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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das Gebiet der TNF-vermittelten Erkrankungen. Noch spezifischer
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Kombinationstherapie
zum Zwecke der Vorbeugung oder Behandlung von TNF-vermittelten Erkrankungen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Entzündung ist eine Abwehrreaktion
des Körpers
gegen solche Verletzungen wie sie beispielsweise durch die mechanische
Beschädigung,
Infektion oder antigene Stimulation verursacht werden. Ein entzündliche
Reaktion kann pathologisch werden, wenn die Entzündung durch einen nicht geeigneten
Stimulus wie beispielsweise ein Autoantigen induziert wird, in einer übermäßigen Art
und Weise exprimiert wird oder nach Entfernung der verletzenden
Agenzien deutlich fortbesteht. Eine solche entzündliche Reaktion kann die Herstellung
bestimmter Cytokine mit einschließen.
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Während
die Etiologie der Entzündung
wenig verstanden wird, wurden kürzlich
beachtenswerte Informationen bezüglich
der molekularen Aspekte der Entzündung
gewonnen. Diese Untersuchung führte
zur Identifizierung bestimmter Cytokine, von denen angenommen wird,
dass sie eine prominente Rolle in der Vermittelung der Entzündung spielen.
Cytokine sind extrazelluläre
Proteine, die das Verhalten von Zellen modifizieren, insbesondere
von solchen Zellen, die sich in der unmittelbaren Umgebung der Cytokinsynthese
und Freisetzung befinden. Tumornekrosefaktoren (TNFs) sind eine
Klasse an Cytokinen, die durch verschiedene Zelltypen hergestellt
werden, einschließlich
Monocyten und Makrophagen.
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Mindestens zwei TNFs wurden kürzlich beschrieben,
insbesondere TNF-alpha (TNF-α)
und TNF-beta (TNF-β oder
Lymphotoxin), und jedes ist als ein trimeres Molekül aktiv
und es wird angenommen, dass es zelluläre Signale durch das Crosslinken
von Rezeptoren initiiert (Engelmann et al. (1990), J. Biol Chem.,
265: 14497–14504).
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Verschiedene Beweisführungen
implizieren, dass TNF-α,
und TNF-β wesentliche
entzündliche
Cytokine darstellen. Diese bekannten TNFs besitzen wichtige physiologische
Effekte auf einer Reihe verschiedener Targetzellen, welche an entzündlichen
Antworten auf eine verschiedene Anzahl an Stimuli wie beispielsweise Infektion
und Verletzungen beteiligt sind. Die Proteine veranlassen beiderseits
Fibroblasten und synoviale Zellen, latente Collagenasen und Prostaglandin
E2 zur Sekretion und veranlassen Osteozytenzellen,
die Knochenresorption zu stimulieren. Diese Proteine steigern die
adhäsiven
Eigenschaften von Endothelzellen für Neutrophile. Sie veranlassen
ebenfalls Endothelzellen, koagulierende Aktivität zu sekretieren und reduzieren ihre
Fähigkeit
zu Lyse von Clots. Weiterhin richten sie die Aktivität von Adipozyten
weg von der Lagerung von Lipiden durch die Inhibierung der Expression
des Enzyms Lipoprotein Lipase. TNFs veranlassen ebenfalls Hepatozyten,
eine Klasse an Proteinen zu synthetisieren, die als "akute Phasenreaktanten"
bekannt sind, und welche auf den Hypothalamus als Pyrogene einwirken
(Selby et al. (1988), Lancet, 1(8583): 483; Stames, Jr. et al. (1988)
J. Clin. Invest., 82: 1321; Oliff et al. (1987), Cell 50: 555 und
Waage et al. (1987), Lancet, 1(8529): 355).
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Eine Erkrankung oder ein medizinischer
Zustand wird als eine "TNF-vermittelte Erkrankung" betrachtet, falls
die spontane oder experimentelle Erkrankung mit gesteigerten Mengen
an TNF in Körperflüssigkeiten oder
Geweben assoziiert ist, die dem Fokus der Erkrankung oder Indikation
innerhalb des Körpers
benachbart sind. TNF-vermittelte Erkrankungen können ebenfalls an den folgenden
zwei Bedingungen erkannt werden: (1) pathologische Erkenntnisse
assoziiert mit einer Krankheit können
in Tieren durch die Verabreichung von TNF experimentell imitiert
werden und (2) die in experimentellen Tiermodellen induzierte Pathologie
der Erkrankung kann durch die Behandlung mit Agenzien inhibiert
werden oder verschwinden, die die Aktion von TNF inhibieren. Viele
TNF-vermittelte Erkrankungen genügen
zweien dieser drei Bedingungen, und andere werden allen drei Bedingungen
genügen.
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TNF-vermittelte Erkrankungen wie
beispielsweise rheumatoide Arthritis und psoriatische Arthritis
sind chronische Gelenkerkrankungen, die Millionen Menschen weltweit
in unterschiedlicher Größenordnung
betreffen und behindern. Rheumatoide Arthritis ist eine Erkrankung
der artikulären
Gelenke, in welchen der Knorpel und Knochen langsam durch ein proliferatives
invasives verbindendes Gewebe wegerodieren, genannt Pannus, welches
aus der synovialen Membran stammt. Die Erkrankung kann peri-artikuläre Strukturen
wie beispielsweise Schleimbeutel, Sehnenscheiden und Bänder wie
auch extra-artikuläre
Gewebe wie beispielsweise das subkutane, kardiovaskuläre System,
Lungen, Milz, Lymphknoten, skeletale Muskeln, Nervensystem (zentrales
und peripheres) und Augen miteinbeziehen (Silberberg (1985), Anderson's
Pathology, Kissan (Hrsg.), II: 1828).
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Es wird angenommen, dass rheumatoide
Arthritis aus der Darbietung eines relevanten Antigens an einen
immunogenetisch empfänglichen
Wirt resultiert. Die Antigene, die möglicherweise eine Immunantwort initiieren,
die in rheumatoider Arthritis resultiert, können endogen oder exogen sein.
Mögliche
endogene Antigene schließen
Collagen, Mucopolysaccharide und rheumatoide Faktoren ein. Exogene
Antigene schließen Mycoplasmen,
Mycobakterien, Spirochäten
und Viren mit ein. Nebenprodukte der Immunreaktion entzünden die
Synovia (z. B. Prostaglandine und Sauerstoffradikale) und lösen destruktive
Gelenksveränderungen
aus (z. B. Collagenase).
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Es gibt ein breites Spektrum an Erkrankungsgraden,
jedoch durchlaufen viele Patienten einen Gang an unterbrechenden
Rückfällen und
Abschwächungen
mit einem allumfassenden Muster einer langsam fortschreitenden Gelenkzerstörung und
Deformierung. Die klinischen Manifestationen können symmetrische Polyarthritis
von peripheren Gelenken mit Schmerz, Empfindlichkeit, Anschwellen
und Verlust der Funktion von betroffenen Gelenken; morgendliche
Steifheit; und Verlust von Knorpel, Erosion von Knochenteilen und
Subluxation von Gelenken nach persistenter Entzündung. Extra-artikuläre Manifestationen
schließen
rheumatoide Knötchen,
rheumatoide Vaskulitis, pleuropulmonare Entzündungen, Skleritis, Siccasyndrom,
Felty-Syndrom (Splenomegalie und Neutropenie), Osteoporose und Gewichtsverlust
(Katz (1985), Am. J. Med., 79: 24 und Krane und Simon (1986), Advances
in Rheumatology, Synderman (Hrsg.), 70(2): 263–284). Die klinischen Manifestationen
resultie ren in einem hohen Grad an Morbidität, was in einer Störung des
täglichen
Lebens des Patienten resultiert.
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Weiterhin liegen die präklinischen
Ergebnisse mit verschiedenen voraussagenden Tiermodellen für rheumatoide
Arthritis nahe, dass die Inhibition von TNF-α, einen wesentlichen Einfluss
auf das Fortschreiten und die Schwere der Erkrankung besitzen können (Dayer
et al. (1994), European Cytokine Network, 5(6): 563–671 und
Feldmann et al. (1995), Annals Of The Ney York Academy Of Sciences,
66: 272–278).
Weiterhin haben kürzlich
humane klinische Versuche bei rheumatoider Arthritis mit Inhibitoren
für TNF
vielversprechende Ergebnisse gezeigt (Rankin et al. (1995), British
Journal Of Rheumatology, 3(4): 4334–4342; Elliott et al. (1995),
Lancet, 344: 1105–1110;
Tak et al. (1996), Arthritis and Rheumatism, 39: 1077– 1081;
Paleolog et al. (1996), Arthritis and Rheumatism, 39: 1082–1091 und
Moreland et al. (1997), New England Journal of Medicine, 337: 141–147).
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Es ist ein Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, pharmazeutische Zusammensetzungen zur Behandlung von
TNF-vermittelten Erkrankungen bereitzustellen. Diese und andere
Gegenstände
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
offensichtlich werden.
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Als ein weiteres Beispiel beschreibt
WO 96 20729 (UNIVERSITY OF SOUTH FLORIDA, 11. Juli 1996) ein Verfahren
zur Behandlung akuter Pankreatitis durch die Verabreichung eines
Tumornekrosefaktors (TNF) Antagonisten, wie beispielsweise einem
rekombinanten TNF-löslichen
Rezeptor (rTNFsr) wie auch rTNFsr in Kombination mit Interleukin-1-Rezeptorantagonist
(II-1ra).
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Die Unterdrückung von TNF-abhängigen entzündlichen
Erkrankungen, wie beispielsweise Arthritis wird in WO 94 06476 A
(IMMUNEX CORPORATION, 31. März
1994) diskutiert. WO 94 06476 A stellt ein Verfahren zur Behandlung
eines Menschen mit Arthritis bereit, umfassend den Schritt der Verabreichung
von TNF-Antagonisten (TNFr), wie beispielsweise lösliches
TNFr, an einen Menschen.
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WO 92 07585 A (CELLTECH LIMITED,
14. Mai 1992) beschreibt die Herstellung eines pharmazeutischen
Produkts, das einen anti-TNF-Antikörper oder ein TNF-Bindungsfragment
davon und ein Xanthinderivat in einer kombinierten Zusammenstellung
umfasst. Die Zusammensetzung wird in der Behandlung von Sepsis und
septischem oder endotoxischem Schock verwendet.
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Kavanaugh A. F. et al. ("ANTI-TNF-ALPHA
MONOCLONAL ANTIBODY (MAB) TREATMENT OF RHEUMATOID ARTHRITIS (RA)
PATITNS WITH ACTIVE DISEASE ON METHOTREXAT (MTX); RESULTS OF A DOUBLEBLIND,
PLACEBO CONTROLLED MULTICENTER TRIAL" Arthritis & Rheumatism, Bd. 39, Nr. 9, September
1996, Seite 123 XP002048557) behandelt die Behandlung rheumatoider
Arthritis unter Verwendung einer Kombination von anti-TNF-Antikörper und
Methothrexat.
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Weitehrin beschreibt WO 98 05357
A (THE KENNEDY INSTITUTE OF RHEUMATOLOGY, 12. Februar 1998) eine
pharmazeutische Zusammensetzung, die Methothrexat und einen anti-TNF-Antikörper zur
Behandlung einer TNF-vermittelten Erkrankung umfasst, wie beispielsweise
rheumatoide Arthritis, Chron'sche Erkrankung und akute und chronische
Immunerkrankungen, die mit der Transplantation assoziiert sind.
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Es ist ein Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, Verwendungen; Dosierungseinheiten und Zusammensetzung
für die
Behandlung von TNF-vermittelten Erkrankungen bereitzustellen. Diese
und andere Gegenstände
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
offensichtlich werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Verwendung eines TNF-Bindungsproteins in der Kombination
mit einem COX2 Inhibitor zur Herstellung eines Medikaments zur Vorbeugung
und Behandlung TNF-vermittelter Erkrankungen in einem Patienten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Besonderen auf die Verwendung
von einem TNF-bindenden Protein in Kombination mit einem COX2 Inhibitor
zur Herstellung eines Medikaments zur Vor beugung und Behandlung
TNF-vermittelter Erkrankungen, einschließlich rheumatischer Erkrankungen,
und der systemischen Entzündung
und Gewichtsverlust des Körpers,
der damit assoziiert ist. Die Art der Behandlung, auf die hier Bezug
genommen wird, ist für
Säugetiere
vorgesehen, einschließlich
Menschen.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Verschiedene Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aufgrund der Durchsicht der Figuren
offensichtlich werden, wobei:
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1 eine
Nukleinsäuresequenz
(SEQ ID NO: 1) beschreibt, die Asp1-Thr161 kodiert, einen reifen, rekombinanten,
humanen und löslichen
TNF-Rezeptor Typ I. Ebenfalls beschrieben ist die Aminosäuresequenz (SEQ
ID NO: 2) von Asp1-Thr161.
Der Aminoterminus der Aminosäuresequenz
kann methionyliert oder nicht-methionyliert sein.
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2 beschreibt
eine Nukleinsäuresequenz
(SEQ ID NO: 3), die Leu1-Thr179 kodiert,
einen reifen rekombinanten humanen löslichen TNF-Rezeptor Typ II.
Ebenfalls beschrieben ist die Aminosäuresequenz (SEQ ID NO: 4) von
Leu1-Thr179. Der
Aminoterminus der Aminsäuresequenz
kann methionyliert oder nicht-methionyliert sein.
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3 beschreibt
die Effekte von c105 sTNFR-I in Hantelform alleine, Methotrexat
allein und die Kombination von c105 sTNFR-I in Hantelform und Methotrexat
gegen den Gelenksdurchmesser der verwendeten arthritischen Ratten
in Beispiel 1.
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4 beschreibt
die Effekte von c105 sTNFR-I in Hantelform alleine, Methotrexat
alleine und die Kombination von c105 sTNFR-I in Hantelform und Methotrexat
gegen die finalen Pfotengewichte (Index der Arthritis), Splenomegalie
(Index der systemischen Entzündung)
und Änderungen
des Körpergewichts
der verwendeten arthritischen Ratten in Beispiel 1.
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5 beschreibt
die finale Analyse (Inhibition bei Abbruch) der Effekte von c105
sTNFR-I in Hantelform allein, Methotrexat alleine und die Kombination
von c105 sTNFR-I in Hantelform und Methotrexat gegen den Gelenksdurchmesser
der verwendeten arthritischen Ratten in Beispiel 1.
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6 beschreibt
die Effekte von sTNFR-II/Fc alleine, Methotrexat allein und die
Kombination von sTNFR-II/Fc mit Methotrexat gegen die finalen Pfotengewichte
(Index der Arthritis), Splenomegalie (Index der systemischen Entzündung) und Änderungen
des Körpergewichts
der verwendeten arthritischen Ratten in Beispiel 2.
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7 beschreibt
die Effekte von sTNFR-II/Fc alleine, Methotrexat alleine und die
Kombination von sTNFR-II/Fc mit Methotrexat bei den verwendeten
arthritischen Ratten in Beispiel 2.
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8 beschreibt
die Effekte von s105 sTNFR-I in Hantelform alleine, fas Fusionsprotein
alleine und die Kombination von c105 sTNFR-I in Hantelform und fas
Fusionsprotein gegen LPS/D-Galactosamin-Lethalität in Ratten in Beispiel 3.
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Genaue Beschreibung
der Erfindung
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Die Zusammensetzungen der Erfindung
sind geeignet, einem von einer entzündlichen Gelenkserkrankung
betroffenen Patienten, eine effektive Menge eines TNF-Bindungsproteins
in Kombination mit einem COX2-Inhibitor zu verabreichen. Der bevorzugte
Patient ist menschlich.
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TNF-Bindungsproteine werden im Stand
der Technik beschrieben (
EP 308
378 , EP 422 339, GB 2 218 101, EP 393 438, WO 90/13575,
EP 398 327, EP 412 486, WO 91/03553, EP 418 014, JP 127,800/1991,
EP 433 900, US-Patent 5,136,021, GB 2 246 569, EP 464 533, WO 92/01002,
WO 92/13095, WO 92/16221, EP 512 528, EP 526 905, WO 93/07863, EP
568 928, WO 93/21946, WO 93/19777, EP 417 563, WO 95/34326, WO 96/28546
und PCT Anmeldungsnummer PCT/US97/12244).
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Beispielsweise lehren
EP 393 438 und
EP 422 339 die Aminosäure und
Nukleinsäuresequenzen
eines löslichen
TNF-Rezeptors Typ I (ebenfalls bekannt als sTNF-I oder 30 kDa TNF-Inhibitor)
und eines löslichen TNF-Rezeptors
Typ II (ebenfalls bekannt als sTNFR-II oder 40 kDa TNF-Inhibitor),
allgemein benannt als "sTNFRs", wie auch modifizierten Formen davon
(z. B. Fragmente, funktionale Derivate und Varianten).
EP 393 438 und
EP 422 339 beschreiben ebenfalls Verfahren
zur Isolierung der Gene, die für
die Kodierung des Inhibitors verantwortlich sind, zur Klonierung
der Gene in geeignete Vektoren und Zelltypen sowie zum Exprimieren
der Gene zur Erzeugung des Inhibitors.
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sTNFR-I und sTNFR-II sind Mitglieder
der Nervenwachstumsfaktor/TNR-Rezeptorsuperfamilie von Rezeptoren,
welche den Nervenwachstumsfaktorrezeptor (NGF, nerve growth factor),
B-Zellantigen CD40, 4-1BB, das Ratten T-Zell-Antigen MRC OX40, das
fas Antigen und die CD27- und CD30-Antigene (Smith et al. (1990),
Science, 248: 1019–1023)
miteinschließen.
Das am meisten konservierte Merkmal unter dieser Gruppe an Zelloberflächenrezeptoren
ist die cysteinreiche extrazelluläre Ligandenbindungsdomäne, welche
in vier sich wiederholende Motive von etwa vierzig Aminosäuren aufgeteilt
werden kann und welche 46 Cysteinreste an Positionen besitzt, die
sehr gut konserviert sind (Smith et al. (1990), siehe oben).
