EA043386B1 - DIRECT SELECTION OF CELLS EXPRESSING HIGH LEVELS OF HETEROMERIC PROTEINS USING GLUTAMINE SYNTHETASE VECTORS FOR INTRAGENIC COMPLEMENTATION - Google Patents

DIRECT SELECTION OF CELLS EXPRESSING HIGH LEVELS OF HETEROMERIC PROTEINS USING GLUTAMINE SYNTHETASE VECTORS FOR INTRAGENIC COMPLEMENTATION Download PDF

Info

Publication number
EA043386B1
EA043386B1 EA201892588 EA043386B1 EA 043386 B1 EA043386 B1 EA 043386B1 EA 201892588 EA201892588 EA 201892588 EA 043386 B1 EA043386 B1 EA 043386B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
nucleic acid
mutgs
polypeptide
glutamine synthetase
cells
Prior art date
Application number
EA201892588
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рэндэл Р. Кетчем
Джеффри Т. Макгрю
Ядлин Дина А. Фомина
Трент П. Мунро
Неераж Жагдиш Агравал
Кристин М. Дарис
Original Assignee
Амген Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Амген Инк. filed Critical Амген Инк.
Publication of EA043386B1 publication Critical patent/EA043386B1/en

Links

Description

Перекрестные ссылки на родственные заявкиCross references to related applications

Данная заявка заявляет приоритет по предварительной заявке США № 62/334,966, поданной 11 маяThis application claims priority to US Provisional Application No. 62/334,966, filed May 11

2016 года, которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки.2016, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Описание текстового файла, поданного в электронном видеDescription of the text file submitted electronically

Данная заявка содержит Список последовательностей, который был подан в электронном виде в формате ASCII и полностью включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки. Копия Списка Последовательностей в машиночитаемой форме, которая была создана 8 мая 2017 года имеет название A-2011-WO-PCT_SEQ_ST25.txt и имеет размер 79,1 килобайта.This application contains a Sequence Listing that was filed electronically in ASCII format and is incorporated herein by reference in its entirety. A copy of the Sequence List in machine-readable form that was created on May 8, 2017 is named A-2011-WO-PCT_SEQ_ST25.txt and is 79.1 kilobytes in size.

Область техникиField of technology

Данное изобретение относится к общей области рекомбинантной экспрессии полипептидов в культуре клеток млекопитающих. Более конкретно, изобретение относится к улучшенному отбору в клетках рекомбинантно разработанных векторов, предназначенных для экспрессии гетеромерных полипептидов.This invention relates to the general field of recombinant expression of polypeptides in mammalian cell culture. More specifically, the invention relates to improved selection in cells of recombinantly designed vectors for the expression of heteromeric polypeptides.

Уровень техникиState of the art

Экспрессия гетеромерных рекомбинантных белков обычно требует подбной экспрессии компонентных цепей, чтобы избежать ненужного синтеза цепей, которые не могут быть включены в зрелые белки. Кроме того, большинство способов получения гетеромерных рекомбинантных белков требуют скрининга многих клонов с целью выявления редких высокоэкспрессирующих клонов, которые экспрессируют высокие уровни каждой цепи зрелого гетеромерного белка. Раздельная маркерная система пригодная для селекции (в которой селективный маркер разделяется на две части и каждый фрагмент связан с экспрессией одной цепи гетеромерного белка может быть использована для идентификации тех клеток, которые экспрессируют оба пригодных для селекции маркерных фрагмента, и следовательно, обе цепи гетеромерных белков.Expression of heteromeric recombinant proteins usually requires similar expression of the component chains to avoid unnecessary synthesis of chains that cannot be incorporated into mature proteins. In addition, most methods for producing heteromeric recombinant proteins require screening many clones to identify rare high-expressing clones that express high levels of each chain of the mature heteromeric protein. A selectable separate marker system (in which a selectable marker is divided into two parts and each fragment is associated with the expression of one heteromeric protein chain) can be used to identify those cells that express both selectable marker fragments, and therefore both heteromeric protein chains.

Глутаминсинтетаза (GS) катализирует биосинтез глутамина путем конденсации аммиака с глутаматом. Фермент GS млекопитающих представляет собой декамер, состоящий из двух соединенных пентамерных колец, с десятью активными сайтами, расположенными на местах соединений субъединиц. Каждый активный сайт образован остатками из N-концевого домена (домен β-grasp, состоящий из остатков 25-112) одной субъединицы и остатками C-концевого домена (каталитический домен, состоящий из остатков 113-373) соседней субъединицы. Генетические исследования S. cerevisiae и E. coli показали, что некоторые мутации GS проявляют внутригенную комплементарность, при которой некоторые мутации, которые расположены на 5'-конце гена GS, могут подавлять те, которые находятся на 3'-конце (Mitchell, A. P. Genetics 111, 243-258 (1985); MacNeil, T., et al. Journal of Bacteriology 150, 1302-1313 (1982)). Соответственно, идентификация системы селекции, основанной на метаболическом ферменте, такой как та, в которой происходит внутригенная комплементация у глутаминсинтетазы, оказалась бы полезной для экспрессии молекул с более чем двумя уникальными полипептидными цепями (например, моноклональных антител и других рекомбинантных белков).Glutamine synthetase (GS) catalyzes glutamine biosynthesis by condensing ammonia with glutamate. The mammalian GS enzyme is a decamer consisting of two connected pentameric rings, with ten active sites located at the junctions of the subunits. Each active site is formed by residues from the N-terminal domain (β-grasp domain, consisting of residues 25-112) of one subunit and residues from the C-terminal domain (catalytic domain, consisting of residues 113-373) of the adjacent subunit. Genetic studies in S. cerevisiae and E. coli have shown that some GS mutations exhibit intragenic complementarity, in which some mutations that are located at the 5' end of the GS gene can suppress those that are at the 3' end (Mitchell, A. P. Genetics 111, 243-258 (1985); MacNeil, T., et al. Journal of Bacteriology 150, 1302-1313 (1982)). Accordingly, the identification of a metabolic enzyme-based selection system, such as that involving intragenic complementation at glutamine synthetase, would be useful for the expression of molecules with more than two unique polypeptide chains (eg, monoclonal antibodies and other recombinant proteins).

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В одном варианте реализации изобретения предлагается вектор, содержащий:In one embodiment of the invention, a vector is provided containing:

a) первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, иa) a first nucleic acid encoding a first polypeptide, and

b) вторую нуклеиновую кислоту, кодирующую второй полипептид, причем второй полипептид представляет собой исходную мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, причем транскрипция первой нуклеиновой кислоты функционально связана с транскрипцией второй нуклеиновой кислоты, дополнительно содержащий: db) a second nucleic acid encoding a second polypeptide, wherein the second polypeptide is the original mutant subunit of a selectable marker, wherein the transcription of the first nucleic acid is operably linked to the transcription of the second nucleic acid, further comprising: d

c) третью нуклеиновую кислоту, кодирующую третий полипептид, причем третий полипептид способен связывать с первым полипептидом с образованием гетеромерного комплекса иc) a third nucleic acid encoding a third polypeptide, wherein the third polypeptide is capable of binding to the first polypeptide to form a heteromeric complex; and

d) четвертую нуклеиновую кислоту, которая кодирует четвертый полипептид, причем четвертый полипептид представляет собой комплементарную мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, причем транскрипция третьей нуклеиновой кислоты функционально связана с транскрипцией четвертой нуклеиновой кислоты, причем исходная мутантная субъединица и комплементарная мутантная субъединица маркера пригодного для селекции взаимодействуют, чтобы обеспечить пригодную для селекции активность, и, кроме того, вектор способен трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.d) a fourth nucleic acid that encodes a fourth polypeptide, wherein the fourth polypeptide is a complementary mutant subunit of a selectable marker, wherein the transcription of the third nucleic acid is operably linked to the transcription of the fourth nucleic acid, wherein the parent mutant subunit and the complementary mutant subunit of the selectable marker interact to provide selectable activity and, in addition, the vector is capable of being transfected into mammalian cells and enhancing the selection of transfected cells.

