mutations can be made to the framework regions of the sdAb while maintaining the CDR sequences listed above and the general CDR structure of the antibody or fragment; thus, the specificity and binding of the antibody are maintained.

[060] Em um exemplo não limitante, uma mutação conservativa pode ser uma substituição de aminoácido. Tal substituição conservativa de aminoácido pode substituir um aminoácido básico, neutro, hidrofóbico ou ácido por outro do mesmo grupo. Pelo termo “aminoácido básico” entende-se aminoácidos hidrofílicos que têm um valor de pK de cadeia lateral maior do que 7 que são tipicamente carregados positivamente em pH fisiológico. Os aminoácidos básicos incluem histidina (His ou H), arginina (Arg ou R) e lisina (Lys ou K). Pelo termo “aminoácido neutro” (também “aminoácido polar”), entende-se aminoácidos hidrofílicos que têm uma cadeia lateral que não é carregada em pH fisiológico, mas que tem pelo menos uma ligação na qual o par de elétrons compartilhado em comum por dois átomos é retido mais estreitamente por um dos átomos. Os aminoácidos polares incluem serina (Ser ou S), treonina (Thr ou T), cisteína (Cys ou C), tirosina (Tyr ou Y), asparagina (Asn ou N) e glutamina (Gin ou Q). O termo “aminoácido hidrofóbico” (também “aminoácido não polar”) destina-se a incluir aminoácidos que exibem uma hidrofobicidade maior do que zero de acordo com a escala de hidrofobicidade de consenso normalizada de Eisenberg (1984). Os aminoácidos hidrofóbicos incluem prolina (Pro ou P), isoleucina (lie ou I), fenilalanina (Phe ou F), valina (Val ou V), leucina (Leu ou L), triptofano (Trp ou W), metionina (Met ou M), alanina (Ala ou A) e glicina (Gly ou G). “Aminoácido ácido” refere-se a aminoácidos hidrofílicos que têm um valor de pK de cadeia lateral menor do que 7 que são tipicamente carregados negativamente em pH fisiológico. Os aminoácidos ácidos incluem glutamato (Glu ou E) e aspartato (Asp ou D).[060] In a non-limiting example, a conservative mutation can be an amino acid substitution. Such conservative amino acid substitution can replace a basic, neutral, hydrophobic, or acidic amino acid with another from the same group. By the term "basic amino acid" is meant hydrophilic amino acids that have a side chain pK value greater than 7 that are typically positively charged at physiological pH. Basic amino acids include histidine (His or H), arginine (Arg or R) and lysine (Lys or K). By the term "neutral amino acid" (also "polar amino acid"), it is meant hydrophilic amino acids that have a side chain that is not charged at physiological pH, but that has at least one bond in which the pair of electrons shared in common by two atoms is held more closely by one of the atoms. Polar amino acids include serine (Ser or S), threonine (Thr or T), cysteine (Cys or C), tyrosine (Tyr or Y), asparagine (Asn or N), and glutamine (Gin or Q). The term "hydrophobic amino acid" (also "non-polar amino acid") is intended to include amino acids that exhibit a hydrophobicity greater than zero according to Eisenberg's (1984) normalized consensus hydrophobicity scale. Hydrophobic amino acids include proline (Pro or P), isoleucine (Ile or I), phenylalanine (Phe or F), valine (Val or V), leucine (Leu or L), tryptophan (Trp or W), methionine (Met or M), alanine (Ala or A) and glycine (Gly or G). "Acidic amino acid" refers to hydrophilic amino acids that have a side chain pK value less than 7 that are typically negatively charged at physiological pH. Acidic amino acids include glutamate (Glu or E) and aspartate (Asp or D).

[061] A identidade de sequência é usada para avaliar a similaridade de dias sequências; a mesma é determinada calculando-se a porcentagem de resíduos que são iguais quando as duas sequências são alinhadas para correspondência máxima entre as posições de resíduo. Qualquer método conhecido pode ser usado para facilitar a identidade de sequência; por exemplo, um software de computador está disponível para calcular a identidade de sequência. Sem ser limitante, a identidade de sequência pode ser calculada por software tal como o serviço NCBI BLAST2 mantido pelo Instituto Suíço de Bioinformática (e conforme encontrado em ca.expasy.org/tools/blast/), BLAST-P, Blast-N ou FASTA-N, ou qualquer outro software apropriado que seja conhecido na técnica.[061] Sequence identity is used to assess the similarity of two sequences; it is determined by calculating the percentage of residues that are equal when the two sequences are aligned for maximum correspondence between residue positions. Any known method can be used to facilitate sequence identity; for example, computer software is available to calculate sequence identity. Without being limiting, sequence identity can be calculated by software such as the NCBI BLAST2 service maintained by the Swiss Institute of Bioinformatics (and as found at ca.expasy.org/tools/blast/), BLAST-P, Blast-N or FASTA-N, or any other appropriate software known in the art.

[062] As sequências substancialmente idênticas da presente invenção podem ser pelo menos 90% idênticas; em outro exemplo, as sequências substancialmente idênticas podem ser pelo menos 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 ou 100% idênticas, ou qualquer porcentagem entre as mesmas, no nível de aminoácido às sequências descritas no presente documento. Com importância, as sequências substancialmente idênticas retêm a atividade e a especificidade da sequência de referência. Em uma modalidade não limitante, a diferença na identidade de sequência pode ser devido à mutação(ões) conservativa(s) de aminoácido. Em um exemplo não limitante, a presente invenção pode ser direcionada a um anticorpo ou fragmento do mesmo que compreende uma sequência pelo menos 95%, 98%, ou 99% idêntica a esta dos anticorpos descritos no presente documento.[062] The substantially identical sequences of the present invention can be at least 90% identical; in another example, substantially identical sequences can be at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 or 100% identical, or any percentage thereof, at the amino acid level to the described sequences in this document. Importantly, substantially identical sequences retain the activity and specificity of the reference sequence. In a non-limiting embodiment, the difference in sequence identity may be due to conservative amino acid mutation(s). In a non-limiting example, the present invention can be directed to an antibody or fragment thereof comprising a sequence at least 95%, 98%, or 99% identical to that of the antibodies described herein.

[063] O anticorpo ou fragmento do mesmo da presente invenção pode também compreender sequências adicionais para auxiliar na expressão, detecção ou purificação de um anticorpo recombinante ou fragmento do mesmo. Quaisquer tais sequências ou etiquetas conhecidas por aqueles versados na técnica podem ser usadas. Por exemplo, e sem ser limitante, o anticorpo ou fragmento do mesmo pode compreender uma sequência de sinais ou alvejamento (por exemplo, porém, sem limitação, ompA), uma etiqueta de detecção/purificação (por exemplo, porém, sem limitação, c-Myc, His5 ou His6) ou uma combinação dos mesmos. Em outro exemplo, a sequência adicional pode ser um sítio de reconhecimento de biotina tal como este descrito por Cronan et al em WO 95/04069 ou Voges et al em WO/2004/076670. Conforme é também conhecido por aqueles versados na técnica, as sequências ligantes podem ser usadas em conjunto com as sequências ou etiquetas adicionais ou podem servir como uma etiqueta de detecção/purificação.[063] The antibody or fragment thereof of the present invention may also comprise additional sequences to aid in the expression, detection or purification of a recombinant antibody or fragment thereof. Any such sequences or tags known to those skilled in the art can be used. For example, and without being limiting, the antibody or fragment thereof can comprise a signal or targeting sequence (e.g., but not limitation, ompA), a detection/purification tag (e.g., but, not limitation, c -Myc, His5 or His6) or a combination thereof. In another example, the additional sequence may be a biotin recognition site such as that described by Cronan et al in WO 95/04069 or Voges et al in WO/2004/076670. As is also known to those skilled in the art, the linker sequences can be used in conjunction with the additional sequences or tags or can serve as a detection/purification tag.

[064] O anticorpo ou fragmento do mesmo da presente invenção pode também estar em um formato de exibição multivalente, também denominado no presente documento de apresentação multivalente. A multimerização pode ser alcançada por qualquer método adequado conhecido na técnica. Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, a multimerização pode ser alcançada com o uso de moléculas de automontagem tais como aquelas descritas em Zhang et al (2004a; 2004b) e WO2003/046560, em que pentacorpos são produzidos expressando-se uma proteína de fusão que compreende o anticorpo ou fragmento do mesmo da presente invenção e o domínio de pentamerização da subunidade B de uma família de toxina AB5 (Merritt & Hol, 1995). Um multímero pode também ser formado com o uso de domínios de multimerização descritos por Zhu et al. (2010); essa forma, denominada no presente documento de uma forma “combody”, é uma fusão do anticorpo ou fragmento da presente invenção com um peptídeo de hélice superenrolada resultando em uma molécula multimérica (Zhu et al., 2010). Outras formas de exibição multivalente são também abrangidas pela presente invenção. Por exemplo, e sem ser limitante, o anticorpo ou fragmento do mesmo pode ser apresentado como um dímero, um trímero ou qualquer outro oligômero adequado. Isso pode ser alcançado por métodos conhecidos na técnica, por exemplo, conexão por ligação direta (Nielson et al, 2000), interação de c-jun/Fos (de Kruif & Logtenberg, 1996), interação de “Knob into holes” (Ridgway et al, 1996).[064] The antibody or fragment thereof of the present invention may also be in a multivalent display format, also referred to herein as multivalent display. Multimerization can be achieved by any suitable method known in the art. For example, and without being limiting in any way, multimerization can be achieved using self-assembling molecules such as those described in Zhang et al (2004a; 2004b) and WO2003/046560, in which pentabodies are produced by expressing a fusion protein comprising the antibody or fragment thereof of the present invention and the pentamerization domain of the B subunit of an AB5 toxin family (Merritt & Hol, 1995). A multimer can also be formed using the multimerization domains described by Zhu et al. (2010); this form, referred to herein as a “combody” form, is a fusion of the antibody or fragment of the present invention with a supercoiled-helix peptide resulting in a multimeric molecule (Zhu et al., 2010). Other multivalent display forms are also encompassed by the present invention. For example, and without being limiting, the antibody or fragment thereof can be presented as a dimer, a trimer, or any other suitable oligomer. This can be achieved by methods known in the art, for example, direct ligation connection (Nielson et al, 2000), c-jun/Fos interaction (from Kruif & Logtenberg, 1996), “Knob into holes” interaction (Ridgway et al, 1996).

[065] Outro método conhecido na técnica para multimerização é dimerizar o anticorpo ou fragmento do mesmo com o uso de um domínio Fc, por exemplo, porém, sem limitação, domínios Fc humanos. Os domínios Fc podem ser selecionados dentre várias classes incluindo, porém, sem limitação, IgG, IgM ou várias subclasses incluindo, porém, sem limitação, lgG1, lgG2, etc. Nessa abordagem, o gene Fc é inserido em um vetor juntamente com o gene sdAb para gerar a proteína de fusão sdAb-Fc (Bell et al, 2010; Iqbal et al, 2010); a proteína de fusão é expressa de modo recombinante, então, purificada. Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, os formatos de exibição multivalentes podem abranger formatos quiméricos ou humanizados de VHH de anti-IGF1R-3 ligado a um domínio Fc, ou fusões de anticorpo bi ou triespecíficas com dois ou três epítopos exclusivos de reconhecimento de VHH anti-IGF1R-3. Tais anticorpos são fáceis de modificar e produzir, podem estender significativamente a meia-vida do sdAb e podem ser excelentes reagentes de imagiologia de tumor (Bell et al., 2010).[065] Another method known in the art for multimerization is to dimerize the antibody or fragment thereof using an Fc domain, for example, but without limitation, human Fc domains. Fc domains can be selected from various classes including but not limited to IgG, IgM or various subclasses including but not limited to lgG1, lgG2 and the like. In this approach, the Fc gene is inserted into a vector along with the sdAb gene to generate the sdAb-Fc fusion protein (Bell et al, 2010; Iqbal et al, 2010); the fusion protein is expressed recombinantly, then purified. For example, and without being limiting in any way, multivalent display formats can encompass chimeric or humanized VHH formats of anti-IGF1R-3 linked to an Fc domain, or bi- or trispecific antibody fusions with two or three unique epitopes of anti-IGF1R-3 VHH recognition. Such antibodies are easy to modify and produce, can significantly extend the half-life of the sdAb, and can be excellent tumor imaging reagents (Bell et al., 2010).

[066] O domínio Fc no complexo multimérico conforme recém-descrito pode ser qualquer fragmento Fc adequado conhecido na técnica. O fragmento Fc pode ser de qualquer fonte adequada; por exemplo, o Fc pode ser de origem humana ou de camundongo. Em um exemplo específico, não limitante, o Fc pode ser o fragmento Fc2b de camundongo ou fragmento Fc1 humano (Bell et al, 2010; Iqbal et al, 2010). O fragmento Fc pode ser fundido à extremidade de N-terminal ou C-terminal do VHH anti-IGF1R-3 ou versões humanizadas da presente invenção. Em um exemplo não limitante específico, o anticorpo ou fragmento isolado ou purificado multimerizado conforme recém-descrito pode compreender a sequência de SEQ ID NO:11, 41 ou 12.[066] The Fc domain in the multimeric complex as just described may be any suitable Fc fragment known in the art. The Fc fragment can be from any suitable source; for example, the Fc can be of human or mouse origin. In a specific, non-limiting example, the Fc can be mouse Fc2b fragment or human Fc1 fragment (Bell et al, 2010; Iqbal et al, 2010). The Fc fragment can be fused to the N-terminus or C-terminus of the anti-IGF1R-3 VHH or humanized versions of the present invention. In a specific non-limiting example, the isolated or purified antibody or fragment multimerized as just described may comprise the sequence of SEQ ID NO:11, 41 or 12.

[067] Cada subunidade dos multímeros descritos acima pode compreender anticorpos iguais ou diferentes ou fragmentos dos mesmos da presente invenção que podem ter especificidade igual ou diferente. Adicionalmente, os domínios de multimerização podem ser ligados ao anticorpo ou fragmento de anticorpo com o uso de um ligante, conforme exigido; tal ligante deve ter comprimento suficiente e composição apropriada para fornecer uma ligação flexível das duas moléculas, mas não deve prejudicar as propriedades de ligação a antígeno do anticorpo.[067] Each subunit of the multimers described above may comprise the same or different antibodies or fragments thereof of the present invention which may have the same or different specificity. Additionally, the multimerization domains can be linked to the antibody or antibody fragment using a linker, as required; such a linker must be of sufficient length and appropriate composition to provide flexible binding of the two molecules, but must not impair the antigen-binding properties of the antibody.

[068] O anticorpo ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento pode transmigrar através da barreira hematoencefálica. O cérebro é separado do resto do corpo por um tecido endotelial especializado conhecido como a barreira hematoencefálica (BHE). As células endoteliais da BHE são conectadas por junções estreitas e impedem eficazmente muitos compostos terapêuticos de entrar no cérebro. Adicionalmente às taxas baixas de transporte vesicular, um recurso específico da BHE é a existência de barreira(s) enzimática(s) e alto(s) nível(is) de expressão de transportadores dependentes de ATP no lado abluminal (cérebro) da BHE, incluindo a P-glicoproteína (Gottesman et al., 1993; Watanabe, 1995) que transporta ativamente várias moléculas do cérebro para a corrente sanguínea (Samuels, 1993). Apenas moléculas pequenas (<500 Daltons) e hidrofóbicas (Pardridge, 1995) podem atravessar mais prontamente a BHE. Assim, a capacidade do anticorpo ou fragmento do mesmo conforme descrito acima de ligar especificamente o receptor de superfície, se internalizar nas células endoteliais cerebrais e passar por transcitose através da BHE através da evasão da degradação lisossômica é útil no campo neurológico.[068] The antibody or fragment thereof as described herein can transmigrate across the blood-brain barrier. The brain is separated from the rest of the body by specialized endothelial tissue known as the blood-brain barrier (BBB). BBB endothelial cells are connected by tight junctions and effectively prevent many therapeutic compounds from entering the brain. In addition to low rates of vesicular transport, a specific feature of the BBB is the existence of enzyme barrier(s) and high level(s) of expression of ATP-dependent transporters on the abluminal (brain) side of the BBB, including P-glycoprotein (Gottesman et al., 1993; Watanabe, 1995) which actively transports various molecules from the brain into the bloodstream (Samuels, 1993). Only small (<500 Daltons) and hydrophobic (Pardridge, 1995) molecules can more readily cross the BBB. Thus, the ability of the antibody or fragment thereof as described above to specifically bind the surface receptor, internalize into brain endothelial cells and undergo transcytosis across the BBB by evading lysosomal degradation is useful in the neurological field.

[069] A presente invenção também abrange as sequências de ácido nucleico que codificam as moléculas conforme descrito no presente documento. Dada a degenerescência do código genético, várias sequências de nucleotídeos teriam o efeito de codificar o polipeptídeo, conforme seria prontamente entendido por um versado na técnica. A sequência de ácidos nucléicos pode ser otimizada por códon para a expressão em vários micro-organismos. A presente invenção também abrange vetores que compreendem os ácidos nucleicos conforme recém-descritos. Ademais, a invenção abrange células que compreendem o ácido nucleico e/ou vetor conforme descrito.[069] The present invention also encompasses the nucleic acid sequences that encode the molecules as described herein. Given the degeneracy of the genetic code, various nucleotide sequences would have the effect of encoding the polypeptide, as would be readily understood by one skilled in the art. The nucleic acid sequence can be codon-optimized for expression in various microorganisms. The present invention also encompasses vectors comprising the nucleic acids as just described. Furthermore, the invention encompasses cells comprising the nucleic acid and/or vector as described.

[070] A presente invenção abrange adicionalmente o anticorpo isolado ou purificado ou fragmentos do mesmo imobilizados em uma superfície com o uso de várias metodologias; por exemplo, e sem ser limitante, o anticorpo ou fragmento pode ser ligado ou acoplado à superfície por meio de acoplamento de etiqueta de His, ligação de biotina, ligação covalente, adsorção e similares. A imobilização do anticorpo ou fragmento do mesmo da presente invenção pode ser útil em várias aplicações para capturar, purificar ou isolar proteínas. A superfície sólida pode ser qualquer superfície adequada, por exemplo, porém, sem limitação, a superfície de cavidade de uma placa de microtitulação, canais de chips sensoriais de ressonância de plásmon de superfície (SPR), membranas, esferas (tais como esferas com base magnética ou à base de sefarose ou outra resina para cromatografia), vidro, plástico, aço inoxidável, um filme, ou qualquer outra superfície útil tais como nanopartículas, nanofios e superfícies de cantiléver.[070] The present invention further encompasses the isolated or purified antibody or fragments thereof immobilized on a surface using various methodologies; for example, and without being limiting, the antibody or fragment can be bound or coupled to the surface via His-tag coupling, biotin binding, covalent bonding, adsorption, and the like. Immobilization of the antibody or fragment thereof of the present invention can be useful in various applications for capturing, purifying or isolating proteins. The solid surface may be any suitable surface, for example, but not limited to, the cavity surface of a microtiter plate, surface plasmon resonance (SPR) sensor chip channels, membranes, beads (such as beads with base magnetic or sepharose-based or other chromatography resin), glass, plastic, stainless steel, a film, or any other useful surface such as nanoparticles, nanowires, and cantilever surfaces.

[071] A invenção também abrange o anticorpo ou fragmento do mesmo conforme descrito acima ligado a uma molécula de carga. A molécula de carga pode ser qualquer molécula adequada que é entregue através da BHE pelo anticorpo ou fragmento do mesmo. A molécula de carga pode ter um peso molecular na faixa de cerca de 1kD a cerca de 200 kDa; por exemplo, a molécula de carga pode ter um peso molecular de cerca de 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 ou 200 kDa ou qualquer peso entre os mesmos ou qualquer faixa de pesos definida por quaisquer dois pesos mencionados anteriormente. Em exemplos não limitantes específicos, a molécula de carga pode ter um peso molecular de 1 kDa (por exemplo, porém, sem limitação, uma molécula pequena tal como Cy5.5), 1 a 10 kDa (por exemplo, porém, sem limitação, um peptídeo tal como galanina, 3 kDa), cerca de 80 kDa (por exemplo, porém, sem limitação, um fragmento Fc, enzima, proteína, anticorpo, etc.), ou cerca de 200 kDa (por exemplo, porém, sem limitação, um anticorpo monoclonal).[071] The invention also encompasses the antibody or fragment thereof as described above linked to a cargo molecule. The cargo molecule can be any suitable molecule that is delivered across the BBB by the antibody or fragment thereof. The cargo molecule can have a molecular weight in the range of about 1kD to about 200kDa; for example, the filler molecule can have a molecular weight of about 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 , 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 or 200 kDa or any weight between them or any range of weights defined by any two weights mentioned above. In specific non-limiting examples, the cargo molecule can have a molecular weight of 1 kDa (for example, but without limitation, a small molecule such as Cy5.5), 1 to 10 kDa (for example, but without limitation, a peptide such as galanin, 3 kDa), about 80 kDa (e.g., but not limitation, an Fc fragment, enzyme, protein, antibody, etc.), or about 200 kDa (e.g., but not limitation , a monoclonal antibody).