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Zum Zweck dieser Erfindung werden
sTNFRs und modfizierte Formen davon, einschließlich Polypeptide, in welchen
Aminosäuren
von sTNFR-I und sTNFR-II entfernt wurden ("Deletionsvarianten"),
insertiert wurden ("Additionsvarianten"), oder substituiert wurden
("Substitutionsvarianten") allgemein "TNFbp(s)" genannt. [Soweit
nicht anders angedeutet soll die Aminosäurenummerierung für hier beschriebene
Moleküle
zu denen korrespondieren, die für
die reife Form des Moleküls
(z. B. ohne die Signalsequenz) gezeigt wurde, wie durch die Aminosäuren Asp1-Thr161 von SEQ
ID NO: 2 beschrieben, mit irgendeinem initialen MET in jeder solchen
Sequenz, welches die Aminosäurepositionsnummer
"0" besitzt].
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Es wird von Fachleuten bevorzugt,
dass viele Kombinationen an Deletionen, Insertionen und Substitutionen
(individuell oder allgemein "Variante(n)") innerhalb der Aminosäurese quenzen
der sTNFRs durchgeführt
werden können,
vorausgesetzt, dass das erhaltene Molekül biologisch aktiv ist (z.
B. die Fähigkeit
besitzt, TNF zu binden).
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Eine sTNFR-Variante(n) kann schnell
gescreent werden, um seine physikalischen Eigenschalten zu bestimmen.
Es wird bevorzugt, dass solche Variante(n) ähnliche TNF-inhibierten Eigenschaften aufweisen,
jedoch nicht notwendigerweise alle die gleichen Eigenschaften zeigen
und nicht notwendigerweise in der gleichen Größenordnung wie das korrespondierende
nicht-modifizierte sTNFR.
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Es gibt zwei grundlegende Variablen
in der Konstruktion einer Aminosäuresequenzvariante/von
Aminosäuresequenzvarianten:
der Ort der Mutagenesestelle und die Art der Mutation. In der Planung
der Variante(n) wird der Ort jeder Mutagenesestelle und die Art
jeder Mutation von der/den biochemischen Eigenschaften) abhängen, die
modifiziert werden soll. Jede Mutagenesestelle kann individuell
oder in Serien modifiziert werden z. B. durch (1) Entfernen des
Target-Aminosäurerestes,
(2) Insertieren von einem oder mehreren Aminosäureresten benachbart zur Targetstelle
oder (3) anfängliche
Substitution mit einer Auswahl von konservativen Aminosäuren in
Abhängigkeit
von den erreichten Erfolgen, anschließend mit einer radikaleren
Selektion.
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Deletionen von Aminosäuresequenzen
reichen im Allgemeinen von etwa 1 bis 30 Aminosäureresten, vorzugsweise von
etwa 1 bis 20 Aminosäureresten,
noch bevorzugter von etwa 1 bis 10 Aminosäureresten und am meisten bevorzugt
von etwa 1 bis 5 aufeinanderfolgenden Resten. aminoterminale, carboxyterminale und
internale Intrasequenzdeletionen sind beabsichtigt. Deletionen innerhalb
der Aminosäuresequenzen
der sTNFRs können
beispielsweise in Regionen niedriger Homologie mit den Sequenzen
anderer Mitglieder der NGF/TNF-Rezeptorfamilie durchgeführt werden.
Deletion innerhalb der Aminosäuresequenzen
der sTNFRs in Bereichen substantieller Homologie mit den Sequenzen
anderer Mitglieder der NGF/TNF-Rezeptorfamilie werden eher in signifikanter
Art und Weise die biologische Aktivität modifizieren. Genauer ist
die Sequenzähnlichkeit
zwischen NGF/TNF-Rezeptorfamilienmitgliedem
insbesondere in der Region sehr hoch, die zu den ersten zwei Disulfidschleifen
der Domäne
1 korrespondiert, sowie zur gesamten Domäne 2, und zur ersten Disulfidschleife
von Domäne
3 (Banner et al. (1993), Cell, 73: 431–445). Die Anzahl an gesamten
Deletionen und/oder konsekutiven Deletionen werden vorzugsweise
so ausgewählt,
dass die Tertiärstruktur
in der betroffenen Domäne
erhalten wird, z. B. Cysteincrosslinking.
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EP
393 438 lehrt einen 40 kDa TNF-Inhibitor Δ51 und einen
40 kDa TNF-Inhibitor Δ53,
welcher verkürzte
Versionen des rekombinanten 40 kDa TNF-Inhibitorproteins mit voller
Länge darstellt,
wobei 51 bzw. 53 Aminosäurereste
am Carboxyterminus des reifen Proteins entfernt wurden. Entsprechend
würde es
ein Fachmann bevorzugen, dass die vierte Domäne von beiderseits dem 30 kDa
TNF-Inhibitor und dem 40 kDa-Inhibitor nicht für die TNF-Inhibition notwendig ist.
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Tatsächlich haben verschiedene Gruppen
diese Auffassung bestätigt.
Domänen-Deletionsderivate
der 30 kDa TNF-Inhibitoren wurden erzeugt, und solche Derivate ohne
die vierte Domäne
besaßen
vollständige TNF-Bindungsaktivität, während solche
Derivate ohne die erste, zweite bzw. die dritte Domäne keine
TNF-Bindungsaktivität
mehr besaßen
(Corcoran et al. (1994), Eur. J. Biochem., 223: 831–840, Chih-Hsueh
et al. (1995), The Journal of Biological Chemistry, 270(6): 2874–2878 und
Scallon et al. (1995), Cytokine 7(8): 759–770).
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Die PCT-Anmeldung Nr. PCT/US97/12244
lehrt verkürzte
Formen von sTNFR-I und sTNFR-II, welche die vierte Domäne nicht
enthalten (Aminosäurereste
Thr127-Asn161 von
sTNFR-I und Aminosäurereste Pro141-Thr179 von sTNFR-II);
einen Teil der dritten Domäne
(Aminosäurereste
Asn111-Cys126 von
sTNFR-I und Aminosäurereste
Pro123-Lys140 von
sTNFR-II); und optional solche, die nicht einen Teil der ersten
Domäne
enthalten (Aminosäurereste
Asp1-Cys19 von sTNFR-I
und Aminosäurereste
Leu1-Cys32 von sTNFR-II).
Die verkürzten
sTNFRs der vorliegenden Erfindung schließen die Proteine mit ein, die
durch die Formel R1-[Cys19-Cys103]-R2 und R4-[Cys32-Cys115]-R5 dargestellt
werden. Diese Proteine sind verkürzte
Formen von sTNFR-I bzw. sTNFR-II.
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Durch "R1-[Cys19-Cys103]-R2" werden eines oder mehrere Proteine verstanden,
wobei [Cys19-Cys103]
die Reste 19 bis 103 von sTNFR-I darstellen, wobei das Schema der
Num merierung der Aminosäurereste
in 1 dargestellt wird,
um einen Vergleich zu erleichtern; wobei R1 eine
methionylierte oder nicht-methionylierte Aminogruppe von Cys19 oder vom Aminosäurerest/von Aminosäureresten
am Aminoterminus darstellt, die aus irgendeinem von Cys18 bis
Asp1 ausgewählt wurden und wobei R2 eine Carboxygruppe von Cys103 oder
von Aminosäureresten
vom carboxyterminalen Ende darstellen, die aus irgendeinem von Phe104 bis Leu110 darstellen.
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Beispielhafte verkürzte sTNFR-I
der vorliegenden Erfindung schließend die folgenden Moleküle mit ein (allgemein
2,6 D sTNFR-I genannt): NH2-[Asp1-Cys105]-COOH (ebenfalls
benannt als sTNFR-I 2,6 D/C105]; NH2-[Asp1-Leu108]-COOH (ebenfalls
benannt als sTNFR-I 2,6 D/C106); NH2-[Asp1-Asn105]-COOH (ebenfalls bezeichnet
als sTNFR-I 2,6 D/N105); NH2-[Tyr9-Leu108]-COOH (ebenfalls
als sTNFR-I 2,3 D/d8 bezeichnet; NH2-[Cys19-Leu108]-COOH (ebenfalls als
sTNFR-I 2,3 D/d18 bezeichnet); und NH2-[Ser16-Leu108]-COOH (ebenfalls
als sTNFR-I 2,3 D/d15 bezeichnet), entweder methionyliert oder nicht-methionyliert,
und Varianten und Derivate davon.
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Unter "R3-[Cys32-Cys115]-R4" wird eines oder mehrere Proteine verstanden,
wobei [Cys32-Cys115]
die Reste Cys32 bis Cys115 von
sTNFR-II darstellt, wobei das Schema der Nummerierung der Aminosäurereste
in 2 dargestellt wird,
um einen Vergleich zu erleichtern; wobei A3 eine
methionylierte oder nicht-methionylierte Aminogruppe von Cys32 darstellt oder von einem Aminosäurerest/
von Aminosäureresten
des Aminoterminus, ausgewählt
aus irgendeinem von Cys31 bis Leu1, und wobei R4 eine
Carboxygruppe von Cys15 oder von einem Aminosäurerest/
von Aminosäureresten
am Carboxyterminus darstellt, ausgewählt aus irgendeinem von Ala116 bis Arg122.
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Eine Aminosäuresequenzaddition kann Isertionen
einer amino- und/oder carboxyterminalen Fusion mit einschließen, die
sich in der Länge
von einem Rest bis hundert oder mehr Resten bewegen, wie auch internale
Intrasequenzinsertionen von einzelnen oder multiplen Aminosäureresten.
Internale Additionen können sich
im Allgemeinen von etwa 1 bis 20 Aminosäureresten bewegen, vorzugsweise
von etwa 1 bis 10 Aminosäureresten,
noch bevorzugter von etwa 1 bis 5 Aminosäureresten und am meisten bevorzugt
von etwa 1 bis 3 Aminosäureresten.
Additonen innerhalb der Aminsäuresequenzen
der sTNFRs können
in Regionen niedriger Homologie mit den Sequenzen anderer Mitglieder
der NGF/TNF-Rezeptorfamilie
durchgeführt
werden. Additionen innerhalb der Aminosäuresequenz des sTNFRs in Bereichen
wesentlicher Homologie mit den Sequenzen anderer Mitglieder der
NGF/TNF-Rezeptorfamilie werden sehr wahrscheinlich die biologische
Aktivität
signifikant modifizieren. Additionen schließen bevorzugt Aminosäuresequenzen
mit ein, die aus den Sequenzen der Mitglieder der NGF/TNF-Rezeptorfamilie
abgeleitet wurden.
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Eine aminoterminale Addition beabsichtigt,
die Addition eines Methionins mit einzuschließen (beispielsweise als ein
Artifakt der direkten Expression in einer bakteriellen rekombinanten
Zellkultur). Ein weiteres Beispiel einer aminoterminalen Addition
schließt
die Fusion einer Signalsequenz an den Aminoterminus von reifen sTNFRs
mit ein, um die Sekretion von Proteinen aus rekombinanten Wirtzellen
zu erleichtern. Solche Signalsequenzen werden im Allgemeinen aus
den ins Auge gefassten Spezien der Wirtszellen erhalten und sind
daher damit homolog. Für
prokaryotische Wirtzellen, die die native Signalsequenz der sTNFRs
nicht erkennen und prozessieren, können die Signalsequenzen durch
ein prokaryotische Signalsequenz ausgetauscht werden, die beispielsweise
aus der Gruppe von alkalischer Phosphatase, Penicillinase oder Hitze-stabilen
Enterotoxin II Leadersequenzen ausgewählt wurde. Zur Expression in
Hefezellen kann die Signalsequenz beispielsweise aus der Gruppe
der Hefeinvertase, Alphafaktor oder der Leadersequenz der sauren
Phosphatase ausgewählt
werden. Bei Expression in Säugetierzellen
sind die nativen Signalsequenzen (
EP
393 438 und
EP 422 339 )
zufriedenstellend, obwohl andere Signalsequenzen aus Säugetieren
geeignet sein können,
beispielsweise Sequenzen, die aus anderen NGF/TNF-Rezeptorfamilienmitgliedern
abgeleitet wurden.
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Ein Beispiel einer aminoterminalen
oder carboxyterminalen Addition schließt chimäre Proteine mit ein, die die
aminoterminale oder carboxyterminale Fusion eines TNFbp(s) mit allen
Teilen oder einem Teil der konstanten Domäne der schweren oder leichten
Kette von humanem Immunglobulin umfasst (individuell oder kollektiv,
("sTNFRFc(s)"). Solche chimären
Polypeptide werden bevorzugt, bei denen der Immunglobulinanteil alle
Domänen
außer
der ersten Domäne
der konstanten Region der schweren Kette von humanem Immunglobulin umfasst
, wie beispielsweise IgG (z. B., IgG1 oder IgG3), IgA, IgM oder
IgE. Ein Fachmann wird es bevorzugen, dass jegliche Aminosäure des
Immunoglobulinanteils mit einem oder mehreren Aminosäuren deletiert
oder substituiert werden kann, oder eine oder mehrere Aminosäuren addiert
werden können,
so lange wie der Anteil des TNF-bindenden Proteins noch immer TNF
bindet und der Immunoglobulinanteil eine oder mehrere seiner charakteristischen
Eigenschaften zeigt.
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Eine andere Gruppe von Variante(n)
ist eine Aminosäuresubstitutionsvariante(n)
der Aminosäuresequenz
von sTNFRs. Diese ist eine/sind Variante(n), wobei mindestens ein
Aminosäurerest
in einem sTNFR entfernt wurde und verschiedene Reste an seiner Stelle
insertiert wurden. Eine Substitutionsvariante/Substitutionsvarianten
schließen
allelische Variante(n) mit ein, welche durch natürlich vorkommende Veränderungen der
Nukleotidsequenz in der Population der Spezies charakterisiert werden,
welche in einer Änderung
der Aminosäure
resultieren oder dies nicht tun. Ein Fachmann kann jegliche Information
bei der Selektion möglicher Mutationsstellen
verwenden, die über
die Bindungs- oder aktive Stelle des Polypeptids bekannt sind.
-
Ein Verfahren zur Identifizierung
von Aminosäureresten
oder Regionen zur Mutagenese eines Proteins wird "Alanin-Scanning-Mutagenese"
genannt, wie durch Cunningham und Wells (1989) beschrieben, Science
244: 1081–1085.
-
In diesem Verfahren wird ein Aminosäurerest
oder eine Gruppe von Targetresten identifiziert (z. B. geladene
Reste wie beispielsweise Arg, Asp, His, Lys und Glu) und durch eine
neutrale oder negativ geladene Aminosäure (bevorzugt Alanin oder
Polyalanin) ersetzt, um die Interaktion der Aminosäuren mit
dem umgebenden wässrigen
Umfeld innerhalb oder außerhalb
der Zelle zu beeinflussen. Solche Domänen/Reste, die gegenüber den
Substitutionen eine funktionelle Sensitivität zeigen, werden anschließend durch
die Einführung weiterer
oder alternativer Reste an den Stellen der Substitution verfeinert.
Daher ist die Stelle zur Einführung einer
Modifikation der Aminosäuresequenz
vorbestimmt. Um die Leistung einer Mutation an einer bestimmten Stelle
zu optimieren, kann eine Alanin-Scanning- oder Random-Mutagenese
durchgeführt
werden und die Variante(n) kann/können auf die optimale Kombination
der gewünschten
Aktivität
und den Grad der Aktivität
gescreent werden.
-
Die Stellen, die für die Austauschmutagenese
von größtem Interesse
sind, schließen
Stellen mit ein, an welchen besondere Aminosäurereste innerhalb eines sTNFR
im Wesentlichen unterschiedlich von anderen Spezies oder anderen
Familienmitgliedern der NGF/TNF-Rezeptorfamilie
in Bezug auf die Seitenkettengröße, Ladung
und/oder Hydrophobizität
sind. Andere interessante Stellen schließen solche mit ein, in welchen
besondere Reste eines sTNFR unter anderen Spezies oder anderen Mitgliedern
NGF/TNF-Rezeptorfamilie identisch sind, wie beispielsweise Positionen,
die im Allgemeinen wichtig für
die biologische Aktivität
eines Proteins sind.
-
Andere interessante Stellen schließen solche
mit ein, in welchen besondere Reste ähnlich oder identisch mit solchen
sind, wie beispielsweise denen in sTNFR-I-ähnlichen Proteinen und sTNFR-II-ähnlichen
Proteinen. Die folgende Information wurde entsprechend in Bezug
auf sTNFR-I erläutert
(Banner et al. (1993), oben, und Fu et al. (1995), Protein Engineering,
8(12): 1233–1241).
Die Reste Tyr9, Thr39,
His55 in Domäne 1, die Reste Phe49, Ser63, Asp82 in Domäne
2 und die Reste Tyr92 und Ser107 in
Domäne
3 wurden als potentiell wichtig für die Stabilisierung der Struktur
der Domänen
1, 2 bzw. 3 identifiziert. Die Reste Pro12 und
His55 wurden als potentiell interagierend
mit Ser86-Tyr87 auf
der Untereinheit C von TNF-α identifiziert.
Die Rest Glu45-Phe49 wurden
als in einem Loop vorhanden identifiziert, welcher möglicherweise
mit den Resten Leu29-Arg32 der
TNF-α-Untereinheit
A interagiert. Der Rest Glu48 wurde als
potentiell interagierend mit Asn19-Pro20 auf der Untereinheit A von TNF-α erkannt.
Die Reste His58-Leu60 wurden
als in einer gedehnten Strangkonformation vorliegend identifiziert
und Nebenketteninteraktionen mit den Resten Arg31-Ala33 auf der Untereinheit A von TNF-α wurden potentiell
mit dem Rest His55 von sTNFR-I identifiziert
und spezifisch interagierend mit Rest Arg31.
Die Reste Lys64-Arg66 wurden
als in einer gedehnten Strangkonformation vorliegend identifiziert
und es wurde festgestellt, dass diese Nebenketten und Hauptketten
Interaktionen mit den Resten Ala145-Glu146 und dem Rest Glu46,
auf der Untereinheit A von TNF-α,
aufweisen. Der Rest Met69 wurde als potentiell
interagierend mit Rest Tyr115 auf Untereinheit
A von TNF-α identifiziert.