В другом варианте реализации изобретения предлагается вектор, содержащий:In another embodiment of the invention, a vector is provided containing:

e) первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, иe) a first nucleic acid encoding a first polypeptide, and

f) вторую нуклеиновую кислоту, кодирующую второй полипептид, причем второй полипептид представляет собой исходный фрагмент маркера пригодного для селекции, причем транскрипция первой нуклеиновой кислоты функционально связана с транскрипцией второй нуклеиновой кислоты, дополнительно содержащий:f) a second nucleic acid encoding a second polypeptide, wherein the second polypeptide is the original fragment of a marker suitable for selection, wherein the transcription of the first nucleic acid is operably linked to the transcription of the second nucleic acid, further comprising:

g) третью нуклеиновую кислоту, кодирующую третий полипептид, причем третий полипептид способен связываться с первым полипептидом с образованием гетеромерного комплекса иg) a third nucleic acid encoding a third polypeptide, wherein the third polypeptide is capable of binding to the first polypeptide to form a heteromeric complex; and

h) четвертую нуклеиновую кислоту, которая кодирует четвертый полипептид, причем четвертыйh) a fourth nucleic acid that encodes a fourth polypeptide, the fourth

- 1 043386 полипептид представляет собой комплементарный фрагмент маркера пригодного для селекции, причем транскрипция третьей нуклеиновой кислоты функционально связана с транскрипцией четвертой нуклеиновой кислоты, причем исходная мутантная субъединица и комплементарная мутантная субъединица маркера пригодного для селекции взаимодействуют, чтобы обеспечить пригодную для селекции активность, и, кроме того, вектор способен трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.- 1 043386 the polypeptide is a complementary fragment of a selectable marker, wherein the transcription of a third nucleic acid is operably linked to the transcription of a fourth nucleic acid, wherein the original mutant subunit and the complementary mutant subunit of the selectable marker interact to provide selectable activity, and, in addition Moreover, the vector is able to be transfected into mammalian cells and improve the selection of transfected cells.

В дополнительном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой иммуноглобулин. В одном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина, в альтернативном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина. В вышеупомянутых вариантах реализации изобретения пригодный для селекции маркер представляет собой метаболический фермент, выбранный из группы, состоящей из глутаминсинтетазы, треониндегидратазы, аденилосукцинатсинтетазы и глутаматдегидрогеназы.In a further embodiment of the invention, the heteromeric complex is an immunoglobulin. In one embodiment, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain; in an alternative embodiment, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain. In the above embodiments, the selectable marker is a metabolic enzyme selected from the group consisting of glutamine synthetase, threonine dehydratase, adenylosuccinate synthetase and glutamate dehydrogenase.

Изобретение может включать внутренний сайт связывания рибосомы (IRES); в одном варианте реализации изобретения IRES находится на участке, выбранном из группы, состоящей из: участка между первой нуклеиновой кислотой и второй нуклеиновой кислотой; участка между третьей нуклеиновой кислотой и четвертой нуклеиновой кислотой и участков как между первой и второй, так и между третьей и четвертой нуклеиновыми кислотами. В дополнительном варианте реализации изобретения внутренний сайт связывания рибосомы содержит SEQ ID NO: 23.The invention may include an internal ribosome binding site (IRES); in one embodiment of the invention, the IRES is located at a region selected from the group consisting of: a region between the first nucleic acid and the second nucleic acid; a region between the third nucleic acid and a fourth nucleic acid and regions between both the first and second and between the third and fourth nucleic acids. In a further embodiment, the internal ribosome binding site comprises SEQ ID NO: 23.

Для любого из описанных в данном документе варианта реализации изобретения, когда исходная мутантная субъединица маркера пригодного для селекции представляет собой N-концевой мутант глутаминсинтетазы (mutGS-NT), комплементарная мутантная субъединица маркера пригодного для селекции представляет собой C-концевой мутант глутаминсинтетазы (mutGS-CT). В одном из таких аспектов изобретения mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A N61A D63A D63R S66A и D76A, а mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A и R324A. В одном варианте реализации изобретения mutGS-NT выбрана из группы, состоящей из W60A N61A D63A (mutGS-NT 1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) W60A N61A D63A S66A D76A (mutGSNT3, SEQ ID NO: 25) и W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); и mutGS-CT выбрана из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT 1, SEQ ID NO: 21) и N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).For any of the embodiments described herein, where the parent mutant selectable marker subunit is an N-terminal mutant of glutamine synthetase (mutGS-NT), the complementary mutant selectable marker subunit is a C-terminal mutant of glutamine synthetase (mutGS-CT ). In one such aspect of the invention, mutGS-NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A N61A D63A D63R S66A and D76A, and mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A and R324A. In one embodiment, mutGS-NT is selected from the group consisting of W60A N61A D63A (mutGS-NT 1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) W60A N61A D63A S66A D76A (mutGSNT3, SEQ ID NO: 25) and W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); and mutGS-CT is selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT 1, SEQ ID NO: 21) and N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).

В других вариантах реализации изобретения N-концевые и C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы создаются путем расщепления белка в одной или нескольких аминокислотных положениях белка глутаминсинтетазы. В одном из таких аспектов изобретения N-концевой фрагмент и/или C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы расщепляются в аминокислотной позиции глутаминсинтетазы, выбранной из группы, состоящей из: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 и N265.In other embodiments, N-terminal and C-terminal glutamine synthetase fragments are created by protein cleavage at one or more amino acid positions of the glutamine synthetase protein. In one such aspect of the invention, the N-terminal fragment and/or C-terminal fragments of glutamine synthetase are cleaved at an amino acid position of glutamine synthetase selected from the group consisting of: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 and N265 .

Изобретение также относится к выделенной клетке-хозяину, которая была трансфицирована, трансформирована или трансдуцирована вектором, как описано выше. Клетка-хозяин может быть выбрана из группы, состоящей из CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, клеточной линии миеломы и клеток WI38. В одном аспекте изобретения предлагается способ получения гетеромерного комплекса, включающий стадию культивирования такой клетки-хозяина в условиях, когда гетеромерный комплекс экспрессируется клеткой-хозяином. В одном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой антитело. Заявляемые способы согласно изобретению могут также включать выделение гетеромерного комплекса.The invention also relates to an isolated host cell that has been transfected, transformed or transduced with a vector as described above. The host cell may be selected from the group consisting of CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, myeloma cell line and WI38 cells. In one aspect of the invention, there is provided a method for producing a heteromeric complex, comprising the step of culturing such a host cell under conditions where the heteromeric complex is expressed by the host cell. In one embodiment of the invention, the heteromeric complex is an antibody. The claimed methods according to the invention may also include isolation of the heteromeric complex.

В одном варианте реализации изобретения предлагается система экспрессии, содержащая:In one embodiment, the invention provides an expression system comprising:

a) первый вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, которая функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей второй полипептид, причем второй полипептид представляет собой исходную мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, иa) a first vector encoding a bicistronic transcript containing a first nucleic acid encoding a first polypeptide that is operably linked to a second nucleic acid encoding a second polypeptide, wherein the second polypeptide is the original mutant subunit of the selectable marker, and

b) второй вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую третий полипептид, которая функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей четвертый полипептид, причем четвертый полипептид является комплементарной мутантной субъединицей маркера пригодного для селекции, которая способна связываться с исходной мутантной субъединицей маркера пригодного для селекции для обеспечения пригодной для селекции активности, кр оме этого третий полипептид способен связываться с первым полипептидом с образованием гетеромерного комплекса;b) a second vector encoding a bicistronic transcript containing a third nucleic acid encoding a third polypeptide that is operably linked to a fourth nucleic acid encoding a fourth polypeptide, wherein the fourth polypeptide is a complementary mutant subunit of a selectable marker that is capable of binding to the original mutant subunit of the marker suitable for selection to provide selectable activity, in addition, the third polypeptide is capable of binding to the first polypeptide to form a heteromeric complex;

кроме этого система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор указанных клеток.In addition, the expression system can be transfected into mammalian cells and improve the selection of these cells.

В другом варианте реализации изобретения предлагается система экспрессии, содержащая:In another embodiment, the invention provides an expression system comprising:

- 2 043386- 2 043386

c) первый вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, которая функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей второй полипептид, причем второй полипептид представляет собой исходный фрагмент маркера пригодного для селекции, иc) a first vector encoding a bicistronic transcript containing a first nucleic acid encoding a first polypeptide that is operably linked to a second nucleic acid encoding a second polypeptide, wherein the second polypeptide is the original fragment of a selectable marker, and

d) второй вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую третий полипептид, которая функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей четвертый полипептид, причем четвертый полипептид является комплементарным фрагментом маркера пригодного для селекции, который способен связываться с исходным мутантным фрагментом маркера пригодного для селекции для обеспечения пригодной для селекции активности, причем третий полипептид способен связываться с первым полипептидом с образованием гетеромерного комплекса;d) a second vector encoding a bicistronic transcript containing a third nucleic acid encoding a third polypeptide that is operably linked to a fourth nucleic acid encoding a fourth polypeptide, wherein the fourth polypeptide is a complementary fragment of a selectable marker that is capable of binding to the original mutant fragment of the selectable marker for selection to provide selectable activity, wherein the third polypeptide is capable of binding to the first polypeptide to form a heteromeric complex;

кроме этого система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор указанных клеток.In addition, the expression system can be transfected into mammalian cells and improve the selection of these cells.