[072] Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, a molécula de carga pode ser um agente detectável, um agente terapêutico, um fármaco, um peptídeo, uma enzima, um fator de crescimento, uma citocina, um coletor de receptor, um anticorpo ou fragmento do mesmo (por exemplo, IgG, scFv, Fab, VHH, VH, VL, etc.), um composto químico, uma porção química de carboidrato, moléculas à base de DNA (oligonucleotídeo antissenso, microRNA, siRNA, plasmídeo), um agente citotóxico, vetor viral (adeno, lenti, retro), um ou mais lipossomas ou nanocarreadores carregados com qualquer um dos tipos anteriormente citados de moléculas de carga, ou uma ou mais nanopartículas, nanofios, nanotubos ou pontos quânticos. A molécula de carga conforme descrita acima pode ser um agente detectável. Por exemplo, o anticorpo específico para IGF1R ou fragmento do mesmo pode ser ligado a um radioisótopo, uma identificação paramagnética, um fluoróforo, um agente fluorescente, fluorocromo ou corante no Infravermelho Próximo (NIR; por exemplo, Cy5.5), uma microbolha ecogênica, uma identificação de afinidade, uma molécula à base de proteína detectável, nucleotídeo, ponto quântico, nanopartícula, nanofio ou nanotubo ou qualquer outro agente adequado que pode ser detectado por métodos de imagiologia. O anticorpo ou fragmento do mesmo pode ser ligado à molécula de carga com o uso de qualquer método conhecido na técnica (tecnologia recombinante, conjugação química, etc.).[072] For example, and without being limiting in any way, the cargo molecule can be a detectable agent, a therapeutic agent, a drug, a peptide, an enzyme, a growth factor, a cytokine, a receptor harvester, an antibody or fragment thereof (e.g., IgG, scFv, Fab, VHH, VH, VL, etc.), a chemical compound, a carbohydrate chemical moiety, DNA-based molecules (antisense oligonucleotide, microRNA, siRNA, plasmid ), a cytotoxic agent, viral vector (adeno, lenti, retro), one or more liposomes or nanocarriers loaded with any of the aforementioned types of cargo molecules, or one or more nanoparticles, nanowires, nanotubes, or quantum dots. The cargo molecule as described above may be a detectable agent. For example, the IGF1R-specific antibody or fragment thereof may be linked to a radioisotope, a paramagnetic tag, a fluorophore, a fluorescent agent, a fluorochrome, or a Near Infrared (NIR) dye; e.g., Cy5.5, an echogenic microbubble , an affinity tag, a detectable protein-based molecule, nucleotide, quantum dot, nanoparticle, nanowire or nanotube or any other suitable agent that can be detected by imaging methods. The antibody or fragment thereof can be linked to the cargo molecule using any method known in the art (recombinant technology, chemical conjugation, etc.).

[073] A molécula de carga conforme descrita no presente documento pode ser ligada, também denominada no presente documento de “conjugada”, ao anticorpo ou fragmento do mesmo por qualquer método adequado conhecido na técnica. Por exemplo, e sem ser limitante, a molécula de carga pode ser ligada ao peptídeo por uma ligação covalente ou interação iônica. A ligação pode ser alcançada através de uma reação de reticulação química ou através da fusão com o uso de metodologia de DNA recombinante combinada com qualquer sistema de expressão de peptídeo, tais como bactérias, leveduras ou sistemas à base de célula de mamífero. Ao conjugar a molécula de carga ao anticorpo ou fragmento do mesmo, um ligante adequado pode ser usado. Os métodos para ligar um anticorpo ou fragmento do mesmo a uma molécula de carga tal como um agente terapêutico ou detectável seriam bem conhecidos por um versado na técnica.[073] The cargo molecule as described herein can be linked, also referred to herein as "conjugate", to the antibody or fragment thereof by any suitable method known in the art. For example, and without being limiting, the cargo molecule can be attached to the peptide by a covalent bond or ionic interaction. Linkage can be achieved through a chemical cross-linking reaction or through fusion using recombinant DNA methodology combined with any peptide expression system, such as bacteria, yeast or mammalian cell-based systems. When conjugating the cargo molecule to the antibody or fragment thereof, a suitable linker can be used. Methods for linking an antibody or fragment thereof to a cargo molecule such as a therapeutic or detectable agent would be well known to one skilled in the art.

[074] Em um exemplo não limitante, a molécula de carga pode ser uma identificação detectável, um radioisótopo, uma identificação paramagnética tal como gadolínio ou óxido de ferro, um fluoróforo, fluorocromo ou corante no Infravermelho Próximo (NIR), uma microbolha ecogênica, uma identificação de afinidade (por exemplo, biotina, avidina, etc.), enzimas ou qualquer outro agente adequado que possa ser detectado por métodos de imagiologia diagnóstica. Em um exemplo não limitante específico, o anti-IGF1R-3 ou fragmento do mesmo pode ser ligado a um corante de imagiologia por fluorescência no infravermelho próximo (NIRF), por exemplo, e sem ser limitante, Cy5.5, Alexa680, Dylight680 ou Dylight800.[074] In a non-limiting example, the cargo molecule can be a detectable tag, a radioisotope, a paramagnetic tag such as gadolinium or iron oxide, a fluorophore, fluorochrome or Near Infrared (NIR) dye, an echogenic microbubble, an affinity label (eg biotin, avidin, etc.), enzymes or any other suitable agent that can be detected by diagnostic imaging methods. In a specific non-limiting example, the anti-IGF1R-3 or fragment thereof can be linked to a near-infrared fluorescence imaging (NIRF) dye, for example, and without being limiting, Cy5.5, Alexa680, Dylight680 or Dylight800.

[075] Assim, a presente invenção fornece adicionalmente um método in vitro para detectar IGF1R que compreende colocar uma amostra de tecido em contato com um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo da presente invenção ligado a um agente detectável. O complexo de IGF1R e anticorpo pode, então, ser detectado com o uso de tecnologias de detecção e/ou imagiologia conhecidos na técnica. A amostra de tecido no método conforme recém-descrita pode ser qualquer amostra de tecido adequada, por exemplo, porém, sem limitação, uma amostra de soro, uma amostra de tecido vascular, uma amostra de tecido tumoral ou uma amostra de tecido cerebral; a amostra de tecido pode ser de um indivíduo humano ou animal. A etapa de contatar é feita sob condições adequadas, conhecidas por aqueles versados na técnica, para a formação de um complexo entre o anticorpo ou fragmento do mesmo e IGF1R. A etapa de detecção pode ser realizada por qualquer método adequado conhecido na técnica, por exemplo, porém, sem limitação, imagiologia óptica, imuno-histoquímica, imagiologia diagnóstica molecular, ELISA, espectrometria de massa de imagiologia ou outro método adequado. Por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo ligado a um agente detectável pode ser usado em imunoensaios (IA) incluindo, porém, sem limitação, IA de enzima (EIA), ELISA, “captura rápida de antígeno”, “IA cromatográfico rápido” e “EIA rápido”. (Por exemplo, consulte Planche et al, 2008; Sloan et al, 2008; Rüssmann et al, 2007; Musher et al, 2007; Turgeon et al, 2003; Fenner et al, 2008).[075] Thus, the present invention further provides an in vitro method for detecting IGF1R comprising contacting a tissue sample with one or more than an isolated or purified antibody or fragment thereof of the present invention linked to a detectable agent. The complex of IGF1R and antibody can then be detected using detection and/or imaging technologies known in the art. The tissue sample in the method as just described may be any suitable tissue sample, for example, but without limitation, a serum sample, a vascular tissue sample, a tumor tissue sample, or a brain tissue sample; the tissue sample can be from a human or animal subject. The contacting step is done under suitable conditions, known to those skilled in the art, for the formation of a complex between the antibody or fragment thereof and IGF1R. The detection step may be carried out by any suitable method known in the art, for example, but without limitation, optical imaging, immunohistochemistry, molecular diagnostic imaging, ELISA, imaging mass spectrometry or other suitable method. For example, and without being limiting in any way, isolated or purified antibody or fragment thereof linked to a detectable agent can be used in immunoassays (IA) including, but not limited to, enzyme AI (EIA), ELISA, " rapid antigen capture”, “fast chromatographic AI” and “fast EIA”. (For example, see Planche et al, 2008; Sloan et al, 2008; Rüssmann et al, 2007; Musher et al, 2007; Turgeon et al, 2003; Fenner et al, 2008).

[076] A presente invenção também fornece um método in vivo para detectar a expressão de IGF1R em um indivíduo. O método compreende administrar um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento ligado a um agente detectável ao indivíduo, então, detectar o anticorpo identificado ou fragmento do mesmo ligado a IGF1R. A etapa de detectar pode compreender qualquer método adequado conhecido na técnica, por exemplo, porém, sem limitação, PET, SPECT ou imagiologia de fluorescência ou qualquer outro método adequado. O método conforme recém-descrito pode ser útil na detecção da expressão de IGF1R em vasos sanguíneos ou tecidos, por exemplo, porém, sem limitação, tecidos tumorais.A etapa de detecção in vivo nos métodos descritos acima pode ser a imagiologia de corpo inteiro para propósitos diagnósticos ou a imagiologia local em sítios específicos, tais como, porém, sem limitação, vasos cerebrais ou vasos de tumor cerebral, de uma maneira quantitativa para avaliar a progressão da doença ou resposta de hospedeiro a um regime de tratamento. A etapa de detecção nos métodos conforme descritos acima pode ser imuno-histoquímica ou uma tecnologia de imagiologia diagnóstica não invasiva (molecular) incluindo, porém, sem limitação: • Imagiologia óptica; • Tomografia por emissão de pósitrons (PET), em que o agente detectável é um isótopo tal como 11C, 13N, 15O, 18F, 64Cu, 62Cu, 124l, 76Br, 82Rb e 68Ga, com 18F sendo o mais usado clinicamente; • Tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT), em que o agente detectável é um radiotraçador tal como 99mTc, 11ln, 123l, 20 TI, 133Xe, dependendo da aplicação específica; • Imagiologia por ressonância magnética (IRM), em que o agente detectável pode ser, por exemplo, e não limitado a gadolínio, nanopartículas de óxido de ferro e nanopartículas de ferro e cobalto revestidas com carbono aumentando, assim, a sensibilidade da IRM para a detecção de placas. • Ultrassonografia Realçada por Contraste (CEUS) ou ultrassom, em que o agente detectável é pelo menos uma microbolha preenchida com gás e acusticamente ativa. O ultrassom é uma tecnologia comum para a triagem e a detecção precoce de doenças humanas. O mesmo é menos custoso do que a IRM ou cintilografia e mais seguro do que as modalidades de imagiologia molecular tal como a imagiologia de radionuclídeos por que não envolve radiação.[076] The present invention also provides an in vivo method to detect IGF1R expression in an individual. The method comprises administering one or more than one isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein linked to a detectable agent to the individual, then detecting the identified antibody or fragment thereof bound to IGF1R. The step of detecting may comprise any suitable method known in the art, for example, but without limitation, PET, SPECT or fluorescence imaging or any other suitable method. The method as just described may be useful in detecting IGF1R expression in blood vessels or tissues, for example, but without limitation, tumor tissues. The in vivo detection step in the methods described above may be whole body imaging to diagnostic purposes or local imaging at specific sites, such as, but not limited to, cerebral vessels or brain tumor vessels, in a quantitative manner to assess disease progression or host response to a treatment regimen. The detection step in the methods as described above may be immunohistochemistry or a non-invasive (molecular) diagnostic imaging technology including, but not limited to: • Optical imaging; • Positron Emission Tomography (PET), where the detectable agent is an isotope such as 11C, 13N, 15O, 18F, 64Cu, 62Cu, 124l, 76Br, 82Rb and 68Ga, with 18F being the most used clinically; • Single photon emission computed tomography (SPECT), where the detectable agent is a radiotracer such as 99mTc, 11ln, 123l, 20TI, 133Xe, depending on the specific application; • Magnetic resonance imaging (MRI), where the detectable agent can be, for example, and not limited to gadolinium, iron oxide nanoparticles and carbon-coated iron and cobalt nanoparticles, thus increasing the sensitivity of the MRI to the plaque detection. • Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS) or ultrasound, where the detectable agent is at least one acoustically active gas-filled microbubble. Ultrasound is a common technology for screening and early detection of human disease. It is less expensive than MRI or scintigraphy and safer than molecular imaging modalities such as radionuclide imaging because it does not involve radiation.

[077] A presente invenção fornece adicionalmente um método para transportar uma molécula de interesse através da barreira hematoencefálica. O método compreende administrar a molécula ligada a um anticorpo ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento a um indivíduo; o anticorpo ou fragmento do mesmo transmigra a barreira hematoencefálica. A molécula pode ser qualquer molécula desejada, incluindo as moléculas de carga conforme anteriormente descritas; a molécula pode ser “ligada” ao anticorpo ou fragmento do mesmo com o uso de qualquer método adequado, incluindo, porém, sem limitação, a conjugação ou expressão em uma proteína de fusão. A administração pode ser por qualquer método adequado, por exemplo, administração parenteral, incluindo, porém, sem limitação, administração intravenosa (iv), subcutânea (sc) e intramuscular (im). Nesse método, o anticorpo ou fragmento do mesmo da presente invenção “transporta” a molécula de interesse através da BHE para seu alvo no cérebro.[077] The present invention further provides a method for transporting a molecule of interest across the blood-brain barrier. The method comprises administering the antibody-linked molecule or fragment thereof as described herein to a subject; the antibody or fragment thereof transmigrates the blood-brain barrier. The molecule can be any desired molecule, including cargo molecules as described above; the molecule can be "attached" to the antibody or fragment thereof using any suitable method, including, but not limited to, conjugation or expression in a fusion protein. Administration can be by any suitable method, for example, parenteral administration, including, but not limited to, intravenous (iv), subcutaneous (sc) and intramuscular (im) administration. In this method, the antibody or fragment thereof of the present invention "carries" the molecule of interest across the BBB to its target in the brain.

[078] A presente invenção também abrange uma composição que compreende um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento. A composição pode compreende um único anticorpo ou fragmento conforme descrito acima ou pode ser uma mistura de anticorpos ou fragmentos. Ademais, em uma composição que compreende uma mistura de anticorpos ou fragmentos da presente invenção, os anticorpos podem ter a mesma especificidade ou pode se diferir em suas especificidades; por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, a composição pode compreender anticorpos ou fragmentos dos mesmos específicos para IGF1R (epítopo igual ou diferente).[078] The present invention also encompasses a composition comprising one or more than one isolated or purified antibody or fragment thereof as described herein. The composition can comprise a single antibody or fragment as described above, or it can be a mixture of antibodies or fragments. Furthermore, in a composition comprising a mixture of antibodies or fragments of the present invention, the antibodies may have the same specificity or may differ in their specificities; for example, and without being limiting in any way, the composition may comprise antibodies or fragments thereof specific for IGF1R (same or different epitope).

[079] A composição pode também compreender um diluente, excipiente ou carreador farmaceuticamente aceitável. O diluente, excipiente ou carreador pode ser qualquer diluente, excipiente ou carreador conhecido na técnica e deve ser compatível com outros ingredientes na composição, com o método de entrega da composição e não é prejudicial ao receptor da composição. A composição pode estar em qualquer forma adequada; por exemplo, a composição pode ser fornecida em forma de suspensão, forma em pó (por exemplo, porém, sem limitação, liofilizada ou encapsulada), forma de cápsula ou tablete. Por exemplo, e sem ser limitante, quando a composição é fornecida em forma de suspensão, o carreador pode compreender água, solução salina, um tampão adequado ou aditivos para melhorar a solubilidade e/ou a estabilidade; a reconstituição para produzir a suspensão é efetuada em um tampão a um pH adequado para garantir a disponibilidade do anticorpo ou fragmento do mesmo. Pós secos podem também incluir aditivos para melhorar a estabilidade e/ou carreadores para aumentar a massa/volume; por exemplo, e sem ser limitante, a composição de pó seco pode compreender sacarose e trealose. Em um exemplo não limitante específico, a composição pode ser formulada assim para entregar o anticorpo ou fragmento do mesmo ao trato gastrointestinal do indivíduo. Assim, a composição pode compreender a encapsulação, liberação temporizada ou outras tecnologias adequadas para a entrega do anticorpo ou fragmento do mesmo. Estaria dentro da competência de um versado na técnica preparar composições adequadas que compreendem os presentes compostos.[079] The composition may also comprise a pharmaceutically acceptable diluent, excipient or carrier. The diluent, excipient or carrier can be any diluent, excipient or carrier known in the art and must be compatible with the other ingredients in the composition, the method of delivery of the composition and is not harmful to the recipient of the composition. The composition can be in any suitable form; for example, the composition may be provided in suspension form, powder form (eg, but not limited to freeze-dried or encapsulated form), capsule or tablet form. For example, and without being limiting, when the composition is provided in suspension form, the carrier can comprise water, saline, a suitable buffer or additives to improve solubility and/or stability; reconstitution to produce the suspension is carried out in a buffer at a suitable pH to ensure availability of the antibody or fragment thereof. Dry powders can also include additives to improve stability and/or carriers to increase mass/volume; for example, and without being limiting, the dry powder composition can comprise sucrose and trehalose. In a specific non-limiting example, the composition can be so formulated to deliver the antibody or fragment thereof to the subject's gastrointestinal tract. Thus, the composition may comprise encapsulation, timed release, or other technologies suitable for delivering the antibody or fragment thereof. It would be within the skill of one skilled in the art to prepare suitable compositions comprising the present compounds.

[080] A invenção também abrange um método para quantificar uma quantidade de uma molécula de carga entregue através da BHE de um indivíduo em que a molécula de carga é ligada a um ou mais do que um anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo, conforme descrito no presente documento, sendo que o método compreende: a) coletar o fluido cérebro-espinhal (CSF) do indivíduo; e b) usar métodos de proteômica direcionada para quantificar a quantidade da molécula de carga ligada a um ou mais do que um anticorpo ou fragmento do mesmo no CSF.[080] The invention also encompasses a method for quantifying an amount of a cargo molecule delivered through the BBB of an individual, in which the cargo molecule is bound to one or more than an isolated or purified antibody or fragment thereof, as described herein, the method comprising: a) collecting cerebrospinal fluid (CSF) from the individual; and b) using targeted proteomics methods to quantify the amount of the cargo molecule bound to one or more than one antibody or fragment thereof in the CSF.

[081] A molécula de carga pode ser qualquer molécula desejada, incluindo as moléculas de carga conforme anteriormente descritas; o anticorpo isolado ou purificado ou fragmento do mesmo transmigra a barreira hematoencefálica; e a molécula pode ser “ligada” ao anticorpo ou fragmento do mesmo com o uso de qualquer método adequado, incluindo, porém, sem limitação, a conjugação ou expressão em uma proteína de fusão, conforme anteriormente descrito. No método acima, o CSF é coletado a partir de um indivíduo com o uso de qualquer método adequado conhecido na técnica. A quantidade de CSF exigida para o método de proteômica direcionada na etapa b) pode estar entre cerca de 1 a 10 μl; por exemplo, a quantidade de CSF exigida pode ser cerca de 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5 ou 10 μl, ou qualquer quantidade entre as mesmas, ou qualquer faixa definida pela quantidade recém-descrita. O anticorpo ou fragmento ligado à molécula de carga pode ter sido administrado ao indivíduo antes da coleta do CSF. Um atraso adequado entre a administração e a entrega do anticorpo ou fragmento ligado à molécula de carga através da BHE pode ser exigido. O atraso pode ser pelo menos 30 minutos após a administração do anticorpo ou fragmento ligado à molécula de carga; por exemplo, e sem ser limitante de qualquer maneira, o atraso pode ser pelo menos 30 minutos, 1 hora, 1,5 hora, 2 horas, 2,5 horas, 3 horas, 3,5 horas, 4 horas, 4,5 horas ou 5 horas. Os métodos de proteômica direcionada usados para quantificar a quantidade do um ou mais do que um anticorpo ou fragmento do mesmo ligado à molécula de carga pode ser qualquer método conhecido na técnica. Por exemplo, e sem ser limitante, o método de proteômica direcionada pode ser um método de espectrometria de massa, tal como, porém, sem limitação, monitoramento de múltiplas reações com o uso de um padrão interno isotopicamente identificado (MRM-ILIS; consulte, por exemplo, Haqqani et al., 2013). MRM é vantajoso em que o mesmo permite a quantificação rápida, sensível e específica de analitos direcionados não identificados (por exemplo, um anticorpo ou fragmento do mesmo conforme descrito no presente documento) em uma amostra biológica. A capacidade de multiplexação do ensaio pode permitir a quantificação tanto do anticorpo ou fragmento do mesmo quanto da molécula de carga.[081] The cargo molecule can be any desired molecule, including the cargo molecules as described above; the isolated or purified antibody or fragment thereof transmigrates the blood-brain barrier; and the molecule can be "attached" to the antibody or fragment thereof using any suitable method, including, but not limited to, conjugation or expression in a fusion protein, as described above. In the above method, CSF is collected from an individual using any suitable method known in the art. The amount of CSF required for the directed proteomics method in step b) can be between about 1 to 10 µl; for example, the amount of CSF required may be around 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5, 5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 or 10 µl, or any amount in between, or any range defined by the amount just described. The antibody or fragment bound to the cargo molecule may have been administered to the individual prior to CSF collection. An adequate delay between administration and delivery of the antibody or fragment linked to the cargo molecule across the BBB may be required. The delay can be at least 30 minutes after administration of the antibody or fragment linked to the cargo molecule; for example, and without being limiting in any way, the delay can be at least 30 minutes, 1 hour, 1.5 hours, 2 hours, 2.5 hours, 3 hours, 3.5 hours, 4 hours, 4.5 hours or 5 hours. The targeted proteomics methods used to quantify the amount of the one or more antibodies or fragment thereof bound to the cargo molecule can be any method known in the art. For example, and without being limiting, the directed proteomics method may be a mass spectrometry method, such as, but not limited to, monitoring multiple reactions using an isotopically identified internal standard (MRM-ILIS; see, eg Haqqani et al., 2013). MRM is advantageous in that it allows rapid, sensitive, and specific quantification of unidentified targeted analytes (eg, an antibody or fragment thereof as described herein) in a biological sample. The multiplexing capability of the assay can allow quantitation of both the antibody or fragment thereof and the cargo molecule.

[082] A presente invenção será adicionalmente ilustrada nos exemplos a seguir. Entretanto, deve ser entendido que esses exemplos são para propósitos de ilustração apenas e não devem ser usados para limitar o escopo da presente invenção de qualquer maneira.[082] The present invention will be further illustrated in the following examples. However, it should be understood that these examples are for illustrative purposes only and should not be used to limit the scope of the present invention in any way.