Die Reste His94-Phe101 wur den dahingehend
idenfifiziert, dass sie eine Schleife bilden, welche mit den Resten
Thr72-Leu75 und Asn137 der
Untereinheit C von TNF-α interagieren,
mit dem Rest Trp96 von sTNFR-I spezifisch
interagieren mit den Resten Ser71-Thr72 auf der Untereinheit C von TNF-α, Leu100 von
sTNFR-I in großer
Nähe mit
Rest Asn137 auf Untereinheit C von TNF-α ist und
der Rest Gln102 von sTNFR-I mit dem Rest
Pro113 auf Untereinheit A von TNF-α spezifisch
interagiert.
-
Weiterhin gibt es zu den Cysteinen,
die die 3 Paare an Disulfidbindungen innerhalb jeder der vier Domänen des
Moleküls
bilden, verschiedene andere konservierte Reste, welche einen Beitrag
zur Stabilisierung der tertiären
Faltung jeder Domäne
tiefem.
-
Es gibt zwei Hauptklassen, in welche
diese stabilisierenden Reste fallen. Der erste Typ trägt zur Abschirmung
der Schwefelatome der Disulfidbindung vom Lösungsmittel bei. Ein Beispiel
dieser Reste in Domäne
3 ist Tyr92. In Domäne 4 hilft Phe133,
die Disulfidbindung von Cys128-Cys139 abzuschirmen. Alle vier Domänen besitzen
entweder ein Tyr oder ein Phe an diesen strukturell gleich konservierten
Stellen. Die zweite Klasse der stabilisierenden Reste bilden Hydrogenbindungen
innerhalb ihrer jeweiligen Domänen.
Innerhalb Domäne 3
formt Asn123 und Ser107 eine
Wasserstoffbindung und Ser107 bildet eine
weitere Wasserstoffbindung mit Tyr124. Für Domäne 4 schließen diese
Reste Asn144 und Ser141 mit
ein.
-
Weiterhin gibt es Wasserstoffbindungen
zwischen Domäne
3 und 4, welche nicht zwischen anderen Domänen beobachtet werden. Diese
Wasserstoffbindungen sind (1) Asn105 Sauerstoff
der Hauptkette und Asn137 Stickstoff der
Nebenkette und (2) Ser107 Sauerstoff der
Nebenkette und Asn137 Stickstoff der Hauptkette.
-
Ein Fachmann wird es bevorzugen,
dass die Stellen zu Beginn mittels Substitution in einer verhältnismäßig konservativen
Art und Weise modifiziert werden. Solche konservativen Substitutionen
werden in Tabelle 1 unter der Überschrift
"Bevorzugte Substitutionen" aufgeführt. Falls solche Substitutionen
in einem Wechsel der biologischen Aktivität resultieren, können wesentliche Änderungen
eingeführt
werden (beispielhafte Substitution) und/oder andere Additionen/Deletionen
können
durchgeführt
werden und die erhaltenen Produkte gescreent werden.
-
TABELLE
1: Aminosäuresubstitutionen
-
Bei der Durchführung solcher Änderungen
kann der hydropathische Index von Aminosäuren in Betracht gezogen werden.
Die Wichtigkeit des hydrophathischen Aminosäureindex bei der Übertragung
der interaktiven biologischen Funktion auf einem Protein wird im
Stand der Technik im Allgemeinen verstanden (Kyte and Doolittle
(1982) J. Mol. Biol., 157: 105– 131).
Es ist bekannt, dass verschiedene Aminosäuren durch andere Aminosäuren ersetzt werden
können,
die einen ähnlichen
hydropathischen Index oder Wert besitzen und immer noch eine ähnliche
biologische Aktivität
behalten.
-
Es ist wird ebenfalls im Stand der
Technik verstanden, dass die Substitution von ähnlichen Aminosäuren effektiv
auf der Basis der Hydrophilie durchgeführt werden kann, insbesondere,
wenn das funktionell äquivalente
Protein oder Peptid, das dabei erzeugt wird, wie im vorliegenden
Fall zur Verwendung in immunologischen Ausführungsformen vorgesehen ist.
US-Patent 4,554,101 hält
fest, dass die größte lokale
durchschnittliche Hydrophilie eines Proteins, wie sie durch die
Hydrophilie seiner angrenzenden Aminosäure bestimmt wird, mit seiner
Immunogenität
und Antigenität
korreliert, z. B. mit einer biologischen Eigenschaft des Proteins.
-
US-Patent 4,554,101 lehrt ebenfalls
die Identifizierung und Herstellung von Epitopen aus primären Aminosäuresequenzen
auf der Basis der Hydrophilie. Durch die in US-Patent 4,554,101
beschriebenen Verfahren wäre
ein Fachmann in der Lage, Epitope zu identifizieren, beispielsweise
innerhalb der Aminosäuresequenz
eines sTNFRs. Diese Regionen weiden ebenfalls als "epitope Core-Regionen"
bezeichnet. Verschiedene wissenschaftliche Publikationen haben sich
der Vorhersage von Sekundärstrukturen
verschrieben und der Identifikation von Epitopen aus Analysen von
Aminosäuresequenzen.
(Chou und Fasman (1974), Biochemistry, 13(2): 222–245, Chou
und Fasman (1974), Biochemistry, 13(2): 211–222, Chou und Fasman (1978),
Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol., 47: 45–148, Chou und Fasman (1978),
Ann, Rev. Biochem., 47: 251–276
und Chou und Fasman (1979), Biophys. J., 26: 367–384.
-
Weiterhin sind zur Zeit Computerprogramme
erhältlich,
die bei der Vorhersage von antigenen Bereichen und epitopen Core-Regionen
von Proteinen Hilfestellung leisten. Beispielhaft sind solche Programme
mit eingeschlossen, die auf der Jameson-Wolf-Analyse beruhen (Jameson
and Wolf (1988), Comput. Appl. Biosci., 4(1): 181–186 und
Wolf et al. (1988), Comput. Appl. Biosci., 4(1): 187–191; das
Programm PepPlot® (Brutlag et al., (1990),
CABS, 6: 237–245
und Weinbergen et al. (1985), Science, 228: 740–742; und andere Programme
für die
Vorhersage der tertiären
Proteinstruktur (Fetrow und Bryant (1993), BIOTECHNOLOGY, 11: 479–483).
-
Im Gegensatz dazu können wesentliche
Modifikationen in den funktionellen und/oder chemischen Merkmalen
der sTNFRs durch die Auswahl von Substitutionen hervorgerufen werden,
die sich wesentlich in ihrem Effekt auf die Erhaltung (a) der Struktur
des Polypeptid-Backbones
im Bereich der Substitution, beispielsweise als ein Blatt oder helikale
Konformation, (b) der relativen Ladung oder Hydrophobizität des Proteins
als die Targetstelle oder (c) die Größe der Seitenkette unterscheiden.
Natürlich
vorkommende Reste können
abhängig
von ihren gewöhnlichen
Seitenketteneigenschaften in Gruppen eingeteilt werden:
-
- 1) hydrophob: Norleucin, Met, Ala, Val, Leu,
Ile;
- 2) neutral hydrophil: Cys, Ser, Thr,
- 3) sauer: Asp, Glu;
- 4) basisch, Asn, Gln, His, Lys, Arg;
- 5) aromatisch: Trp, Tyr, Phe; und
- 6) Reste, die die Kettenorientierung beeinflussen: Gly, Pro.
-
Nicht-konservative Substitutionen
können
den Austausch eines Mitgliedes einer dieser Gruppen gegeneinander
mit einschließen.
Solche ausgetauschten Reste können
in Regionen der sTNFRs eingeführt
werden, welche beispielsweise mit anderen Mitgliedern der NGF/TNF-Rezeptorfamilie
homolog sind, oder in nicht-homologe Regionen des Proteins.
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Eine Anzahl an Aminosäuresubstitutionen
oder Deletionen kann durchgeführt
werden, um N-ver-knüpfte
oder O-verknüpfte
Glycosylierungsstellen zu modifizieren oder hinzuzufügen, was
zu einem Protein mit geänderter
Glycosylierung führt.
Die Sequenz kann so modifiziert werden, dass Glycosylierungsstellen addiert
oder N-verknüpfte
oder O-verknüpfte
Glycosylierungsstellen aus den sTNFRs entfernt werden. Eine Asparagin-verknüpfte Glycosylierungserkennungsstelle
umfasst eine Tripeptidsequenz, welche spezifisch durch geeignete
zelluläre
Glycosylierungsenzyme erkannt wird. Diese Tripeptidsequenzen sind
entweder Asn-Xaa-Thr oder Asn-Xaa-Ser, wobei Xaa jegliche Aminosäure außer Pro
sein kann.
-
Nachgewiesene oder vorhergesagte
Asparaginreste des 30 kDa TNF-Inhibitors liegen an den Positionen
14, 105 und 111 vor.
-
Spezifische Mutationen der Sequenz
der sTNFRs können
die Substitution einer nichtnativen Aminosäure am Aminoterminus, Carboxy-Terminus
oder an jeder Stelle des Proteins mit einschließen, welche durch die Addition
eines N-verknüpften
oder O-verknüpften
Kohlenwasserstoffes modifiziert wird. Solche Modifikationen können von
besonderer Nützlichkeit
bei der Addition einer Aminosäure
(z. B. Cystein) sein, was für
die Verknüpfung
eines wasserlöslichen
Polymers zur Bildung eines Derivats vorteilhaft ist. Beispielsweise
beschreibt WO 92/16221 die Herstellung von z. B. sTNFR-I-Muteinen,
wobei ein Asparaginrest an der Position 105 des nativen humanen
Proteins gegen Cystein (c105 sTNFR-I) ausgetauscht ist.
-
In einer besonderen Ausführungsform
wird eine Polypeptidvariante bevorzugt werden, die im Wesentlichen
mit der Aminosäure
des sTNFR homolog ist, aus welcher dieses abgeleitet ist. De Begriff
"im Wesentlichen homolog", wie hier verwendet, beschreibt einen
Grad an Homologie, welcher mindestens 80% beträgt, vorzugsweise mindestens
90%, noch bevorzugter mindestens 95% und am meisten bevorzugt sogar
99%. Die Prozentwerte der Homologie, wie sie hier beschrieben wurden,
wird als Prozentwert von Aminosäureresten
berechnet, die in der kleineren der beiden Sequenzen gefunden werden,
welche sich mit identischen Aminosäureresten in einem Alignment
anordnen, wenn beim Vergleich vier Lücken mit einer Länge von
100 Aminosäuren
eingeführt
werden können,
um das Alignment zu unterstützen,
wie durch Dayhoff (1972) beschrieben, Atlas of Protein Sequence
and Structure, 5: 124, National Biochemical Research Foundation,
Washington, D. C. Ebenfalls im Begriff "im Wesentlichen homolog"
mit eingeschlossen ist eine/sind Variante(n) von sTNFRs, welche
mit Hilfe der Kreuz-Reaktivität
mit Antikörpern
mit den Aminosäuresequenzen
von SEQ ID NO: 2 und SEQ ID NO: 4 isoliert werden können oder
dessen Gene mittels Hybridisierung mit der DNA von SEQ ID NO: 1
und SEQ ID NO: 3 oder mit Segmenten davon isoliert werden können.
-
Polypeptidderivate
-
Chemisch modifizierte Derivate der
TNFbp(s), in welchen das Protein mit einem Polymer verknüpft ist, um
die Eigenschaften des Proteins zu modifizieren (hier als "Derivate"
bezeichnet) sind im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung mit
eingeschlossen. Solche Derivate können durch einen Fachmann anhand
dieser Beschreibung hergestellt werden. Konjugate können unter
Verwendung von glycosyliertem, nicht-glycosyliertem oder derglycosyliertem
TNFbp(s) und geeigneten chemischen Resten hergestellt werden. Typische nicht-glycosylierte
Proteine und wasserlösliche
Polymere werden verwendet werden.
-
Wasserlösliche Polymere sind wünschenswert,
da das Protein, an welches es gebunden ist, nicht in einer wässrigen
Umgebung ausfällt,
wie beispielsweise in einer physiologischen Umgebung. Vorzugsweise wird
das Polymer pharmazeutisch für
die Herstellung eines therapeutischen Produkts oder einer Zusammensetzung
geeignet sein. Ein Fachmann wird fähig sein, das gewünschte Polymer
auf der Grundlage solcher Betrachtungen auszuwählen, ob das Polymer/Proteinkonjugat
therapeutisch verwendet werden wird und, falls dies der Fall ist,
aufgrund des therapeutischen Profils des Proteins (z. B. während der
fortwährenden
Freigabe; Resistenz gegen Proteolyse; Effekte, falls vorhanden,
auf Dosierung; biologische Aktivität; Einfachheit der Handhabung;
Grad oder Fehlen der Antigenität
und andere bekannte Effekte eines wasserlöslichen Polymers auf ein therapeutisches
Protein).
-
Geeignete, klinisch akzeptable, wasserlösliche Polymere
schließen
mit ein, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyethylenglycol(PEG),
Polyethylenglycolpropionaldehyd, Copolymer von Ethylenglycol/Propylenglycol,
Monomethoxy-Polyethylenglycol, Carboxymethylcellulose, Dextran,
Polyvinylalkohol(PVA), Polyvinylpyrrolidon, Poly-1,3-Dioxolan, Poly-1,3,6-trioxan, Ethylen/Maleinanhydrid-Copolymer,
Poly(β-aminsäure) (andere
Homopolymers oder Randomcopolymer), Poly(n-vinylpynolidon)polyethylenglycol,
Polypropylenglycolhomopolymere(PPG) und andere Polyalkylenoxide,
Polypropylenoxid/Ethylenoxid-Copolymere, polyoxyethylierte Polyole(POG)
(z. B. Glycerin) und andere polyoxyethylierte Polyole, polyoxyethyliertes
Sorbitol, oder polyoxyethylierte Glucose, Coloninsäuren oder
andere Kohlenwasserstoffpolymere, Ficoll oder Dextran und Mischungen
davon. Wie hier verwendet, bedeutet Polyethylenglycol jede Form,
welche bedeutet Polyethylenglycol jede Form, welche verwendet wurde,
um andere Proteine zu derivatisieren, wie beispielsweise Mono-(C1-C10)alkoxy-
oder Aryloxy-Polyethylenglycol.
-
Polyethylenglcolpropionaldehyd kann
aufgrund seiner Stabilität
in Wasser Vorteile bei der Herstellung besitzen.
-
Die wasserlöslichen Polymere können jeweils
jedes mögliche
Molekulargewicht besitzen und können verzweigt
oder nicht-verzweigt sein. Im Allgemeinen gilt, dass je höher das
Molekulargewicht oder die Anzahl der Verzweigungen sind, desto höher ist
das Verhältnis
von Polymer : Protein. Die wasserlöslichen Polymere besitzen jeweils
ein durchschnittliches molekulares Gewicht von etwa 2 kDa bis etwa
100 kDa (der Begriff "etwa" deutet an, dass in den Präparationen
eines wasserlöslichen
Polymers einige Moleküle
etwas mehr wiegen mögen,
und andere etwas weniger als das genannte molekulare Gewicht). Das
durchschnittliche molekulare Gewicht von jedem wasserlöslichen
Polymer liegt bevorzugt zwischen etwa 5 kDa und etwa 40 kDa, noch
bevorzugter zwischen etwa 10 kDa und etwa 35 kDa und am meisten
bevorzugt zwischen etwa 15 kDa und etwa 30 kDa.
-
Es gibt einige Anlagerungsverfahren,
die einem Fachmann zur Verfügung
stehen, einschließlich
Acylierungsreaktionen oder Alkylierungsreaktionen (bevorzugt zur
Erzeugung eines am Aminoterminus chemisch modifizierten Proteins)
mit einem reaktiven wasserlöslichen
Molekül.
Siehe beispielsweise
EP 0 401
384 ; Malik et al. (1992), Exp. Hematol., 20: 1028–1035; Francis
(1992), Focus on Growth Factors, 3(2): 4–10, published by Mediscript,
Mountain, Court, Friem Barnet Lane, London N20 OLD, UK;
EP 0 154 316 ;
EP 0 401 384 ; WO 92/16221; WO 95/34326;
WO 95/13312; WO 96/11953; WO 96/19459 und WO 96/19459 und die anderen
Publikationen, welche hier genannt werden und sich auf Pegylierung
beziehen.
-
Ein nicht-verzweigtes Monomethoxy-Polyethylenglycolaldehymolekül, welches
ein durchschnittliches molekulares Gewicht von entweder etwa 20
kDa oder etwa 33 kDa besitzt (z. B. zwischen 30 kDa und 35 kDa), oder
ein tertiär-Butyl-Polyethylenglycolaldehyd,
welches ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 33 kDa
besitzt (z. B. zwischen 30 kDa und 35 kDa), kann ebenfalls über reduktive
Alkylierung an das/die TNFbp(s) konjugiert werden.
-
Die Pegylierung kann ebenfalls spezifisch
unter Verwendung von wasserlöslichen
Polymeren ausgeführt
werden, die mindestens eine reaktive Hydroxygruppe besitzen (z.
B. Polyethylenglycol). Das wasserlösliche Polymer kann mit einer
aktivierenden Gruppe umgesetzt werden, wobei ein "aktivierter Linker"
gebildet wird, der bei der Modifizierung verschiedener Proteine
nützlich
ist. Die aktivierten Linker können
monofunktional, bifunktional oder multifunktional sein.
-
Aktivierende Gruppen, welche verwendet
werden können
um das wasserlösliche
Polymer an zwei oder mehr Proteine zu verknüpfen schließen folgende mit ein: Sulfon,
Malinimid, Sulfhydryl, Thiol, Triflat, Tresylat, Azidirin, Oxiran
und 5-Pyridyl. Nützliche
Reagenzien besitzen eine reaktive Sulfongruppe, die in den Verfahren
verwendet werden kann, einschließlich und ohne Begrenzung Chlorsulfon,
Vinylsulfon und Divinylsulfon. Diese PEG-Derivate sind gegen Hydrolyse
für ausgedehnte
Zeiträume
in wässrigen
Umgebungen bei pH-Werten
von etwa 11 oder weniger stabil und können Verknüpfungen mit Molekülen Bilden,
um Konjugate zu formen, welche ebenfalls hydrolytisch stabil sind.