В дополнительном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой иммуноглобулин. В одном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина, в альтернативном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина. В вышеупомянутых вариантах реализации изобретения пригодный для селекции маркер представляет собой метаболический фермент, выбранный из группы, состоящей из глутаминсинтетазы, треониндегидратазы, аденилосукцинатсинтетазы и глутаматдегидрогеназы.In a further embodiment of the invention, the heteromeric complex is an immunoglobulin. In one embodiment, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain; in an alternative embodiment, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain. In the above embodiments, the selectable marker is a metabolic enzyme selected from the group consisting of glutamine synthetase, threonine dehydratase, adenylosuccinate synthetase and glutamate dehydrogenase.

Система экспрессии, описанная выше согласно данному изобретению может включать внутренний сайт связывания рибосомы (IRES); в одном варианте реализации изобретения IRES находится на участке, выбранном из группы, состоящей из: участка между первой нуклеиновой кислотой и второй нуклеиновой кислотой; участка между третьей нуклеиновой кислотой и четвертой нуклеиновой кислотой и участков как между первой и второй, так и между третьей и четвертой нуклеиновыми кислотами. В дополнительном варианте реализации изобретения внутренний сайт связывания рибосомы содержит SEQ ID NO: 23.The expression system described above according to the present invention may include an internal ribosome binding site (IRES); in one embodiment of the invention, the IRES is located at a region selected from the group consisting of: a region between the first nucleic acid and the second nucleic acid; a region between the third nucleic acid and a fourth nucleic acid and regions between both the first and second and between the third and fourth nucleic acids. In a further embodiment, the internal ribosome binding site comprises SEQ ID NO: 23.

В описанной в данном документе системе экспрессии, когда исходная мутантная субъединица маркера пригодного для селекции представляет собой N-концевой мутант глутаминсинтетазы (mutGS-NT), комплементарная мутантная субъединица маркера пригодного для селекции представляет собой Cконцевой мутант глутаминсинтетазы (mutGS-CT). В одном из таких аспектов изобретения mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A N61A D63A D63R S66A и D76A, а mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A и R324A. В одном варианте реализации изобретения mutGS-NT выбрана из группы, состоящей из W60A N61A D63A (mutGS-NT 1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3, SEQ ID NO: 25) и W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); и mutGS-CT выбрана из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A (mutGS-CTl, SEQ ID NO: 21) и N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).In the expression system described herein, when the original mutant selectable marker subunit is an N-terminal mutant of glutamine synthetase (mutGS-NT), the complementary mutant selectable marker subunit is a C-terminal mutant of glutamine synthetase (mutGS-CT). In one such aspect of the invention, mutGS-NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A N61A D63A D63R S66A and D76A, and mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A and R324A. In one embodiment, mutGS-NT is selected from the group consisting of W60A N61A D63A (mutGS-NT 1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3, SEQ ID NO: 25) and W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); and mutGS-CT is selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A (mutGS-CTl, SEQ ID NO: 21) and N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).

В других вариантах реализации изобретения N-концевые и C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы создаются путем расщепления белка в одной или нескольких аминокислотных положениях белка глутаминсинтетазы. В одном из таких аспектов изобретения N-концевой фрагмент и/или C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы расщепляются в аминокислотной позиции глутаминсинтетазы, выбранной из группы, состоящей из: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 и N265.In other embodiments, N-terminal and C-terminal glutamine synthetase fragments are created by protein cleavage at one or more amino acid positions of the glutamine synthetase protein. In one such aspect of the invention, the N-terminal fragment and/or C-terminal fragments of glutamine synthetase are cleaved at an amino acid position of glutamine synthetase selected from the group consisting of: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 and N265 .

Изобретение также относится к выделенной клетке-хозяину, которая была трансфицирована, трансформирована или трансдуцирована вектором, как описано выше. Клетка-хозяин может быть выбрана из группы, состоящей из CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, клеточной линии миеломы и клеток WI38. В одном аспекте изобретения предлагается способ получения гетеромерного комплекса, включающий стадию культивирования такой клетки-хозяина в условиях, когда гетеромерный комплекс экспрессируется клеткой-хозяином. В одном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой антитело. Заявляемые способы согласно изобретению могут также включать выделение гетеромерного комплекса.The invention also relates to an isolated host cell that has been transfected, transformed or transduced with a vector as described above. The host cell may be selected from the group consisting of CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, myeloma cell line and WI38 cells. In one aspect of the invention, a method for producing a heteromeric complex is provided, comprising the step of culturing such a host cell under conditions where the heteromeric complex is expressed by the host cell. In one embodiment of the invention, the heteromeric complex is an antibody. The claimed methods according to the invention may also include isolation of the heteromeric complex.

В одном варианте реализации изобретения изобретение предлагает систему экспрессии, содержащую первый вектор, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую тяжелую цепь антитела, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, которая кодирует глутаминсинтетазу с мутацией на N-конце (mutGS-NT) и второй вектор, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую легкую цепь антитела, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, которая кодирует глутаминсинтетазу с мутацией на C-конце (mutGS-CT), причем каждая мутантная субъединица глутаминсинтетазы не имеет пригодной для селекции активности, если экспрессируется отдельно, а совместная экспрессия mutGS-NT с mutGS-CT обеспечивает активность глутаминсинтетазы, при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.In one embodiment, the invention provides an expression system comprising a first vector comprising a first nucleic acid encoding an antibody heavy chain operably linked to a second nucleic acid encoding N-terminal mutated glutamine synthetase (mutGS-NT) and a second vector comprising a third nucleic acid encoding an antibody light chain operably linked to a fourth nucleic acid encoding a C-terminal mutated glutamine synthetase (mutGS-CT), wherein each mutant glutamine synthetase subunit has no selectable activity when expressed alone, but when co-expressed mutGS-NT with mutGS-CT provides glutamine synthetase activity, and the expression system is capable of transfection into mammalian cells and improves the selection of transfected cells.

- 3 043386- 3 043386

В одном варианте реализации изобретения изобретение предлагает систему экспрессии, содержащую первый вектор, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую тяжелую цепь антитела, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, которая кодирует N-концевой фрагмент глутаминсинтетазы, и второй вектор, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую легкую цепь антитела, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, которая кодирует Cконцевой фрагмент глутаминсинтетазы, причем каждая мутантная субъединица глутаминсинтетазы не имеет пригодной для селекции активности, если экспрессируются по отдельности, а совместная экспрессия N-концевых и C-концевых фрагментов глутаминсинтетазы обеспечивают активность глутаминсинтетазы, при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.In one embodiment, the invention provides an expression system comprising a first vector containing a first nucleic acid encoding an antibody heavy chain operably linked to a second nucleic acid encoding an N-terminal fragment of glutamine synthetase, and a second vector containing a third nucleic acid encoding a light chain. an antibody chain operatively linked to a fourth nucleic acid that encodes the C-terminal fragment of glutamine synthetase, wherein each mutant subunit of glutamine synthetase does not have selectable activity if expressed individually, and the co-expression of the N-terminal and C-terminal fragments of glutamine synthetase provides glutamine synthetase activity, with This expression system can be transfected into mammalian cells and improve the selection of transfected cells.

В другом варианте реализации изобретения изобретение предлагает систему экспрессии, содержащую первый вектор, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую легкую цепь антитела, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, которая кодирует глутаминсинтетазу с мутацией на N-конце (mutGS-NT) и второй вектор, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую тяжелую цепь антитела, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, которая кодирует глутаминсинтетазу с мутацией на C-конце (mutGS-CT), причем каждая мутантная субъединица глутаминсинтетазы не имеет пригодной для селекции активности, если экспрессируется отдельно, а совместная экспрессия mutGS-NT с mutGS-CT обеспечивает активность глутаминсинтетазы, при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.In another embodiment, the invention provides an expression system comprising a first vector comprising a first nucleic acid encoding an antibody light chain operably linked to a second nucleic acid encoding N-terminal mutated glutamine synthetase (mutGS-NT) and a second vector comprising a third nucleic acid encoding an antibody heavy chain operably linked to a fourth nucleic acid encoding a C-terminal mutated glutamine synthetase (mutGS-CT), wherein each mutant glutamine synthetase subunit has no selectable activity when expressed alone, but when co-expressed mutGS-NT with mutGS-CT provides glutamine synthetase activity, and the expression system is capable of transfection into mammalian cells and improves the selection of transfected cells.