Exemplo 1: purificação de fragmento recombinante de IGF1RExample 1: purification of recombinant IGF1R fragment

[083] Um fragmento recombinante com 933 aminoácidos de comprimento do domínio extracelular de IGF1R (mostrado pela caixa cinza na Figura 1; consulte também os aminoácidos 1 a 933 de SEQ ID NO: 13) foi preparado. O fragmento compreendida um peptídeo de sinalização com 30 aminoácidos de N-terminal, a subunidade alfa completa, um sítio de clivagem de furina (RKRR, SEQ ID NO: 14; separando as subunidades alfa e beta), assim como a maior parte da porção extracelular da subunidade beta (Figuras 1 e 2).[083] A 933 amino acid long recombinant fragment of the extracellular domain of IGF1R (shown by the gray box in Figure 1; see also amino acids 1 to 933 of SEQ ID NO: 13) was prepared. The fragment comprised a 30 amino acid N-terminal signal peptide, the complete alpha subunit, a furin cleavage site (RKRR, SEQ ID NO: 14; separating the alpha and beta subunits), as well as most of the extracellular beta subunit (Figures 1 and 2).

[084] Clonagem. A sequência do ectodomínio de IGF1R de interesse foi amplificada por PCR com o uso dos iniciadores a seguir:5’-CGGGATCCGCCACCATGAAGTCTGGCTCCGGAG-3’ (direto; SEQ ID NO:15) 5’-GCTCTAGATCAGAAGTTTTCATATCCTGTTTTGG-3’ (inverso; SEQ ID NO:16) e subclonada no sítio Smal de Pud 9. A sequência de IGF1R933 foi, então, subclonada em pCDN4/myc-His (Invitrogen) para gerar plGF1 R933-His que permite a expressão de um ectodomínio identificado com His conforme descritos anteriormente (Samani et al. 2004).[084] Cloning. The IGF1R ectodomain sequence of interest was amplified by PCR using the following primers: 5'-CGGGATCCGCCACCATGAAGTCTGGCTCCGGAG-3' (forward; SEQ ID NO:15) 5'-GCTCTAGATCAGAAGTTTTCATATCCTGTTTTGG-3' (reverse; SEQ ID NO: 16) and subcloned into the Smal site of Pud 9. The IGF1R933 sequence was then subcloned into pCDN4/myc-His (Invitrogen) to generate plGF1 R933-His which allows expression of a His-tagged ectodomain as previously described (Samani et al., 2004).

[085] Transfecção temporária. Partículas de lentivírus que expressam IGF1R933- His foram geradas na linhagem de células de empacotamento 293SF-PacLV, conforme detalhado anteriormente (Broussau et al., 2008). Resumidamente, as células foram transfectadas com o vetor com o uso de polietilenoimina. O meio fresco (LC-SFM), contendo 1 μg/ml de doxiciclina e 10 μg/ml de cumato, foi adicionado às células 5 horas após a transfecção, e os sobrenadantes contendo partículas de LV foram coletados após 48 a 72 horas, concentrados por ultracentrifugação a 100.000xg por 2 h a 4°C em uma almofada de sacarose 20% (Gaillet B et al. 2007), ressuspensos em meio LC-SFM suplementado com FBS 1 % e armazenados a -70 °C até serem usados.[085] Temporary transfection. Lentivirus particles expressing IGF1R933-His were generated in the 293SF-PacLV packaging cell line, as detailed previously (Broussau et al., 2008). Briefly, cells were transfected with the vector using polyethyleneimine. Fresh medium (LC-SFM), containing 1 μg/ml doxycycline and 10 μg/ml coumate, was added to the cells 5 hours after transfection, and supernatants containing LV particles were collected after 48 to 72 hours, concentrated by ultracentrifugation at 100,000xg for 2 h at 4°C in a 20% sucrose pad (Gaillet B et al. 2007), resuspended in LC-SFM medium supplemented with 1% FBS and stored at -70°C until used.

[086] Expressão estável. Uma linhagem de células estável, 293SF-cum2-CR5- IGF1R-His, foi gerada pela transdução de linhagens de células 293SF-Cum2 com as respectivas partículas de lentivírus com o uso de um protocolo anteriormente descrito (Gaillet B. et al. 2010). Resumidamente, 0,5 a 1,0 X 105 células 293SF-Cum2 foram semeadas em placas de 24 cavidades em 200 μl de meio LC-SFM sem sulfato de dextrano. A suspensão de LV foi preparada misturando-se 200 a 500 μl de LV com 8 μg/ml de polibreno e incubando a mesma por 30 min a 37 °C. A suspensão de LV recém-preparada foi adicionada às células 4 horas após a semeadura. Após 24 h, 500 μl do meio suplementado com sulfato de dextrano foram adicionados às células. Para aumentar o nível de expressão, as células foram transduzidas novamente até 6 vezes com o uso do mesmo protocolo após 3 a 4 dias de recuperação das células. Finalmente, as células foram expandidas em placas de 6 cavidades e frascos agitadores.[086] Stable expression. A stable cell line, 293SF-cum2-CR5-IGF1R-His, was generated by transducing 293SF-Cum2 cell lines with the respective lentiviral particles using a previously described protocol (Gaillet B. et al. 2010) . Briefly, 0.5 to 1.0 X 10 5 293SF-Cum2 cells were seeded in 24-well plates in 200 µl of LC-SFM medium without dextran sulfate. The LV suspension was prepared by mixing 200 to 500 μl of LV with 8 μg/ml of polybrene and incubating it for 30 min at 37 °C. The freshly prepared LV suspension was added to the cells 4 hours after seeding. After 24 h, 500 μl of medium supplemented with dextran sulfate was added to the cells. To increase the level of expression, cells were re-transduced up to 6 times using the same protocol after 3 to 4 days of cell recovery. Finally, cells were expanded in 6-well plates and shaker flasks.

[087] Purificação e produção de proteína em larga escala. O clone identificado como o maior produtor foi expandido em frascos giratórios ou agitadores. A produção de proteína foi iniciada pela adição de 1 μg/ml de cumato em meio fresco, seguida por uma incubação de 24 h a 37 °C e uma incubação de 4 a 8 dias a 30 °C. As células foram removidas por centrifugação, e os sobrenadantes filtrados e concentrados (10x) com o uso dos Sistemas de Filtração de Fluxo Tangencial (cassetes de ultrafiltração Pellicon, EMD Millipore).[087] Large-scale protein purification and production. The clone identified as the highest producer was expanded in spinner or shaker flasks. Protein production was initiated by the addition of 1 μg/ml of coumate in fresh medium, followed by a 24 h incubation at 37 °C and a 4 to 8 day incubation at 30 °C. Cells were removed by centrifugation, and the supernatants filtered and concentrated (10x) using Tangential Flow Filtration Systems (Pellicon ultrafiltration cassettes, EMD Millipore).

[088] O IGF1R933-His foi purificado com o uso de uma coluna HisPrep (GE Healthcare) de acordo com as instruções do fabricante. Resumidamente, a amostra concentrada foi aplicada a uma coluna His-prep FF (16/10) (GE Healtcare), equilibrada e lavada com fosfato de sódio a 50 mM, NaCI a 300 mM, imidazol a 5 mM pH 7,5 e eluída com o fosfato de sódio a 50 mM, NaCI a 300 mM, imidazol a 500 mM pH 7,5. Uma eluição em etapas com citrato de sódio a 0,1 M pH 4,5 a pH 2,5 foi usada para eluir a proteína, e as frações de pico foram agrupadas. A troca de tampão foi realizada por ultrafiltração com o uso de uma membrana de corte de 50 kDa ou uma coluna de dessalinização com um tampão contendo fosfato de sódio a 50 mM, NaCI a 150 mM e Tween-80 0,01%, pH 7,2. A pureza de ambas as proteínas foi verificada por SDS- PAGE, e as mesmas foram armazenadas a -80 °C até serem usadas (consulte os exemplos subsequentes).[088] The IGF1R933-His was purified using a HisPrep column (GE Healthcare) according to the manufacturer's instructions. Briefly, the concentrated sample was applied to a His-prep FF (16/10) column (GE Healtcare), equilibrated and washed with 50 mM sodium phosphate, 300 mM NaCl, 5 mM imidazole pH 7.5 and eluted with 50 mM sodium phosphate, 300 mM NaCl, 500 mM imidazole pH 7.5. A step elution with 0.1 M sodium citrate pH 4.5 to pH 2.5 was used to elute the protein, and the peak fractions were pooled. Buffer exchange was performed by ultrafiltration using a 50 kDa cut-off membrane or a desalting column with a buffer containing 50 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, and 0.01% Tween-80, pH 7 ,two. The purity of both proteins was verified by SDS-PAGE, and they were stored at -80°C until used (see subsequent examples).

Exemplo 2: imunização de lhama e resposta séricaExample 2: Llama immunization and serum response

[089] Para isolar VHHs que alvejam o domínio extracelular de IGF1R, uma lhama foi imunizada com o fragmento de IGF1R933-His recombinante obtido no Exemplo 1.[089] To isolate VHHs that target the extracellular domain of IGF1R, a llama was immunized with the recombinant IGF1R933-His fragment obtained in Example 1.

[090] Um lhama macho (Lama glama) foi imunizado por injeção lombar subcutânea de antígeno recombinante de IGF1R933-His (Exemplo 1). No dia 1, 200 μg de antígeno diluídos em PBS a 1 ml foram injetados juntamente com 1 ml de Adjuvante de Freund Completo (Sigma, St. Louis, MO). Três injeções adicionais de 100 μg de antígeno de IGF1R933-His mais Adjuvante de Freund Incompleto (Sigma) foram realizadas nos dias 22, 36 e 50. Uma injeção final de 100 μg de antígeno sem nenhum adjuvante foi realizada no dia 77. Sangue pré-imune foi retirado antes da primeira injeção no dia 1 e serviu como um controle negativo. Sangue (10 a 15 ml) foi coletado nos dias 29, 43, 57 e 84. O sangue do dia 84 foi processado imediatamente para isolar as células mononucleares de sangue periférico (PBMC). O sangue foi diluído a 1:1 com solução salina tamponada com fosfato (PBS), e as PBMCs foram purificadas a partir do sangue com o uso do Tubo Lymphoprep (Axis Shield). As células foram contadas e armazenadas como alíquotas de cerca de 1 x 107 células a -80 °C para uso futuro.[090] A male llama (Lama glama) was immunized by subcutaneous lumbar injection of recombinant IGF1R933-His antigen (Example 1). On day 1, 200 µg of antigen diluted in PBS to 1 ml was injected along with 1 ml of Complete Freund's Adjuvant (Sigma, St. Louis, MO). Three additional injections of 100 µg of IGF1R933-His antigen plus Incomplete Freund's Adjuvant (Sigma) were performed on days 22, 36 and 50. A final injection of 100 µg of antigen without any adjuvant was performed on day 77. immune was withdrawn before the first injection on day 1 and served as a negative control. Blood (10 to 15 ml) was collected on days 29, 43, 57 and 84. Blood from day 84 was processed immediately to isolate peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Blood was diluted 1:1 with phosphate buffered saline (PBS), and PBMCs were purified from blood using the Lymphoprep Tube (Axis Shield). Cells were counted and stored as aliquots of about 1 x 10 7 cells at -80 °C for future use.

[091] O soro total pré-imune e pós-imune foi analisado quanto a uma resposta específica ao antígeno de IGF1R933-His por ELISA no dia 57. Os soros de lhama do dia 84 foram fracionados conforme anteriormente descrito (Doyle et al, 2008). As frações resultantes A1 (HCAb), A2 (HCAb), G1 (HCAb) e G2 (clgG) foram analisados para a ligação específica ao antígeno de IGF1R933-His por ELISA. Resumidamente, 5 μg de antígeno recombinante de IGF1R933-His diluídos em PBS foram incubados de um dia para o outro (100 μl/cavidade, 18 h, 4 °C) em placas Maxisorp de 96 cavidades (Nalgene, Nunc) para revestir as placas. As placas foram bloqueadas com albumina sérica bovina (BSA), lavadas com PBS-T (PBS + Tween-20 0,05% (v/v)), e diluições seriadas de soro total pré-imune, soro total pós-imune (dia 57) e soro fracionado (dia 84) foram aplicadas. Após a incubação à temperatura ambiente por 1,5 h, as placas foram lavadas com PBS-T, antes da IgG antilhama de cabra (1:1.000 em PBS) ter sido adicionada, e as placas foram incubadas por 1 h a 37 °C. Após a lavagem com PBS- T, o conjugado de IgG-HRP anticabra de porco (1:3.000 em PBS) foi adicionado e as placas foram incubadas por 1 h a 37 °C. Uma lavagem de PBS-T final foi executada antes da adição de 100 μl/cavidade de substrato de TMB (KPL, Gaithersburg, MD); o substrato foi incubado por 10 min. A reação foi parada com 100 μl/cavidade de H3PO4 a 1 M. A absorvância foi lida a 450 nm.[091] Whole preimmune and postimmune sera were analyzed for a specific response to the IGF1R933-His antigen by ELISA on day 57. Llama sera from day 84 were fractionated as previously described (Doyle et al, 2008 ). The resulting fractions A1 (HCAb), A2 (HCAb), G1 (HCAb) and G2 (clgG) were analyzed for specific binding to the IGF1R933-His antigen by ELISA. Briefly, 5 µg of recombinant IGF1R933-His antigen diluted in PBS was incubated overnight (100 µl/well, 18 h, 4°C) in Maxisorp 96-well plates (Nalgene, Nunc) to coat the plates. . Plates were blocked with bovine serum albumin (BSA), washed with PBS-T (PBS + 0.05% (v/v) Tween-20), and serial dilutions of total pre-immune serum, total post-immune serum ( day 57) and fractionated serum (day 84) were applied. After incubation at room temperature for 1.5 h, the plates were washed with PBS-T, before goat anti-llama IgG (1:1000 in PBS) was added, and the plates were incubated for 1 h at 37°C. After washing with PBS-T, pig anti-goat IgG-HRP conjugate (1:3000 in PBS) was added and the plates were incubated for 1 h at 37°C. A final PBS-T wash was performed prior to the addition of 100 µl/well of TMB substrate (KPL, Gaithersburg, MD); the substrate was incubated for 10 min. The reaction was stopped with 100 µl/well of 1 M H3PO4. Absorbance was read at 450 nm.

Exemplo 3: Construção de biblioteca e seleção de VHHs de ligação a IGF1RExample 3: Library construction and selection of IGF1R binding VHHs

[092] Uma biblioteca de VHH de lhama hiperimunizada foi construída com base no RNA isolado das PBMCs no Exemplo 2.[092] A hyperimmunized llama VHH library was constructed based on RNA isolated from PBMCs in Example 2.

[093] A construção e panning da biblioteca foram realizados essencialmente conforme anteriormente descrito (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009a, 2009b; Tanha et al, 2003). O RNA total foi isolado de aproximadamente 107 PBMCs coletadas no dia 84 após a imunização (Exemplo 2) com o uso do Mini Kit de Sangue de RNA QIAamp (Qiagen). Cerca de 5 μg do RNA total foram usados como modelo para a síntese de cDNA de primeiro filamento com iniciadores oligo dT com o uso do Kit de Síntese de cDNA de Primeiro Filamento (GE Healthcare). O cDNA foi amplificado por uma mistura equimolar de três iniciadores senso específicos para região variável: MJ1: 5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCSMKGTGCAGCTGGTGGAKTCTGGGGGA- 3’ (SEQ ID NO: 17) MJ2: 5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCCAGGTAAAGCTGGAGGAGTCTGGGGGA- 3’ (SEQ ID NO:18) MJ3: 5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCCAGGCTCAGGTACAGCTGGTGGAGTCT- 3’ (SEQ ID NO:19), e dois iniciadores específicos para CH2 antissenso: CH2: 5’-CGCCATCAAGGTACCAGTTGA-3’ (SEQ ID NO:20) CH2b3: 5’-GGGGTACCTGTCATCCACGGACCAGCTGA-3’ (SEQ ID NO:21).[093] The construction and panning of the library were carried out essentially as previously described (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009a, 2009b; Tanha et al, 2003). Total RNA was isolated from approximately 107 PBMCs collected on day 84 post immunization (Example 2) using the QIAamp Mini RNA Blood Kit (Qiagen). About 5 µg of the total RNA was used as a template for first strand cDNA synthesis with oligo dT primers using the First Strand cDNA Synthesis Kit (GE Healthcare). The cDNA was amplified by an equimolar mixture of three variable region-specific sense primers: MJ1: 5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCSMKGTGCAGCTGGTGGAKTCCTGGGGGA-3' (SEQ ID NO: 17) MJ2: 5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCCAGGTAAAGCTGGAGGAGTCTGGGGGA-3' (SEQ ID NO:18) MJ3 : 5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCCAGGCTCAGGTACAGCTGGTGGAGTCT-3' (SEQ ID NO:19), and two antisense CH2-specific primers: CH2: 5'-CGCCATCAAGGTACCAGTTGA-3' (SEQ ID NO:20) CH2b3: 5'-GGGGTACCTGTCATCCACGGACCAGCTGA-3' ( SEQ ID NO:21).

[094] Resumidamente, a mistura de reação de PCR foi definida em um volume total de 50 μl com os componentes a seguir: 1 a 3 μl de cDNA, 5 pmol de mistura de iniciador MJ1-3, 5 pmol de iniciadores de CH2 ou CH2b3, 5 μl de tampão de reação 10x, 1 μl de dNTP a 10 mM, 2,5 unidades de Taq DNA polimerase (Hoffmann-La Roche). O protocolo de PCR consistiu em uma (i) etapa inicial a 94 °C por 3 min, (ii) seguida por 30 ciclos de 94 °C por 1 min, 55 °C por 30 s, 72 °C por 30 s e (iii) uma etapa de extensão final a 72 °C por 7 min. Os produtos de PCR amplificados foram executados em um gel de agarose 2%, e duas bandas principais foram observadas: uma banda de cerca de 850 bp, correspondendo à IgG convencional, e uma segunda banda de cerca de 600 bp, correspondendo à região de VHH-CH2 dos anticorpos de cadeia pesada de camelídeo. As bandas menores foram cortadas e purificadas com o uso do Kit de Extração de Gel QIAquick (Qiagen) e reamplificadas em uma segunda PCR em um volume total de 50 μl com o uso de 1 μl (30 ng) de modelo de DNA, 5 pmol de cada iniciador MJ7 (5’-CATGTGTAGACTCGCG GCCCAGCCGGCCATGGCC-3’ SEQ ID NO:22) e iniciador MJ8 (5 - CATGTGTAGATTCCTGGCCGGCCTGGCCTGAGGAGACGGTGACCTGG-3’ SEQ ID NO:23), 5 μl de tampão de reação 10x, 1 μl de dNTP a 10 mM, 2,5 unidades de Taq DNA polimerase. O protocolo de PCR consistiu em (i) uma etapa inicial a 94 °C por 3 min, (ii) seguida por 30 ciclos de 94 °C por 30 s, 57 °C por 30 s e 72 °C por 1 min e (iii) uma etapa de extensão final a 72 °C por 7 min. Os produtos de PCR amplificados, na faixa dentre 340 bp e 420 bp e correspondendo aos fragmentos de VHH dos anticorpos de cadeia pesada, foram purificados com o uso do Kit de Purificação por PCR QIAquick (Qiagen), digeridos com enzima de restrição Sfil (New England BioLabs) e purificados novamente com o uso do mesmo kit.[094] Briefly, the PCR reaction mix was set up in a total volume of 50 µl with the following components: 1 to 3 µl of cDNA, 5 pmol of MJ1-3 primer mix, 5 pmol of CH2 primers or CH2b3, 5 µl of 10x reaction buffer, 1 µl of 10 mM dNTP, 2.5 units of Taq DNA polymerase (Hoffmann-La Roche). The PCR protocol consisted of an (i) initial step at 94 °C for 3 min, (ii) followed by 30 cycles of 94 °C for 1 min, 55 °C for 30 s, 72 °C for 30 s, and (iii ) a final extension step at 72 °C for 7 min. The amplified PCR products were run on a 2% agarose gel, and two main bands were observed: a band of about 850 bp, corresponding to conventional IgG, and a second band of about 600 bp, corresponding to the VHH region. -CH2 of camelid heavy chain antibodies. Smaller bands were cut out and purified using the QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen) and reamplified in a second PCR in a total volume of 50 µl using 1 µl (30 ng) DNA template, 5 pmol of each MJ7 primer (5'-CATGTGTAGACTCGCG GCCCAGCCGGCCATGGCC-3' SEQ ID NO:22) and MJ8 primer (5 - CATGTGTAGATTCCTGGCCGGCCTGGCCTGAGGAGACGGTGACCTGG-3' SEQ ID NO:23), 5 µl 10x reaction buffer, 1 µl dNTP at 10 mM, 2.5 units of Taq DNA polymerase. The PCR protocol consisted of (i) an initial step at 94 °C for 3 min, (ii) followed by 30 cycles of 94 °C for 30 s, 57 °C for 30 s, and 72 °C for 1 min, and (iii ) a final extension step at 72 °C for 7 min. The amplified PCR products, in the range between 340 bp and 420 bp and corresponding to the VHH fragments of the heavy chain antibodies, were purified using the QIAquick PCR Purification Kit (Qiagen), digested with Sfil restriction enzyme (New England BioLabs) and purified again using the same kit.