Zwei insbesonders nützliche
homofunktionelle Dervate sind PEG-bis-Chlorosulfon und PEG-bis-Vinylsulfon
(WO 95/13312).
-
WO 97/04003 (ehrt Verfahren zur Herstellung
von Sulfon-aktivierten Linkern durch Erhalten einer Verbindung,
welche eine reaktive Hydroxylgruppe besitzt und durch Konvertieren
der Hydroxylgruppe zu einem reaktiven Michael-Akzeptor, um einen
aktivierten Linker unter der Verwendung von Tetrahydrofuran (THF)
als Lösungsmittel
für diese
Umwandlung zu bilden. Die Anmeldung lehrt ebenfalls ein Verfahren
zur Aufreinigung der aktivierten Linker, welches hydrophobe Interaktionschromatographie
verwendet, um die Linker in Abhängigkeit
ihrer Größe und Endgruppenfunktionalität aufzutrennen.
-
Polyvalente Formen
-
Polyvalente Formen können hergestellt
werden, z. B. Moleküle,
die mehr als einen aktiven Rest umfassen. In einer Ausführungsform
kann das Molekül
multiple Tumomekrosefaktorbindungsstellen für den TNF-Liganden besitzen.
Zusätzlich
kann das Molekül
mindestens eine Tumornekrosefaktorbindungsstelle und, in Abhängigkeit
von der gewünschten
Charakteristik der polyvalenten Form, mindestens eine Stelle für ein anderes
Molekül
besitzen (z. B. ein TNFbp(s), und einen Interleukin-I-Rezeptorantagonisten
("IL-1ra") wie unten beschrieben).
-
In einer Ausführungsform kann die polyvalente
Form beispielsweise durch chemisches Koppeln von mindestens einem
TNFbp(s) und einem anderen Rest mit jeglichem klinisch geeigneten
Linker (z. B. einem wasserlöslichen
Polymer) konstruiert werden. Im Grundsatz muss der Linker keine
neue Immonogenität
verleihen noch durch die neuen Aminosäurereste die Hydrophobie und
das Ladungsgleichgewicht der Struktur verändern, welches seine Bioverteilung
und Aufklärung
beeinflusst.
-
Die wasserlöslichen Polymere können auf
der Basis der hier aufgeführten
Monomere Homopolymere, Random oder Blockcopolymere, Terpolymere
mit gerader oder verzweigter Kette, substituiert oder unsubstituiert
sein. Das Polymer kann jegliche Länge oder Molekulargewicht besitzen,
jedoch können
diese Merkmale die biologischen Eigenschaften beeinflussen. Die
durchschnittlichen Molekulargewichte des Polymers, die insbesondere
nützlich
zur Verringerung der Aufklärungsraten
in pharmazeutischen Anwendungen sind, bewegen sich in der Größenordnung
von 2000 bis 3500 Daltons. Zusätzlich
kann die Länge
des Polymers variiert werden, um die erwünschte biologische Aktivität zu optimieren
oder zu übertragen.
-
Die aktiven Reste können unter
Verwendung konventioneller Kopplungstechniken verknüpft werden (siehe
WO 92/16221, WO 95/13312 und WO 95/34326. Beispielsweise beschreiben
WO 92/16221 und Wo 95/34326 die Herstellung von verschiedenen dimerisierten
sTNFR-I-Molekülen,
z. B. dimerisiertem c105 sTNFR-I.
-
Alternativ kann ein bivalentes Molekül aus zwei
Tandemrepeats von sTNFRs bestehen, welches durch eine Polypeptidlinkerregion
getrennt wird. Das Design des Polypeptidlinkers ist im Design ähnlich zu
der Insertion von kurzen Schleifensequenzen zwischen den Domänen im de
novo Design von Proteinen (Mutter (1988), TIBS, 13: 260–265 und
Regan und DeGrado (1988), Science, 241: 976–978). Verschiedene unterschiedliche Linkekonstrukte
wurden erzeugt und es wurde gezeigt, dass diese für die Bildung
von einzelkettigen Antikörpern
nützlich
sind; die am stärksten
funktionellen Linker variieren in der Größe von 12 bis 25 Aminosäuren (Aminosäuren, welche
nicht-reaktive Nebengruppen besitzen, z. B. Alanin, Serin und Glycin),
welche zusammen eine hydrophile Sequenz bilden, und besitzen ein
wenig gegensätzlich
geladene Reste, um die Löslichkeit zu
steigern und sind flexibel (Whitlow and Filpula (1991), Methods:
A Companion to Methods in Enzymology, 2: 97–105; und Brigido et al. (1993)
J. Immunol., 150: 469–479).
Es wurde gezeigt, dass ein für
einzelkettige Antikörper
geeigneter Linker effektiv ist, um eine dimere Form des human sTNFR-II
zu erzeugen (Neve et al. (1996), Cytokine, 851: 365–370).
-
Zusätzlich kann ein TNFbp(s) chemisch
an Biotin gekoppelt werden, und das erhaltene Konjugat kann anschließend an
Avidin binden gelassen werden, was in tetravalenten Avidin/Biotin/TNFbp(s)
Molekülen
resultiert. Ein TNFbp(s) kann ebenfalls kovalent an Dinitrophenol
(DNP) oder Trinitrophenol (TNP) gekoppelt werden und die erhaltenen
Konjugate werden mit anti-DNP oder anti-TNP-IgM gefällt, um
dekamere Konjugate zu bilden.
-
Rekombinante Fusionsproteine können ebenfalls
erzeugt werden, wobei jedes rekombinante chimäre Molekül eine TNFbp(s)-Sequenz aminoterminal
oder carboxyterminal an allen Teilen oder einem Teil der konstanten
Domänen
fusioniert hat, jedoch mindestens an eine konstante Domäne der schweren
oder leichten Kette von humanem Immunglobulin. Beispielsweise kann
ein chimäres
TNFbp(s)/IgG1 (oder IgG1/TNFbp(s)) Fusionsprotein aus einem chimären Gen
erzeugt werden, das eine leichte Kette enthält: ein TNFbp(s)/humanes Chimär der leichten
kappa Kette (TNFbp(s)/Ck) oder ein humanes Chimär der leichten kappa Kette
TNFpb(s)(Ck/TNFbp(s)); oder ein chimäres Gen enthaltend eine schwere
Kette: ein TNFbp(s)/humanes Chimär der
schweren gamma-1 Kette (TNFbp(s)/Cg-1) oder ein humanes Chimär schweren
gamma-1 Kette TNFbp(s) (Cg-1(TNFbp(s)). Nach der Transkription und
Translation eines chimären
Gens einer schweren Kette, oder eines Gens, das eine leichte Kette
enthält
und eines chimären
Gens mit einer schweren Kette können
Genprodukte in einem einzelnen chimären Molekül vereinigt werden, das ein
TNFbp(s) bivalent darstellt. Zusätzliche Details,
die sich auf die Konstruktion solcher chimären Moleküle beziehen, werden in den
US-Patenten 5,116,964, WO 89/09622, WO 91/16437 und
EP 315 062 offenbart.
-
Rekombinante Fusionsproteine können ebenfalls
hergestellt werden, wobei jedes rekombinante chimäre Molekül mindestens
ein TNFbp(s) besitzt, wie hier beschrieben, und mindestens einen
Teil der Region 186–401
von Osteoprotogerin, wie in der europäischen Patentanmeldung Nr.
96309363.8 beschrieben. Entweder kann/können das/die TNFbp(s) oder
der Teil von Osteoprotogerin am Aminoterminus oder am Carboxyterminus
des chimären
Moleküls
sein.
-
Synthese von TNFbp(s)
-
Die Herstellung von TNFbp(s) wird
im Folgenden genauer beschrieben. Solche Proteine können beispielsweise
durch rekombinante Techniken oder durch chemische in vitro-Synthesen
hergestellt werden.
-
Polynukleotide
-
Aufgrund der vorliegenden Beschreibung
und unter Verwendung universaler Kodontabellen kann ein Fachmann
leicht alle Nukleinsäuresequenzen
bestimmen, welche die Aminosäuresequenz
der TNFbp(s) kodieren.
-
Rekombinanten Expressionstechniken,
die in Übereinstimmung
mit der unten gezeigten Beschreibung durchgeführt werden, mögen befolgt
werden, um jedes solcher Polynukleotide zu erzeugen und die kodierten Proteine
zu exprimieren. Beispielsweise kann durch die Insertion eines Nukleinsäuresequenz,
welches ein TNFbp(s) kodiert, in einen geeigneten Vektor, ein Fachmann
leicht große
Mengen der erwünschten
Nukleotidsequenz erzeugen.
-
Die Sequenzen können anschließend verwendet
werden, um Detektionssonden oder Amplifikationsprimer zu erzeugen.
Alternativ kann ein Polynukleotid, welches ein TNFbp(s) kodiert
in einen Expressionsvektor insertiert werden. Durch Einführen des
Expressionsvektors in einen geeigneten Wirt, kann das gewünschte Protein
in großen
Mengen erzeugt werden.
-
Wie weiterhin hier beschrieben gibt
es eine Vielzahl an Wirt/Vektor-Systemen, welche für die Vermehrung
der gewünschten
Nukleinsäuresequenzen
und/oder die Herstellung der gewünschten
Proteine verfügbar ist.
Diese schließen
mit ein, sind jedoch nicht beschränkt auf Plasmide, virale oder
insertionale Vektoren, und prokaryotische und eukaryotische Wirte.
Ein Fachmann kann ein Wirt/Vektor-System anpassen, welches fähig ist
heterologe DNA zu vermehren oder zu exprimieren, um die Sequenzen
der vorliegenden Erfindung zu erzeugen oder zu exprimieren.
-
Weiterhin wird es durch Fachleute
bevorzugt sein, dass in Betrachtung der vorliegenden Beschreibung die
Nukleinsäuresequenzen
innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen,
einschließlich der
Nukleinsäuresequenzen
der 1 und 3, wie auch der degenerierten
Nukleinsäuresequenzen
davon, Nukleinsäuresequenzen,
welche eine Variante(n) der sTNFRs kodieren, und solchen Nukleinsäuresequenzen, welche
an komplementäre
Sequenzen der Nukleinsäuresequenzen
von 1 und 3 unter Hybridisierungsbedingungen
hybridisieren, oder unter äquivalenten
Bedingungen dazu, welche im Abschnitt unten zum Screeningverfahren
der cDNA-Bibliothek beschrieben ist.
-
Durch die vorliegende Erfindung werden
ebenfalls rekombinante DNA-Konstrukte bereitgestellt, welche Vektor-DNA
zusammen mit DNA-Sequenzen mit einschließen, die die gewünschten
Proteine kodieren. In einem jedem solchen DNA-Konstrukt ist die
Nukleinsäuresequenz,
welche ein gewünschtes
Protein kodiert (mit oder ohne Signalpeptide) in einem operativen
Zusammenhang mit einer geeigneten Expressionskontrolle oder regulatorischen
Sequenz, welche fähig
ist, die Replikation und/oder Expression des gewünschten Proteins in einem ausgewählten Wirt
zu steuern.
-
Rekombinante
Expression
-
Herstellung
von Polynukleotiden
-
Eine Nukleinsäuresequenz, die ein TNFbp(s)
kodiert, kann leicht auf eine Vielzahl von Arten erhalten werden,
einschließlich
und ohne Begrenzung durch chemische Synthesen, durch cDNA oder durch
das Screening von genomischen Bibliotheken, durch das Screening
von Expressionsbibliotheken und/oder durch PCR-Amplifikation von
cDNA. Diese und andere Verfahren, welche zur Isolierung solcher
Nukleinsäuresequenzen
nützlich
sind, werden in Sambrook et al (1989) beschrieben, Molecular Cloning:
A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring
Harbor, NY, von Ausubel et al (1994), Current Protocols in Molecular
Biology, Current Protocols Press; und von Berger und Kimmel (1987),
Methods in Enzymology: Guide to Molecular Cloning Techniques, Bd.
152, Academic Press, Inc., San Diego, CA.
-
Chemische Synthesen einer Nukleinsäuresequenz,
welches ein gewünschtes
Protein kodiert, können durch
Verwendung von Verfahren durchgeführt werden, die im Stand der
Technik gut bekannt sind, wie beispielsweise solche, die durch Engels
et al., (1989) beschrieben wurden, Angew. Chem. Intl. Ed., 28: 716–734 und
Wells et al. (1985), Gene, 34: 315. Diese Verfahren schließen inter
alia die Phosphortriester, Phosphoramidit und H-Phosphonatverfahren
der Nukleinsäuresequenzsynthese
mit ein. Große
Nukleinsäuresequenzen wie
beispielsweise solche, die länger
als etwa 100 Nukleotide in der Länge
enthalten, können
als unterschiedliche Fragmente synthetisiert werden. Die Fragmente
können
anschließend
miteinander ligiert werden, um eine geeignete Nukleinsäuresequenz
zu bilden. Ein bevorzugtes Verfahren ist eine Polymer-gestützte Synthese
unter Verwendung der Standardchemie für Phosphoramidite.
-
Alternativ kann eine geeignete Nukleinsäuresequenz
durch Screening einer geeigneten cDNA-Bibliothek erhalten werden
(z. B. eine Bibliothek die aus einer oder mehr Gewebequellen hergestellt
wurde, und von denen angenommen wird, dass sie das Protein exprimieren
oder einer genomischen Bibliothek (eine Bibliothek, die aus gesamter
genomischer DNA hergestellt wurde). Die Quelle der cDNA-Bibliothek
ist gewöhnlicherweise
eine Gewebe- oder Zellquelle aus jeglicher Spezies, von der angenommen
wird, dass sie das gewünschte
Protein in vernünftigen
Mengen exprimiert. Die Quelle der genomischen Bibliothek kann jegliches
Gewebe oder Gewebe von jedem Säugetier
oder anderen Spezies sein, von denen angenommen wird, dass sie ein Gen
besitzen, welches das gewünschte
Protein kodiert.
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Jedes Hybridisierungsmedium kann
auf die Anwesenheit einer DNA, welche ein gewünschtes Protein kodiert, unter
Verwendung einer oder mehrer Nukleinsäuresonden gescreent werden
(Oligonukleotide, cDNA oder genomische DNA-Fragmente, welche ein
akzeptables Maß an
Homologie zu der cDNA oder dem zu klonierenden Gen besitzen), welches
selektiv mit cDNA(s) oder einem Genen) hybridisieren wird, welches
in der Bibliothek vorhanden ist. Die Sonden, welche gewöhnlicherweise
für solche
Screeningverfahren verwendet werden, kodieren eine kleine Region
einer DNA-Sequenz aus dem gleichen oder einer ähnlichen Spezies, wie die Spezies
aus der die Bibliothek hergestellt wurde. Alternativ können die
Sonden degeneriert sein, wie hier diskutiert.
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Die Hybridisierung wird gewöhnlicherweise
durch Annealing der Oligonukleotidsonde oder cDNA an die Klone unter
Bedingungen der Stringenz durchgeführt, welche nicht-spezifische
Bindung verhindern, jedoch eine Bindung von solchen Klonen ermöglichen,
die ein signifikantes Maß an
Homologie mit der Sonde oder dem Primer aufweisen. Typische stringente
Hybridisierungs- und Waschbedingungen sind teilweise abhängig von
der Größe (z. B.
Anzahl an Nukleotiden in der Länge)
der cDNA oder der Oligonukleotidsonde, und davon, ob die Probe degeneriert
ist. Die Möglichkeit
der Identifizierung eines Klons wird ebenfalls bei der Planung des Hybridisierungsmediums
in Betracht gezogen (z. B. ob eine cDNA oder eine genomische Bibliothek
gescreent wird).
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Wird ein DNA-Fragment (wie beispielsweise
cDNA) als Sonde verwendet, schließen typische Hybridisierungsbedingungen
solche mit ein, welche in Ausubel et al (1994) beschrieben wurde,
siehe oben. Nach der Hybridisierung wird das Hybridisierungsmedium
mit einer geeigneten Stringenz in Abhängigkeit verschiedener Faktoren
gewaschen, wie beispiels weise der Sondengröße, der erwarteten Homologie
der Sonde zum Klon, dem gescreenten Hybridisierungsmedium, der Anzahl
an gescreenten Klonen und Ähnlichem.
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Beispielhafte stringente Hybridisierungsbedingungen
ist eine Hybridisierung in 6 × SSC
bei 62–67°C, gefolgt
von einem Waschschritt in 0,1 × SSC
bei 62–67°C für ungefähr eine
Stunde. Alternativ sind beispielhafte stringente Hybridisierungsbedingungen
eine Hybridisierung bei 45–55%
Formamid, 6 × SSC
bei 40–45°C, gefolgt
von einem Waschschritt in 0,1 × SSC
bei 62–67°C für ungefähr eine
Stunde. Ebenfalls mit eingeschlossen sind DNA-Sequenzen, welche
an die in den 1 und 3 gezeigten Nukleinsäuresequenzen unter
relaxierten Hybridisierungsbedingungen hybridisieren, und welche
ein TNFbp(s) kodieren. Beispiele solcher relaxierter stringenter
Hybridisierungsbedingungen sind 6 × SSC bei 45–55°C oder eine
Hybridisierung mit 30–40%
Formamid bei 40–45°C, gefolgt
von einem Waschschritt in 1–2 × SSC bei
55°C für ungefähr 30 Minuten.
Siehe auch Maniatis et al. (1982), Molecular Cloning (A Laboratory
Manual), Cold Spring Harbor Laboratory, Seiten 387 bis 389.