В другом варианте реализации изобретения изобретение предлагает систему экспрессии, содержащую первый вектор, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую легкую цепь антитела, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, которая кодирует N-концевой фрагмент глутаминсинтетазы, и второй вектор, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую тяжелую цепь антитела, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, которая кодирует Cконцевой фрагмент глутаминсинтетазы, причем каждый фрагмент глутаминсинтетазы не имеет пригодной для селекции активности, если экспрессируются по отдельности, а совместная экспрессия Nконцевых и C-концевых фрагментов глутаминсинтетазы обеспечивают активность глутаминсинтетазы, при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.In another embodiment, the invention provides an expression system comprising a first vector containing a first nucleic acid encoding an antibody light chain operably linked to a second nucleic acid encoding an N-terminal fragment of glutamine synthetase, and a second vector containing a third nucleic acid encoding a heavy chain. an antibody chain operatively linked to a fourth nucleic acid that encodes the C-terminal fragment of glutamine synthetase, wherein each glutamine synthetase fragment has no activity suitable for selection if expressed separately, and the co-expression of the N-terminal and C-terminal fragments of glutamine synthetase provides glutamine synthetase activity, while the expression system is able to be transfected into mammalian cells and improve the selection of transfected cells.

Для любых вышеуказанных вариантов реализации изобретения в одном аспекте изобретения mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A N61A D63A D63R S66A и D76A, a mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A и R324A. В одном варианте реализации изобретения mutGS-NT выбрана из группы, состоящей из W60A N61A D63A (mutGS-NT1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3, SEQ ID NO: 25) и W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); и mutGS-CT выбрана из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT1, SEQ ID NO: 21) и N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).For any of the above embodiments, in one aspect of the invention, mutGS-NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A N61A D63A D63R S66A and D76A, and mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A and R324A. In one embodiment, mutGS-NT is selected from the group consisting of W60A N61A D63A (mutGS-NT1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) W60A N61A D63A S66A D76A ( mutGS-NT3, SEQ ID NO: 25) and W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); and mutGS-CT is selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT1, SEQ ID NO: 21) and N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).

В других вариантах реализации изобретения N-концевые и C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы создаются путем расщепления белка в одной или нескольких аминокислотных положениях белка глутаминсинтетазы. В одном из таких аспектов изобретения N-концевой фрагмент и/или C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы расщепляются в аминокислотной позиции глутаминсинтетазы, выбранной из группы, состоящей из: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 и N265.In other embodiments, N-terminal and C-terminal glutamine synthetase fragments are created by protein cleavage at one or more amino acid positions of the glutamine synthetase protein. In one such aspect of the invention, the N-terminal fragment and/or C-terminal fragments of glutamine synthetase are cleaved at an amino acid position of glutamine synthetase selected from the group consisting of: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 and N265 .

Аналогично изобретение также относится к выделенной клетке-хозяину, которая была трансфицирована, трансформирована или трансдуцирована вектором, как описано выше. Клетка-хозяин может быть выбрана из группы, состоящей из CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, клеточной линии миеломы и клеток WI38. В одном аспекте изобретения предлагается способ получения гетеромерного комплекса, включающий стадию культивирования такой клетки-хозяина в условиях, когда гетеромерный комплекс экспрессируется клеткой-хозяином. В одном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой антитело. Заявляемые способы согласно изобретению могут также включать выделение гетеромерного комплекса.Likewise, the invention also relates to an isolated host cell that has been transfected, transformed or transduced with a vector as described above. The host cell may be selected from the group consisting of CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, myeloma cell line and WI38 cells. In one aspect of the invention, there is provided a method for producing a heteromeric complex, comprising the step of culturing such a host cell under conditions where the heteromeric complex is expressed by the host cell. In one embodiment of the invention, the heteromeric complex is an antibody. The claimed methods according to the invention may also include isolation of the heteromeric complex.

Дополнительные аспекты изобретения включают систему экспрессии, содержащую первый вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую желаемый полипептид, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей исходную мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, и второй вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий третью нуклеиновую кислоту, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей комплементарную мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, причем первая и комплементарная мутантные субъединицы маркера пригодного для селекции ассоциируют с получением пригодной для селекции активности и при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток, и кроме того первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь антитела, а третья нуклеиновая кислота кодируетAdditional aspects of the invention include an expression system comprising a first vector encoding a bicistronic transcript containing a first nucleic acid encoding a desired polypeptide operably linked to a second nucleic acid encoding the original mutant subunit of a selectable marker, and a second vector encoding a bicistronic transcript containing a third a nucleic acid operably linked to a fourth nucleic acid encoding a complementary mutant subunit of a selectable marker, wherein the first and complementary mutant subunits of the selectable marker are associated with obtaining selectable activity, and wherein the expression system is capable of being transfected into mammalian cells and improving the selection of transfected cells, and in addition the first nucleic acid encodes the heavy chain of the antibody, and the third nucleic acid encodes

- 4 043386 легкую цепь антитела. В одном варианте реализации изобретения пригодным для селекции маркером является глутаминсинтетаза.- 4 043386 antibody light chain. In one embodiment of the invention, the marker suitable for selection is glutamine synthetase.

Другие аспекты изобретения включают систему экспрессии, содержащую первый вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую желаемый полипептид, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей исходный фрагмент маркера пригодного для селекции, и второй вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий третью нуклеиновую кислоту, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей комплементарный фрагмент маркера пригодного для селекции, причем первый и комплементарный фрагменты маркера пригодного для селекции ассоциируют с получением пригодной для селекции активности и при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток, и кроме того первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь антитела, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь антитела. В одном варианте реализации изобретения пригодным для селекции маркерампригодным для селекции маркером является глутаминсинтетаза.Other aspects of the invention include an expression system comprising a first vector encoding a bicistronic transcript containing a first nucleic acid encoding a desired polypeptide operably linked to a second nucleic acid encoding the original fragment of a selectable marker, and a second vector encoding a bicistronic transcript containing a third nucleic acid an acid operably linked to a fourth nucleic acid encoding a complementary fragment of a selectable marker, wherein the first and complementary fragments of the selectable marker are associated with producing selectable activity and wherein the expression system is capable of being transfected into mammalian cells and enhancing selection of transfected cells, and in addition, the first nucleic acid encodes the heavy chain of the antibody, and the third nucleic acid encodes the light chain of the antibody. In one embodiment of the invention, the selectable marker is glutamine synthetase.

В одном из таких аспектов изобретения глутаминсинтетаза содержит две комплементарные мутации; таким образом, mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A N61A D63A D63R S66A и D76A, и mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A и R324A. В одном варианте реализации изобретения mutGS-NT выбран из группы, состоящей из W60A N61A D63A (mutGS-NT1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2, SEQ ID NO: 10), W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3; SEQ ID NO: 25) и W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); и mutGS-CT выбран из группы, состоящей из E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT1; SEQ ID NO: 21) и N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).In one such aspect of the invention, glutamine synthetase contains two complementary mutations; thus, mutGS-NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A N61A D63A D63R S66A and D76A, and mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A N248A H253A N255A R319A and R324A. In one embodiment, mutGS-NT is selected from the group consisting of W60A N61A D63A (mutGS-NT1, SEQ ID NO: 6), W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2, SEQ ID NO: 10), W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3; SEQ ID NO: 25) and W60A N61A D63R S66A (mutGS-NT4; SEQ ID NO: 19); and mutGS-CT is selected from the group consisting of E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT1; SEQ ID NO: 21) and N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22).

В других таких вариантах реализации изобретения N-концевые и C-концевые фрагменты глутаминсинтетазы создаются путем расщепления белка в одной или нескольких аминокислотных положениях белка глутаминсинтетазы. В одном из таких аспектов изобретения N-концевой фрагмент и/или Cконцевые фрагменты глутаминсинтетазы расщепляются в аминокислотной позиции глутаминсинтетазы, выбранной из группы, состоящей из: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 и N265.In other such embodiments, N-terminal and C-terminal glutamine synthetase fragments are created by protein cleavage at one or more amino acid positions of the glutamine synthetase protein. In one such aspect of the invention, the N-terminal fragment and/or C-terminal fragments of glutamine synthetase are cleaved at an amino acid position of glutamine synthetase selected from the group consisting of: E110, Y104, S125, N126, E264, T111, N105, N126, Q127 and N265.