[095] 80 μg do vetor de fagomídio pMEDI (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009b) foram digeridos com Sfil de um dia para o outro a 50 °C. Para minimizar a autoligação, 20 unidades de enzimas de restrição Xhol e Pstl foram adicionadas para cortar o fragmento extirpado, e a reação de digestão foi incubada por mais 2 h a 37 °C. 60 μg do DNA de fagomídio digerido foram ligados a 6 μg de fragmentos de VHH digeridos (Sfil por 5 h a 50 °C) (razão molar 1: 1) por 3 h à temperatura ambiente com o uso do Sistema de Ligação de DNA Rápido LigaFast (Promega) de acordo com as instruções do fabricante. Os plasmídeos ligados foram purificados com o uso do Kit de Purificação por PCR QIAquick (Qiagen), eluídos em um volume final de 100 μl e transformados em TG1 E. coli eletrocompetente (Stratagene) com o uso de 5 μl de alíquota de DNA ligado por reação de transformação, conforme descrito (Arbabi- Ghahroudi et al, 2009b). O tamanho da biblioteca foi determinado para ser 5 x 107 conforme descrito em (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009b). 20 clones foram sequenciados e continham todas as sequências exclusivas de VHH. A E. coli contendo a biblioteca foi proliferada por 2 a 3 h a 37 °C, 250 rpm na presença de 2% (em p/v) de glicose. As bactérias foram, então, peletizadas, ressuspensas em 2xYT/Amp/Glu (meio 2xYT com 100 μg/ml de ampicilina e 2% (em p/v) de glicose) com 35% (em v/v) glicerol e armazenadas a -80 °C em pequenas alíquotas.[095] 80 μg of pMEDI phagemid vector (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009b) was digested with Sfil overnight at 50 °C. To minimize self-ligation, 20 units of XhoI and PstI restriction enzymes were added to cut the excised fragment, and the digestion reaction was incubated for an additional 2 h at 37 °C. 60 µg of digested phagemid DNA was ligated to 6 µg of digested VHH fragments (Sfil for 5 h at 50 °C) (1:1 molar ratio) for 3 h at room temperature using the LigaFast Rapid DNA Ligation System (Promega) according to the manufacturer's instructions. Ligated plasmids were purified using the QIAquick PCR Purification Kit (Qiagen), eluted in a final volume of 100 µl and transformed into electrocompetent E. coli TG1 (Stratagene) using a 5 µl aliquot of DNA ligated by transformation reaction, as described (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009b). The library size was determined to be 5 x 10 7 as described in (Arbabi-Ghahroudi et al, 2009b). 20 clones were sequenced and contained all sequences unique to VHH. The E. coli containing library was proliferated for 2 to 3 h at 37 °C, 250 rpm in the presence of 2% (w/v) glucose. The bacteria were then pelleted, resuspended in 2xYT/Amp/Glu (2xYT medium with 100 μg/ml ampicillin and 2% (w/v) glucose) with 35% (v/v) glycerol and stored at -80 °C in small aliquots.

[096] Os experimentos de panning foram essencialmente realizados conforme descrito em (Arbabi et al, 1997). Dois mililitros da biblioteca (2,0 x 1010 bactérias) foram descongelados em gelo e proliferados em 2xYT/Amp/Glu por cerca de 2 h a 37 °C (A600 = 0,4 - 0,5). As E. coli foram subsequentemente infectadas com fago auxiliar M13K07 em excesso 20x (New England Biolabs) por 1 h a 37 °C. A cultura foi, então, centrifugada a 4 °C, e os péletes bacterianos infectados foram ressuspensos em 200 ml de 2xYT/Amp com 50 μg/ml de canamicina e incubados a 37 °C e 250 rpm. As partículas de fago no sobrenadantes de cultura foram incubadas com 1/5 de volume de PEG 8000 20%/NaCI a 2,5 M em gelo por 1 h e centrifugadas a 10.000 rpm por 15 min. Os péletes de fago foram ressuspensos em 1,5 ml de PBS estéril, titulados e usados como fago de entrada para panning. Para o ciclo de panning 1, placas com 96 cavidades Maxisorp™ foram revestidas com 10 μg de IGF1R933-His recombinante por cavidade em 100 μl de PBS de um dia para o outro a 4 °C. As cavidades foram enxaguadas com PBS e bloqueadas com PBS mais caseína 1% (em p/v) por 2 h a 37 °C. Aproximadamente 1012 fagos foram adicionados às cavidades bloqueadas e incubados por 2 h a 37 °C. Após lavagem 10x com PBS/Tween 20 0,1% (em v/v), os fagos ligados foram eluídos com trietilamina a 0,1 M, neutralizados (50 μl de Tris-HCI a 1 M, pH 7,4) e misturados com TG1 E. coli se proliferando exponencialmente. A titulação do fago eluído foi realizada, e as bactérias infectadas foram superinfectadas com M13K07 e proliferadas de um dia para o outro a 37 °C. O fago purificado da cultura de um dia para o outro foi usado como a entrada para o próximo ciclo de panning. O panning foi continuado por mais três ciclos. O mesmo protocolo conforme descrito acima foi usado, exceto que a quantidade de antígeno recombinante para revestir as placas foi reduzida para 7 μg, 5 μg e 5 μg para o segundo, o terceiro e o quarto ciclos de panning, respectivamente.[096] The panning experiments were essentially performed as described in (Arbabi et al, 1997). Two milliliters of the library (2.0 x 10 10 bacteria) were thawed on ice and grown in 2xYT/Amp/Glu for about 2 h at 37 °C (A600 = 0.4 - 0.5). E. coli were subsequently infected with M13K07 helper phage in 20x excess (New England Biolabs) for 1 h at 37 °C. The culture was then centrifuged at 4 °C, and the infected bacterial pellets were resuspended in 200 ml of 2xYT/Amp with 50 μg/ml of kanamycin and incubated at 37 °C and 250 rpm. Phage particles in the culture supernatants were incubated with 1/5 volume of 20% PEG 8000/2.5 M NaCl on ice for 1 h and centrifuged at 10,000 rpm for 15 min. The phage pellets were resuspended in 1.5 ml of sterile PBS, titrated and used as input phage for panning. For panning cycle 1, Maxisorp™ 96-well plates were coated with 10 µg recombinant IGF1R933-His per well in 100 µl PBS overnight at 4°C. Wells were rinsed with PBS and blocked with PBS plus 1% casein (w/v) for 2 h at 37 °C. Approximately 1012 phages were added to blocked wells and incubated for 2 h at 37 °C. After washing 10x with PBS/Tween 20 0.1% (in v/v), bound phages were eluted with 0.1 M triethylamine, neutralized (50 µl 1 M Tris-HCl, pH 7.4) and mixed with TG1 E. coli proliferating exponentially. Titration of eluted phage was performed, and infected bacteria were superinfected with M13K07 and grown overnight at 37 °C. The purified phage from the overnight culture was used as the input for the next round of panning. Panning was continued for three more cycles. The same protocol as described above was used, except that the amount of recombinant antigen to coat the plates was reduced to 7 μg, 5 μg and 5 μg for the second, third and fourth panning cycles, respectively.

[097] As colônias de TG1 individuais obtidas após o ciclo quatro de panning foram submetidas à triagem por ELISA de fago, essencialmente conforme descrita em outra parte (Doyle et al, 2008), com a exceção de que 5 μg/ml de antígeno recombinante de IGF1R933-His foram usados para revestir as placas de microtitulação. Todos os clones positivos foram enviados para o sequenciamento de DNA. Os clones exclusivos que geraram os sinais de ELISA de fago superiores foram selecionados para a expressão e purificação em larga escala com o uso de métodos conhecidos (consulte o Exemplo 4). Um clone nomeado IGF1R-3 foi identificado para estudo adicional; sua sequência é mostrada abaixo. QVKLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYY CAIVITGWNKVDVNSRSYHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:3)[097] Single TG1 colonies obtained after round four of panning were subjected to phage ELISA screening, essentially as described elsewhere (Doyle et al, 2008), with the exception that 5 µg/ml recombinant antigen of IGF1R933-His were used to coat the microtiter plates. All positive clones were sent for DNA sequencing. The unique clones that generated the superior phage ELISA signals were selected for large scale expression and purification using known methods (see Example 4). A clone named IGF1R-3 was identified for further study; its sequence is shown below. QVKLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYY CAIVITGWNKVDVNSRSYHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:3)

Exemplo 4: Humanização de IGF1R-3Example 4: Humanization of IGF1R-3

[098] Para evitar a imunogenicidade potencial do IGF1R-3 derivado de lhama quando aplicado como o carreador de BHE para produtos terapêuticos, o sdAb derivado de camelídeo foi “humanizado” pela mutação de resíduos de “camelídeo” no VHH. Deve ser notado que, para o propósito de humanização, a numeração de Kabat (Kabat et al, 1991) foi usada para a identificação de resíduos de CDR.[098] To avoid the potential immunogenicity of llama-derived IGF1R-3 when applied as the BBB carrier for therapeutics, the camelid-derived sdAb was "humanized" by mutating "camelid" residues in the VHH. It should be noted that, for the purpose of humanization, Kabat numbering (Kabat et al, 1991) was used for the identification of CDR residues.

[099] Modelagem de estrutura 3D de VHHs camelídeos. As estruturas de modelo similares a VHH de IGF1R-3 foram identificadas com o uso de pesquisas BLAST contra o Banco de Dados de Proteína (PDB). A estrutura 3D do IGF1R-3 foi aproximada com o uso de modelagem de homologia com base em 4KRP|B (PDB código | Cadeia ID) como o modelo principal, com informações adicionais de 4FHB|D. A estrutura de VHH de IGF1R-3 foi, então, construída através da mutação da estrutura de modelo principal à sequência de IGF1R-3; isso incluiu 35 mutações em várias posições. O modelo de VHH de IGF1R-3 foi, então, refinado pela minimização de energia com o campo de força AMBER e uma liberação gradual de restrições, variando dos laços de CDR, que foram relaxados primeiros, aos átomos pesados de cadeia principal da região de armação, que foram completamente relaxados apenas no último estágio. O laço de CDR-H3 do modelo de VHH foi, então, refinado por amostragem conformacional de minimização de Monte-Carlo (MCM), em que os ângulos diédricos na região CDR-H3 foram amostrados seguidos pela minimização de energia.[099] 3D structure modeling of camelid VHHs. Model VHH-like structures of IGF1R-3 were identified using BLAST searches against the Protein Database (PDB). The 3D structure of IGF1R-3 was approximated using homology modeling based on 4KRP|B (PDB code | String ID) as the main model, with additional information from 4FHB|D. The IGF1R-3 VHH framework was then constructed by mutating the master template framework to the IGF1R-3 sequence; this included 35 mutations at various positions. The IGF1R-3 VHH model was then refined by energy minimization with the AMBER force field and a gradual release of constraints, ranging from the CDR loops, which were relaxed first, to the main chain heavy atoms of the IGF1R-3 region. frame, which were completely relaxed only in the last stage. The CDR-H3 loop of the VHH model was then refined by Monte-Carlo minimization conformational sampling (MCM), in which the dihedral angles in the CDR-H3 region were sampled followed by energy minimization.

[100] A seleção da armação de cadeia pesada humana para a CDR camelídea. A armação de cadeia pesada humana foi selecionada por comparação de homologia de sequência padrão a bancos de dados de linhagem germinativa humana (VBASE), a outros bancos de dados de sequências (Genbank e SwissProt) e às sequências de consenso de armação humanas. Pesquisas BLAST foram conduzidas para recuperar as correspondências de sequência com a maior homologia na região de armação apenas (isto é, excluindo a CDR) enquando correspondem o comprimento da CDR. As armações humanas mais próximas identificadas para VHH de IGF1R-3 corresponderam ao subgrupo VH-3 humano. Diversas sequências de armação de VH- 3 de linhagem germinativa humana que foram mais similares a VHH de IGF1R-3 foram também retidas adicionalmente à sequência de consenso de VH-3 humana. As sequências de armação de VHH de IGF1R-3 exigiram 18 mutações a fim de chegar à sequência de VH-3 humana de consenso para 100% de humanização de armação.[100] Selection of the human heavy chain scaffold for the camelid CDR. The human heavy chain framework was selected by comparing standard sequence homology to human germline databases (VBASE), other sequence databases (Genbank and SwissProt), and human framework consensus sequences. BLAST searches were conducted to retrieve sequence matches with the greatest homology in the framework region only (ie, excluding the CDR) while matching the length of the CDR. The closest human scaffolds identified for IGF1R-3 VHH corresponded to the human VH-3 subgroup. Several human germline VH-3 framework sequences that were most similar to IGF1R-3 VHH were also retained in addition to the human VH-3 consensus sequence. The IGF1R-3 VHH framework sequences required 18 mutations in order to arrive at the consensus human VH-3 sequence for 100% framework humanization.

[101] Identificação de resíduos de armação para retromutações. O modelo de VHH de IGF1R-3 e sua contraparte completamente humanizada foram caracterizados por estimar o índice de humanidade, índice de propensão a contato de antígeno, por delinear a CDR, resíduos canônicos, resíduos de armação incomuns, sítio de glicosilação potenciais, resíduos ocultados, resíduos de zona de Vernier e proximidade à CDR. A análise desses dados sugeriu o projeto de diversas variantes humanizadas para o VHH anti-IGF1R, sendo que cada variante tem números variados de retromutações aos resíduos de camelídeo progenitores em várias posições. 5 variantes humanizadas foram projetadas para VHH de IGF1R-3 (IGF1R- 3_H1 a IGF1R-3_H5), em que as variantes continham até 10 retromutações. Alguns desses resíduos de retromutações de camelídeo foram ocultados dentro do núcleo de domínio de VHH e, portanto, não se espera que induzam uma resposta imunológica.[101] Identification of frame residues for backmutations. The IGF1R-3 VHH model and its fully humanized counterpart were characterized by estimating the humanity index, antigen contact propensity index, by delineating the CDR, canonical residues, unusual scaffold residues, potential glycosylation site, hidden residues , Vernier zone residues and proximity to the CDR. Analysis of these data suggested the design of several humanized variants for the anti-IGF1R VHH, each variant having varying numbers of backmutations to the parent camelid residues at various positions. 5 humanized variants were designed for IGF1R-3 VHH (IGF1R-3_H1 to IGF1R-3_H5), where the variants contained up to 10 backmutations. Some of these camelid backmutation residues have been buried within the VHH core domain and therefore are not expected to elicit an immune response.

Exemplo 5: expressão e purificação de construtos de VHH selecionadosExample 5: Expression and Purification of Selected VHH Constructs

[102] O IGF1R-3 identificado no Exemplo 3 e as versões humanizadas construídas no Exemplo 4 (coletivamente denominadas no presente documento de “construtos de VHH”) foram subclonadas em plasmídeos de expressão para a expressão e a purificação de proteína.[102] The IGF1R-3 identified in Example 3 and the humanized versions constructed in Example 4 (collectively referred to herein as "VHH constructs") were subcloned into expression plasmids for protein expression and purification.

[103] Um vetor de fagomídio que contém o DNA do construto de VHH de IGF1R-3 foi purificado com o uso do Kit MiniPrep (Qiagen). O IGF1R-3 de VHH de ligação a IGF1R foi amplificado por PCR a partir do vetor de fagomídio pMED1, adicionando o sítio de clivagem de Bbsl de N-terminal e um sítio de clivagem de BamHI no C- terminal, com o uso de iniciadores:5’-TATGAAGACACCAGGCCCAGGTAAAGCTGGAGGAGTCT-3’ (direto; SEQ ID NO:24)5’-TTGTTCGGATCCTGAGGAGACGGTGACCTG-3’ (inverso; SEQ ID NO:25)[103] A phagemid vector containing the IGF1R-3 VHH construct DNA was purified using the MiniPrep Kit (Qiagen). IGF1R-binding VHH IGF1R-3 was PCR amplified from the pMED1 phagemid vector by adding the N-terminal BbsI cleavage site and a C-terminal BamHI cleavage site using primers :5'-TATGAAGACACCAGGCCCAGGTAAAGCTGGAGGAGTCT-3' (forward; SEQ ID NO:24)5'-TTGTTCGGATCCTGAGGAGACGGTGACCTG-3' (reverse; SEQ ID NO:25)

[104] O fragmento de PCR e o vetor de expressão pSJF2H foram digeridos com as enzimas de restrição Bbsl e BamHI (NEB) de acordo com as instruções do fabricante. Após a digestão, cada fragmento de VHH de IGF1R-3 digerido foi ligado ao vetor de expressão pSJF2H digerido, com o uso de métodos similares àqueles descritos em Arbabi-Ghahroudi et al. (2009b); os produtos de ligação foram, então, transformados em TG1 E. coli eletrocompetente. Os clones foram selecionados em placas de ágar LB + 100 μg/ml de ampicilina e verificados por sequenciamento de DNA.[104] The PCR fragment and expression vector pSJF2H were digested with restriction enzymes Bbsl and BamHI (NEB) according to the manufacturer's instructions. After digestion, each digested IGF1R-3 VHH fragment was ligated into the digested pSJF2H expression vector, using methods similar to those described in Arbabi-Ghahroudi et al. (2009b); the ligation products were then transformed into electrocompetent TG1 E. coli. Clones were selected on LB agar plates + 100 μg/ml ampicillin and verified by DNA sequencing.

[105] Os clones humanizados foram sintetizados e diretamente clonados em pSJF2H, similarmente ao descrito acima e subsequentemente transformados em E. coli TG1 e selecionados conforme descrito acima.[105] Humanized clones were synthesized and directly cloned into pSJF2H, similarly as described above, and subsequently transformed into E. coli TG1 and selected as described above.

[106] Expressão de Proteína. Todo o VHH de IGFR-3 foi expresso em TG1 E. coli. Uma cultura de um dia para o outro em meio de LB/amp/glu (meio LB suplementado com 100 μg/ml de ampicilina e glicose 1%) foi subcultivadas a uma diluição de 1:100 em 1 l de LB/amp/glu. A expressão de proteína foi induzida a um OD600 de 0,8 a 0,9 pela adição de IPTG a uma concentração final de 0,2 mM. A cultura foi cultivada a 220 rpm de um dia para o outro a 37 °C. As bactérias foram peletizadas por centrifugação a 6.000 rpm por 12 min; o pélete foi ressuspenso em 35 ml de tampão TES frio (TrisCI a 0,2 M pH 8,0, sacarose 20%, EDTA a 0,5 mM). A suspensão foi incubada em gelo e centrifugada a cada 10 min por 1 hora. Então, 45 ml de TES frio (1/8 de volume do volume total) foram adicionados e imediatamente centrifugados por 1 minuto e por 15 segundos a cada 10 min posteriormente por 1 hora para extrair a proteína do periplasmo. O sobrenadante resultante contendo VHH foi filtrado através de uma membrana de 0,22 μm e dialisado de um dia para o outro em um tampão A de cromatografia de afinidade com metal imobilizado (IMAC) (HEPES a 10 mM pH 7,0, NaCI a 500 mM). A proteína foi purificada com o uso de colunas HP Quelantes HiTrap (GE Healthcare) conforme descrito anteriormente (Arbabi-Ghahroudi 2009b). As frações de proteína eluídas foram analisadas por SDS-PAGE e Western blotting antes de serem dialisadas contra PBS conforme descrito anteriormente (Arbabi-Ghahroudi 2009b). As frações de proteína purificadas foram agrupadas e dialisadas contra PBS + EDTA a 3 mM, e a concentração de proteína foi determinada.[106] Protein Expression. All of the IGFR-3 VHH was expressed in TG1 E. coli. An overnight culture in LB/amp/glu medium (LB medium supplemented with 100 µg/ml ampicillin and 1% glucose) was subcultured at a 1:100 dilution into 1 L of LB/amp/glu . Protein expression was induced at an OD600 of 0.8 to 0.9 by adding IPTG to a final concentration of 0.2 mM. The culture was grown at 220 rpm overnight at 37°C. Bacteria were pelleted by centrifugation at 6,000 rpm for 12 min; the pellet was resuspended in 35 ml of cold TES buffer (0.2 M TrisCI pH 8.0, 20% sucrose, 0.5 mM EDTA). The suspension was incubated on ice and centrifuged every 10 min for 1 h. Then, 45 ml of cold TES (1/8 volume of the total volume) was added and immediately centrifuged for 1 minute and 15 seconds every 10 min thereafter for 1 hour to extract the periplasmic protein. The resulting supernatant containing VHH was filtered through a 0.22 µm membrane and dialyzed overnight in immobilized metal affinity chromatography (IMAC) buffer A (10 mM HEPES pH 7.0, NaCl a 500 mM). The protein was purified using HP Chelating HiTrap columns (GE Healthcare) as previously described (Arbabi-Ghahroudi 2009b). The eluted protein fractions were analyzed by SDS-PAGE and Western blotting before being dialyzed against PBS as previously described (Arbabi-Ghahroudi 2009b). Purified protein fractions were pooled and dialyzed against PBS + 3 mM EDTA, and the protein concentration was determined.

Exemplo 6: caracterização biofísica de IGF1R-3 de VHH anti-IGF1 RExample 6: Biophysical characterization of IGF1R-3 from VHH anti-IGF1 R

[107] Os construtos de IGF1R-3 de VHH anti-IGF1R expressos e purificados no Exemplo 4 foram caracterizados com o uso de cromatografia de exclusão de tamanho, análise de temperatura de fusão e análise por ressonância de plásmon de superfície.[107] The VHH anti-IGF1R IGF1R-3 constructs expressed and purified in Example 4 were characterized using size exclusion chromatography, melting temperature analysis, and surface plasmon resonance analysis.

[108] Cromatografia de exclusão de tamanho: A cromatografia de exclusão de tamanho que emprega Superdex™ 75 (GE Healthcare) foi usada para eliminar quaisquer agregados possíveis antes da análise por Ressonância de Plásmon de Superfície (SPR). O tampão de corrida usado foi HEPES a 10 mM, pH 7,4 contendo NaCI a 150 mM, EDTA a 3 mM e P20 0,005%. As concentrações de frações usadas para a análise por SPR foram determinadas medindo-se a absorvância a um comprimento de onda de 280 nm. A análise por SEC sugeriu que VHH de IGF1R3 e suas variantes humanizadas H1, H2, H4 e H5 foram monoméricos, com base no volume de eluição em comparação aos padrões (Figura 3A).[108] Size Exclusion Chromatography: Size exclusion chromatography employing Superdex™ 75 (GE Healthcare) was used to eliminate any possible aggregates prior to Surface Plasmon Resonance (SPR) analysis. The running buffer used was 10 mM HEPES, pH 7.4 containing 150 mM NaCl, 3 mM EDTA and 0.005% P20. The concentrations of fractions used for SPR analysis were determined by measuring the absorbance at a wavelength of 280 nm. SEC analysis suggested that IGF1R3 VHH and its humanized variants H1, H2, H4 and H5 were monomeric based on elution volume compared to standards (Figure 3A).