-
Es gibt es ebenfalls beispielhafte
Protokolle für
stringente Waschbedingungen, wobei Oligonukleotidsonden verwendet
wurden, um Hybridisierungsmedien zu screenen. Beispielsweise verwendet
ein erstes Protokoll 6 × SSC
mit 0,05% Natriumpyrophosphat bei einer Temperatur von etwa 35°C bis 63°C, in Abhängigkeit der
Länge der
Sonde. Beispielsweise werden 14 Basissonden bei 35–40°C gewaschen,
17 Basissonden bei 45–50°C, 20 Basissonden
bei 52–57°C, und 23
Basissonden bei 57–63°C. Die Temperatur
kann um 2–3°C gesteigert
werden, wenn der Hintergrund an nicht-spezifischer Bindung als hoch
erscheint. Ein zweites Protokoll verwendet Tetramethylammoniumchlorid
(TMAC) zum Waschen. Eine solche stringente Waschlösung ist
3 M TMAC, 50 mM Tris-HCl, pH 8,0 und 0,2% SDS.
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Ein anderes Verfahren zur Erhaltung
einer geeigneten Nukleinsäuresequenz,
welche ein TNFbp(s) kodiert, ist die Polymerasekettenreaktion (PCR).
In diesem Verfahren wird cDNA aus Poly(A)+RNA
oder Gesamt-RNA unter Verwendung des Enzyms Reverse Transkriptase
hergestellt. Zwei Primer, gewöhnlicherweise komplementär zu zwei
getrennten Regionen der cDNA (Oligonukleotide), welche das gewünschte Protein
kodieren, werden anschließend
zur cDNA zusammen mit einer Polymerase wie beispielsweise Taq-Polymerase zugegeben,
und die Polymerase amplifiziert die cDNA-Region zwischen den beiden
Primern.
-
Die Oligonukleotidsequenzen, welche
als Sonden oder Primer ausgewählt
wurden, sollten eine adäquate
Länge besitzen
und genügend
eindeutig sein, so dass die Menge an nichtspezifischer Bindung minimiert wird,
welche während
des Screenings oder der PCR-Amplifikation
auftreten kann. Die eigentliche Sequenz der Sonden oder Primer basiert
gewöhnlich
auf konservierten oder hochhomologen Sequenzen oder Regionen.
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Optional können die Sonden oder Primer
vollständig
oder teilweise degeneriert sein, z. B. können sie eine Mischung an Sonden/Primem
enthalten, welche alle die gleiche Aminosäuresequenz kodieren, jedoch verschiedene
Kodons dafür
nutzen. Eine Alternative zur Herstellung degenerierter Sonden ist
das Einsetzen eines Inosins in eine oder alle solcher Kodonpositionen,
welche in den Spezies variieren. Die Oligonukleotidsonden oder Primer
können,
wie hier beschrieben, durch chemische DNA-Syntheseverfahren hergestellt
werden.
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Vektoren
-
DNA, die die erwünschten Proteine kodiert, kann
in Vektoren zur weiteren Klonierung (Amplifikation der DNA) oder
zur Expression insertiert werden. Geeignete Vektoren sind kommerziell
erhältlich
oder können spezifisch
konstruiert werden. Die Selektion oder Konstruktion eines geeigneten
Vektors wird davon abhängig sein
(1) ob es für
DNA-Amplifikation
oder DNA-Expression verwendet wird, (2) die Größe der DNA, die in den Vektor
insertiert werden soll und (3) ob die geplante Wirtszelle mit dem
Vektor transformiert werden soll.
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Die Vektoren schließen gewöhnlicherweise
eine Nukleinsäuresequenz
mit ein, welches ein gewünschtes
Protein kodiert, und operativ mit einem oder mehreren der folgenden
Expressionskontroll- oder regulatorischen Sequenzen verknüpft ist,
welche fähig
sind, die Expression eines gewünschten
Proteins durch eine ausgewählte
Wirtszelle zu führen,
zu kontrol lieren oder anderweitig zu beeinflussen. Jeder Vektor
enthält
in Abhängigkeit
seiner Funktion (Amplifikation von DNA oder Expression von DNA)
und seiner Kompatibilität
mit der geplanten Wirtszelle verschiedene Komponenten. Die Vektorkomponenten
schließen
generell mit ein, sind jedoch nicht beschränkt auf eine oder mehrere der
folgenden Elemente: eine Signalsequenz, einen Ursprung der Replikation
(origin of replication), einen oder mehrere Selektions- oder Markergene,
einen Promotor, ein Enhancerelement, eine Transkriptionsterminationssequenz
und Ähnliches.
Diese Komponenten können
aus natürlichen
Quellen erhalten werden oder durch bekannte Verfahren synthetisiert
werden.
-
Beispiele geeigneter prokaryotischer
Klonierungsvektoren schließen
Bakteriophagen wie beispielsweise Lambda-Derivate oder Plasmide
aus E. coli (z. B. pBR322, col E1, pUC, den F-Faktor und Bluescript®-Plasmid-Derivate
(Stratagene, La Jolla, CA)) mit ein. Andere geeignete Expressionsvektoren,
von denen viele Arten im Stand der Technik für die unten beschriebenen Wirtszellen
bekannt sind, können
ebenfalls für
diese Zwecke verwendet werden.
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Signalsequenz
-
Die Nukleinsäure, welche eine Signalsequenz
kodiert, kann am 5'-Ende der Sequenz insertiert werden, die das
gewünschte
Protein kodiert, z. B. kann es eine Komponente eines Vektors sein
oder es kann ein Teil einer Nukleinsäure sein, die ein gewünschtes
Protein kodiert. Die Nukleinsäuren,
welche die nativen Signalsequenzen der sTNFRs kodieren, sind bekannt
(
EP 393 438 , EP 422 339
und WO 96/28546).
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Ursprung der Replikation
(Origin of Replication)
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Expressions- und Klonierungsvektoren
schließen
im Allgemeinen jeweils eine Nukleinsäuresequenz mit ein, welche
den Vektor befähigt
sind, in einer oder mehreren ausgewählten Wirtszellen zu replizieren.
In einem Klonierungsvektor ist diese Sequenz üblicherweise eine, welche den
Vektor befähigt,
unabhängig
von der chromosomalen Wirts-DNA zu replizieren und welche einen
Replikationsursprung (origin of replication) oder eine autonom repli zierende
Sequenz mit einschließt.
Solche Sequenzen sind gut bekannt. Der Replikationsursprung aus
dem Plasmid pBR322 ist für
die meisten Gram-negativen Bakterien geeignet und verschiedene Replikationsursprünge (z.
B. Simian Virus 40 (SV40), Polyoma, Adenovirus, VSV oder BPV) sind
für Klonierungsvektoren
in Säugetierzellen
verwendbar. Im Allgemeinen ist der Replikationsursprung bei Expressionsvektoren
aus Säugetieren
nicht notwendig (beispielsweise wird der SV40 Replikationsursprung
nur daher offen verwendet, da er den frühen Promotor enthält).
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Selektionsgene
-
Die Expressions- und Klonierungsvektoren
enthalten jeweils typischerweise ein Selektionsgen. Dieses Gen kodiert
ein "Marker"-Protein, welches für
das Überleben
oder das Wachstum der transformierten Wirtszellen notwendig ist,
wenn sie in einem selektiven Kulturmedium gezogen werden. Wirtszellen,
welche nicht mit dem Vektor transformiert wurden, werden nicht das
Selektionsgen enthalten und daher im Kulturmedium nicht überleben.
Typische Selektionsgene kodieren Proteine, die (a) eine Resistenz
gegen Antibiotika oder andere Toxine verleihen, z. B. Ampicillin,
Neomycin, Methotrexat oder Tetracyclin; (b) auxotrophe Mängel ergänzen; oder
(c) kritische Nährstoffe
bereitstellen, welche aus dem Kulturmedium nicht verfügbar sind.
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Andere Selektionsgene können verwendet
werden, um die zu exprimierenden Gene zu amplifizieren. Die Amplifikation
ist ein Verfahren, wobei Gene, welche einer größeren Anforderung bei der Herstellung
eines Proteins unterliegen, das kritisch im Wachstum ist, im Tandem
innerhalb der Chromosomen auf aufeinanderfolgenden Generationen
rekombinanter Zellen wiederholt werden. Beispiele geeigneter selektierbarer
Marker für
Säugetierzellen
schließen
Dihydrofolatreduktase (DHFR) und Thymidinkinase mit ein. Die Zelltransformanten
werden einem Selektionsdruck ausgesetzt, wobei ausschließlich die
Transformanten so angepasst sind, dass sie durch Hilfe des im Vektor
vorhandenen Markers überleben.
Der Selektionsdruck wird aufgebaut durch das Kultivieren der transformierten
Zellen unter Bedingungen, in welchen die Konzentration des Selektionsargens
im Medium sukzessive geändert
wird, was zur Amplifikation beiderseits des Selektionsgens und der
für das
ge wünschte
Protein kodierenden DNA führt.
Im Ergebnis werden gesteigerte Mengen des gewünschten Proteins ausgehend
von der amplifizierten DNA synthetisiert.
-
Beispielsweise werden mit Hilfe des
DHFR-Selektionsgens transformierte Zellen zunächst durch das Kultivieren
aller Transformanten in einem Kulturmedium identifiziert, welches
Methotrexat enthält,
einem kompetitiven Antagonisten von DHFR. Eine geeignete Wirtszelle
bei der Verwendung von Wildtyp DHFR ist die Zellinie aus Eierstöcken chinesischer
Hamster (Chinese hamster ovary cell line), welche in der DHFR-Aktivität einen
Mangel aufweist (Urlaub und Chasin (1980), Proc. Natl. Acad. Sci.,
USA 77(7): 4216–4220).
Die transformierten Zellen werden anschließend gesteigerten Werten an
Methrotrexat ausgesetzt. Dies führt
zur Synthese multiplen Kopien des DHFR-Gens und begleitend zu multipler
Kopien anderer DNA, welche im Expressionsvektor vorhanden ist, wie
beispielsweise der DNA, die ein gewünschtes Protein kodiert.
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Promotor
-
Expressions- und Klonierungsvektoren
werden jeweils typischerweise einen Promotor enthalten, welcher
durch den Wirtsorganismus erkannt wird und operativ mit einer Nukleinsäuresequenz
verknüpft
ist, welches das gewünschte
Protein kodiert. Ein Promotor ist eine nicht-translatierte Sequenz,
welche sich stromaufwärts
(5') zum Startkodon eines strukturellen Gens (allgemein innerhalb
etwa 100 bis 1000 Bp) befindet, welche die Transkription und Translation
einer bestimmten Nukleinsäuresequenz
kontrolliert. Ein Promotor kann konventionell in eine von zwei Klassen
eingeteilt werden. Induzierbare Promotoren und konstitutive Promotoren.
Ein induzierbarer Promotor induziert gesteigerte Werte der Transkription
aus DNA unter seiner Kontrolle in Antwort auf einige Änderungen
in den Kulturbedingungen, wie beispielsweise der Anwesenheit oder
der Abwesenheit eines Nährstoffs
oder einer Änderung
in der Temperatur. Eine große
Anzahl an Promotoren sind gut bekannt, welche durch eine Vielzahl
möglicher
Wirtszellen erkannt werden. Ein Promotor kann operativ mit einer
DNA verknüpft
sein, die ein gewünschtes
Protein kodiert, durch das Entfernen des Promotors aus der Ursprungs-DNA
mittels Verdau durch Restriktionsenzyme und Einsetzen der gewünschten
Promotorsequenz. Die nativen Promotorsequenzen von sTNFRs können verwendet
werden, um die Amplifikation und/oder Expression der DNA zu regeln,
die ein gewünschtes
Protein kodiert. Ein heterologer Promotor wird gleichwohl bevorzugt,
falls er eine bessere Transkription und höhere Ausbeuten des exprimierten
Proteins im Vergleich zum nativen Promotor erlaubt und falls dieser
mit dem Wirtszellsystem kompatibel ist, welches für die Verwendung
ausgewählt
wurde. Beispielsweise kann jede native Promotorsequenz anderer NGF/TNF-Rezeptorfamilienmitglieder
verwendet werden, um die Amplifikation und/oder Expression der DNA
zu regeln, die ein gewünschtes
Protein kodiert.
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Geeignete Promotoren zur Verwendung
mit prokaryotischen Wirten schließen die beta-Lactamase und die
Lactosepromotorsysteme mit ein; wie auch alkalische Phosphatase;
ein Tryptophan (trp)-Promotorsystem; ein System aus dem bakteriellen
Lumineszenz (luxR)-Gen
und Hybridpromotoren, beispielsweise den tac-Promotor. Andere bekannte
bakterielle Promotoren sind ebenfalls geeignet. Deren Nukleotidsequenzen
wurden veröffentlicht,
was einen Fachmann in die Lage versetzt, jede ausgewählte Sequenz
in die gewünschte DNA-Sequenz
unter Verwendung von Linkern oder Adaptoren zu ligieren, welche
benötigt
werden, um alle erforderlichen Restriktionsschnittstellen bereitzustellen.
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Geeignete Promotorsequenzen zur Verwendung
mit Hefewirten sind ebenfalls im Stand der Technik gut bekannt.
Geeignete Promotoren zur Verwendung mit Säugetierwirtszellen sind gut
bekannt und schließen solche
mit ein, welche aus den Genomen von Viren wie beispielsweise Polyomavirus,
Fowlpoxvirus, Adenovirus (wie beispielsweise Adenovirus 2), bovinem
Papillomavirus, AFV-Virus (avian sarcoma virus), Cytomegalovirus,
einem Retrovirus, einem Hepatitis-B-Virus und, am meisten bevorzugt,
SV40, erhalten wurden. Andere geeignete Promotoren aus Säugetieren
schließen
heterologe Promotoren aus Säugetieren
mit ein, z. B. die heat-shock-Promotoren und den Actin-Promotor.
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Enhancerelemente
-
Die Expressions- und Klonierungsvektoren
werden jeweils typischerweise eine Enhancersequenz enthalten, um
die Transkription höherer
Eukaryoten bei einer DNA-Sequenz zu steigern, welche ein gewünschtes Protein
kodiert. Enhancer sind cis-agierende Elemente der DNA, die gewöhnlicherweise
von etwa 10–300
Bp lang sind, und welche auf dem Promotor agieren, um dessen Transkription
zu steigern. Enhancer sind verhältnismäßig unabhängig in
der Orientierung und Position. Sie wurden 5' und 3' zur Transkriptionseinheit
gefunden. Enhancer aus Hefe werden vorteilhaft mit Hefe-Promotoren
verwendet. Verschiedene Enhancersequenzen sind bekannt, welche aus
Säugetiergenen
erhältlich
sind (z. B. Globin, Elastase, Albumin, Alpha-Feto-Protein und Insulin).
Weiterhin sind virale Enhancer wie beispielsweise der SV40-Enhancer,
der Enhancer aus den frühen
Promotoren von Cytomegalovirus, der Enthancer aus Polyoma und der
Enhancer aus Adenovirus beispielhafte Enhancerelemente zur Aktivierung
von eukaryotischen Promotoren. Während
ein Enhancer in einen Vektor bei einer Position 5' oder 3' zu einer
DNA gespliced werden kann, welcher ein gewünschtes Protein kodiert, ist
er typischerweise an der 5'-Seite des Promotors lokalisiert.
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Transkriptionstermination
-
Die in eukaryotischen Wirtszellen
verwendeten Expressionsvektoren werden jeweils typischerweise eine
Sequenz enthalten, welche für
die Termination der Transkription und für die Stabilisierung der mRNA
notwendig ist. Solche Sequenzen sind allgemein aus den 5' und gelegentlich
aus den 3' nicht-translatierten Regionen eukaryontischer DNAs oder
cDNAs erhältlich.
Diese Regionen enthalten Nukleotidsegmente, welche als polyadenylierte
Fragmente in den nicht-translatierten Anteil der mRNA transkribiert
sind, welcher ein gewünschtes
Protein kodiert.
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Vektorkonstruktion
-
Die Konstruktion eines geeigneten
Vektors, welcher eine oder mehrere der hier aufgeführten Komponenten
enthält
(zusammen mit der gewünschten
kodierenden Sequenz) kann durch Standardligationsverfahren durchgeführt werden.
Isolierte Plasmide oder DNA-Fragmente
werden geschnitten, zugeschnitten und in der gewünschten Reihenfolge erneut
ligiert, um den benötigten
Vektor zu erzeugen. Um zu bestätigen,
dass die korrekte Sequenz konstruiert wurde, kann die Ligationsmischung
verwendet werden, um E. coli zu transformieren, und erfolgreiche
Transformanten können
durch hier beschriebene bekannte Techniken selektiert werden. Anschließend werden
Mengen des Vektors aus den Transformanten hergestellt, mittels Restriktionsendonukleaseverdau
analysiert und/oder sequenziert, um die Anwesenheit des gewünschten
Konstrukts zu bestätigen.
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Ein Vektor, welcher in Säugetierzellengen
die transiente Expression einer DNA ermöglicht, die ein gewünschtes
Protein kodiert, kann ebenfalls verwendet werden. Im Allgemeinen
schließt
die transiente Expression die Verwendung eines Expressionsvektors
mit ein, welcher geeignet ist, in einer Wirtszelle effektiv zu replizieren,
beispielsweise in einer Art, dass die Wirtszelle viele Kopien des
Expressionsvektors akkumuliert und wiederum große Mengen des gewünschten
Proteins synthetisiert, das durch den Expressionsvektor kodiert wird.
Jedes transiente Expressionssystem, welches einen geeigneten Expressionsvektor
und eine Wirtszelle umfasst, erlaubt die bequeme positive Identifizierung
von Proteinen, welche durch klonierte DNAs kodiert werden, wie auch
ein schnelles Screening solcher Proteine auf die gewünschten
biologischen oder physiologischen Eigenschaften.
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Wirtszellen
-
Jegliche einer Vielzahl von rekombinanten
Wirtszellen, von denen jede eine Nukleinsäuresequenz zur Verwendung bei
der Expression eines gewünschten
Proteins enthält,
wird ebenfalls in der vorliegenden Erfindung beschrieben. Beispielhafte
prokaryotische und eukaryotische Zellen schließen bakterielle Zellen, Zellen aus
Säugetieren,
Zellen aus Pilzen, Insektenzellen, Hefe- oder Pflanzenzellen mit
ein.