Изобретение также относится к выделенной клетке-хозяину, которая была трансфицирована, трансформирована или трансдуцирована вектором, как описано выше. Клетка-хозяин может быть выбрана из группы, состоящей из CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, клеточной линии миеломы и клеток WI38. В одном аспекте изобретения предлагается способ получения гетеромерного комплекса, включающий стадию культивирования такой клетки-хозяина в условиях, когда гетеромерный комплекс экспрессируется клеткой-хозяином. В одном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой антитело. Заявляемые способы согласно изобретению могут также включать выделение гетеромерного комплекса.The invention also relates to an isolated host cell that has been transfected, transformed or transduced with a vector as described above. The host cell may be selected from the group consisting of CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, myeloma cell line and WI38 cells. In one aspect of the invention, there is provided a method for producing a heteromeric complex, comprising the step of culturing such a host cell under conditions where the heteromeric complex is expressed by the host cell. In one embodiment of the invention, the heteromeric complex is an antibody. The claimed methods according to the invention may also include isolation of the heteromeric complex.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 изображено схематическое представление конструкций нуклеиновых кислот, используемых в примерах 1-5, каждая из которых содержит субъединицу маркера пригодного для селекции и экспрессирует различные полипептиды, которые могут ассоциироваться с образованием гетеромерного комплекса в клетке. Аббревиатуры представляют собой следующее: muGS, мутантная глутаминсинтетаза; Ampr, устойчивость к ампициллину. На фиг. 1 (A) изображен вектор A (LC:mutGS-CT), а на фиг. 1 (B) изображен вектор B (HC:mutGS-NT).In fig. 1 is a schematic representation of the nucleic acid constructs used in Examples 1-5, each of which contains a selectable marker subunit and expresses different polypeptides that can be associated to form a heteromeric complex in a cell. Abbreviations represent the following: muGS, mutant glutamine synthetase; Ampr, ampicillin resistance. In fig. 1 (A) shows vector A (LC:mutGS-CT), and FIG. 1 (B) shows vector B (HC:mutGS-NT).

На фиг. 2 изображен график, показывающий результаты эксперимента 1 по обеспечению выживаемости. Конструкции A и B для каждой версии (1-5) трансфицировали в нокаутные клетки CHO-K1 GS и тестировались на их способность обеспечивать жизнедеятельность клеток в средах, в которых отсутствует глутамин. В качестве контроля использовали плазмиду, экспрессирующую полноразмерный фермент GS.In fig. 2 is a graph showing the results of Survival Experiment 1. Constructs A and B for each version (1-5) were transfected into CHO-K1 GS knockout cells and tested for their ability to support cell viability in media lacking glutamine. A plasmid expressing the full-length GS enzyme was used as a control.

На фиг. 3 изображен график, показывающий, что ни один из фрагментов A или B, взятый отдельно, не способен обеспечить жизнеспособность клеточной линии KO, подтверждая, что оба фрагмента необходимы для восстановления активности фермента GS.In fig. 3 is a graph showing that neither fragment A or B, taken alone, is able to ensure viability of the KO cell line, confirming that both fragments are required to restore GS enzyme activity.

На фиг. 4 изображено схематическое представление векторов экспрессии, используемых в Примере 6, каждый из которых содержит легкую цепь или тяжелую цепь антитела, IRES и фрагмент глутаминсинтетазы.In fig. 4 is a schematic representation of the expression vectors used in Example 6, each containing an antibody light chain or heavy chain, an IRES, and a glutamine synthetase fragment.

На фиг. 5 изображен график, показывающий использование векторов фрагментов GS после генов LC и HC. Комбинация векторов 2A-LC и 2B-HC смогли обеспечить жизнеспособность клеток, нокаутных относительно GS.In fig. 5 is a graph showing the use of GS fragment vectors downstream of the LC and HC genes. The combination of 2A-LC and 2B-HC vectors were able to provide viability to GS knockout cells.

На фиг. 6 изображен график, показывающий продуктивность клеток отобранных пулов конструкции 2 в анализе производительности при культивировании с подпиткой в течении 10 дней и сравнение его с контрольным пулом, который был отобран с использованием вектора, экспрессирующего полноразмерный фермент глутаминсинтетазу.In fig. 6 is a graph showing the cell productivity of selected pools of Design 2 in a performance assay in fed-batch culture for 10 days and compared to a control pool that was selected using a vector expressing the full-length glutamine synthetase enzyme.

Подробное описание сущности изобретенияDetailed description of the invention

Эффективное продуцирование рекомбинантных гетеромерных комплексов в клетках улучшается,The efficient production of recombinant heteromeric complexes in cells is improved,

- 5 043386 если каждый компонент комплекса экспрессируется в пропорциональных и больших количествах. Данное изобретение улучшает отбор трансфицированных клеток путем предоставления способов и композиций для отбора рекомбинантно модифицированных клеток, которые экспрессируют более одного гетерологичного полипептида в пропорциональных количествах, таким образом, что полипептиды могут эффективно связываться с образованием гетеромерного комплекса с более высокими уровнями экспрессии, чем в случае гетеромерных комплексов, полученных традиционными способами. Данное изобретение также обеспечивает преимущество в том, что оно уменьшает время, необходимое для отбора клеток, экспрессирующих высокие уровни желаемого рекомбинантного гетеромерного полипептидного комплекса, другой аспект улучшения отбора трансфицированных клеток предлагается в данном изобретении.- 5 043386 if each component of the complex is expressed in proportional and large quantities. This invention improves the selection of transfected cells by providing methods and compositions for selecting recombinantly modified cells that express more than one heterologous polypeptide in proportional amounts such that the polypeptides can efficiently bind to form a heteromeric complex with higher expression levels than in the case of heteromeric complexes obtained by traditional methods. This invention also provides the advantage that it reduces the time required to select cells expressing high levels of the desired recombinant heteromeric polypeptide complex, another aspect of improving the selection of transfected cells is proposed in this invention.

Хотя терминология, используемая в данном изобретении, является стандартной в данной области техники, определения некоторых терминов приводятся в данном документе для обеспечения ясности и определенности в смысле формулы изобретения. Единицы, префиксы и символы могут быть обозначены в принятой форме СИ (Международная система единиц). Числовые диапазоны, приведенные в данном документе, включают числа, определяющие диапазон, и включают и подтверждают каждое целое число в пределах указанного диапазона. Способы и технические средства, описанные в данном документе, обычно выполняются в соответствии с общепринятыми способами, хорошо известными в данной области техники и описанными в различных общих и более конкретных ссылках, которые цитируются и обсуждаются в данном описании, если не указано иное. См., например, Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001) и Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates (1992), и Harlow and Lane Antibodies: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1990).Although the terminology used in this invention is standard in the art, definitions of certain terms are provided herein to provide clarity and certainty within the meaning of the claims. Units, prefixes and symbols may be designated in the accepted SI (International System of Units) form. The numeric ranges given herein include numbers that define the range and include and validate every integer within the stated range. The methods and techniques described herein are generally performed in accordance with conventional methods well known in the art and described in various general and more specific references cited and discussed herein unless otherwise indicated. See, for example, Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001) and Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates (1992), and Harlow and Lane Antibodies: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1990).

Раскрытые способы применимы для адгезивных культур или суспензионных культур, выращенных в реакторах с мешалкой (в том числе традиционных полунепрерывных и периодических культур клеток с подпиткой, которые могут, но не обязательно, содержать центробежный фильтр), перфузионных системах (включая культуры, выращиваемые с применением изменяющегося тангенциального потока (ATF), акустические перфузионные системы, системы перфузии с фильтрующим элементом глубинного типа и другие системы), биореакторы с полыми волокнами (HFB, которые в некоторых случаях могут быть использованы в перфузионных процессах), а также различные другие способы культивирования клеток (см., например, Tao et al. , (2003) Biotechnol. Bioeng. 82:751-65; Kuystermans & Al-Rubeai, (2011) Bioreactor Systems for Producing Antibody from Mammalian Cells, в Antibody Expression and Production. Cell Engineering 7:25-52, Al-Rubeai (ed) Springer; Catapano et al., (2009) Bioreactor Design and Scale-Up, в Cell and Tissue Reaction Engineering: Principles and Practice. Eibl et al. (eds) Springer-Verlag, включены в данный документ в полном объеме посредством ссылки).The disclosed methods are applicable to adherent or suspension cultures grown in stirred tank reactors (including traditional semi-continuous and fed-batch cell cultures that may, but not necessarily, contain a centrifugal filter), perfusion systems (including cultures grown using variable tangential flow (ATF), acoustic perfusion systems, depth filter perfusion systems and other systems), hollow fiber bioreactors (HFB, which in some cases can be used in perfusion processes), as well as various other cell culture methods (see ., for example, Tao et al., (2003) Biotechnol. Bioeng. 82:751-65; Kuystermans & Al-Rubeai, (2011) Bioreactor Systems for Producing Antibody from Mammalian Cells, in Antibody Expression and Production. Cell Engineering 7: 25-52, Al-Rubeai (ed) Springer; Catapano et al., (2009) Bioreactor Design and Scale-Up, in Cell and Tissue Reaction Engineering: Principles and Practice. Eibl et al. (eds) Springer-Verlag, incorporated herein by reference in its entirety).

Используемые в данном документе термины, обозначающие существительные в одиночном числе означают одно или более, если специально не указано иное. Кроме того, если иное не указано в контексте, термины в одиночном числе включают множественное число, а термины во множественном числе включают единственное число. Как правило, номенклатуры, используемые в связи с и технологиями культуры клеток и тканей, молекулярной биологии, иммунологии, микробиологии, генетики и химии белков и нуклеиновых кислот и гибридизации, описанные в данном документе, являются хорошо известными и широко используемыми в данной области техники.As used herein, singular noun terms mean one or more unless specifically stated otherwise. In addition, unless the context otherwise indicates, terms in the singular include the plural and terms in the plural include the singular. In general, the nomenclatures used in connection with the technologies of cell and tissue culture, molecular biology, immunology, microbiology, genetics and protein and nucleic acid chemistry and hybridization described herein are well known and widely used in the art.