[109] Temperatura de fusão: A estabilidade térmica do VHH de IGF1R-3 e construtos humanizados foi avaliada com o uso da medição da temperatura de fusão (Tm) por espectroscopia CD. Um espectropolarímetro Jasco J-815 equipado com um sistema de controle de temperatura do tipo termoelétrico Peltier (Jasco, Easton, MD,EUA) foi usado para executar experimentos. Um cadinho CD com um comprimento de trajeto de 1 mm foi usado. Os espectros foram gravados ao longo de uma faixa de comprimento de onda de 180 a 260 nm com velocidade de varredura de 50 nm/min, tempo de integração digital (DIT) de 4 s, uma largura de banda de 1 nm, afastamento de dados de 1 nm e um tempo de integração de 1 s. Para medir a temperatura de fusão ou Tm (Greenfield, 2006a; 2006b), espectros de CD foram gravados ao longo de uma faixa de temperatura de 30 °C a 96 °C. Todos os espectros de CD foram subtraídos do valor bruto que corresponde aos espectros de tampão. As medições foram realizadas com concentrações de 50 μg/ml de VHH em tampão de fosfato de sódio a 100 mM, pH 7,4. A desnaturação de proteína induzida por calor foi monitorada a 210 nm para todas as variantes. A fração dobrada (ff) foi obtida por uma fórmula conforme descrito (Greenfield, 2006a; 2006b):em que [θ]y é a elipticidade molar a qualquer temperatura, [θ]F é a elipticidade molar da proteína completamente dobrada a 30 °C e [θ]u é a elipticidade molar da proteína desdobrada a 90 °C. A temperatura de fusão (Tm) foi obtida como um ponto médio da curva de desdobramento (fração dobrada (ff) versus temperatura) por um encaixe de curva de regressão não linear (equação sigmoide de Boltzman) com o uso de software de gráficos GraphPad Prism (versão 4.02 para Windows). As temperaturas de fusão (Tm) de VHH foram determinadas com base nos dados de elipticidade presumindo um sistema de dois estados que está de acordo com as curvas de desnaturação observadas que correspondem a uma transição abrupta para a desnaturação. Os valores de Tm foram tomados no ponto médio das curvas de desnaturação sigmoides da fração dobrada (ff) versus temperatura. Os resultados são mostrados na Figura 3B. As temperaturas de fusão da maioria dos VHH humanizados foram melhoradas (maiores) em comparação ao VHH de IGF1R-3, sugerindo propriedades biofísicas aprimoradas.[109] Melting temperature: The thermal stability of the VHH of IGF1R-3 and humanized constructs was evaluated using measurement of the melting temperature (Tm) by CD spectroscopy. A Jasco J-815 spectropolarimeter equipped with a Peltier thermoelectric type temperature control system (Jasco, Easton, MD, USA) was used to run experiments. A CD crucible with a path length of 1 mm was used. Spectra were recorded over a wavelength range of 180 to 260 nm with a scan speed of 50 nm/min, digital integration time (DIT) of 4 s, a bandwidth of 1 nm, data offset of 1 nm and an integration time of 1 s. To measure the melting temperature or Tm (Greenfield, 2006a; 2006b), CD spectra were recorded over a temperature range of 30 °C to 96 °C. All CD spectra were subtracted from the raw value corresponding to the buffer spectra. Measurements were performed with concentrations of 50 μg/ml of VHH in 100 mM sodium phosphate buffer, pH 7.4. Heat-induced protein denaturation was monitored at 210 nm for all variants. The doubled fraction (ff) was obtained by a formula as described (Greenfield, 2006a; 2006b): where [θ]y is the molar ellipticity at any temperature, [θ]F is the molar ellipticity of the fully folded protein at 30 °C, and [θ]u is the molar ellipticity of the unfolded protein at 90 °C. The melting temperature (Tm) was obtained as a midpoint of the split curve (folded fraction (ff) versus temperature) by a non-linear regression curve fitting (Sigmoid Boltzman equation) using GraphPad Prism graphics software (version 4.02 for Windows). Melting temperatures (Tm) of VHH were determined based on ellipticity data assuming a two-state system that conforms to the observed denaturation curves that correspond to an abrupt transition to denaturation. Tm values were taken at the midpoint of the sigmoid denaturation curves of the folded fraction (ff) versus temperature. The results are shown in Figure 3B. The melting temperatures of most humanized VHH were improved (higher) compared to the IGF1R-3 VHH, suggesting improved biophysical properties.

[110] Ressonância de Plásmon de Superfície (SPR): A ligação de construtos de VHH de IGF1R-3 monoméricos ao IGF1R humano recombinante imobilizado (Exemplo 1) foi determinada por SPR com o uso de BIACORE 3000 (GE Healthcare). Aproximadamente 3.000 Unidades de Ressonância (RU) do IGF1R humano recombinante foram imobilizadas em um chip sensorial CM5. A imobilização foi executada a uma concentração de 10 μg/ml em acetato a 10 mM a pH 4,0 com o uso do kit de acoplamento de amina fornecido pelo fabricante. Os sítios de ligação restantes foram bloqueados com etanolamina a 1 M pH 8,5. Uma superfície bloqueada com etanolamina foi usada como uma superfície de referência. Para os estudos de ligação, análises foram executadas a 25 °C em HEPES a 10 mM, pH 7,4 contendo NaCI a 150 mM, EDTA a 3 mM e tensoativo P20 0,005% (Polioxietilenossorbitano; GE Healthcare). Várias concentrações do VHH de IGF1R-4 foram injetadas através do IGF1R humano imobilizado ou receptor de insulina (IR) e das superfícies de referência a uma taxa de fluxo de 20 μl/min. As superfícies foram regeneradas com glicina a 10 mM pH 2,0 com um tempo de contato de 24 segundos. Os dados foram analisados com o software BIAevaluation 4.1 (GE Healthcare). Os sensogramas na Figura 3C mostram que os dados encaixam bem em um modelo 1:1, gerando KD e as “dissociações” mostradas na Tabela 1. Isso indica que o VHH de IGF1R-3 e as variantes humanizadas são anticorpos de domínio único de alta afinidade que se ligam ao domínio extracelular de IGF1R de humano e rato.Tabela 1. Afinidade de construtos de IGF1R-3 para IGF1R humano conforme determinado pela ressonância de plásmon de superfície. [110] Surface Plasmon Resonance (SPR): Binding of monomeric IGF1R-3 VHH constructs to immobilized recombinant human IGF1R (Example 1) was determined by SPR using the BIACORE 3000 (GE Healthcare). Approximately 3,000 Resonance Units (RU) of recombinant human IGF1R were immobilized on a CM5 sensory chip. Immobilization was performed at a concentration of 10 µg/ml in 10 mM acetate at pH 4.0 using the amine coupling kit provided by the manufacturer. The remaining binding sites were blocked with 1 M ethanolamine pH 8.5. A surface blocked with ethanolamine was used as a reference surface. For binding studies, analyzes were performed at 25 °C in 10 mM HEPES, pH 7.4 containing 150 mM NaCl, 3 mM EDTA and 0.005% P20 surfactant (Polyoxyethylenesorbitan; GE Healthcare). VHH concentrations of IGF1R-4 were injected through the immobilized human IGF1R or insulin receptor (IR) and reference surfaces at a flow rate of 20 µl/min. The surfaces were regenerated with 10 mM glycine pH 2.0 with a contact time of 24 seconds. Data were analyzed using the BIAevaluation 4.1 software (GE Healthcare). The sensorgrams in Figure 3C show that the data fits well in a 1:1 model, generating KD and the “dissociations” shown in Table 1. This indicates that the IGF1R-3 VHH and the humanized variants are high-density single domain antibodies. affinity that bind to the extracellular domain of human and rat IGF1R. Table 1. Affinity of IGF1R-3 constructs for human IGF1R as determined by surface plasmon resonance.

[111] As análises por SPR foram adicionalmente usadas para demonstrar que VHH de IGF1R-3 não se liga ao mesmos epítopo no receptor que o ligante natural IGF-1 (Figura 3D). O experimento foi definido, executado e analisado conforme descrito acima. A ligação a uma superfície de IGF1R humano recentemente imobilizado foi estudada pela injeção de IGF1 humano a uma concentração de 25xKD seguida pela coinjeção de IGF1R-3 ambos a concentrações de 25xKD, com taxas de fluxo de 20 μl/min e tempos de injeção de 5 minutos. As superfícies foram regeneradas pela lavagem com tampão de corrida. Os dados foram analisados conforme descrito acima. O ligante natural IGF-1 ligado ao receptor com saturação atingiu a 70RU; o VHH de IGF1R-3 ligado ao complexo de IGF1R e IGF-1 com as esperadas ~265 RU (unidades relativas; saturação de ligação). A ligação simultânea de VHH de IGF1R-3 e IGF-1 ao receptor demonstra que ambos se ligam a diferentes epítopos.[111] SPR analyzes were further used to demonstrate that IGF1R-3 VHH does not bind to the same epitope on the receptor as the natural ligand IGF-1 (Figure 3D). The experiment was defined, executed and analyzed as described above. Binding to a surface of freshly immobilized human IGF1R was studied by injection of human IGF1 at a concentration of 25xKD followed by co-injection of IGF1R-3 both at concentrations of 25xKD, with flow rates of 20 μl/min and injection times of 5 minutes. Surfaces were regenerated by washing with running buffer. Data were analyzed as described above. The natural ligand IGF-1 bound to the receptor with saturation reached 70RU; the IGF1R-3 VHH bound to the complex of IGF1R and IGF-1 with the expected ~265 RU (relative units; binding saturation). Simultaneous VHH binding of IGF1R-3 and IGF-1 to the receptor demonstrates that both bind to different epitopes.

[112] A reatividade cruzada de VHH de IGF1R-3 que se liga ao Receptor de Insulina humano foi também avaliada com o uso de SPR. O experimento foi definido, executado e analisado conforme descrito acima. Resumidamente, além do IGF1R humano, aproximadamente 4000 Unidades de Ressonância (RU) do Receptor de Insulina humano recombinante (R&D systems) foram imobilizadas em uma célula separada em um chip sensorial CM5. A ligação ao Receptor de Insulina humano recentemente imobilizado e IGF1R foi analisada injetando-se VHH de IGF1R-3 (1 nM), Insulina (100 nM) e IGF1 humano (100 nM) a taxas de fluxo de 20 μl/min e tempos de injeção de 1 minuto. As superfícies foram regeneradas pela lavagem com tampão de corrida. Embora a ligação a IGF1R possa ser observada (Figura 3E marcada por um asterisco *), nenhuma ligação à superfície de Receptor de Insulina foi observada, sugerindo que IGF1R-3 não pode se ligar ao receptor de insulina. Como controles, IGF1 e insulina, os ligantes naturais dos dois receptores foram fluídos ao longo das superfícies, e a ligação foi detectada conforme esperado: IGF-1 ligado a ambos os receptores, enquanto a ligação de insulina poderia ser observada apenas para o Receptor de Insulina.[112] VHH cross-reactivity of IGF1R-3 binding to the human Insulin Receptor has also been assessed using SPR. The experiment was defined, executed and analyzed as described above. Briefly, in addition to human IGF1R, approximately 4000 Resonance Units (RU) of recombinant human Insulin Receptor (R&D systems) were immobilized in a separate cell on a CM5 sensory chip. Binding to freshly immobilized human Insulin Receptor and IGF1R was analyzed by injecting VHH of IGF1R-3 (1 nM), Insulin (100 nM) and human IGF1 (100 nM) at flow rates of 20 µl/min and 1 minute injection. Surfaces were regenerated by washing with running buffer. Although binding to IGF1R can be observed (Figure 3E marked by an asterisk *), no binding to the Insulin Receptor surface was observed, suggesting that IGF1R-3 cannot bind to the insulin receptor. As controls, IGF1 and insulin, the natural ligands of the two receptors flowed along the surfaces, and binding was detected as expected: IGF-1 bound to both receptors, whereas insulin binding could only be observed to the IGF-1 receptor. Insulin.

Exemplo 7: internalização do IGF1 R-3 por células endoteliais cerebraisExample 7: Internalization of IGF1 R-3 by brain endothelial cells

[113] Para determinar se IGF1R-3 é internalizado nas células, células svARBEC foram incubadas com IGF1R-3 identificado com Cy5-5.[113] To determine whether IGF1R-3 is internalized into cells, svARBEC cells were incubated with IGF1R-3 labeled with Cy5-5.

[114] VHH de IGF1R-3 foi identificado com NHS-Cy5.5. A identificação foi feita através de uma ligação de amina estável entre as aminas primárias (no N-terminal e/ou nas cadeias laterais de lisina da proteína) e o éster NHS. Tipicamente, 10% em v/v de tampão de carbonato/bicarbonato a 1M (bicarbonato a 759 mM, carbonato a 258 mM) pH 9,3 foram adicionados a 4 mg de VHH preparados em PBS (KH2PO4 1,06 mM, NaCI a 154 mM, Na2HPO4 5,6 mM) pH 7,4 e ajustados a uma concentração final de 4 mg/ml. O NHS-Cy5.5, dissolvido em DMSO a 10 mg/ml, foi adicionado a uma razão molar de 2X entre corante e proteína. A mistura foi incubada à temperatura ambiente por 2 h com diversas inversões em um tubo para microcentrífuga de 1,5 ml. Após a incubação, o corante não ligado e subprodutos de reação foram filtrados com o uso de Colinas de Dessalinação Zeba Spin, 7K MWCO (Pierce) e medidos com o uso de um espectrofotômetro Beckman DU530 (Beckman Coulter). IGF1R-3 identificado com Cy5.5 ou FC5 como um controle positivo (1 mg/ml) foram incubados com células endoteliais cerebrais de rato imortalizadas SV40 (svARBEC) a 4 °C (Figura 4, painéis superiores), permitindo assim que apenas o mecanismo de transporte não específico passivo ocorra, ou a 37 °C (Figura 4, painéis inferiores) para permitir que o transporte ativo tal como a endocitose mediada por receptor ocorra. O comanchamento com aglutinina do germe de trigo e DAPI foi executado para visualizar a superfície celular e o núcleo, respectivamente. As células foram observadas sob microscópio fluorescente, e imagens foram capturadas.[114] IGF1R-3 VHH has been identified with NHS-Cy5.5. Identification was done via a stable amine linkage between the primary amines (at the N-terminus and/or the lysine side chains of the protein) and the NHS ester. Typically, 10% v/v of 1M carbonate/bicarbonate buffer (759 mM bicarbonate, 258 mM carbonate) pH 9.3 was added to 4 mg of VHH prepared in PBS (1.06 mM KH2PO4, 1% NaCl 154 mM, 5.6 mM Na2HPO4) pH 7.4 and adjusted to a final concentration of 4 mg/ml. NHS-Cy5.5, dissolved in DMSO at 10 mg/ml, was added at a 2X molar ratio of dye to protein. The mixture was incubated at room temperature for 2 h with several inversions in a 1.5 ml microcentrifuge tube. After incubation, unbound dye and reaction by-products were filtered using Zeba Spin Desalination Hills, 7K MWCO (Pierce) and measured using a Beckman DU530 spectrophotometer (Beckman Coulter). IGF1R-3 identified with Cy5.5 or FC5 as a positive control (1 mg/ml) were incubated with SV40 immortalized mouse cerebral endothelial cells (svARBEC) at 4°C (Figure 4, upper panels), thus allowing only the passive non-specific transport mechanism to occur, or at 37 °C (Figure 4, lower panels) to allow active transport such as receptor-mediated endocytosis to occur. Staining with wheat germ agglutinin and DAPI was performed to visualize the cell surface and nucleus, respectively. Cells were observed under a fluorescent microscope, and images were captured.

[115] Se incubado a 4 °C, o IGF1R-3 foi encontrado fora das células que se colocalizam com a membrana celular manchada com aglutinina do germe de trigo. Em contraste, quando incubado a 37°C, o IGF1R-3 se acumulou em vesículas dentro das células, provavelmente endossomas, sugerindo que o anticorpo se internalizou nas células através de um mecanismo de transporte ativo. Um comportamento similar foi observado para FC5 que mostrou, anteriormente, entrar nas células por endocitose dependente de energia por meio de vesículas revestidas com clatrina (Abulrob et al.2005).[115] If incubated at 4 °C, IGF1R-3 was found outside of cells that colocalize with the cell membrane stained with wheat germ agglutinin. In contrast, when incubated at 37°C, IGF1R-3 accumulated in vesicles within cells, probably endosomes, suggesting that the antibody was internalized into cells through an active transport mechanism. A similar behavior was observed for FC5 which was previously shown to enter cells by energy-dependent endocytosis via clathrin-coated vesicles (Abulrob et al.2005).

Exemplo 8: produção de um construto de IGF1R-3-MFCExample 8: Production of an IGF1R-3-MFC construct

[116] Um construto que compreende VHH de IGF1R-3 fundido a um fragmento de anticorpo murino cristalizável (Fc; mFc2b) foi preparado, expresso e isolado. A sequência do construto de IGF1R-3-mFc de C-terminal é mostrada na Figura 5A, com um esquema da molécula mostrada na Figura 5B. A proteína de fusão (~80 kDa) também compreendeu um peptídeo de sinalização de N-terminal (MEFGLSWVFLVAILKGVQC; SEQ ID NO:40) que não é mostrado na sequência da Figura 5A.[116] A construct comprising IGF1R-3 VHH fused to a crystallizable murine antibody fragment (Fc; mFc2b) was prepared, expressed, and isolated. The sequence of the C-terminal IGF1R-3-mFc construct is shown in Figure 5A, with a schematic of the molecule shown in Figure 5B. The fusion protein (∼80 kDa) also comprised an N-terminal signal peptide (MEFGLSWVFLVAILKGVQC; SEQ ID NO:40) which is not shown in the sequence of Figure 5A.

[117] O cDNA de IGF1R-3 foi clonado no vetor de expressão de mamífero pTT5 (Durocher, 2002) que contém o fragmento Fc2b de camundongo. Poliplexos do vetor resultante foram pré-formados misturando-se 25 ml de solução de DNA de plasmídeo contendo 187,5 μg de pTT5-IR5mFc2b, 56,25 μg de pTT-AKTdd (mutante ativado de Proteína Quinase B), 18,75 μg de pTTo-GFP (para monitorar a eficácia de transfecção) e 112,5 μg de DNA de testículos de salmão (Sigma-Aldrich); e 25 ml de solução PEI contendo 1,125 mg de PEIproTM (PolyPlus Transfection), ambas feitas em meio F17. A mistura foi incubada por 10 minutos antes da adição à cultura celular. Uma cultura de 450 ml de células CHO expressando estavelmente uma proteína EBNA1 truncada (CHO-3E7) e cultivada em meio F17 (Invitrogen) foi transfectada com 50 ml de poliplexos. Vinte e quatro horas após a transfecção, a cultura foi alimentada com 12,5 ml de solução de triptona N1 40% (em p/v) (Organotechnie) e 1,25 ml de solução de ácido valproico a 200 mM. A cultura foi coletada 8 dias após a transfecção e clarificada por centrifugação. O meio clarificado foi filtrado através de uma membrana de 0,22 μm antes de sua aplicação em uma coluna empacotada com 5 ml de resina MabSelect SuRe de proteína A (GE Healthcare). Após o carregamento, a coluna foi lavada com 5 volumes de solução salina tamponada com fosfato pH 7,1 (PBS), e o anticorpo foi eluído com tampão de citrato de sódio a 100 mM pH 3,0. As frações contendo o anticorpo eluído foram agrupadas, e uma troca de tampão foi realizada pelo carregamento em uma coluna de dessalinização Econo-Pac (BioRad) equilibrada em PBS. O anticorpo dessalinizado foi, então, esterilizado por filtração passando através de uma unidade de filtro Millex GP (Millipore) (0,22 μm) e aliquotado.[117] The IGF1R-3 cDNA was cloned into the mammalian expression vector pTT5 (Durocher, 2002) which contains the mouse Fc2b fragment. Polyplexes of the resulting vector were preformed by mixing 25 ml of plasmid DNA solution containing 187.5 µg pTT5-IR5mFc2b, 56.25 µg pTT-AKTdd (Activated Protein Kinase B mutant), 18.75 µg of pTTo-GFP (to monitor transfection efficiency) and 112.5 µg of DNA from salmon testes (Sigma-Aldrich); and 25 ml of PEI solution containing 1.125 mg of PEIproTM (PolyPlus Transfection), both made in F17 medium. The mixture was incubated for 10 minutes before addition to the cell culture. A 450 ml culture of CHO cells stably expressing a truncated EBNA1 protein (CHO-3E7) and grown in F17 medium (Invitrogen) was transfected with 50 ml polyplexes. Twenty-four hours after transfection, the culture was fed with 12.5 ml of 40% (w/v) tryptone N1 solution (Organotechnie) and 1.25 ml of 200 mM valproic acid solution. The culture was collected 8 days after transfection and clarified by centrifugation. The clarified medium was filtered through a 0.22 µm membrane before loading onto a column packed with 5 ml of MabSelect SuRe protein A resin (GE Healthcare). After loading, the column was washed with 5 volumes of phosphate buffered saline pH 7.1 (PBS), and the antibody was eluted with 100 mM sodium citrate buffer pH 3.0. Fractions containing the eluted antibody were pooled, and a buffer exchange was performed by loading onto an Econo-Pac Desalting Column (BioRad) equilibrated in PBS. The desalted antibody was then filter sterilized by passing it through a Millex GP (Millipore) filter unit (0.22 µm) and aliquoted.