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Prokaryotische Wirtszellen schließen mit
ein ohne jedoch darauf beschränkt
zu sein, eukaryotische wie beispielsweise Gram-negative oder Gram-positive
Organismen (z. B. E. coli (HB101, DH5a, DH10 und MC1061); Bacilli
spp., wie beispielsweise B. subtilis; Pseudomonas spp. wie beispielsweise
P. aeurginosa; Streptomyces spp.; Salmonella spp. wie beispielsweise
S. typhimurium; oder Serratia spp. wie beispielsweise S. marescans.
In einer spezifischen Ausführungsform
kann ein gewünschtes
Protein in E. coli exprimiert werden.
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Zusätzlich zu prokaryotischen Wirtszellen
kann/können
TNFbp(s) in glycosylierter Form durch jede einer Reihe von geeigneten
Wirtszellen exprimiert werden, die aus multizellulären Organismen
abgeleitet sind. Solche Wirtszellen sind zu komplexer Prozessierung
und Glycosylierungsaktivitäten
fähig.
Grundsätzlich
kann jegliche höhere
eukaryotische Zellkultur verwendet werden, wobei eine solche Kultur
Vertebraten- oder Invertebratenzellen mit einschließt, einschließlich Pflanzen
und Insektenzellen. Eukaryotische Mikroben wie beispielsweise filamentöse Pilze
oder Hefen können
geeignete Wirte für
die Expression eines gewünschten
Proteins sein. Saccharomyces cerevisiae, oder gewöhnliche
Bäckerhefe
ist der durchschnittlich am häufigsten verwendete
Mikroorganismus unter den eukaryotischen Wirtsorganismen, jedoch
ist eine Anzahl anderer Gattungen, Spezies und Stämmen gut
bekannt und allgemein erhältlich.
-
Vertebratenzellen können verwendet
werden, da die Vermehrung von Vertebratenzellen in Kultur (Gewebekultur)
ein gut bekanntes Verfahren ist. Beispiele nützlicher Säugetierwirtszelllinien schließen mit
ein ohne jedoch darauf beschränkt
zu sein, Affennieren CV1-Linie transformiert mit SV40 (COS-7), humane
embryonale Nierenlinien (293 Zellen oder 293 Zellen subkloniert
zum Wachstum in Suspensionskulturen), Babyhamstemierenzellen und
Eierstockzellen von chinesischen Hamstern (Chines hamster ovary
cells). Andere geeignete Säugetierzelllinien
schließen
mit einohne jedoch darauf beschränkt
zu sein, HeLa, Maus L-929-Zellen, 3T3-Linien, abgeleitet von Swiss,
Balb-c- oder NIH-Mäusen,
und BHK- oder HaK-Hamsterzelllinien. In einer spezifischen Ausführungsform
kann ein gewünschtes
Protein in COS-Zellen oder in Bakuloviruszellen exprimiert werden.
-
Eine Wirtszelle kann mit einer gewünschten
Nukleinsäure
unter geeigneten Bedingungen transfiziert und vorzugsweise transformiert
werden, welche die Expression der Nukleinsäure erlauben. Die Auswahl geeigneter
Wirtszellen und Verfahren für
die Transformation, Kultur, Amplifikation, Screening und Produkterzeugung
und Aufreinigung sind im Stand der Technik gut bekannt (Gething
und Sambrook (1981), Nature; 293: 620–625 oder alternativ, Kaufman
et al. (1985), Mol. Cell. Biol., 5(7)1750–1759, oder im US-Patent Nr. 4,419,446).
Beispielsweise kann für
Säugetierzellen
ohne Zellwände
das Kalziumphosphatfällungsver fahren verwendet
werden. Elektroporation, Mikroinjektion und andere bekannte Verfahren
können
ebenfalls verwendet werden.
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Es ist ebenfalls möglich, dass
ein gewünschtes
Protein durch homologe Rekombination oder mit Hilfe von rekombinanten
Herstellungsverfahren unter Verwendung von Kontrollelementen hergestellt
werden, welche in die Zellen eingeführt wurden, die bereits die
DNA enthielten, welche ein gewünschtes
Protein kodiert. Homologe Rekombination ist ein Verfahren, das ursprünglich zum
Targeting von Genen entwickelt wurde, um Mutationen in transkriptionsaktiven
Genen zu induzieren oder zu konrrigieren (Kucherlapati (1989), Prog.
in Nucl. Acid Res. and Mol. Biol., 36: 301). Das grundlegende Verfahren
wurde als ein Verfahren zur Einführung spezifischer
Mutation in spezifische Regionen des Säugetiergenoms entwickelt (Thomas
et al. (1986), Cell, 44: 419–428;
Thomas und Capecchi (1987), Cell, 51: 503–512 und Doetschman et al.
(1988). Proc. Natl. Acad. Sci., 85: 8583–8687) oder um spezifische
Mutation innerhalb defekter Gene zu korrigieren (Doetschman et al. (1987),
Nature, 330: 576–578).
Beispielhafte Verfahren werden im US-Patent Nr. 5,272,071; WO 92/01069; WO
93/03183; WO 94/12650 und WO 94/31560 beschrieben.
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Kultivierung
der Wirtszellen
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Das Verfahren zur Kultivierung von
jeder der einen oder mehreren rekombinanten Wirtszellen zur Produktion
kann aufgrund vieler Faktoren und Überlegungen verändert werden;
das optimale Produktionsverfahren für eine gegebene Situation wird
einem Fachmann durch minimales Experimentieren offensichtlich sein. Solche
rekombinanten Wirtszellen werden in einem geeigneten Medium kultiviert
und das exprimierte Protein wird anschließend optional wiedergewonnen,
isoliert und aus dem Kulturmedium (oder aus den Zellen, falls intrazellulär exprimiert)
durch geeignete Mittel aufgereinigt, welche einem Fachmann bekannt
sind.
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Im Besonderen kann jede der rekombinanten
Zellen, welche verwendet wird, um ein gewünschtes Protein zu erzeugen,
in einem Kulturmedium kultiviert werden, welches zur Induzierung
von Promotoren, zur Selektion geeigneter rekombinanter Wirtszellen
oder zur Amplifizierung des Gens geeignet ist, welches das Protein
kodiert. Das Kulturmedium kann, falls notwendig, mit Hormonen und/oder
anderen Wachstumsfaktoren (wie beispielsweise Insulin, Transferrin
oder epidermalen Wachstumsfaktoren) Salzen (wie beispielsweise Natriumchlorid,
Kalzium, Magnesium und Phosphat), Puffer (wie beispielsweise HEPES),
Nukleoside (wie beispielsweise Adenosin und Thymidin) Antibiotika
(wie beispielsweise Gentamicin), Spurenelemente (als anorganische
Verbindungen definiert, welche gewöhnlicherweise bei finalen Konzentrationen
im mikromolaren Bereich vorliegen), und Glucose und andere Energiequellen
ergänzt
werden. Andere Ergänzungsmittel
können in
geeigneten Konzentrationen ebenfalls mit eingeschlossen sein, wie
es durch Fachleute bevorzugt wird. Geeignete Kulturbedingungen wie
beispielsweise Temperatur, pH und Ähnliches sind ebenfalls Fachleuten
in Zusammenhang mit der Verwendung der ausgewählten Wirtszellen gut bekannt.
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Das erhaltene Expressionsprodukt
kann anschließend
bis nahe and die Homogenität
unter Verwendung der im Stand der Technik bekannten Verfahren aufgereinigt
werden. Beispielhafte Aufreinigungsverfahren werden in
EP 393 438 und
EP 422 339 gelehrt.
-
Pharmazeutische
Zusammensetzungen
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Die vorliegende Erfindung beschreibt
pharmazeutische Präparationen,
welche jeweils therapeutisch oder prophylaktisch effektive Mengen
eines TNFbp(s) oder ein chemisch modifiziertes Derivat davon (Kollektiv genannt
"TNFbp-Produkt(e)") in Mischung mit einem Träger enthalten. Der Träger schließt bevorzugt
eine oder mehrere pharmazeutisch und physiologisch geeignete Formulierungsmaterialien
in Beimischung mit dem TNFbp-Produkt/ den TNFbp-Produkten mit ein.
-
Das primäre Lösungsmittel in einem Träger kann
von seiner Natur her entweder wässrig
oder nicht-wässrig
sein. Zusätzlich
kann der Träger
pharmazeutisch geeignete Hilfsstoffe zur Modifizierung oder Beibehaltung
des pHs bevorzugt zwischen 5–6,5
beinhalten, und noch bevorzugter zwischen 5,5–6,0 (z. B. Puffer, wie beispielsweise
Citrate oder Phosphate und Aminosäuren wie Glycin); Viskosität; Klarheit;
Farbe; Sterilität;
Stabilität
(z. B. Sucrose und Sorbit); Geruch; Rate der Auflösung (z.
B. Lösungsmittel
oder lösende Agenzien
wie beispielsweise Alkohole, Polyethylenglycole und Natriumchlorid),
Rate der Freisetzung, wie auch quellende Agenzien für die lyophilisierende
Formulierung (z. B. Mannitol und Glycin); Tenside (z. B. Polysorbat
20, Polysorbat 80, Trition und Pluronic); Antioxidanzien (z. B.
Natriumsulfat und Natriumhydrogensulfit); Konservierungsmittel (z.
B. Benzoesäure
und Salicylsäure);
geschmacksverleihende und verdünnende Agenzien;
emulgierende Agenzien, suspendierende Agenzien; Lösungsmittel;
Füllstoffe; Überlieferungsträger und
andere pharmazeutische Adjuvanzien und/oder Arzneihilfsträger. Andere
effektive Verabreichungsformen wie beispielsweise parenterale Formulierungen
zur langsamen Freisetzung, Nebel zur Inhalation, oralaktive Formulierungen
oder Suppositorien sind ebenfalls ins Auge gefasst. Die Zusammensetzung
kann ebenfalls partikuläre
Präparationen
polymerer Verbindungen wie beispielsweise Bulk-Erosionspolymere
(z. B. Poly(Milch-Co-Glycolsäure
(PLGA)-Copolymere,
PLGA-Polymermischungen, Blockcopolymere von PEG, und Milchsäure und
Glycolsäure,
Poly(cyanoacrylate)); Oberflächenerosionspolymere
(z. B. Poly(anhydride) und Poly(orthoester)); Hydrogelester (z.
B. pluronische Polyole, Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrrolidon),
Maleinanhydrid-Alkylvinylethercopolymere, Zellulose, Hyaluronsäurederivate,
Alginate, Kollagen, Gelatine, Albumin und Hefen und Dextrane) und
zusammengesetzte Systeme davon; oder Präparationen von Liposomen oder Mikrosphären. Solche
Zusammensetzungen können
den physikalischen Zustand, die Stabilität, die Rate der in vivo-Freisetzung, und
die Rate der in vivo-Klärung
der vorliegenden Proteine und Derivate beeinflussen. Die optimale
pharmazeutische Formulierung für
ein gewünschtes
Protein wird durch einen Fachmann in Abhängigkeit der Verabreichungsroute
und der gewünschten
Dosierung bestimmt werden. Beispielhafte pharmazeutische Zusammensetzungen
werden in Remington' Pharmaceutical Sciences beschrieben, 18. Ausgabe (1990),
Mack Publishing Co., Easton, PA 18042, Seiten 1435–1712; Gombotz
und Pettit (1995), Bioconjugate Chem., 6: 332–351; Leone-Bay, et al. (1995),
Journal of Medicinal Chemistry, 38: 4263–4269, Haas, et al (1995),
Clinical Immunology and Immunopathology, 76(1): 93; WO 94/06457;
WO 94/21275, FR 2706772 und WO 94/21235.
-
Spezifische Zusammensetzung für die nachhaltige
Freisetzung sind von den folgenden Vertreibern erhältlich:
Depotech (DepofoamTM, ein multivesikuläres Liposom)
und Alkermes (ProLeaseTM), eine PLGA-Mikrosphäre). Beispielhafte
Formen von Hyaluronan werden in Peyron und Balazs (1974) beschrieben,
Path. Biol., 22(8): 731–736,
Isdale et al. (1991), J. Drug Dev., 4(2): 93–99; Larsen et al. (1993);
Journal of Biomedical Materials Research, 27: 1129–1134; Namiki
et al. (1982), International Journal of Clinical Pharmacology, Therapy and
Toxicology, 20(11): 501–507;
Meyer et al. (1995), Journal of Controlled Release, 35: 67–72; Kikuchi
et al. (1996), Osteoarthritis and Cartilage, 4: 99–110; Sakakibara
et al. (1994), Clinical Orthopaedics and Related Research, 299:
282–292;
Meyers und Brandt (1995) 20: 1732–1739; Laurent et al. (1995),
Acta Orthop Scand 66(266): 116–120;
Cascone et al. (1995), Biomaterials, 16(7): 569–574; Yerashalmi et al. (1994),
Archives of Biochemistry and Biophysics, 313(2): 267–273; Bematchez
et al. (1993), Journal of Biomedical Materials Research, 27(5):
677–681;
Tan et al. (1990), Australian Journal of Biotechnology, 4(1): 38–43; Gombotz
und Pettit (1995), Bioconjugate Chem., 6: 332–351; US-Patent Nr. 4,582,865,
4,605,691, 4,636,524, 4,713,448, 4,716,154, 4,716,224, 4,772,419,
4,851,521, 4,957,774, 4,863,907 5,128,326, 5,202,431, 5,336,767, 5,356,883,
Europäische
Patentanmeldung Nr. 0 507 604 A2 und 0 718 312 A2; und WO 96/05845.
-
Spezifische Hyaluronanzusammensetzungen
sind von den folgenden Vertreibern erhältlich: BioMatrix, Inc. Ridgefield,
NJ (SynviscTM, eine 90 : 10-Mischung eines
Hylanfluids und Hylangels); Fidia S. p. A., Abano Terme, Italien
(HyalganTM, das Natriumsalze einer aus einem
Hahnenkamm gewonnenen Hyaluronsäure (~500000
bis ~700000 MW)); Kaken Pharmaceutical Co., Ltd., Tokio, Japan (ArtzTM, eine 1%ige Lösung einer aus einem Hahnenkamm
hergestellten Hyaluronsäure,
~700000 MW); Pharmacia AB, Stockholm, Schweden (HealonTM,
eine aus einem Hahnenkamm entwickelte Hyaluronsäure, ~4 × 106 MW);
Genzyme Corporation, Cambridge, MA (SurgicoatTM,
eine rekombinante Hyaluronsäure);
Pronova Biopolymer, Inc. Portsmouth, NH (Hyaluronsäure FCH,
ein hohes molekulares Gewicht (z. B., ~1,5–2,2 × 106 MW)
aus Kulturen von Streptococcus zooepidemicus hergestellte Hyaluronsäure; Natriumhyaluronat
MV, ~1,0–1,6 × 106 MW und Natriumhyaluronat LV, 1,5–2,2 × 106 MW); Calbiochem-Novabiochem AB, Lautelfingen,
Schweiz (Hyaluronsäure,
Natriumsalz (1997 Firmenkatalog Nr. 385908), hergestellt aus Streptococcus
sp.); Intergen Company, Purchase, NY (eine aus einem Hahnenkamm
entwickelte Hyaluronsäure, >1 × 106 MW);
Diosynth Inc., Chicago, IL; Amerchol Corp., Edison, NJ und Kyowa
Hakko Kogyo Co., Ltd., Tokio, Japan.
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Ist die pharmazeutische Zusammensetzung
einmal formuliert, kann sie in sterilen Röhrchen als Lösung, Suspension,
Gel, Emulsion, Feststoff oder als ein dehydratisiertes oder lyophilisiertes
Pulver aufbewahrt werden. Solche Zusammensetzungen können jeweils
entweder in einer gebrauchsfertigen Form oder in einer Form (z.
B. lyophilisiert) aufbewahrt werden, welche vor der Verabreichung
eine Wiederherstellung erfordem.
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Verwendungen
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Ein TNFbp-Produkt(e) kann als Reagens
für die
Forschung und als therapeutisches und diagnostisches Agens nützlich sein.
Das TNFbp-Produkt(e) kann daher in vitro und/oder in vivo diagnostischen
Assays zur Quantifizierung der Menge von nativem TNFR-I, sTNFR-I,
TNFR-II oder sTNFR-II in einer Gewebe- oder Organprobe oder zur
Bestimmung und/oder Isolierung von Zellen verwendet werden, welche
TNF (Scallon et al. (1995)) exprimieren. In Assays von Geweben oder
Organen wird es weniger Radioaktivität von einer Bindung eines 125I-TNFbp-Produktes an TNF geben im Vergleich
zu einer standardisierten Bindungskurve eines 125I-TNFbp-Produkt(s),
aufgrund nichtimarkierter nativer sTNFR-I- oder sTNFR-II-Bindung an TNF. In ähnlicher Weise
kann die Verwendung eines 125I-TNFbp-Produkts/von 125I-TNFbp-Produkten verwendet werden, um
die Anwesenheit von TNF in verschiedenen Zellttypen zu detektieren.