В данном раскрытии предложены способы модуляции свойств клеточных культур, экспрессирующих представляющий интерес белок, представляющий интерес белок включает природные белки, рекомбинантные белки и сконструированные белки (например, белки, которые не встречаются в природе и которые были разработаны и/или созданы людьми). Представляющий интерес белок может, но не обязательно, представлять собой белок, который известно или предположительно является терапевтически значимым. Конкретные примеры представляющего интерес белка включают антигенсвязывающие белки (как описано и определено в данном документе), пептид-ассоциированные антитела (т.е. молекула, содержащая пептид(ы), слитый либо непосредственно, либо косвенно с другими молекулами, такими как Fc-домен антитела, где фрагмент пептида специфически связывается с желаемой мишенью, пептид(ы) может быть слит либо с Fc-областью, либо вставлен в Fc-петлю, либо в модифицированную молекулу Fc, например, как описано в публикации заявки на патент США № US 2006/0140934, включенной в данный документ в полном объеме посредством ссылки), слитые белки (например, Fc-слитые белки, где фрагмент Fc слит с белком или пептидом, включая пептид-ассоциированное антитело), цитокины, факторы роста, гормоны и другие встречающиеся в природе секретируемые белки, а также мутантные формы встречающихся в природе белков.This disclosure provides methods for modulating the properties of cell cultures expressing a protein of interest, the protein of interest includes naturally occurring proteins, recombinant proteins, and engineered proteins (eg, proteins that do not occur in nature and that have been designed and/or created by humans). The protein of interest may, but need not, be a protein that is known or suspected to be therapeutically significant. Specific examples of a protein of interest include antigen-binding proteins (as described and defined herein), peptide-associated antibodies (i.e., a molecule containing peptide(s) fused either directly or indirectly to other molecules, such as an Fc domain antibodies, wherein the peptide fragment specifically binds to the desired target, the peptide(s) may be fused to either an Fc region, inserted into an Fc loop, or into a modified Fc molecule, for example, as described in US Patent Application Publication No. US 2006 /0140934, incorporated herein by reference in its entirety), fusion proteins (e.g., Fc fusion proteins, wherein an Fc fragment is fused to a protein or peptide, including a peptide-associated antibody), cytokines, growth factors, hormones, and others found in naturally secreted proteins, as well as mutant forms of naturally occurring proteins.

Термин гетеромерный комплекс означает молекулярный комплекс, образованный ассоциацией, по меньшей мере, двух разных молекул. Ассоциация может представлять собой нековалентное взаимодействие или ковалентное соединение, например дисульфидные связи. Две разные молекулы обычно представляют собой два разных полипептида, однако изобретение рассматривает гетеромерные комплексы между полипептидами и нуклеиновыми кислотами и между различными нуклеиновыми кислотами. В одном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс обеспечивает функциональную активность, такую как способность связываться с субстратом (например, иммуноглобулин, способный связы- 6 043386 ваться с соответствующим антигеном), ферментативную активность или тому подобное. В одном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс согласно изобретению секретируется в культуральную среду клетки-хозяина, в которой он продуцируется.The term heteromeric complex means a molecular complex formed by the association of at least two different molecules. The association may be a non-covalent interaction or a covalent connection, such as disulfide bonds. The two different molecules are typically two different polypeptides, but the invention contemplates heteromeric complexes between polypeptides and nucleic acids and between different nucleic acids. In one embodiment of the invention, the heteromeric complex provides functional activity, such as the ability to bind to a substrate (eg, an immunoglobulin capable of binding to a corresponding antigen), enzymatic activity, or the like. In one embodiment of the invention, the heteromeric complex according to the invention is secreted into the culture medium of the host cell in which it is produced.

Используемые в контексте данного документа термины ассоциирование или взаимодействие предназначены для описания взаимосвязи между, по меньшей мере, двумя молекулами, причем одна молекула связывается с другими и/или влияет на активность других. Взаимодействие может включать прямое или косвенное связывание двух полипептидов (или полипептида и нуклеиновой кислоты), или функциональную активацию или ингибирование активности молекулы другой молекулой.As used herein, the terms association or interaction are intended to describe a relationship between at least two molecules, with one molecule binding to and/or influencing the activity of the others. The interaction may involve direct or indirect binding of two polypeptides (or a polypeptide and a nucleic acid), or the functional activation or inhibition of the activity of a molecule by another molecule.

В конкретном варианте реализации изобретения гетеромерный комплекс представляет собой молекулу иммуноглобулина. Иммуноглобулин в системах позвоночных представляет собой антитело, состоящее из двух одинаковых легких цепей и двух одинаковых тяжелых цепей. Четыре цепочки соединены вместе с помощью дисульфидных связей, таким образом, что каждая легкая цепь соединена с тяжелой цепью, а тяжелые цепи соединены между собой на своих хвостах, в целом образуя Y-образный гетеромерный комплекс. Известны многочисленные способы, посредством которых можно манипулировать ДНК, кодирующими молекулы иммуноглобулина, для получения ДНК, способных кодировать рекомбинантные белки, такие как антитела с повышенной аффинностью или другие полипептиды на основе антител (см., например, Larrick et al. (1989), Biotechnology 7:934-938; Reichmann et al. (1988), Nature 332:323- 327; Roberts et al. (1987), Nature 328:731-734; Verhoeyen et al. (1988), Science 239:1534-1536; Chaudhary et al. (1989), Nature 339:394-397).In a specific embodiment of the invention, the heteromeric complex is an immunoglobulin molecule. An immunoglobulin in vertebrate systems is an antibody consisting of two identical light chains and two identical heavy chains. The four chains are linked together by disulfide bonds such that each light chain is connected to a heavy chain and the heavy chains are linked together at their tails, overall forming a Y-shaped heteromeric complex. Numerous methods are known by which DNA encoding immunoglobulin molecules can be manipulated to produce DNA capable of encoding recombinant proteins such as enhanced affinity antibodies or other antibody-based polypeptides (see, for example, Larrick et al. (1989), Biotechnology 7:934-938; Reichmann et al. (1988), Nature 332:323-327; Roberts et al. (1987), Nature 328:731-734; Verhoeyen et al. (1988), Science 239:1534-1536 ;Chaudhary et al. (1989), Nature 339:394-397).

Рекомбинантные клетки, продуцирующие человеческие антитела (например, полученные с использованием библиотек антител и/или трансгенных животных и, необязательно, дополнительно модифицированные in vitro), а также гуманизированные антитела также могут быть использованы в изобретении. См., например, Cabilly et al., Патент США № 4,816,567; Cabilly et al., Европейский патент № 0,125,023 Bl; Boss et al., Патент США № 4816397; Boss et al., Европейский патент № 0,120,694 B1; Neuberger et al., WO 86/01533; Neuberger et al., Европейский патент № 0,194,276 B1; Winter, Патент США № 5,225,539; Winter, Европейский патент № 0,239,400 B1; Queen et al., Европейский патент № 0,451,216 B1; и Padlan et al., Европейский патент № 0,519,596 A1. Например, изобретение может быть использовано для индуцирования экспрессии человеческих и/или гуманизированных антител, которые иммуноспецифически распознают специфические клеточные мишени, например рецептор EGF человека, антиген her-2/neu, антиген CEA, простатспецифический мембранный антиген (PSMA), Cd5, CD11a, CD18, NGF, CD20, CD45, Epcam, другие поверхностные молекулы раковых клеток, TNF-альфа, TGF-b 1, VEGF, другие цитокины, альфа-4 бета 7 интегрин, IgE, вирусные белки (например, цитомегаловируса) и т. д., перечислив таким образом лишь некоторые.Recombinant cells producing human antibodies (eg, produced using antibody libraries and/or transgenic animals and, optionally, further modified in vitro), as well as humanized antibodies can also be used in the invention. See, for example, Cabilly et al., US Patent No. 4,816,567; Cabilly et al., European Patent No. 0,125,023 Bl; Boss et al., US Patent No. 4816397; Boss et al., European Patent No. 0,120,694 B1; Neuberger et al., WO 86/01533; Neuberger et al., European Patent No. 0,194,276 B1; Winter, US Patent No. 5,225,539; Winter, European Patent No. 0,239,400 B1; Queen et al., European Patent No. 0,451,216 B1; and Padlan et al., European Patent No. 0,519,596 A1. For example, the invention can be used to induce the expression of human and/or humanized antibodies that immunospecifically recognize specific cellular targets, for example human EGF receptor, her-2/neu antigen, CEA antigen, prostate-specific membrane antigen (PSMA), Cd5, CD11a, CD18 , NGF, CD20, CD45, Epcam, other cancer cell surface molecules, TNF-alpha, TGF-b 1, VEGF, other cytokines, alpha 4 beta 7 integrin, IgE, viral proteins (eg, cytomegalovirus), etc. , thus listing only a few.