Exemplo 9: transporte do IGF1R-3 e IGF1R-3MFC através do modelo de barreira hematoencefálica in vitroExample 9: transport of IGF1R-3 and IGF1R-3MFC across the in vitro blood-brain barrier model

[118] Para avaliar se o VHH de IGF1R-3 e o construto do Exemplo 8 transmigram a barreira hematoencefálica, um ensaio in vitro foi usado conforme descrito abaixo. Um fluxograma que resume o experimento é mostrado na Figura 6A.[118] To assess whether the IGF1R-3 VHH and the construct of Example 8 transmigrate the blood brain barrier, an in vitro assay was used as described below. A flowchart summarizing the experiment is shown in Figure 6A.

[119] Células Endoteliais Cerebrais de Rato Adulto imortalizadas com SV40 (Sv-ARBEC) foram usadas para gerar um modelo de barreira hematoencefálica in vitro (BHE) conforme descrito (Garberg et al., 2005; Haqqani et al., 2012). Sv-ARBEC (80.000 células/membrana) foram semeadas em 0,1 mg/ml de insertos de cultura de tecido revestidos com colágeno de cauda de rato tipo I (tamanho de poro- 1 μm; área de superfície 0,9 cm2, Falcon) em 1 ml de meio de crescimento. A câmara inferior da montagem de inserto continha 2 ml de meio de crescimento suplementado com meio condicionado com astrócitos de rato neonatais imortalizados em uma razão de 1:1 (v/v). Quantidades equimolares (5,6 μM) de controles positivo (FC5) ou negativo (A20.1, um VHH de ligação a toxina A de Clostridium difficile; e EG2, um VHH de ligação a EGFR) e IGF1R-3 foram testadas quanto a sua capacidade de atravessar esse modelo de BHE in vitro de rato. Após a exposição das quantidades equimolares dos sdAbs ao lado luminal da BHE, amostras foram coletadas após 15, 30 e 60 min do lado abluminal. O teor de sdAb de cada amostra foi, então, quantificado por espectrometria de massa (monitoramento de múltiplas reações com padrões internos identificados com isótipo; MRM - ILIS) conforme descrito por Haqqani et al. (2012) (consulte a descrição do método abaixo).[119] SV40-immortalized Adult Rat Brain Endothelial Cells (Sv-ARBEC) were used to generate an in vitro blood brain barrier (BBB) model as described (Garberg et al., 2005; Haqqani et al., 2012). Sv-ARBEC (80,000 cells/membrane) were seeded onto 0.1 mg/ml tissue culture inserts coated with type I rat tail collagen (pore size - 1 µm; surface area 0.9 cm2, Falcon ) in 1 ml of growth medium. The lower chamber of the insert assembly contained 2 ml of growth medium supplemented with medium conditioned with immortalized neonatal rat astrocytes in a 1:1 (v/v) ratio. Equimolar amounts (5.6 µM) of positive (FC5) or negative controls (A20.1, a Clostridium difficile toxin A-binding VHH; and EG2, an EGFR-binding VHH) and IGF1R-3 were tested for its ability to cross this in vitro rat BBB model. After exposure of equimolar amounts of sdAbs to the luminal side of the BBB, samples were collected after 15, 30 and 60 min from the abluminal side. The sdAb content of each sample was then quantified by mass spectrometry (multiple reaction monitoring with isotype identified internal standards; MRM - ILIS) as described by Haqqani et al. (2012) (see method description below).

[120] Determinação do coeficiente de permeabilidade aparente: Os valores quantificados podem ser diretamente plotados, ou os valores de Papp (coeficiente de permeabilidade aparente) podem ser determinados com a fórmula dada (Figura 6A) e plotados. O valor de Papp é comumente usado para determinar a capacidade de uma molécula de atravessar a BHE. [Qr/dt = quantidade cumulativa no compartimento receptor versus tempo; A = área da monocamada celular; CO = concentração inicial da solução de dosagem]. Os valores de Papp são uma medição da permeabilidade específica do composto através da monocamada endotelial cerebral.[120] Determination of the apparent permeability coefficient: The quantified values can be directly plotted, or the Papp values (apparent permeability coefficient) can be determined with the given formula (Figure 6A) and plotted. The Papp value is commonly used to determine the ability of a molecule to cross the BBB. [Qr/dt = cumulative amount in receiving compartment versus time; A = area of cell monolayer; CO = initial concentration of the dosing solution]. Papp values are a measure of the specific permeability of the compound across the cerebral endothelial monolayer.

[121] Os resultados são mostrados nas Figuras 6B-D. Os resultados dados são os valores médios de Papp obtidos a partir de diversos experimentos independentes. Ambos os controles negativos têm um valor muito baixo de Papp, indicando que o transporte não específico ou o transporte paracelular desses VHHs através do modelo de BHE é mínimo. O VHH de IGF1R-3 tem um valor alto de Papp, indicando uma alta taxa de transporte através do modelo de BHE in vitro. O Papp para VHH de IGF1R-3 é aproximadamente 3 vezes maior do que este de um controle positivo - VHH FC5 permeável a BHE (WO 02/057445). Os resultados fornecem forte indicação de que o IGF1R-3 passa por um transporte transcelular facilitado através de células endoteliais cerebrais in vitro e poderia ter propriedades similares in vivo. As variantes de VHH de IGF1R-3 humanizadas H1, H2, H3 e H4 tinham valores de Papp 20 a 30% reduzidos em comparação ao VHH de IGF1R3, enquanto que a variante H5 mostrou valores de Papp similares ao VHH IGF1-3 (Figura 6C).[121] The results are shown in Figures 6B-D. The results given are the mean Papp values obtained from several independent experiments. Both negative controls have a very low Papp value, indicating that non-specific transport or paracellular transport of these VHHs through the BBB model is minimal. IGF1R-3 VHH has a high Papp value, indicating a high rate of transport through the in vitro BBB model. The Papp for IGF1R-3 VHH is approximately 3 times greater than that of a positive control - BBB-permeable VHH FC5 (WO 02/057445). The results provide a strong indication that IGF1R-3 undergoes facilitated transcellular transport across brain endothelial cells in vitro and could have similar properties in vivo. Humanized IGF1R-3 VHH variants H1, H2, H3 and H4 had 20 to 30% reduced Papp values compared to IGF1R3 VHH, whereas the H5 variant showed similar Papp values to IGF1-3 VHH (Figure 6C ).

[122] O valor de Papp para IGF1R-3mFc (Figura 6D) foi significativamente reduzido em comparação ao VHH de IGF1R, entretanto, ainda 2,5 vezes maior do que o valor de Papp do anticorpo de controle positivo, FC5 (Figura 6D). Os dados sugerem que a orientação de ligação de IGF1R-3 a Fc ou formato bivalente reduz sua capacidade de atravessar a BHE em comparação ao IGF1R-3 monomérico. É digno de nota que os construtos que compreendem IGF1R-5 ou uma versão humanizada ligada a uma molécula de carga (MW ~110 kDa ou 180 kDa) também mostraram ser transportados através da BHE (dados não mostrados).[122] The Papp value for IGF1R-3mFc (Figure 6D) was significantly reduced compared to the IGF1R VHH, however, still 2.5 times greater than the Papp value of the positive control antibody, FC5 (Figure 6D) . The data suggest that the Fc-binding orientation of IGF1R-3 or bivalent format reduces its ability to cross the BBB compared to monomeric IGF1R-3. Of note, constructs comprising IGF1R-5 or a humanized version linked to a cargo molecule (MW ~110 kDa or 180 kDa) have also been shown to be transported across the BBB (data not shown).

[123] Quantificação absoluta de VHH com o uso do método de MRM-ILIS. Os métodos são todos conforme descrito em Haqqani et al. (2012). Resumidamente, para desenvolver o SRM (monitoramento de reação selecionada também conhecido como ensaio de monitoramento de múltiplas reações (MRM)) para VHH, cada VHH foi primeiramente analisado por nanoLC-MS/MS com o uso da aquisição dependente de dados para identificar todos os peptídeos ionizáveis. Para cada peptídeo, os 3 a 5 íons de fragmento mais intensos foram escolhidos. Um ensaio de SRM inicial foi desenvolvido para monitorar esses fragmentos a quantidades em attomol do digest (cerca de 100 a 300 amoles). Os fragmentos que mostraram razões de intensidade reproduzíveis em quantidades baixas (isto é, tinham Pearson r2 > 0,95 em comparação a quantidades maiores) foram considerados estáveis e foram escolhidos para o ensaio de SRM final. Para otimizar adicionalmente o ensaio, os tempos de eluição para cada peptídeo foram também incluídos, tomando cuidado para não escolher peptídeos que têm tempos de eluição e m/z (razão entre massa e carga) estreitos.[123] Absolute quantification of VHH using the MRM-ILIS method. Methods are all as described in Haqqani et al. (2012). Briefly, to develop SRM (selected reaction monitoring also known as multiple reaction monitoring (MRM) assay) for VHH, each VHH was first analyzed by nanoLC-MS/MS using data dependent acquisition to identify all ionizable peptides. For each peptide, the 3 to 5 most intense fragment ions were chosen. An initial SRM assay was developed to monitor these fragments at attomol amounts of the digest (about 100 to 300 amol). Fragments that showed reproducible intensity ratios at low amounts (ie, had Pearson r2 > 0.95 compared to higher amounts) were considered stable and were chosen for the final SRM assay. To further optimize the assay, elution times for each peptide were also included, taking care not to choose peptides that have narrow elution times and m/z (mass to charge ratio).

[124] Uma análise por SRM multiplexada típica do VHH em meios celulares ou fluidos corporais (soro ou fluido cérebro-espinhal (CSF)) envolveu elevar uma quantidade conhecida de ILIS (0,1 a 10 nM) seguida pela injeção de 100 a 400 ng de CSF ou proteínas de meio cultivado (0,3 a 1 μl) ou cerca de 50 a 100 ng de proteínas séricas (1 a 3 nanolitros) no sistema nanoLC-MS. A m/z precursora de cada íon de peptídeo alvo foi selecionada no coletor de íons (e os íons não relacionados restantes foram descartados) no tempo de eluição especificado para o alvo, seguido pela fragmentação de dissociação induzida por colisão (CID) e seleção apenas dos íons de fragmento desejados no coletor de íons para monitoramento pelo detector. Para a análise de quantificação, os arquivos brutos gerados pelo LTQ (ThermoFisher) foram convertidos no formato de dados de espectrometria de massa padrão mzXML, e as intensidades foram extraídas com o uso de um software interno chamado Q-MRM (MRM Quantitativo; consulte Haqqani et al. 2012), que é uma versão modificada do software MatchRx. Para cada VHH, cromatogramas de íon extraído foram gerados para cada um de seus íons de fragmento que consistiam em intensidades combinadas dentro de 0,25 Da da m/z de fragmento ao longo do tempo de eluição inteiro. Para obter um valor de intensidade final para cada fragmento, todas as intensidades dentro de 0,5 min dos tempos de retenção esperados foram somadas. Um VHH foi definido como detectável em uma amostra se os fragmentos de pelo menos um de seus peptídeos mostrassem as razões de intensidade esperadas, isto é, os valores de intensidade finais mostraram uma forte correlação de Pearson r>0,95 e p<0,05 em comparação aos valores de intensidade finais de seu VHH puro correspondente.[124] A typical multiplexed SRM analysis of HCV in cellular media or body fluids (serum or cerebrospinal fluid (CSF)) involved raising a known amount of ILIS (0.1 to 10 nM) followed by injection of 100 to 400 ng of CSF or cultured media proteins (0.3 to 1 µl) or about 50 to 100 ng of serum proteins (1 to 3 nanoliters) on the nanoLC-MS system. The precursor m/z of each target peptide ion was selected in the ion collector (and the remaining unrelated ions discarded) at the specified elution time for the target, followed by collision-induced dissociation fragmentation (CID) and selection only of the desired fragment ions into the ion collector for monitoring by the detector. For the quantitation analysis, the raw files generated by the LTQ (ThermoFisher) were converted into the standard mzXML mass spectrometry data format, and the intensities were extracted using an in-house software called Q-MRM (Quantitative MRM; see Haqqani et al. 2012), which is a modified version of the MatchRx software. For each VHH, extracted ion chromatograms were generated for each of its fragment ions that consisted of combined intensities within 0.25 Da of the fragment m/z over the entire elution time. To obtain a final intensity value for each fragment, all intensities within 0.5 min of the expected retention times were summed. A VHH was defined as detectable in a sample if fragments of at least one of its peptides showed the expected intensity ratios, i.e. the final intensity values showed a strong Pearson correlation r>0.95 and p<0.05 against the final intensity values of its corresponding pure VHH.

[125] As amostras que contêm misturas de VHH (meio, soro, CSF) foram reduzidas, alquiladas e digeridas por tripsina conforme anteriormente descrito (Haqqani et al., 2012; Gergov et al., 2003). Os digestos (peptídeos trípticos) foram acidificados com ácido acético (5% de concentração final) e analisados em um nanoAcquity UPLC de fase inversa (Waters, ilford, MA) acoplado ao espectrômetro de massa LTQ XL ETD ou LTQ Orbitrap ETD (ThermoFisher, Waltham, MA). A alíquota desejada da amostra foi injetada e carregada em um coletor de 300 μm I.D. x 0,5 mm 3 μm PepMaps C18 (ThermoFisher), então, eluída em uma coluna de 100 I.D. x 10 cm 1,7 μm BEH130C18 nanoLC (Waters) com o uso de um gradiente de 0% a 20% de acetonitrila (em fórmico 0,1%) em 1 minuto, 20% a 46% em 16 min e 46% a 95% em 1 min a uma taxa de fluxo de 400 nl/min. Os peptídeos eluídos foram ionizados no espectrômetro de massa por ionização por eletroaspersão (ESI) para análise por MS/MS e SRM com o suo de CID para a fragmentação dos íons de peptídeo. A CID foi realizada com hélio como o gás de colisão a uma energia de colisão normalizada de 35% e 30 ms de tempo de ativação. Os tempos de injeção de íon no coletor de íons linear foram ajustados pelo instrumento com o uso de um valor alvo de controle de ganho automático (AGC) de 6 x 103 e um tempo de acumulação máximo de 200 ms[125] Samples containing VHH mixtures (media, serum, CSF) were reduced, alkylated, and trypsin digested as previously described (Haqqani et al., 2012; Gergov et al., 2003). Digests (tryptic peptides) were acidified with acetic acid (5% final concentration) and analyzed on a reverse-phase nanoAcquity UPLC (Waters, Ilford, MA) coupled to an LTQ XL ETD or LTQ Orbitrap ETD mass spectrometer (ThermoFisher, Waltham , MA). The desired aliquot of the sample was injected and loaded into a 300 µm I.D. x 0.5 mm 3 μm PepMaps C18 (ThermoFisher) then eluted on a 100 I.D. x 10 cm 1.7 μm BEH130C18 nanoLC (Waters) using a gradient from 0% to 20% acetonitrile (in 0.1% formic) in 1 minute, 20% to 46% in 16 min and 46% at 95% in 1 min at a flow rate of 400 nl/min. The eluted peptides were ionized in the electrospray ionization mass spectrometer (ESI) for analysis by MS/MS and SRM with CID juice for fragmentation of the peptide ions. CID was performed with helium as the collision gas at a normalized collision energy of 35% and 30 ms activation time. The ion injection times in the linear ion collector were adjusted by the instrument using an automatic gain control (AGC) target value of 6 x 103 and a maximum accumulation time of 200 ms

[126] Os peptídeos específicos para VHH usados para a detecção e a quantificação de cada VHH em um ensaio multiplexado são mostrados na Tabela 2.Tabela 2. Os peptídeos usados na detecção nanoLC-SRM de FC5, FC5-ILIS, EG2, A20.1, IGF-1 R-5 e albumina. (a) Em vários estudos descritos, os ensaios foram multiplexados em diferentes combinações para o monitoramento simultâneo na mesma amostra; (b) Peptídeo identificado como pesado; (c) Limites de detecção e quantificação do ensaio de SRM para cada peptídeo na faixa de 1,5 a 2,5 ng/ml. 1 ng/ml corresponde a cerca de 60 a 70 pM de VHH. A20-1 conforme descrito em Hussack et al, 2011b; EG2 conforme descrito em Iqbal et al, 2010. [126] The VHH-specific peptides used for detection and quantification of each VHH in a multiplexed assay are shown in Table 2.Table 2. Peptides used in nanoLC-SRM detection of FC5, FC5-ILIS, EG2, A20. 1, IGF-1 R-5 and albumin. (a) In several studies described, the assays were multiplexed in different combinations for simultaneous monitoring in the same sample; (b) Peptide identified as heavy; (c) Limits of detection and quantification of the SRM assay for each peptide in the range of 1.5 to 2.5 ng/ml. 1 ng/ml corresponds to about 60 to 70 pM VHH. A20-1 as described in Hussack et al, 2011b; EG2 as described in Iqbal et al, 2010.

Exemplo 10: níveis de IGF1R-3-MFC em CSF e plasmaExample 10: IGF1R-3-MFC levels in CSF and plasma

[127] Um ensaio in vivo foi executado para determinar se IGF1R-3-mFc (Exemplo 8) tem a capacidade de atravessar para o cérebro e especificamente para o fluido cérebro-espinhal (CSF), assim como quantificar sua presença no CSF e soro.[127] An in vivo assay was performed to determine whether IGF1R-3-mFc (Example 8) has the ability to cross into the brain and specifically into the cerebrospinal fluid (CSF), as well as to quantify its presence in CSF and serum. .

[128] Os animais foram alojados sozinhos em gaiolas de polipropileno e tiveram acesso livre a alimento e água. Os experimentos foram feitos em um ciclo de luz/escuro de 12 h a uma temperatura de 24 °C e uma umidade relativa de 50 ± 5%. Todos os procedimentos de animais foram aprovados pelo Comitê de Cuidados de Animais e estavam de acordo com o Conselho canadense de diretrizes para Cuidados de Animais.[128] The animals were housed alone in polypropylene cages and had free access to food and water. The experiments were carried out on a 12 h light/dark cycle at a temperature of 24 °C and a relative humidity of 50 ± 5%. All animal procedures were approved by the Animal Care Committee and were in accordance with the Canadian Board of Animal Care guidelines.

[129] Ratos machos Wistar com 8 a 10 semanas de idade (faixa de peso, 230 a 250 g) foram usados. Para amostrar o CSF, os pelos na região da cabeça e pescoço dos animais foram raspados, e os mesmos foram, então, colocados em uma câmara de Plexiglas e moderadamente anestesiados com isoflurano 3%; o CSF foi coletado essencialmente conforme descrito por Nirogi et al (2009). O rato anestesiado foi colocado em um instrumento de armação de metal (generosamente fornecido pelo Dr.Vinicio Granados-Soto; CINVESTAV, México) e imobilizado com o uso de barras auriculares. A posição da cabeça do animal foi mantida para baixo a aproximadamente 45°. Uma superfície pressionável com a aparência de um losango entre a protuberância occipital e a coluna do atlas foi tornada visível esfregando-se o algodão embebido em etanol (75%) sobre essa superfície. Uma agulha 27G coberta com tubulação PE-10 (Becton Dickinson, Mississauga, ON, Canadá) de 10 cm de comprimento e conectada a uma seringa de insulina de 100 cm3 foi inserida horizontal e centralmente na cisterna magna para a coleta de CSF sem fazer incisões. Dois pontos de resistência (cliques) ao longo do trajeto de agulha podem ser facilmente sentidos, devido ao rasgamento da pele e rompimento da membrana atlanto-occipital. Quando a agulha passou do segundo ponto de resistência, o CSF foi coletado (40 a 100 μl) através da agulha aplicando-se uma sucção suave da seringa de insulina. Após a amostragem de CSF, o sangue correspondente foi coletado por punção cardíaca após a toracotomia e colocado em tubos vacutainer (Becton Dickinson, Mississauga, ON, Canadá) com ativador de coágulo e gel e, então, centrifugado a 3.000xg por 15 min. O soro foi removido com o uso de uma micropipeta rapidamente congelado a - 80 °C até as análises adicionais.[129] 8 to 10 week old male Wistar rats (weight range, 230 to 250 g) were used. To sample the CSF, the hairs on the head and neck region of the animals were shaved, and the animals were then placed in a Plexiglas chamber and moderately anesthetized with 3% isoflurane; CSF was collected essentially as described by Nirogi et al (2009). The anesthetized rat was placed in a metal-framed instrument (kindly provided by Dr. Vinicio Granados-Soto; CINVESTAV, Mexico) and immobilized using ear bars. The animal's head position was maintained downward at approximately 45°. A pressing surface with the appearance of a diamond between the occipital protuberance and the column of the atlas was made visible by rubbing cotton soaked in ethanol (75%) over this surface. A 27G needle covered with PE-10 tubing (Becton Dickinson, Mississauga, ON, Canada) 10 cm long and connected to a 100 cm3 insulin syringe was inserted horizontally and centrally into the cisterna magna for CSF collection without making any incisions. . Two points of resistance (clicks) along the needle path can be easily felt, due to skin tearing and rupture of the atlanto-occipital membrane. When the needle passed the second point of resistance, CSF was collected (40 to 100 µl) through the needle by applying gentle suction from the insulin syringe. After CSF sampling, the corresponding blood was collected by cardiac puncture after thoracotomy and placed in vacutainer tubes (Becton Dickinson, Mississauga, ON, Canada) with clot activator and gel, and then centrifuged at 3,000xg for 15 min. Serum was removed using a micropipette and quickly frozen at -80 °C until further analysis.