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Ein TNFbp-Produkt(e) kann/können in
der Erzeugung von Antikörpern
und den resultierenden Antikörpern
verwendet werden (insbesondere einschließlich solcher, welche an natives
sTNFR-I oder sTNFR-II binden). Antikörper können entwickelt werden, welche
an TNFbp-Produkt(e)
binden. Ein Fachmann kann gut bekannte veröffentlichte Verfahren verwenden,
um monoklonale, polyklonale Antkörper
oder rekombinante Antikörper
zu erhalten, welche die verschiedenen Proteine, welche durch die
Aminosäuresequenzen
der vorliegenden Erfindung kodiert werden, erkennen und an diese
binden. Solche Antikörper
können
anschließend
verwendet werden, um die native sTNFR-I und native sTNFR-II aufzureinigen
und zu charakterisieren, oder um die Anzahl von TNFR-I oder TNFR-II
zu bestimmen, welche auf einer Zelloberfläche exprimiert wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich ebenfalls auf die Verwendung eines COX2-Inhibitors und eines TNF-Bindungsproteins
zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung verschiedener Erkrankungen
und medizinischer Erkrankungen (von denen viele als entzündliche
Erkrankungen charakterisiert werden können), welche durch TNF vermittelt
werden, wie auch die verwandten Folgen und Symptome, welche damit
assoziiert sind. Eine nichtausschließliche Liste von akuten und
chronischen TNF-vermittelten Erkrankungen schließen folgende mit ein, ohne
jedoch darauf beschränkt
zu sein: Cachexie/Anorexie; Krebs (z. B. Leukämie); chronisches Ermüdungssyndrom,
Depression, Diabetes (z. B. juveniler Anfall Typ 1 und Diabetes
Mellitus); Fibromyelgie oder Analgesie; Transplantatabstoßung (graft
versus host rejection); Hyperalgesie; entzündliche Erkrankungen der Innereien;
Ischämie,
einschließlich
zerebraler Ischämie
(Gehirnverletzungen als Folge von Trauma, Epilepsie, Blutsturz oder
Schlaganfall, von denen jeder zu Neurodegeneration führen kann);
Lungenerkrankungen (z. B. adultrespiratorisches Erschöpfungssyndrom
und pulmonare Fibrose); Multiple Sklerose; neuroinflammatorische
Erkrankungen; okulare Erkrankungen; Schmerz, Pankreatitis, pulmonare
Fibrose; Reperfusionsverletzungen; rheumatische Er- krankungen (z.
B. rheumatoide Arthritis; Osteoarthritis, juvenile (rheumatoide)
Arthritis, seronegative Polyarthritis, Spondylitis Ankylosans, Reitersyndrom
und reaktive Arthritis, psoriatische Arthritis, enteropathische
Arthritis, Polymyositis, Dermatomyositis, Skleroderma, systemische Sklerose,
Vaskulitis, zerebrale Vaskulitis, Lyme-Erkrankung, durch Staphylococcus-induzierte
(septische") Arthritis, Sjögrens-Syndrom,
rheumatisches Fiber, Polychondritis und polymyalgische rheumatische
Erkrankungen und Giant-Cell-Arteriitis); septischer Schock; Nebeneffekte
der Bestrahlungstherapie; systemische Lupus Erythematosus; temporale
mandibuläre
Gelenkserkrankung; Thyroiditis; Gewebetransplantation oder eine entzündliche
Erkrankung resultierend aus einer Dehnungs-, Verstauchungs- oder
Knorbelverletzung, Trauma, orthopädische Chirurgie, Infektion
oder anderen Erkrankungsprozessen.
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Das/die TNFbp-Produkt(e) kann einem
Patienten in einer therapeutisch effektiven Menge zur Vorbeugung
oder Behandlung einer TNF-vermitelten Erkrankung, einschließlich rheu matischen
Erkrankungen verabreicht werden. Der Begriff "Patient" beabsichtigt
dabei Tiere (z. B. Katzen, Hunde und Pferde) wie auch Menschen mit
einzuschließen.
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Das TNFbp-Produkt/die TNFbp-Produkte
können über topische,
enterale oder parenterale Verabreichungswege verabreicht werden,
einschließlich
und ohne Begrenzung Infusion, interarterielle, intraartikuläre, intrakapsuläre, intrakardiale,
intradermale, intramuskuläre,
intraorbitale, intrathekale, intravenöse, intraperitoneale, intraspinale
und intrasernale Injektionen, intraventikuläre, subkutane, subkutikuläre, subkapsulare,
subarachnoide und transtracheale Injektion. Das TNFbp-Produkt/die
TNFbp-Produkte können
ebenfalls über
orale Verabreichungswege oder über
schleimhaltige Membrane verabreicht werden, z. B. bukkal, intranasal,
rektal oder sublingual für
die systemische Übertragung.
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Es wird bevorzugt, dass das TNFbp-Produkt/die
TNFbp-Produkte über
intraartikuläre,
intramuskuläre, intravenöse oder
subkutane Injektion verabreicht werden. Zusätzlich kann das TNFbp-Produkt/die
TNFbp-Produkte durch kontinuierliche Infusion (z. B. konstante oder
unterbrochene, implantierte oder externale Vorrichtungen zur Fluss-Modulierung
der Infusion), so dass das gewünschte
Maß an
TNFbp-Produkt/TNFbp-Produkten kontinuierlich im Blut für den Zeitraum
der Verabreichung bereitgestellt wird. Dies kann mit Hilfe einer
Minipumpe wie beispielsweise einer osmotischen Minipumpe durchgeführt werden.
Bei diesen Wegen kann man sicher sei, dass die Menge an Wirkstoff
auf dem gewünschten
Pegel gehalten wird und man kann Blutproben entnehmen und die Menge
an Wirkstoff im Blutstrom beobachten. Verschiedene Pumpen sind kommerziell
erhältlich.
Beispielsweise von Vertreibern wie z. B. MiniMed Inc., Sylmar, CA
(z. B. MT507) und Alza Corp., Palo Alto, CA (z. B. Alzet osmotische
Pumpe, Modell 2MLI).
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Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass
andere Arten kontinuierlicher oder beinahe kontinuierlicher Dosierung
ausgeführt
werden können.
Beispielsweise kann eine chemische Derivatisierung in Formen der
verzögerten
Freigabe des Proteins resultieren, was einen Effekt auf die andauernde
Anwesenheit im Blutstrom besitzt, in vorhersagbaren Mengen in Abhängigkeit
einer vorher bestimmten Dosierungsvorschrift.
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Arten der Verwendung von TNFbp-Produkt/
TNFbp-Produkten für
die Behandlung von TNF-vermittelten
Erkrankungen, einschließlich
rheumatischer Erkrankungen (z. B. Osteoarthritis, psoriatischer
Arthritis und rheumatoider Arthritis) werden in der europäischen Patentanmeldung
567566 beschrieben. Beispielhaft, jedoch ohne Beschränkung, kann
in einer spezifischen Ausführungsform
eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend ein TFNbp-Produkt/TNFbp-Produkte
intra-artikulär
zur Behandlung rheumatoider Arthritis und Osteoarthritis verabreicht
werden. Beispielhaft, jedoch ohne Beschränkung kann in einer anderen
spezifischen Ausführungsform
eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend ein TNFbp-Produkt/
TNFbp-Produkte subkutan oder intramuskulär für die Behandlung rheumatoider
Arthritis, entzündlicher
Bowel-Erkrankung, Cachexie/Anorexie oder Multiple Sklerose verabreicht
werden. Beispielhaft, jedoch ohne jede Beschränkung, kann in einer weiteren
spezifischen Ausführungsform
eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend ein TNFbp-Produkt/NFbp-Produkte
intravenös
zur Behandlung von Gehirnverletzungen als Ergebnis eines Traumas,
von Epilepsie, Blutsturz oder Gehirnschlag verabreicht werden; oder
intraventrikulär
für die Behandlung
von Gehirnverletzungen als Ergebnis eines Traumas verabreicht werden.
Eine spezifische Art für die
Verwendung einer pharmazeutischen Zusammensetzung für die Behandlung
von Arthritis schließt
mit ein: (1) eine einzelne intrakuläre Injektion eines TNFbp-Produkts/von
TNFbp-Produkten, welche periodisch so wie benötigt verabreicht werden, um
dem Aufflackern von Arthritis vorzubeugen oder dieses zu beseitigen
und (2) eine periodische subkutane Injektion von TNFbp-Produkt/TNFbp-Produkten. In einer
anderen spezifischen Ausführungsform
kann eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend ein TNFbp-Produkt/TNFbp-Produkte
bei der Behandlung von septischem Schock verabreicht werden. Die
Initiation der Behandlung von septischem Schock sollte sobald wie
möglich
nach Sepsis oder den diagnostizierten Anzeichen der Sepsis beginnen.
Die Behandlung kann beispielsweise direkt nach Chirurgie oder nach
einem Unfall oder nach irgendeinem anderen Ereignis begonnen werden,
welches das Risiko der Initiation von septischem Schock mit sich
bringt. Arten der Behandlung von adultem respiratorischen Distress-Syndrom
schließen
mit ein: (1) einzelne oder multiple intratracheale Verabreichungen
eines TNFbp-Produkts/von TNFbp-Produkten und (2) Bolus oder kontinuierliche
intravenöse
Infusion eines TNFbp-Produkts/von TNFbp-Produkten.
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Ungeachtet der Art und Weise der
Verabreichung benötigt
die Behandlung von einer TNFvermittelten Erkrankung einen Dosisplan
oder Gesamtdosisvorschrift eines TNFbp-Produkts/TNFbp-Produkten, welche effektiv
sind die Symptome der Erkrankung zu reduzieren oder zu beseitigen.
Faktoren bei der Bestimmung der geeigneten Dosierungsvorschrift
oder Gesamtdosierungsvorschrift kann die zu behandelnde oder zu
verhütende
Erkrankung oder Zustand mit einschließen, die Schwere der Erkrankung,
die Route der Verabreichung und das Alter, das Geschlecht und der
medizinische Zustand des Patienten.
-
Eine weitere Verteinerung der Berechnungen,
welche notwendig ist, um die geeignete Dosierung für die Behandlung
zu bestimmen, wird routinemäßig durch
Fachleute durchgeführt,
insbesondere bei Betrachtung der hier beschriebenen Dosierungsinformation
und Assays. Die Häufigkeit
der Dosierung hängt
ebenfalls von pharmakokinetischen Parametern des TNFbp-Produkts/der
TNFbp-Produkte in der verwendeten Formulierung ab. Das TNFbp-Produkt/die TNFbp-Produkte
können
einmalig oder in Fällen
schwerwiegender oder andauernder Erkrankungen täglich in niedrigen häufigen Dosierungen
verabreicht werden oder mit einer initialen Bolusdosis gefolgt von
einer kontinuierlichen Dosis oder einer anhaltenden Freisetzung.
Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass andere Arten der kontinuierlichen
oder fast kontinuierlichen Dosierung durchgeführt werden können. Beispielsweise
kann eine chemische Derivatisierung in Formen anhaltender Freisetzung
resultieren, welche den Effekt einer kontinuierlichen Anwesenheit
im Blutstrom besitzen, in vorhersagbaren Mengen in Abhängigkeit
einer vorher bestimmten Dosierungsvorschrift oder Gesamtdosierungsvorschrift.
Die Dosierungs- oder Gesamtdosierungsvorschrift kann ebenfalls durch
die Verwendung bekannter Assays zur Bestimmung von Dosierungen bestimmt
werden, die in Zusammenhang mit geeigneten Dosis/Antwort-Daten verwendet wurden.
-
Wenn parenteral verabreicht kann
jede Dosierungseinheit beispielsweise bis zu 10 mg, im Allgemeinen
bis zu 15 mg und noch allgemeiner bis 20 mg enthalten. Bei Verabreichung
in eine artikuläre
Vertiefung wird die pharmazeutische Zusammensetzung bevorzugt als
einzelne Injektion verabreicht, beispielsweise mit einer 3 bis 10
ml Spritze, die eine Dosierung beispielsweise zwischen etwa 5 mg/ml
bis 10 mg/ml TNFbp-Produkte) enthält, gelöst in isotonischer Phosphat-gepufterter
Salzlösung.
Die Herstellung kann in eine artikuläre Vertie fung mit einer Häufigkeit
von beispielsweise einmal alle 7 bis 10 Tage verabreicht werden.
Auf einer solchen Weise wird die Verabreichung kontinuierlich durchgeführt, während beispielsweise
die Dosierung 4 bis 5 mal variiert wird, falls notwendig.
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Ein TNFbp-Produkt/TNFbp-Produkte
können
als ein Zusatz zu anderen Therapien und e- benfalls mit anderen
pharmazeutischen Fomulierungen verabreicht werden, welche für die zu
behandelnde Indikation geeignet sind. Ein TNFbp-Produkt/TNFbp-Produkte
und irgendeine oder mehrere zusätzliche
Therapien oder pharmazeutische Formulierungen können getrennt oder in Kombination
verabreicht werden.
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In einer noch spezifischeren Ausführungsform
ist die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines TNFbp-Produkts/von
TNFbp-Produkten in Kombination (Vorbehandlung, Nachbehandlung oder
begleitende Behandlung) gerichtet mit irgendeinem oder mehreren
COX2-Inhibitoren, Pro-Pharmaka oder pharmazeutisch geeigneten Salzen
davon zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von TNF-vermittelten
Erkrankungen, einschließlich
akuter oder chronischer Entzündung.
Beispiele von COX2-Inhibitoren, Pro-Pharmaka oder pharmazeutisch geeigneten
Salzen davon schließen
beispielsweise Celecoxib mit ein. Strukturelle verwandte COX2-Inhibitoren,
die ähnliche
analgesische und antientzündliche
Eigenschaften besitzen, sollen ebenfalls von dieser Gruppe umfasst
sein.
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Es ist insbesondere vorteilhaft,
Zusammensetzungen der anti-entzündlichen
Verbindungen in der Form von Dosierungseinheiten zur Vereinfachung
der Verabreichung und Vereinheitlichung der Dosierung zu formulieren.
"Form der Dosierungseinheit" wie hier verwendet, bezieht sich auf
physikalisch getrennte Einheiten, die als einzelne Dosierungen für den zu
behandelnden Patienten geeignet sind, wobei jede Einheit eine vorbestimmte
Menge an anti-entzündlichen
Verbindungen enthält,
welche danach berechnet wurden, dass sie den gewünschten therapeutischen Effekt
in Assoziation mit den benötigten
pharmazeutischen Trägem
erzielen. Wie hier verwendet, schließt der Begriff "pharmazeutisch
geeigneter Träger"
jegliche und alle Lösungsmittel,
Dispersionsmedien, Beschichtungen, antibakterielle und antifungale
Agenzien, istonische und absorptionsverzögernde Agenzien und ähnliche
Stoffe mit ein, welche mit den aktiven Inhaltsstoffen und mit der
Art der Verabreichung und anderen Inhaltsstoffen der Formulierung
kompatibel sind und auf den Empfänger
nicht schädlich
wirken.
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Für
eine orale therapeutische Verabreichung kann die anti-entzündliche
Verbindung durch Arzneimittelhilfsträgern aufgenommen werden und
in der Form von eintragenden Tabletten, bukkalen Tabletten, Pastillen,
Kapseln, Elixieren, Suspensionen, Sirups, Plättchen und Ähnlichem verwendet werden,
oder es kann direkt mit dem Essen in der Diät mit aufgenommen werden. Die
Tabletten, Pastillen, Pillen, Kapseln und Ähnliches können ebenfalls folgendes enthalten:
einen Bindungsmittel wie beispielsweise Gummi Tragacanth, Akazie,
Kornstärke
oder Gelatine; Arzneimittelhilfsträger wie beispielsweise Dikalziumphosphat;
ein desintegrierendes Agens wie beispielsweise Kornstärke, Alginsäure und Ähnliches;
ein Gleitmittel wie beispielsweise Magnesiumstearat; ein Süßungsmittel
wie beispielsweise Sucrose, Lactose oder Saccharin, oder ein geschmacksgebens
Agens wie beispielsweise Pfefferminz, Öl von Wintergrün oder Kirsche
oder Orangengeschmack. Wenn die Form der Dosierungseinheits eine
Kapsel ist, kann diese zusätzlich
zu der hier beschriebenen Art von Material einen flüssigen Träger beinhalten.
Verschiedene andere Materialien können beispielsweise als Beschichtungsmittel
vorhanden sein, um die physikalische Form der Dosierungseinheit
zu modifizieren. Beispielsweise können Tabletten, Pillen, Kapseln
mit Schellack, Zucker oder beidem beschichtet werden. Selbstverständlich sollte
jedes Material, welches bei der Herstellung irgendeiner Form der
Dosiseinheit verwendet wird, bei den verwendeten Mengen pharmazeutisch
rein und im Wesentlichen nicht-toxisch sein. Zusätzlich kann die anti-entzündliche
Verbindung in einer Präparation
und Formulierung mit fortdauernder Freisetzung mit aufgenommen werden.
Die Menge der anti-entzündlichen
Verbindung in einer solchen therapeutisch nützlichen Zusammensetzung ist
so ausgewählt,
dass eine geeignete Dosierung erhalten wird.
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Für
parenterale therapeutische Verabreichung kann jede anti-entzündliche
Verbindung in eine sterile injizierbare Lösung mit aufgenommen werden.
Die sterile injizierbare Lösung
kann durch die Aufnahme der anti-entzündlichen Verbindung in der
benötigten
Menge in einem geeigneten pharmazeutisch geeigneten Träger hergestellt
werden, mit verschiedenen anderen Bestandteilen, gefolgt von einer
Sterilfiltrierung. Im Falle von Dispersionen kann jede Dispersion
durch Aufnahme der anti-entzündlichen
Verbindung in einen sterilen Träger hergestellt
werden, welcher das basisch Dispersionsmedium und die benötigten anderen
Inhaltsstoffe enthalten, die hier aufgezählt sind. Im Falle von sterilen
injizierbaren Lösungen
kann jede durch Aufnahme eines Pulvers der anti-entzündlichen
Verbindung hergestellt werden, und optional durch die weitere Aufnahme
jedes zusätzlichen
gewöhnlichen
Inhaltsstoffes aus einer kürzlich
steril-filtrierten Lösung
davon, wobei das Pulver durch jedes geeignete Verfahren (z. B. Vakuumtrocknung
und Gefriertrocknung) hergestellt wurde.
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Die Verwendung solcher Medien und
Agenzien ist im Stand der Technik gut bekannt (siehe z. B. Remington's
Pharmaceutical Sciences, 18. Ausgabe (1990), Mack Publishing Co.,
Easton, PA 18042, Seiten 1435–1712).
Ergänzende
aktive Inhaltsstoffe können
ebenfalls in die Zusammensetzungen mit aufgenommen werden.
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Die spezifische Dosis der anti-entzündlichen
Verbindung wird entsprechend dem ungefähren Körpergewicht oder dem Oberflächenbereich
des Patienten berechnet. Andere Faktoren bei der Bestimmung der
ungefähren
Dosis können
die zu behandelnde oder der vorzubeugenden akuten oder chronischen
entzündlichen Erkrankung
oder Zustand mit einschließen,
die Schwere der Erkrankung, die Route der Verabreichung und das Alter,
Geschlecht und der medizinische Zustand des Patienten. Eine weitere
Verfeinerung der Berechnungen, welche notwendig sind, um die ungefähre Dosierung
für die
Behandlung einschließlich
jeder der hier erwähnten
Formulierungen zu bestimmen, wird durch Fachleute üblicherweise
durchgeführt.