Примеры гетеромерных комплексов, помимо иммуноглобулинов, включают, но не ограничиваются этим, любой гетеродимерный или гетеро-олигомерный белок, например BMP2/BMP7, остеогенный белок, интерлейкин-1-конвертирующий фермент (ICE), различные рецепторы интерлейкина (например, рецептор IL-18, рецептор IL-13, рецептор IL-4 и рецептор IL-7), рецепторы ядра, такие как ретиноидные рецепторы, рецепторы T-клеток, интегрины, такие как молекулы адгезии клеток, интегрины, рецептор фактора некроза опухолей и растворимые и связанные с мембраной формы белков главного комплекса гистосовместимости класса I и класса II (MHC). Для гетеромерных комплексов, которые являются рецепторами, изобретение охватывает как растворимые, так и связанные с мембраной формы полипептидов. Описания дополнительных гетеромерных белков, которые могут быть получены в соответствии с изобретением, можно найти, например, в Human Cytokines: Handbook for Basic and Clinical Research, Vol. II (Aggarwal and Gutterman, eds. Blackwell Sciences, Cambridge Mass., 1998); Growth Factors: A Practical Approach (McKay and Leigh, Eds. Oxford University Press Inc., New York, 1993) и The Cytokine Handbook (A W Thompson, ed.; Academic Press, San Diego Calif; 1991).Examples of heteromeric complexes other than immunoglobulins include, but are not limited to, any heterodimeric or hetero-oligomeric protein, e.g. BMP2/BMP7, osteogenic protein, interleukin-1 converting enzyme (ICE), various interleukin receptors (e.g. IL-18 receptor , IL-13 receptor, IL-4 receptor and IL-7 receptor), nuclear receptors such as retinoid receptors, T cell receptors, integrins such as cell adhesion molecules, integrins, tumor necrosis factor receptor and soluble and membrane bound forms of major histocompatibility complex class I and class II (MHC) proteins. For heteromeric complexes that are receptors, the invention covers both soluble and membrane-bound forms of the polypeptides. Descriptions of additional heteromeric proteins that can be prepared in accordance with the invention can be found, for example, in Human Cytokines: Handbook for Basic and Clinical Research, Vol. II (Aggarwal and Gutterman, eds. Blackwell Sciences, Cambridge Mass., 1998); Growth Factors: A Practical Approach (McKay and Leigh, Eds. Oxford University Press Inc., New York, 1993) and The Cytokine Handbook (A W Thompson, ed.; Academic Press, San Diego Calif.; 1991).

Используемый в контексте данного документа термин слитый белок относится к белку или домену белка (например, растворимому внеклеточному домена), слитому с гетерологичным белком или пептидом. Примеры таких слитых белков включают белки, экспрессируемые в виде слитых с частью молекулы иммуноглобулина, белки, экспрессируемые в виде белков, слитых с фрагментом застежки, и новые полифункциональные белки, такие как слитые белки цитокинов и факторы роста (то есть GM-CSF и IL-3, MGF и IL-3). В WO 93/08207 и WO 96/40918 описано получение различных растворимых олигомерных форм молекулы, обозначенной как CD40L, включая слитый белок иммуноглобулина и слитый белок с застежкой, соответственно; способы, обсуждаемые в нем, применимы к другим белкам. Любая из описанных в данном документе молекул может быть экспрессирована в качестве слитого белка, включая, но не ограничиваясь этим, внеклеточный домен молекулы клеточного рецептора, фермент, гормон, цитокин, часть молекулы иммуноглобулина, домен застежки и эпитоп.As used herein, the term fusion protein refers to a protein or protein domain (eg, a soluble extracellular domain) fused to a heterologous protein or peptide. Examples of such fusion proteins include proteins expressed fused to a portion of an immunoglobulin molecule, proteins expressed fused to a portion of a zipper, and novel multifunctional proteins such as cytokine and growth factor fusion proteins (ie, GM-CSF and IL- 3, MGF and IL-3). WO 93/08207 and WO 96/40918 describe the preparation of various soluble oligomeric forms of the molecule designated CD40L, including an immunoglobulin fusion protein and a zipper fusion protein, respectively; the methods discussed therein are applicable to other proteins. Any of the molecules described herein can be expressed as a fusion protein, including, but not limited to, the extracellular domain of a cell receptor molecule, an enzyme, a hormone, a cytokine, a moiety of an immunoglobulin molecule, a zipper domain, and an epitope.

Термин антигенсвязывающий белок используется в самом широком смысле и означает белок, содержащий участок, который связывается с антигеном или мишенью и, необязательно, каркас или основу, которые позволяют антигенсвязывающей части принимать конформацию, которая способствует связыванию антигенсвязывающего белка с антигеном. Примеры антигенсвязывающих белков включают антитело человека, гуманизированное антитело; химерное антитело; рекомбинантное антитело; одноцепочеч- 7 043386 ное антитело; диатело; триатело; тетратело; фрагмент Fab; фрагмент F(ab')2; антитело IgD; антитело IgE; антитело IgM; антитело IgG1; антитело IgG2; антитело IgG3; или антитело IgG4, и их фрагменты. Антигенсвязывающий белок может содержать, например, альтернативный белковый каркас или искусственный каркас с привитыми CDR или производными CDR. Такие каркасы включают, но не ограничиваются этим, полученные из антител каркасы, содержащие мутации, введенные, например, для стабилизации трехмерной структуры антигенсвязывающего белка, а также полностью синтетические каркасы, содержащие, например, биосовместимый полимер. См., например, Korndorfer et al., 2003, Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 53(1): 121-129 (2003); Roque et al., Biotechnol. Prog. 20:639-654 (2004). Кроме того, могут быть использованы миметики пептидных антител (PAM), а также каркасы на основе миметиков антител с использованием компонентов фибронектина в качестве каркаса.The term antigen binding protein is used in its broadest sense and means a protein containing a region that binds an antigen or target and, optionally, a scaffold or backbone that allows the antigen binding portion to adopt a conformation that facilitates the binding of the antigen binding protein to the antigen. Examples of antigen binding proteins include human antibody, humanized antibody; chimeric antibody; recombinant antibody; single-chain 7 043386 antibody; diabody; triatelo; tetrabody; Fab fragment; fragment F(ab')2; IgD antibody; IgE antibody; IgM antibody; IgG1 antibody; IgG2 antibody; IgG3 antibody; or IgG4 antibody, and fragments thereof. The antigen binding protein may comprise, for example, an alternative protein scaffold or an artificial scaffold grafted with CDRs or CDR derivatives. Such scaffolds include, but are not limited to, antibody-derived scaffolds containing mutations introduced, for example, to stabilize the three-dimensional structure of an antigen-binding protein, as well as fully synthetic scaffolds containing, for example, a biocompatible polymer. See, for example, Korndorfer et al., 2003, Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 53(1): 121–129 (2003); Roque et al., Biotechnol. Prog. 20:639-654 (2004). Additionally, peptide antibody mimetics (PAMs) can be used, as well as antibody mimetics-based scaffolds using fibronectin components as the scaffold.

Антигенсвязывающий белок может иметь, например, структуру встречающегося в природе иммуноглобулина. Иммуноглобулин представляет собой тетрамерную молекулу. Во встречающемся в природе иммуноглобулине каждый тетрамер состоит из двух идентичных пар полипептидных цепей, причем каждая пара имеет одну легкую (около 25 кДа) и одну тяжелую цепь (около 50-70 кДа). Аминоконцевая часть каждой цепи содержит вариабельный участок от около 100 до 110 или более аминокислот, в основном ответственный за распознавание антигена. Карбоксиконцевая часть каждой цепи представляет константную область, в основном ответственную за эффекторную функцию. Легкие цепи человека классифицируются как легкие цепи каппа и лямбда. Тяжелые цепи классифицируются как мю, дельта, гамма, альфа или эпсилон и определяют изотип антитела как IgM, IgD, IgG, IgA и IgE соответственно.The antigen binding protein may have, for example, the structure of a naturally occurring immunoglobulin. Immunoglobulin is a tetrameric molecule. In naturally occurring immunoglobulin, each tetramer consists of two identical pairs of polypeptide chains, with each pair having one light chain (about 25 kDa) and one heavy chain (about 50-70 kDa). The amino terminal portion of each chain contains a variable region of about 100 to 110 or more amino acids primarily responsible for antigen recognition. The carboxy-terminal portion of each chain represents a constant region primarily responsible for effector function. Human light chains are classified as kappa and lambda light chains. Heavy chains are classified as mu, delta, gamma, alpha, or epsilon and define the antibody isotype as IgM, IgD, IgG, IgA, and IgE, respectively.