[130] O soro e o CSF foram coletados 24 h após a injeção intravenosa de 6 mg/kg de IGF1R-3mFc ou A20.1 mFc. As amostras de soro e CSF foram analisadas por espectrometria de massa e quantificação com base em nanoLC-SRM conforme descrito no Exemplo 7.[130] Serum and CSF were collected 24 h after intravenous injection of 6 mg/kg of IGF1R-3mFc or A20.1 mFc. Serum and CSF samples were analyzed by mass spectrometry and nanoLC-SRM based quantification as described in Example 7.

[131] A coleta de CSF é um procedimento delicado durante o qual o CSF pode ser facilmente contaminado com sangue. Já que se espera que as quantidades de VHH sejam muito menores no CSF (<0,1%) do que no sangue, até mesmo uma contaminação leve com sangue poderia comprometer seriamente o valor de uma amostra individual de CSF. Foi, portanto, necessário desenvolver critérios de exclusão rigorosos para as amostras de CSF contaminadas com sangue. Para avaliar a razão de albumina no sangue-CSF, um método de nanoLC-SRM foi desenvolvido para quantificar os níveis de albumina no plasma e CSF. Um peptídeo de albumina APQVSTPTLVEAAR (SEQ ID NO:38) foi selecionado com base em seu tempo de retenção exclusivo e valor de m/z (Mol Pharm) a fim de ter uma interferência mínima com os outros picos de peptídeo no ensaio multiplex. A intensidade do peptídeo foi quantificada em amostras de CSF e plasma com o suo de SRM conforme descrito acima. A razão de albumina foi calculada conforme segue para cada rato:Razão de Albumina = Intensidade por nl de plasma analisado / Intensidade por nl de CSF analisado Uma razão de 1.500 e menor foi considerada como contaminada com sangue.[131] CSF collection is a delicate procedure during which the CSF can easily become contaminated with blood. Since amounts of VHH are expected to be much lower in CSF (<0.1%) than in blood, even slight contamination with blood could seriously compromise the value of an individual CSF sample. It was therefore necessary to develop strict exclusion criteria for blood-contaminated CSF samples. To assess the blood albumin-CSF ratio, a nanoLC-SRM method was developed to quantify plasma albumin and CSF levels. An albumin peptide APQVSTPTLVEAAR (SEQ ID NO:38) was selected on the basis of its unique retention time and m/z value (Mol Pharm) in order to have minimal interference with the other peptide peaks in the multiplex assay. Peptide intensity was quantified in CSF and plasma samples with SRM swine as described above. The albumin ratio was calculated as follows for each mouse: Albumin Ratio = Intensity per nl of analyzed plasma / Intensity per nl of analyzed CSF A ratio of 1500 and less was considered as contaminated with blood.

[132] Os resultados são mostrados na Figura 7. A Figura mostra que os níveis de CSF de IGF1R-3Fc são 0,5% dos níveis de soro em comparação a 0,04% do anticorpo de controle A20.1 Fc. O A20.1 Fc de controle negativo (75 kD) mostra uma razão entre soro/CSF em 24 h similar àquelas descritas na literatura para moléculas de tamanho similar. A razão típica entre soro/CSF (lombar) para albumina (60 kD) em estado de equilíbrio é 0,1% enquanto que a razão entre soro/CSF para IgG é 0,07 (Shen et al., 2004; Lin, 2008). A razão entre soro/CSF de IGF1R3-Fc em 24 h é 11 vezes maior do que para A20.1 mFc.[132] The results are shown in Figure 7. The Figure shows that the CSF levels of IGF1R-3Fc are 0.5% of serum levels compared to 0.04% of the A20.1 Fc control antibody. The negative control A20.1 Fc (75 kD) shows a serum/CSF ratio at 24 h similar to those described in the literature for molecules of similar size. The typical ratio of serum/CSF (lumbar) to albumin (60 kD) at steady state is 0.1% while the ratio of serum/CSF to IgG is 0.07 (Shen et al., 2004; Lin, 2008 ). The serum/CSF ratio of IGF1R3-Fc at 24 h is 11-fold greater than that for A20.1 mFc.

[133] Os construtos adicionais de ~110 kDa também mostraram ser transportados através da BHE por IGF1R-3 ou uma versão humanizada (dados não mostrados).[133] Additional ~110 kDa constructs have also been shown to be transported across the BBB by IGF1R-3 or a humanized version (data not shown).

Exemplo 11: conjugação de LGF1R-3 à galaninaExample 11: conjugation of LGF1R-3 to galanin

[134] Para determinar se VHH de IGF1R-3 pode cruzar a barreira hematoencefálica (BHE) in vivo e “transportar” através da BHE uma molécula que não pode atravessar a BHE sozinha, o neuropeptídeo Galanina foi quimicamente conjugado ao VHH de IGF1R-3 e administrado sistemicamente. A Galanina é um peptídeo neuroativo que produz analgesia através da ligação de GalR1 e GalR2 expressos no tecido cerebral. Quando dada perifericamente, a Galanina não tem nenhum efeito analgésico porque a mesma não pode atravessar a BHE sozinha (Robertson et al., 2011).[134] To determine whether IGF1R-3 VHH can cross the blood-brain barrier (BBB) in vivo and “shuttle” across the BBB a molecule that cannot cross the BBB alone, the neuropeptide Galanin was chemically conjugated to IGF1R-3 VHH and systemically managed. Galanin is a neuroactive peptide that produces analgesia through the binding of GalR1 and GalR2 expressed in brain tissue. When given peripherally, Galanin has no analgesic effect because it cannot cross the BBB on its own (Robertson et al., 2011).

[135] O VHH de IGF1R-3 foi conjugado a um fragmento de Galanina (Gal) de rato com C-terminal modificado por cisteamida (Biomatic) (GWTLNSAGYLLGPHAIDNHRSFSDKHGLT-cisteamida, SEQ ID NO:39). O esquema para a conjugação é mostrado na Figura 8A.[135] IGF1R-3 VHH was conjugated to a cysteamide-modified C-terminal rat Galanin (Gal) fragment (Biomatic) (GWTLNSAGYLLGPHAIDNHRSFSDKHGLT-cysteamide, SEQ ID NO:39). The scheme for conjugation is shown in Figure 8A.

[136] Resumidamente, 5 mg de VHH de IGF1R-3 (Exemplo 4) em PBS 0,5X, EDTA a 2,5 mM a [2 mg/ml] foram misturados com 436,4 μl de 2,5 mg/ml de sulfossuccinimidil-4-(N-maleimidometil)ciclo-hexano-1-carboxilato (Sulfo-SMCC) (razão molar de excesso 7,5x). A mistura foi, então, enxaguada com gás nitrogênio e incubada por 30 minutos à temperatura ambiente (TA) para permitir que o braço de éster NHS do Sulfo-SMCC reaja com aminas no VHH. Subsequentemente, o Sulfo- SMCC não reagido foi removido do VHH de IGF1R-5 ativado por maleimida com o uso de uma coluna de 10 ml 7K Zeba (Pierce). Antes do carregamento de amostra, a coluna foi lavada 3 vezes com 5 ml de PBS e girada a 1.000xg por 2 min. Após o carregamento de amostra, a coluna foi completada com 200 μl de PBS e foi girada por 2 min a 1.000xg. Quanto aos construtos de IGF1R-Fc, 5 mg foram reagidos com ~68 μl de Sulfo-SMCC (razão molar de excesso 6,5x) do mesmo modo que descrito acima.[136] Briefly, 5 mg of IGF1R-3 VHH (Example 4) in 0.5X PBS, 2.5 mM EDTA at [2 mg/ml] was mixed with 436.4 µl of 2.5 mg/ml of sulfosuccinimidyl-4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylate (Sulfo-SMCC) (7.5x molar excess ratio). The mixture was then rinsed with nitrogen gas and incubated for 30 minutes at room temperature (RT) to allow the Sulfo-SMCC NHS ester arm to react with amines in the VHH. Subsequently, unreacted Sulfo-SMCC was removed from maleimide-activated IGF1R-5 VHH using a 10 ml 7K Zeba column (Pierce). Prior to sample loading, the column was washed 3 times with 5 ml of PBS and spun at 1000xg for 2 min. After sample loading, the column was filled with 200 µl of PBS and spun for 2 min at 1000xg. As for the IGF1R-Fc constructs, 5 mg were reacted with ~68 µl of Sulfo-SMCC (6.5x molar excess ratio) in the same manner as described above.

[137] Separada e concomitantemente, a galanina C-TERM modificada por cisteamida (Gal-cya) foi preparada dissolvendo-se 10 mg de pó liofilizado em 10 ml de água livre de endotoxina para produzir um estoque de 1 mg/ml (a galanina-cya em pó tem uma pequena quantidade de DTT para impedir a formação de ponte de dissulfeto durante a purificação). Finalmente, 100 μl de EDTA a 0,5 M foram adicionados (concentração final de 5 mM).[137] Separately and concurrently, cysteamide-modified galanin C-TERM (Gal-cya) was prepared by dissolving 10 mg of lyophilized powder in 10 ml of endotoxin-free water to produce a 1 mg/ml stock (the galanin -cya powder has a small amount of DTT to prevent disulfide bridge formation during purification). Finally, 100 µl of 0.5 M EDTA was added (5 mM final concentration).

[138] O VHH de IGF1R-3 ativado por maleimida purificada (2,6 ml) foi diluído a 5 ml com PBS 0,5X, EDTA a 2,5 mM e, então, 5 ml de Gal-cya foram adicionados durante a centrifugação. As amostras foram enxaguadas com nitrogênio, vedadas e incubadas de um dia para o outro a 4 °C. No dia seguinte, a Gal-cya não reagida foi removida com o uso da coluna Amicon-15 10K e 30K (Millipore), respectivamente. A amostras foram adicionadas à coluna e giradas a 4.000xg por 7 minutos até o volume ter sido reduzido a 5 ml. 5 ml de PBS 0,5X, EDTA a 2,5 mM foram adicionados à amostra de 5 ml restante no inserto da coluna e foram girados novamente até a amostra ter sido reduzida a 4 ml. As amostras conjugadas foram, então, adicionadas a uma coluna de 10 ml 7K Zeba (Pierce), preparadas conforme descrito acima e, então, giradas por 2 min a 1.000xg.[138] Purified maleimide-activated IGF1R-3 VHH (2.6 ml) was diluted to 5 ml with 0.5X PBS, 2.5 mM EDTA, and then 5 ml of Gal-cya was added during the centrifugation. Samples were rinsed with nitrogen, sealed and incubated overnight at 4°C. The next day, unreacted Gal-cya was removed using the Amicon-15 10K and 30K column (Millipore), respectively. Samples were added to the column and spun at 4000xg for 7 minutes until the volume was reduced to 5 ml. 5 ml of 0.5X PBS, 2.5 mM EDTA was added to the 5 ml sample remaining in the column insert and spun again until the sample was reduced to 4 ml. The conjugated samples were then added to a 10 ml 7K Zeba column (Pierce), prepared as described above, and then spun for 2 min at 1000xg.

[139] As amostras de IGF1R-3-Gal conjugadas foram, então, executadas em um gel não redutor SDS-PAGE de 16% ou 10% e manchado com prata para confirmar o desvio no tamanho de peso molecular após a conjugação. A reação foi titulada para alcançar ~1 a 2 moléculas de galanina por VHH. Os resultados confirmam a carga de galanina no VHH de IGF1R-3 (consulte a Figura 8B).[139] The conjugated IGF1R-3-Gal samples were then run on a non-reducing 16% or 10% SDS-PAGE gel and silver stained to confirm the shift in molecular weight size after conjugation. The reaction was titrated to achieve ~1 to 2 galanin molecules per VHH. The results confirm the galanin load in the VHH of IGF1R-3 (see Figure 8B).

[140] Remoção de endotoxina e determinação dos níveis de endotoxina: As endotoxinas foram removidas com o uso de colunas de centrifugação de membrana de celulose de corte de peso molecular Amicon Ultra (Millipore). Primeiro, 15 ml da preparação de VHH foram passados através de uma coluna Amicon-15-50K MWCO por centrifugação a 4.000xg por 10 minutos; a eluição foi coletada. Essa eluição foi, então, adicionada a uma coluna Amicon-15-10K MWCO e girada a 4.000xg por 7 a 10 minutos resultando em uma redução do volume de sobrenadante de 15 ml a 7,5 ml. O volume de sobrenadante na coluna foi ajustado de volta para 15 ml adicionando-se PBS. A coluna foi girada novamente conforme descrito acima. O sobrenadante foi coletado, e os níveis de endotoxina foram medidos com sistema EndoSafe-PTS com o uso de cartuchos com uma faixa da sensibilidade de 10 a 0,1 EU/ml (Charles River Laboratories International). 25 μl de amostra foram carregados em cada uma das 4 cavidades no cartucho e diluídas se necessário. Apenas as amostras com EU<1 por 1 mg foram usadas para estudos em animais.[140] Endotoxin Removal and Determination of Endotoxin Levels: Endotoxins were removed using Amicon Ultra molecular weight cut-off cellulose membrane spin columns (Millipore). First, 15 ml of the VHH preparation was passed through an Amicon-15-50K MWCO column by centrifugation at 4000xg for 10 minutes; the elution was collected. This elution was then added to an Amicon-15-10K MWCO column and spun at 4000xg for 7 to 10 minutes resulting in a reduction in supernatant volume from 15 ml to 7.5 ml. The volume of supernatant on the column was adjusted back to 15 ml by adding PBS. The column was spun again as described above. The supernatant was collected, and endotoxin levels were measured with the EndoSafe-PTS system using cartridges with a sensitivity range of 10 to 0.1 EU/ml (Charles River Laboratories International). 25 µl of sample was loaded into each of the 4 wells in the cartridge and diluted if necessary. Only samples with EU<1 per 1 mg were used for animal studies.

Exemplo 12: transporte do IGF1R-3-GAL com o uso do modelo de HargreavesExample 12: transport of IGF1R-3-GAL using the Hargreaves model

[141] Para avaliar se o IGF1R-3-Gal (Exemplo 11) transmigra a barreira hematoencefálica, um ensaio in vivo foi utilizado, anteriormente descrito na Publicação de Patente Internacional n° WO 2011/127580.[141] To assess whether IGF1R-3-Gal (Example 11) transmigrates the blood-brain barrier, an in vivo assay was used, previously described in International Patent Publication No. WO 2011/127580.

[142] Um modelo de rato de hiperalgesia inflamatória, similar a este descrito por Hargreaves et al. (1988), foi usado. Os animais foram alojados em grupos de três (modelo de Hargreaves) por gaiola de polipropileno e tiverem acesso livre a alimento e água. Os experimentos foram feitos em um ciclo de luz/escuro de 12 h a uma temperatura de 24 °C e uma umidade relativa de 50 ± 5%. Todos os procedimentos de animais foram aprovados pelo Comitê de Cuidados de Animais e estavam de acordo com o Conselho Canadense de Diretrizes para Cuidados de Animais.[142] A mouse model of inflammatory hyperalgesia, similar to that described by Hargreaves et al. (1988), was used. The animals were housed in groups of three (Hargreaves model) per polypropylene cage and had free access to food and water. The experiments were carried out on a 12 h light/dark cycle at a temperature of 24 °C and a relative humidity of 50 ± 5%. All animal procedures were approved by the Animal Care Committee and were in accordance with the Canadian Council on Animal Care Guidelines.

[143] Nesse modelo, ratos machos Wistar com 6 a 8 semanas (faixa de peso 230 a 250 g) de idade receberam injeção com volume baixo (100 μl com uma agulha de calibre 30) de adjuvante completo de Freund (CFA; M. tuberculosis exterminada por calor (Sigma) suspensa em uma emulsão de óleo e solução salina a 1:1) na pata posterior direita sob breve anestesia de isoflurano (3%). O CFA induz a liberação de substâncias pró-inflamatórias que ativam nociceptores e criam um estado de dor crônica e hiperalgesia (uma elevada sensibilidade a calor nocivo). A latência de retirada da pata foi medida pela aplicação de um estímulo radiante na superfície plantar em ambas as patas posteriores (pata de controle não inflamada e inflamada) com o uso do equipamento Medidor de Analgesia plantar para estimulação de pata (IITC Modelo n° 336TG Life Science, Inc.). O tempo levado pelo animal para responder lambendo ou tocando sua pata foi interpretado como a resposta positiva (latência de retirada da pata). A lâmpada de intensidade de luz foi ajustada para obter latências de retirada da pata de linha de base entre 17 a 20 s em ambas as patas posteriores antes da administração de CFA. Se uma resposta de retirada não ocorrer dentro de 20 s, o feixe de luz foi automaticamente desativado para evitar danos ao tecido, e a pata foi atribuída à pontuação máxima.[143] In this model, male Wistar rats aged 6 to 8 weeks (weight range 230 to 250 g) were injected with a low volume (100 µl with a 30-gauge needle) complete Freund's adjuvant (CFA; M. tuberculosis heat-killed (Sigma) suspended in a 1:1 emulsion of oil and saline) in the right hind paw under brief isoflurane anesthesia (3%). CFA induces the release of pro-inflammatory substances that activate nociceptors and create a state of chronic pain and hyperalgesia (a heightened sensitivity to noxious heat). Paw withdrawal latency was measured by applying a radiant stimulus to the plantar surface of both hind paws (non-inflamed and inflamed control paw) using the Plantar Analgesia Meter for paw stimulation equipment (IITC Model No. 336TG LifeScience, Inc.). The time taken by the animal to respond by licking or touching its paw was interpreted as the positive response (paw withdrawal latency). The light intensity lamp was adjusted to obtain baseline paw withdrawal latencies between 17 to 20 s on both hindpaws prior to CFA administration. If a withdrawal response did not occur within 20 s, the light beam was automatically turned off to prevent tissue damage, and the paw was assigned the maximum score.

[144] Dois dias após a injeção de CFA e antes da administração dos compostos, os animais foram manipulados a aclimatizados no equipamento medidor de analgesia por pelo menos 60 min com o objetivo de reduzir o estresse e impedir respostas falsas positivas. A linha de base foi medida em ambas as patas para verificar a dor desenvolvida (hiperalgesia térmica); a pata não inflamada foi usada como um controle contra a pata que recebeu injeção. Os animais com latência de retirada da pata maior do que 6 s para a “pata inflamada” e menor do que 17s para a “pata normal” foram excluídos do experimento.[144] Two days after CFA injection and before compound administration, the animals were manipulated and acclimatized in the analgesia measuring equipment for at least 60 min in order to reduce stress and prevent false positive responses. Baseline was measured in both paws to check for developed pain (thermal hyperalgesia); the non-inflamed paw was used as a control against the injected paw. Animals with paw withdrawal latency greater than 6 s for the “inflamed paw” and less than 17 s for the “normal paw” were excluded from the experiment.

[145] Para determinar se IGF1R-3-Gal é entregue através da barreira hematoencefálica e pode engatar receptores alvo (GalR1 e 2) no parênquima do cérebro, os ratos receberam uma injeção na veia da cauda de IGF1R-3-Galanina (2,93 mg/kg ou 5,85 mg/kg; endotoxina EU<1) ou compostos de controle três dias após a injeção de CFA. A latência de retirada da pata (PWL) foi testada para cada pata posterior (inflamada e não inflamada) a cada 15 min por 3 horas. Uma latência aumentada de retirada da pata indica de modo bem-sucedido a indução de analgesia que pode ser apenas obtida através da entrega bem-sucedida da Galanina ao parênquima do cérebro por IGF1R-3. A Galanina pode apenas induzir analgesia quando presente no parênquima do cérebro e, sozinha, não pode atravessar uma BHE intacta (Robertson et al., 2011).[145] To determine whether IGF1R-3-Gal is delivered across the blood-brain barrier and can engage target receptors (GalR1 and 2) in the brain parenchyma, mice received a tail vein injection of IGF1R-3-Galanine (2, 93 mg/kg or 5.85 mg/kg; endotoxin EU<1) or control compounds three days after CFA injection. Paw withdrawal latency (PWL) was tested for each hindpaw (inflamed and non-inflamed) every 15 min for 3 hours. An increased paw withdrawal latency successfully indicates the induction of analgesia that can only be achieved through successful delivery of Galanin to the brain parenchyma by IGF1R-3. Galanin can only induce analgesia when present in the brain parenchyma and alone cannot cross an intact BBB (Robertson et al., 2011).

[146] Os resultados foram analisados como cursos temporários de Latências de Retirada da Pata (PWL, seg) versos tempo (min ou h) (Figura 9A). A Figura 9B mostra os mesmos resultados como área sob a curva (AUC) e compara a mesma à % de Efeito Máximo Possível (% de MPE). A Figura 9C mostra que a injeção repetida da mesma dose de IGF1R3-Galanina, 1 hora após a resposta analgésica da primeira injeção ter terminado, produz uma resposta analgésica similar à primeira injeção.[146] Results were analyzed as transient courses of Paw Withdrawal Latencies (PWL, sec) versus time (min or h) (Figure 9A). Figure 9B shows the same results as area under the curve (AUC) and compares it to % Maximum Possible Effect (% MPE). Figure 9C shows that repeated injection of the same dose of IGF1R3-Galanine, 1 hour after the analgesic response of the first injection has ended, produces an analgesic response similar to the first injection.