Dosierungen können ebenfalls
durch die Verwendung bekannter Assays zur Bestimmung von Dosierungen
bestimmt werden, die zusammen mit geeigneten Dosis/Antwort-Daten
verwendet wurden.
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Es ist daher innerhalb des Schutzbereiches
dieser Erfindung, dass Dosen der antientzündlichen Verbindungen variiert
werden können,
welche zur Behandlung einer besonderen akuten oder chronischen entzündlichen
Erkrankung ausgewählt
wurden, wie beispielsweise rheumatische Erkrankungen, um einen gewünschten
therapeutischen Effekt zu erzielen. Besitzt eine der anti-entzündlichen
Verbindungen Nebeneffekte, so kann diese den Patien ten während alternierender
Behandlungszeiträume
einer Kombinationstherapie verabreicht werden.
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Tests zur Beobachtung der Verbesserung
einer Erkrankung können
spezifische Tests mit einschließen,
welche beispielsweise auf die Bestimmung systemischer Antworten
auf eine Entzündung
gerichtet sind, welche die Sedimentationsrate von Erythrocyten (ESR)
und die akuten Phasenreaktanten (APR) mit einschließen. Es
werden Beobachtungen von der Schwellung, z. B. der betroffenen Körperteile,
durchgeführt.
Eine Verbesserung in Bezug auf die Steifheit und den Griff (falls
anwendbar), und die Verminderung des Schmerzes des Patienten werden
ebenfalls beobachtet. Falls der Zustand des Patienten stabil ist,
wird der Patient erneut mit der gleichen Dosierung wöchentlich
behandelt und wöchentlich
beurteilt. Vorausgesetzt, dass der Zustand des Patienten stabil
ist, kann die Behandlung fortgesetzt werden. Nach sechs Monaten
Behandlung werden anatomische Änderungen
des Skeletts durch radiologische Aufnahmen bestimmt, z. B. durch
Röntgenstrahluntersuchung.
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Zum Ende eines jeden Zeitraums wird
der Patient erneut beurteilt. Ein Vergleich der radiologischen Bewertung
der Vor- und Nachbehandlung, ESR und APR, deutet die Effektivität der Behandlungen
an. Entsprechend der Effizienz der Behandlungen und entsprechend
dem Zustand des Patienten kann die Dosierung für die Dauer der Behandlung
gesteigert oder konstant beibehalten werden.
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Die vorliegende Erfindung richtet
sich bevorzugt auf die Verwendung eines COX2-Inhibitors bei der Herstellung
eines Medikaments bei der Behandlung oder Vorbeugung von TNF- vermittelten Erkrankungen, einschließlich akuter
und chronischer Entzündung,
wie beispielsweise rheumatische Erkrankungen und die damit assoziierten
Symptome, in Kombination mit der vorangehenden, begleitenden oder
anschließenden
Verabreichung eines TNF-Bindungsproteins. Eine Kombination ist ein
TNFbp-Produkt/ TNFbp-Produkte (z. B. sTNFR-I, sTNFR-II, sTNFR-Fragmente
(2,6 D sTNFRs wie beispielsweise 2,6 D sTNFR-I) oder sTNFRFc(s) (sTNFR-I/IgG1
oder sTNFR-II/IgG1) davon), mit einem COX2-Inhibitor.
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Beispiele
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Standardverfahren für viele
der in den folgenden Beispielen beschriebenen Verfahren, oder geeignete alternative
Verfahren werden in weithin bekannten Handbüchern der Molekularbiologie
wie beispielsweise Sambrook et al., Molecular Cloning, zweite Ausgabe,
Cold Spring Harbor Laboratory Press (1987) und Ausubel et al., Current
Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates/Wiley
Interscience, New York (1990) bereitgestellt. Alle Chemikalien besitzen
entweder einen analytischen oder USP-Reinheitsgrad.
-
Beispiel 1
-
Es wurde ein Tiermodell der rheumatoiden
Arthritis verwendet, welches durch ein Adjuvans induziert wurde,
um die Kombinationstherapie eines TNF-Bindungsproteins und Methotrexat
in männlichen
Lewis-Ratten (3–7/Gruppe)
zu untersuchen, welche mindestens 200 g wogen.
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Am Tag 0 wurde allen Ratten 100 μl Freundsches
vollständiges
Adjuvans (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) injiziert, zu welchem
ein synthetisches Adjuvans, N,N-Dioctyldecyldecyl-N',N-bis(2-hydroxy-ethyl)propandiamin,
50 mg/ml zugegeben wurde. Am Tag 0–14 wurde Methotrexat in 1%iger
Carboxymethylcellulose (Sigma) täglich
oral zwei Gruppen von Ratten verabreicht (0,06 mg/kg). An den Tagen
8, 10, 12 und 14 wurde aus E. coliabgeleitetes c105 sTNFR-I, welches
mit PEG-20000-bis-Vinylsulfon dimerisiert wurde (c105 sTNFR-I in
Hantelform; im Allgemeinen in Übereinstimmung
mit der Lehre von WO 95/34326 hergestellt), in einer pharmazeutischen
Zusammensetzung formuliert (34 mM NaCl, 10 mM Natriumphosphat, 4% Sorbitol
(Gew.%) in Wasser, pH 6,5) durch subkutane (sc) Injektion (3 mg/kg)
einer Gruappe von Ratten verabreicht, welche mit beiderseits Freundschem
vollständigen
Adjuvans und Methotrexat behandelt wurden und einer anderen Gruppe
an Ratten, welche mit Freundschem vollständigen Adjuvans alleine behandelt
wurden.
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Die Körpergewichte wurden am Tag
0 und an jedem anderen Tag beginnend von Tag 9 bis zum Ende am Tag
15 bestimmt. Messungen mit dem Greifzirkel und eine klinische Bewertung
wurden am Tag 9 und jedem weiteren Tag bis zum Ende vorgenommen.
Zu diesem Zeitpunkt wurden die Gewichte vom Körper, den Pfoten und der Milz
des Tieres bestimmt.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt,
zeigten Ratten, welche mit c105 sTNFR-I in Hantelform alleine behandelt
wurden, etwa 42% Inhibition der Schwellung der Pfote (Bereich unter
der Kurve – AUC),
keine signifikante Verbesserung in Bezug auf Splenomegalie (nicht
gezeigt) und etwa 13,2% Inhibition der Änderung des Körpergewichts
(nicht gezeigt). Ratten, welche mit Methotrexat behandelt wurden,
zeigten 26% Inhibition der Schwellung der Pfote (AUC), keine Inhibition
der Änderung
des Gewichts der Milz (nicht gezeigt) und 3% Inhibition der Änderung
des Gewichts des Körpers
(nicht gezeigt). Die Kombinationstherapie bot eine 75 %ige Inhibition
der Schwellung der Pfote (AUC), eine 48 %ige Inhibition der Splenomegalie
(nicht gezeigt) und eine 16,2%ige Inhibition der Änderung
des Körpergewichts
(nicht gezeigt).
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Wie in 5 gezeigt,
deutet die abschließende
Analyse (Inhibition am Ende) der terminalen Gewichte der Pfote und
der Milz an, dass c105 sTNFR-I in Hantelform alleine in einer 10,9
%igen Inhibition der Entzündung
der Pfote resultierte, in einer 30,4%igen Inhibition der Splenomegalie
und in einer 13,2%igen Inhibition der Änderung des Körpergewichts
(nicht gezeigt). Die Methotrexatbhandlung alleine ergab ausschließlich eine 3,9%ige
Inhibition der Entzündung
der Pfote, eine 8,5%ige Inhibition der Splenomegalie und eine 3%ige
Inhibition der Änderung
des Körpergewichts
(nicht gezeigt). Die Kombination von c105 sTNFR-I in Hantelform
und Methotrexat ergab eine 46,8%ige Inhibition der Schwellung der
Pfote, eine 48%ige Inhibition des Splenomegalie und eine 16,2%ige
Inhibition der Änderung
des Körpergewichts
(nicht gezeigt).
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Beispiel 2
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Es wurde ein Tiermodell der rheumatoiden
Arthritis verwendet, welches durch ein Adjuvans induziert wurde,
um die Kombinationstherapie eines TNF-Bindungsproteins und Methotre xat
in männlichen
Lewis-Ratten (5–7/Gruppe)
zu untersuchen, welche mindestens 200 g wogen.
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Am Tag 0 wurden allen Ratten 100 μl Freundsches
vollständiges
Adjuvans (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO), injiziert, zu welchem
ein synthetisches Adjuvans, N,N-Dioctyldecyldecyl-N', N-bis(2-hydroxy-ethyl)propandiamin,
50 mg/ml zugegeben wurde. Am Tag 0–14 wurde Methotrexat in 1%iger
Carboxymethylcellulose (Sigma) täglich
oral (0,06 mg/kg) zwei Gruppen von Ratten verabreicht. An den Tagen
9, 11 und 13 wurde von CHO- abgeleitetes
sTNFR-II/hlgG1-Fusionsprotein (sTNFR-II Fc; im Allgemeinen in Übereinstimmung
mit der Lehre von
EP 418 014 hergestellt)
welches in eine pharmazeutische Zusammensetzung formuliert ist (34
mM NaCl, 10 mM Natriumphosphat, 4% Sorbitol (Gew.-%) in Wasser;
pH 6,5) durch subkutane Injektion (18 mg/kg) einer Gruppe an Ratten
verabreicht, die beiderseits mit Freundschem vollständigen Adjuvans
und Methotrexat behandelt wurden, und einer anderen Gruppe an Ratten,
welche mit Freundschem vollständigen
Adjuvans alleine behandelt wurden.
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Die Körpergewichte wurden am Tag
0 und an jedem anderen Tag beginnend von Tag 9 bis zum Ende am Tag
15 bestimmt.
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Die Bestimmungen mit einem Greifzirkel
und eine klinische Bewertung wurden täglich von Tag 9 bis Beendigung
am Tag 15 durchgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt wurden die Gewichte des Körpers, der Pfoten und der Milz
des Tieres bestimmt.
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Wie aus 6 ersichtlich, zeigten Ratten, welche
mit sTNFR-II Fc alleine behandelt wurden, etwa 8 % Inhibition der
Schwellung und der Pfote (Bereich unter der Kurve – AUC) ohne
eine signifikante Verbesserung der Splenomegalie (–7%) oder
der Änderung
des Körpergewichts
(–5%).
Die Ratten, welche mit Methotrexat behandelt wurden, zeigten 66%
Inhibitionen der Schwellung der Pfote (AUC), eine 74%ige Inhibition
des Gewichts der Milz und eine 64%ige Inhibition der Änderung
des Körpergewichts.
Die Kombinationstherapie führt
zu einer 96%igen Inhibition der Schwellung der Pfote (AUC), einer
94%igen Inhibition der Splenomegalie und einer 79%igen Inhibition
der Änderung
des Körpergewichts.
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Wie aus 7 ersichtlich, deutet die abschließende Analyse
(Inhibition am Ende) der abschließenden Pfotengewichte an, dass
sTNFR-II Fc alleine in einer 10%igen Inhibition der Entzündung der
Pfote resultiert, eine Methotrexatbehandlung alleine zu einer 74%igen
Inhibition der Entzündung
der Pfote führt
und die Kombination von sTNFR-II Fc und Methotrexat in einer 88%igen
Inhibition der Schwellung der Pfote resultiert.
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Beispiel 3
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Die Kombination immunotherapeutischer
Effekte von c105 sTNFR-I in Hantelform und Fusionsprotein wurden
unter Verwendung eines Mausmodells der D-Galactosamin (D-GalNH2)
induzierten Lethalität
beurteilt. Das D-Galactosamin (D-GalNH2)/Lipopolysaccharid
(LPS)-Modell (Mountz et al., J. Immunology, 155: 4829–4837).
In diesem Modell wurden MRL-Ipr/Ipr-Autoimmunmäusen D-GalNH2 zusammen
mit bakte5riellem Endotoxin (LPS) verabreicht, und die Lethalität wurde
während
der + 96 Stunden nach der Verabreichung beobachtet.
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Material und Methoden:
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Dihydrofolatreduktase (DHFR) defiziente
Eierstockzellen aus chinesischen Hamstern (chinese hamster ovary
cells, CHOd-Zellen) wurden mit fas/hlgG1 chimärer cDNA (Mountz, et al. (1996),
"Autoimmunity Due to Defective Nur-77, Fas and TNF-R1 Apoptosis"
in Mechanisms of Lymphocyte Activation and Immune Regulation, Bd.
6, Seiten 241–262
(Gupta und Cohen (Hrsg.)) Plenem Press, NY) in pDSRα2 transfiziert,
allgemein in Übereinstimmung
mit der Beschreibung von DeClerck et al. (1991), JCB, 266: 3893–3899. Das
Transfektionsverfahren unterschied sich von dem Protokoll in DeClerck
et al. (1991), siehe oben, wie folgt: die Zellen wurden mit 800000
Zellen transfiziert, mit 10 Mikrogramm und 8 Mikrogramm an Heringssperma
als Träger, und
die Zellen wurden am Tag 2 nach der Transfektion aufgeteilt.
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Nach der Expression des fas-Fusionsproteins
wurde das Protein unter Verwendung einer Protein G Sepharose Fast
Flow-Säule
im Allgemeinen in Übereinstimmung
mit Jungbauer et al. (1989), J. Chrom., 476: 257–268 aufgereinigt. Das aufgereinigte
Protein wurde in Phosphat-gepufferter Salzlösung (Gibco BRL, Grand Island,
NY) formuliert.
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Protokoll:
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Nach Fasten über Nacht wurde in 6–8 Wochen
alte weibliche MRL-Ipr/Ipr-Mäuse
(Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME) (5/7/Gruppe) eine Kanüle mit Halskatheter
eingeführt
und man lies sich die Mäuse
ein paar Tage erholen. Sie wurden anschließend in Infusionskäfige gesetzt
und für
eine Woche vor Initiierung der Salzlösungsinfusion akklimatisiert.
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Bei Stunde 0 wurde allen Mäusen intraperitoneal
31 Mikrogramm D-GalNH2 (Sigma) intraperitoneal
injiziert, welches in Hank's ausgeglichener Salzlösung (Hanks's
Balanced Salt Solution, Gibco BRL) (120 Mikrogramm/ml) suspendiert
wurden; und Lipopolysaccharid (LPS) aus E. coli Serotyp 0127:B8
(Sigma) in einer sterilen, Endotoxin-freien Phosphatgepufferten
Salzlösung
(PBS) (6 Mikrogramm/Maus).
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Bei Stunde 0 + 2 Stunden nach Verabreichung
wurde fas-Fusionsprotein, welches in einer pharmazeutischen Zusammensetzung
formuliert wurde (Phosphat-gepufferte Salzlösung, (Gibco BRL, Grand Islan, NY))
intravenös
in zweifach seriellen Verdünnungen
(Mikrogramm/kg Dosierungen) zwei Gruppen von Mäusen verabreicht.
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Bei Stunde 0 + 2 Stunden nach Verabreichung
wurde c105 sTNFR-I in Hantelform, das in in einer pharmazeutischen
Zusammensetzung formuliert ist (34 mM NaCl, 10 mM Natriumphosphat,
4% Sorbitol (Gew.-%) in Wasser; pH 6,5) intravenös in 2-fach seriellen Verdünnungen
(Mikrogramm/kg Dosierungen) einer Gruppe von Mäusen verabreicht, welche mit
beiderseits D GalNH2 und fas-Fusionsprotein
behandelt wurden und einer anderen Gruppe von Mäusen, welche mit d-GalNH2 alleine behandelt wurde.
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ED50-Kurven
wurden mit statistischer Software für Macintosh (Statiview®,
Mountain View, CA) erstellt. Die Lethalität folgte innerhalb + 96 Stunden
nach Verabreichung.
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Ergebnisse:
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Wie aus 8 ersichtlich, wurde bei Mäusen, welchen
c105 sTNFR-I in Hantelform (100 Mikrogramm/kg; N = 6; I. V.) verabreicht
wurden, zum Zeitraum –1
Stunde vor Venrwendung ein vollständiger Schutz (10% Überlebensrate)
gegen LPS-Behandlung im Vergleich zu Kontrollmäusen beobachtet (mit Salzlösung behandelt)
(N = 6), welchen LPS-D-GalNH2 (P < 0,01) gegeben wurde.
Bei Mäusen,
die mit suboptimalen Dosen von c105 sTNFR-I in Hantelform (25 Mikrogramm/kg;
N = 6) behandelt wurden, wurde beobachtet, dass sie einen ungefähr 35 %igen
Schutz während
+ 96 Stunden nach Verabreichung besitzen. Alle Mäuse, welche mit fas-Fusionsprotein
(100 Mikrogramm/kg; N = 6) behandelt wurden, waren +24 Stunden nach
Verabreichung tot. Wenn Mäuse
(N = 6) LV. mit beiderseits c105 sTNFR-I in Hantelform (25 Mikrogramm/kg)
und fas-Fusionsprotein (100 Mikrogramm/kg) behandelt wurden, wurde
gleichwohl eine gesteigerte Überlebensrate
(70%) während
+ 36 Stunden beobachtet im Vergleich zu entweder den c105 sTNFR-I
in Hantelform behandelten (25 Mikrogramm) Mäusen, den mit fas-Fusionsprotein
(100 Mikrogramm/kg) behandelten Mäusen oder den Kontrolltieren
für diese
Erkrankung alleine (P < 0,05).
Diese Ergebnisse legen nahe, dass c105 sTNFR-I in Hantelform und
fas-Fusionsprotein in ihren therapeutischen Effekten in LPS/D-GalNH2-Modell der akuten Entzündung synergistisch wirken.
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Die vorangegangene Beschreibung der
Erfindung ist beispielhaft zum Zwecke der Beschreibung und Erklärung.
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