[147] Os resultados mostram que a galanina administrada por via intravenosa não reduz a dor em comparação à PBS. Em contraste, uma única injeção de FC5-Gal ou IGF1R3-Gal produz um efeito analgésico mensurável, sugerindo que esse VHH “transporta” a Galanina através da BHE para produzir um efeito analgésico ligando-se a GalR1 e/ou 2 no parênquima do cérebro. O efeito de IGF1R-3-Gal é dependente de dose e significativamente mais pronunciado do que este induzido por FC5-Gal, sugerindo que o receptor IGF1R tem uma taxa maior de transporte de BHE do que o receptor de FC5 putativo. A dosagem repetida produz uma resposta analgésica similar, sugerindo uma (capacidade de) “rotatividade” rápida do receptor de carreador IGF1R. Os resultados demonstram que VHH de IGF1R-3 pode “transportar” moléculas de pelo menos 3.000 Da através da BHE com o uso da trajetória de transcitose mediada por receptor (o MW combinado do conjugado de anticorpo e peptídeo é cerca de 18 kDa). O transporte mediado por receptor ativo é exigido já que a BHE é conhecida por impedir a passagem de todas as moléculas hidrofílicas maiores do que 0,5 kDa.[147] Results show that intravenously administered galanin does not reduce pain compared to PBS. In contrast, a single injection of FC5-Gal or IGF1R3-Gal produces a measurable analgesic effect, suggesting that this VHH "shuttles" Galanin across the BBB to produce an analgesic effect by binding to GalR1 and/or 2 in the brain parenchyma. . The effect of IGF1R-3-Gal is dose-dependent and significantly more pronounced than that induced by FC5-Gal, suggesting that the IGF1R receptor has a higher rate of BBB transport than the putative FC5 receptor. Repeated dosing produces a similar analgesic response, suggesting a rapid "turnover" of the IGF1R carrier receptor. The results demonstrate that IGF1R-3 VHH can "carry" molecules of at least 3000 Da across the BBB using the receptor-mediated transcytosis pathway (the combined MW of the antibody and peptide conjugate is about 18 kDa). Active receptor-mediated transport is required as the BBB is known to prevent the passage of all hydrophilic molecules larger than 0.5 kDa.

Exemplo 13: imunodetecção de IGF1R-3-MFCExample 13: Immunodetection of IGF1R-3-MFC

[148] Para garantir que os níveis altos de IGF1R-3FC detectados no CSF após a administração periférica se originam pelo menos em parte do espaço extracelular do parênquima, em outras palavras, que o construto intacto atravessou a BHE, a imunodetecção de IGF1R-3-mFc em cérebros de rato foi realizada.[148] To ensure that the high levels of IGF1R-3FC detected in CSF after peripheral administration originate at least in part from the parenchymal extracellular space, in other words, that the intact construct has crossed the BBB, immunodetection of IGF1R-3 -mFc in rat brains was performed.

[149] Resumidamente, os cérebros de animais foram imediatamente coletados após a perfusão dos animais com PBS 24 h após a injeção na veia da cauda de 6 mg/kg de IGF1R-3-mFc ou A20.1 mFc. Os cérebros foram congelados e seccionados no criótomo em seções de 12 μm. As seções foram fixadas por 10 min à TA em Metanol 100%, lavadas 3x em PBS e incubadas por 1 h em soro de cabra normal 10% (NGS) contendo TritonX-100 0,3% em PBS 1x. FcY-cy3 anti-m-lgG de cabra (n° de catálogo 115-165-071, Jackson Immuno Reasearch, lote n° 106360) 1:200 em NGS 5% contendo TritonX-100 0,3% em 1XPBS foi aplicado de um dia para o outro a 4 °C. As seções foram lavadas três vezes em PBS 1x. Lectina RCAI de manchamento de vasculatura (n° de catálogo FL-1081, Vector) 1:500 em PBS 1x foi, então, adicionada por 10 min. Após a lavagem três vezes com PBS 1x, as seções foram cobertas com uma lamínula no meio de montagem fluorescente Dako (n° de catálogo S3023, Dako) e elevadas com 2 μg/ml de Hoechst (n° de catálogo H3570, Invitrogen) para manchar os núcleos. As imagens foram capturadas com o Microscópio Fluorescente Olympus 1X81 com o uso de Objetivas de 10X e 60X e canais conforme mostrado na Tabela 3.Tabela 3. Objetivas e canais usados para microscopia fluorescente. [149] Briefly, animal brains were collected immediately after perfusing the animals with PBS 24 h after tail vein injection of 6 mg/kg of IGF1R-3-mFc or A20.1 mFc. The brains were frozen and sectioned in the cryotome into 12 μm sections. Sections were fixed for 10 min at RT in 100% Methanol, washed 3x in PBS and incubated for 1 h in 10% normal goat serum (NGS) containing 0.3% TritonX-100 in 1x PBS. Goat anti-m-IgG FcY-cy3 (catalog # 115-165-071, Jackson Immuno Reasearch, lot # 106360) 1:200 in 5% NGS containing 0.3% TritonX-100 in 1XPBS was applied overnight at 4 °C. Sections were washed three times in 1x PBS. Vasculature stain RCAI lectin (catalog # FL-1081, Vector) 1:500 in 1x PBS was then added for 10 min. After washing three times with 1x PBS, the sections were covered with a coverslip in Dako fluorescent mounting medium (Cat No. S3023, Dako) and elevated with 2 µg/ml Hoechst (Cat No. H3570, Invitrogen) to stain the cores. Images were captured with the Olympus 1X81 Fluorescent Microscope using 10X and 60X Objectives and channels as shown in Table 3.Table 3. Objectives and channels used for fluorescent microscopy.

[150] Os resultados são mostrados na Figura 10. A imunodetecção de Fc de camundongo mostrou forte manchamento dos vasos cerebrais por todas as diferentes regiões do cérebro, assim como o manchamento do parênquima cerebral perivascular, indicando que o IGF1R-3Fc é acumulado nos vasos cerebrais e também transmigrou a BHE no parênquima cerebral circundante. Em contraste, nenhum manchamento específico para mFc poderia ser detectado em animais que receberam injeção de A20.1 mFc. Os resultados suportam a asserção de que os níveis aumentados de CSF do IGF1R-3Fc são indicativos da transmigração de construto através da BHE. Isso é adicional e fortemente suportado pela observação de que a galanina ligada ao IGF1R- 3 induziu uma resposta farmacológica (analgesia) em receptores GalR1 e GalR2 do parênquima. Coletivamente, os resultados da transmigração de BHE in vitro e os resultados farmacocinéticos (níveis de soro/CSF) e farmacodinâmicos (modelo de Hargreaves) in vivo demonstram que o VHH de IGF1R-3 transmigra a BHE intacta a taxas significativamente mais altas do que outros VHHs por meio da transcitose mediada por receptor ativo ativada por sua ligação a epítopos de IGF1R e que o mesmo pode “transportar” uma faixa (1 a 80 kD) de moléculas não permeáveis de outro modo através da barreira hematoencefálica.[150] The results are shown in Figure 10. Immunodetection of mouse Fc showed strong staining of cerebral vessels throughout different brain regions, as well as staining of perivascular brain parenchyma, indicating that IGF1R-3Fc is accumulated in vessels and also transmigrated the BBB into the surrounding brain parenchyma. In contrast, no mFc-specific staining could be detected in animals injected with A20.1 mFc. The results support the contention that increased CSF levels of IGF1R-3Fc are indicative of construct transmigration across the BBB. This is further and strongly supported by the observation that galanin bound to IGF1R-3 induced a pharmacological response (analgesia) in parenchymal GalR1 and GalR2 receptors. Collectively, in vitro BBB transmigration results and in vivo pharmacokinetic (serum/CSF levels) and pharmacodynamic (Hargreaves model) results demonstrate that IGF1R-3 VHH transmigrates the intact BBB at significantly higher rates than other VHHs through active receptor-mediated transcytosis activated by its binding to IGF1R epitopes and that it can "transport" a range (1 to 80 kD) of otherwise non-permeable molecules across the blood-brain barrier.

Exemplo 14: efeito de IGF1R-3 na função “fisiológica” de LGF1RExample 14: Effect of IGF1R-3 on “physiological” function of LGF1R

[151] A partir de uma perspectiva de segurança, é importante mostrar que o anticorpo da invenção não interfere com a função fisiológica do receptor - isto é, a sinalização induzida por seu ligante natural, IGF-1 - ao engatar seu receptor para a entrega por meio da transcitose mediada por receptor. Em vista disso, é importante demonstrar que VHH de IGF1R-3 ou IGF1R-3-mFc não interferem com a sinalização fisiológica através do IGF1R ou do receptor de insulina relacionado (IR) induzida por seus ligantes naturais.[151] From a safety perspective, it is important to show that the antibody of the invention does not interfere with the physiological function of the receptor - i.e., the signaling induced by its natural ligand, IGF-1 - by engaging its receptor for delivery via receptor-mediated transcytosis. In view of this, it is important to demonstrate that IGF1R-3 VHH or IGF1R-3-mFc does not interfere with physiological signaling through the IGF1R or related insulin receptor (IR) induced by its natural ligands.

[152] Para determinar se IGF1R-3 induz a sinalização através de IGF1R ou IR sozinho ou interfere com a sinalização conforme estimulada pelos ligantes naturais do receptor, IGF-1 ou insulina, seu efeito na fosforilação dos próprios receptores ou quinase a jusante estimulada por receptor, Akt, foi determinado nas células SV- ARBEC.[152] To determine whether IGF1R-3 induces signaling through IGF1R or IR alone or interferes with signaling as stimulated by the receptor's natural ligands, IGF-1 or insulin, its effect on phosphorylation of the receptors themselves or downstream kinase stimulated by receptor, Akt, was determined in SV-ARBEC cells.

[153] As SV-ARBEC foram cultivadas para a confluência no meio de base M199 suplementado com peptona, D-glicose, aminoácidos BME, vitaminas BME, solução antibiótica/antimicótica e soro fetal bovino, de acordo com os métodos conhecidos na técnica. As células foram comutadas no meio sem soro 18 h antes do tratamento. A fusão de VHH de IGF1R-3 ou IGF1R-3-Fc (100 nM ou 500 nM) foi adicionada às células 1 h antes da adição de 200 μg/ml de IGF-1, 10 μg/ml de insulina ou veículo. As células foram incubadas com ligantes ou veículo por 20 minutos e, então, lavadas duas vezes na solução salina equilibrada de Hank. As células foram subsequentemente lisadas com o uso de tampão RIPA 1x (Cell Signaling Technology) suplementado com coquetel de inibidor de protease e Triton-x 100 1% (Sigma). As células receberam rajadas de 2 x 20 segundos em um sonicador de banho de água, e os lisados foram clarificados por centrifugação a 14.000 rpm por 10 minutos. A concentração de proteína foi determinada com o uso do sistema de ensaio de proteína DC (BIO-RAD laboratories). Os μg iguais de amostras de proteína foram separados em um gel de poliacrilamida SDS de gradiente de 4 a 20% a 125 V e transferidos para a membrana PVDF. Fosfo-Akt (Ser 473) foi detectado pela incubação de um dia para outro em uma diluição de 1:1.000 do anticorpo primário contra esse alvo (Cell Signaling Technology) seguida por uma incubação de 1 h com anticorpo secundário de IgG-HRP anticoelho de cabra, então, reagido com o reagente ECL Plus e visualizado no filme de autorradiografia. Os valores de densitometria foram determinados com o uso do software Un-Scan-lt (Silk Scientific Inc.).[153] SV-ARBEC were grown to confluence in M199 base medium supplemented with peptone, D-glucose, BME amino acids, BME vitamins, antibiotic/antimycotic solution, and fetal bovine serum, according to methods known in the art. Cells were switched in serum-free medium 18 h before treatment. IGF1R-3 VHH fusion or IGF1R-3-Fc (100 nM or 500 nM) was added to the cells 1 h before addition of 200 µg/ml IGF-1, 10 µg/ml insulin or vehicle. Cells were incubated with ligands or vehicle for 20 minutes and then washed twice in Hank's balanced salt solution. Cells were subsequently lysed using 1x RIPA buffer (Cell Signaling Technology) supplemented with protease inhibitor cocktail and 1% Triton-x 100 (Sigma). Cells received 2 x 20 second bursts in a water bath sonicator, and lysates were cleared by centrifugation at 14,000 rpm for 10 minutes. Protein concentration was determined using the DC protein assay system (BIO-RAD laboratories). Equal µg of protein samples were separated on a 4 to 20% gradient SDS polyacrylamide gel at 125 V and transferred to the PVDF membrane. Phospho-Akt (Ser 473) was detected by incubation overnight in a 1:1000 dilution of the primary antibody against this target (Cell Signaling Technology) followed by a 1 h incubation with secondary anti-rabbit IgG-HRP antibody from goat then reacted with ECL Plus reagent and visualized on autoradiography film. Densitometry values were determined using the Un-Scan-lt software (Silk Scientific Inc.).

[154] Os resultados são mostrados na Figura 11. As análises por Western blot da fosforilação de Akt mostraram que o IGF1-3 não inibiu a fosforilação de Akt induzida por 10 μg/ml de insulina ou por 200 μg/ml de IGF-1 quando coaplicado com IGF1R-3 ou IGF1-3-mFc a 100 nM ou IGF1R-3-mFc a 500 nM. Nem o VHH ou as fusões Fc induziram a sinalização de Akt por si (Figura 11A, 11 B e 11 C, identificado com “-5”). Os resultados demonstraram que, mesmo na exibição bivalente no formato de fusão Fc, o IGF1R-3 não aciona a dimerização do receptor e a sinalização a jusante e, portanto, não interfere com a função do receptor na presença do ligante natural. Essa característica do IGF1R-3 (“ligante silencioso”) é importante para sua aplica como o carreador de BHE para produtos terapêuticos, já que a mesma confere um perfil de segurança favorável.[154] The results are shown in Figure 11. Western blot analyzes of Akt phosphorylation showed that IGF1-3 did not inhibit Akt phosphorylation induced by either 10 µg/ml insulin or 200 µg/ml IGF-1 when co-applied with IGF1R-3 or 100 nM IGF1-3-mFc or 500 nM IGF1R-3-mFc. Neither VHH nor Fc fusions induced Akt signaling by themselves (Figure 11A, 11B and 11C, labeled “-5”). The results demonstrated that even in bivalent display in the Fc fusion format, IGF1R-3 does not trigger receptor dimerization and downstream signaling and therefore does not interfere with receptor function in the presence of the natural ligand. This feature of IGF1R-3 (“silent ligand”) is important for its application as a BBB carrier for therapeutic products, as it confers a favorable safety profile.

[155] As modalidades e os exemplos descritos no presente documento são ilustrativos e não se destinam a limitar o escopo da invenção conforme reivindicado. Os inventores pretendem que variações das modalidades anteriores, incluindo alternativas, modificações e equivalentes, sejam abrangidas pelas reivindicações. Ademais, a combinação discutida dos recursos pode não ser necessária para a solução da invenção. REFERÊNCIAS Todas as patentes, os pedidos de patente e as publicações referidos no presente documento e por todo o pedido são incorporados ao presente documento a título de referência. Abbott NJ (2013) Blood-brain barrier structure and function and the challenges for CNS drug delivery. J Inherit Metab Dis. 36(3):437 a 449. Abulrob A, Sprang H, Van Bergen en Henegouwen P, Stanimirovic D (2005) The blood-brain barrier transmigrating single domain antibody: mechanisms of transport and antigenic epitopes in human brain endothelial cells. J Neurochem. 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Claims (10)

1. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, caracterizado pelo fato de que compreende: uma sequência de região determinante de complementaridade (CDR) 1 de EYPSNFYA (SEQ ID NO:1); uma sequência de CDR2 de VSRDGLTT (SEQ ID NO:2); e uma sequência de CDR3 de AIVITGVWNKVDVNSRSYHY (SEQ ID NO:3), em que o fragmento de anticorpo que se liga à antígeno é específico para o Receptor de Fator de Crescimento Semelhante à Insulina tipo 1 (IGF1R).1. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, characterized in that it comprises: a sequence of complementarity determining region (CDR) 1 from EYPSNFYA (SEQ ID NO:1 ); a CDR2 sequence from VSRDGLTT (SEQ ID NO:2); and a CDR3 sequence from AIVITGVWNKVDVNSRSYHY (SEQ ID NO:3), wherein the antigen-binding antibody fragment is specific for Insulin-Like Growth Factor Receptor 1 (IGF1R). 2. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga à antígeno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a sequência X1VX2LX3ESGGGLVQX4GGSLRLSCX5ASEYPSNFYAMSWX6RQAPGK X7X8EX9VX10GVSRDGLTTLYADSVKGRFTX11SRDNX12KNTX13X14LQMNSX15X16A EDTAVYYCAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTX17VTVSS (SEQ ID NO:4), em que X1, é E ou Q; X2 é K ou Q; X3 é V ou E; X4 é A ou P; X5 é V ou A; X6 é F ou V; X7 é E ou G; X8 é R ou L; X9 é F ou W; X10 é A ou S; X11 é M ou I; X12 é A ou S; X13 é V ou L; X14 é D ou Y; X15 é V ou L; X16 é K ou R; e X17 é Q ou L.2. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to the antigen, according to claim 1, characterized in that it comprises the sequence X1VX2LX3ESGGGLVQX4GGSLRLSCX5ASEYPSNFYAMSWX6RQAPGK X7X8EX9VX10GVSRDGLTTLYADSVKGRFTX11SRDNX12KNTX13X14LQ MNSX15X16A EDTAVYYCAIVITGVWNKVDVNSRSYHYWGQGTX17VTVSS (SEQ ID NO:4), where X1 is E or Q; X2 is K or Q; X3 is V or E; X4 is A or P; X5 is V or A; X6 is F or V; X7 is E or G; X8 is R or L; X9 is F or W; X10 is A or S; X11 is M or I; X12 is A or S; X13 is V or L; X14 is D or Y; X15 is V or L; X16 is K or R; and X17 is Q or L. 3. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende uma sequência selecionada a partir do grupo que consiste em: QVKLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYYCAIVITG VWNKVDVNSRS YHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:5); EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLE WVSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVITG VWNKVDVNSRS YHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:6); QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLE WVAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVIT GVWNKVDVNSR SYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:7); QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKGLE FVAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVIT GVWNKVDVNSRS YHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:8); QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKERE FVAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVIT GVWNKVDVNSR SYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:9); EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVITGV WNKVDVNSRSY HYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:10); e/ou uma sequência substancialmente idêntica a estas.3. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a sequence selected from the group consisting of: QVKLEESGGGLVQAGGSLRLSCVASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNAKNTVDLQMNSVKAEDTAVYYCAIVITG VWNKVDVNSRS YHYWGQGTQVTVSS (SEQ ID NO:5); EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLE WVSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVITG VWNKVDVNSRS YHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:6); QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWVRQAPGKGLE WVAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVIT GVWNKVDVNSR SYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:7); QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKGLE FVAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVIT GVWNKVDVNSRS YHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:8); QVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKERE FVAGVSRDGLTTLYADSVKGRFTMSRDNSKNTVYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVIT GVWNKVDVNSR SYHYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:9); EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASEYPSNFYAMSWFRQAPGKEREF VSGVSRDGLTTLYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCAIVITGV WNKVDVNSRSY HYWGQGTLVTVSS (SEQ ID NO:10); and/or a sequence substantially identical thereto. 4. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga à antígeno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o fragmento de anticorpo que se liga à antígeno está em um formato de exibição multivalente.4. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to the antigen, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the antibody fragment which binds to the antigen is in a multivalent display format. 5. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga à antígeno, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o fragmento de anticorpo que se liga à antígeno é ligado a um fragmento Fc.5. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to the antigen, according to claim 4, characterized in that the antibody fragment which binds to the antigen is linked to a fragment Fc. 6. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, transmigra a barreira hemo- encefálica.6. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, transmigrates the blood-brain barrier. 7. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o anticorpo ou fragmento deste, que se liga a antígeno, é ligado a uma molécula de carga.7. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the antibody or fragment thereof, which binds to antigen, is attached to a cargo molecule. 8. Anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a molécula de carga tem um peso molecular na faixa de 1 kD a 200 kDa, e/ou é selecionada a partir do grupo que consiste de um agente detectável, um terapêutico, um fármaco, um peptídeo, um fator de crescimento, uma citocina, um coletor de receptor, um composto químico, uma porção química de carboidrato, uma enzima, um anticorpo ou fragmento do mesmo, uma molécula com base em DNA, um vetor viral ou um agente citotóxico; um ou mais lipossomas ou nanocarreadores carregados com um agente detectável, um terapêutico, um fármaco, um peptídeo, uma enzima, um anticorpo ou fragmento do mesmo, uma molécula com base em DNA, um vetor viral ou um agente citotóxico; ou uma ou mais nanopartículas, nanofios, nanotubos ou pontos quânticos.8. Single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, according to claim 7, characterized in that the load molecule has a molecular weight in the range of 1 kD to 200 kDa, and/or is selected from the group consisting of a detectable agent, a therapeutic, a drug, a peptide, a growth factor, a cytokine, a receptor trap, a chemical compound, a carbohydrate chemical moiety , an enzyme, an antibody or fragment thereof, a DNA-based molecule, a viral vector or a cytotoxic agent; one or more liposomes or nanocarriers loaded with a detectable agent, a therapeutic, a drug, a peptide, an enzyme, an antibody or fragment thereof, a DNA-based molecule, a viral vector or a cytotoxic agent; or one or more nanoparticles, nanowires, nanotubes or quantum dots. 9. Composição caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais do que um anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, e um carreador, diluente ou excipiente farmaceuticamente aceitável.9. Composition characterized by the fact that it comprises one or more than one single domain antibody (sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds to antigen, as defined in any one of claims 1 to 8, and a pharmaceutically acceptable carrier, diluent or excipient. 10. Método in vitro para detectar recepetor de fator de crescimento semelhante a Insulina (IGF1R) ou a expressão de IGF1R caracterizado pelo fato de que compreende a) colocar uma amostra de tecido em contato com um ou mais do que um anticorpo de domínio único (sdAb), isolado ou purificado, ou fragmento deste, que se liga a antígeno, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, ligado a um agente detectável; e b) detectar o agente detectável ligado ao anticorpo ou fragmento deste, que se liga à antígeno, ligado ao IGF1R na amostra de tecido.10. In vitro method for detecting insulin-like growth factor receptor (IGF1R) or IGF1R expression, characterized in that it comprises a) bringing a tissue sample into contact with one or more single domain antibodies ( sdAb), isolated or purified, or fragment thereof, which binds antigen, as defined in any one of claims 1 to 6, linked to a detectable agent; and b) detecting the detectable agent bound to the antibody or antigen-binding fragment thereof bound to the IGF1R in the tissue sample.
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