Встречающиеся в природе цепи иммуноглобулина имеют одинаковую общую структуру относительно консервативных каркасных областей (FR), соединенных тремя гипервариабельными областями, также называемыми областями, определяющими комплементарность или CDR. От N-конца до C-конца как легкие, так и тяжелые цепи содержат домены FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3 и FR4. Обозначение аминокислот для каждого домена может быть определено в соответствии с определениями Kabat et al. в Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed., US Dept, of Health and Human Services, PHS, NIH, NIH Publication no. 91-3242, (1991). По желанию, CDR также можно переопределить в соответствии с альтернативной схемой номенклатуры, такой как Chothia (см. Chothia & Eesk, (1987) J. Mol. Biol. 196:901-917; Chothia et al., (1989) Nature 342:878-883 или Honegger & Pluckthun, (2001) J. Mol. Biol. 309:657-670).Naturally occurring immunoglobulin chains have the same general structure of relatively conserved framework regions (FRs) connected by three hypervariable regions, also called complementarity determining regions or CDRs. From the N-terminus to the C-terminus, both the light and heavy chains contain the FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3 and FR4 domains. The amino acid designation for each domain can be determined according to the definitions of Kabat et al. in Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed., US Dept., of Health and Human Services, PHS, NIH, NIH Publication no. 91-3242, (1991). If desired, the CDR can also be redefined according to an alternative nomenclature scheme such as Chothia (see Chothia & Eesk, (1987) J. Mol. Biol. 196:901-917; Chothia et al., (1989) Nature 342: 878-883 or Honegger & Pluckthun, (2001) J Mol Biol 309:657-670).

В контексте данного раскрытия антигенсвязывающий белок, как указывается, специфически связывается или избирательно связывается с его целевым антигеном, когда константа диссоциации (KD) составляет <10’8 М. Антитело специфически связывается с антигеном с высокой аффинностью в случае, когда KD составляет <5x10’9 М и очень высокой аффинностью в случае, когда KD составляет <5х10’10 М.In the context of this disclosure, an antigen binding protein is said to specifically bind or selectively bind to its target antigen when the dissociation constant (KD) is <10'8 M. The antibody specifically binds to the antigen with high affinity when the KD is <5x10' 9 M and very high affinity in the case where KD is <5x10' 10 M.

Термин антитело включает ссылку на гликозилированные и негликозилированные иммуноглобулины любого изотипа или подкласса или на их антигенсвязывающую область, которая конкурирует с интактным антителом за специфическое связывание, если не указано иное. Дополнительно, термин антитело относится к интактному иммуноглобулину или к его антигенсвязывающей части, который конкурирует с интактным антителом за специфическое связывание, если не указано иное. Антигенсвязывающие участки могут быть получены способами рекомбинантной ДНК или путем ферментативного или химического расщепления интактных антител и могут образовывать элемент представляющего интерес белка. Антигенсвязывающие части включают, среди прочего, Fab, Fab', F(ab')2, Fv, доменные антитела (dAb), фрагменты, включая области, определяющие комплементарность (CDR), одноцепочечные антитела (scFv), химерные антитела, диатела, триатела, тетратела и полипептиды, которые содержат по меньшей мере часть иммуноглобулина, которая является достаточной для специфического связывания антигена с полипептидом.The term antibody includes reference to glycosylated and non-glycosylated immunoglobulins of any isotype or subclass or to the antigen-binding region thereof that competes with the intact antibody for specific binding, unless otherwise noted. Additionally, the term antibody refers to an intact immunoglobulin or an antigen-binding portion thereof that competes with the intact antibody for specific binding unless otherwise noted. Antigen binding sites can be obtained by recombinant DNA techniques or by enzymatic or chemical cleavage of intact antibodies and can form a protein element of interest. Antigen binding moieties include, but are not limited to, Fab, Fab', F(ab') 2 , Fv, domain antibodies (dAbs), fragments including complementarity determining regions (CDRs), single chain antibodies (scFv), chimeric antibodies, diabodies, tribodies , tetrabodies and polypeptides that contain at least a portion of an immunoglobulin that is sufficient to specifically bind an antigen to the polypeptide.

Термин антитело относится к молекуле, в которой структура и/или функция основаны на структуре и/или функции антитела, например, полноразмерной или цельной молекулы иммуноглобулина и/или получены из доменов вариабельной тяжелой цепи (VH) и/или вариабельной легкой цепи (VL) антитела или его фрагмента. Таким образом, конструкция антитела способна связываться с ее специфической мишенью или антигеном. Кроме того, связывающий домен конструкции антитела в соответствии с изобретением содержит минимальные структурные требования к антителу, которые обеспечивают связывание мишени. Это минимальное требование может быть, например, определено наличием по меньшей мере трех CDR легкой цепи (т.е. CDR1, CDR2 и CDR3 области VL) и/или трех CDR тяжелой цепи (т.е. CDR1, CDR2 и CDR3 области VH), предпочтительно, всех шести CDR. Альтернативным подходом для определения минимальных требований к структуре антитела является определение эпитопа антитела в структуре конкретной мишени, соответственно, белкового домена целевого белка, составляющего эпитопную область (эпитопный кластер), или путем ссылки на специфическое антитело, конкурирующее с эпитопом определенного антитела. Антитела, на которых основаны конструкции в соответствии с изобретением, включают, например, моноклональные, рекомбинантные, химерные, деиммунизированные, гуманизированные и человеческие антитела.The term antibody refers to a molecule in which the structure and/or function is based on the structure and/or function of an antibody, for example, a full-length or whole immunoglobulin molecule and/or derived from variable heavy chain (VH) and/or variable light chain (VL) domains. antibody or fragment thereof. Thus, the antibody construct is capable of binding to its specific target or antigen. In addition, the binding domain of an antibody construct in accordance with the invention contains the minimum structural requirements for the antibody that ensure target binding. This minimum requirement may, for example, be determined by the presence of at least three light chain CDRs (i.e., VL region CDR1, CDR2, and CDR3) and/or three heavy chain CDRs (i.e., VH region CDR1, CDR2, and CDR3) , preferably all six CDRs. An alternative approach to determining the minimum requirements for an antibody structure is to define the antibody epitope in the structure of a particular target, respectively, the protein domain of the target protein constituting the epitope region (epitope cluster), or by reference to a specific antibody that competes with the epitope of a particular antibody. Antibodies on which the constructs of the invention are based include, for example, monoclonal, recombinant, chimeric, deimmunized, humanized and human antibodies.

- 8 043386- 8 043386

Fab-фрагмент представляет собой моновалентный фрагмент, имеющий VL, VH, CL и CH1 домены; фрагмент F(ab')2 представляет собой бивалентный фрагмент, имеющий два Fab-фрагмента, соединенных дисульфидным мостиком в шарнирной области; Fd-фрагмент имеет домены VH и CH1; Fv-фрагмент имеет VL и VH-домены одного плеча антитела; фрагмент dAb имеет домен VH, домен VL или антигенсвязывающий фрагмент домена VH или VL; изолированную область, определяющую комплементарность (CDR); и одноцепочечный Fv (scFv) (патенты США № 6,846,634, 6,696,245, заявки на патент США № 05/0202512, 04/0202995, 04/0038291, 04/0009507, 03/0039958, Ward et al., (1989) Nature 341:544-546).The Fab fragment is a monovalent fragment having V L , VH, C L and CH 1 domains; the F(ab') 2 fragment is a bivalent fragment having two Fab fragments connected by a disulfide bridge at the hinge region; The Fd fragment has VH and CH1 domains; The Fv fragment has the V L and VH domains of one antibody arm; the dAb fragment has a VH domain, a VL domain, or an antigen binding fragment of a VH or VL domain; isolated complementarity determining region (CDR); and single chain Fv (scFv) (US Patent Nos. 6,846,634, 6,696,245, US Patent Applications No. 05/0202512, 04/0202995, 04/0038291, 04/0009507, 03/0039958, Ward et al., (1989) Nature 34 1: 544-546).

Одноцепочечное антитело (scFv) представляет собой антитело, в котором области VL и VH соединены с помощью линкера (например, синтетической последовательности аминокислотных остатков) с образованием непрерывной белковой цепи, в которой линкер достаточно длинный, чтобы позволить белковой цепи свернутся таким образом, чтобы образовать моновалентный сайт связывания антигена (см., например, Bird et al., Science 242:423-26 (1988) и Huston et al., (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-83). Диатела представляют собой двухвалентные антитела, содержащие две полипептидные цепи, где каждая полипептидная цепь содержит VH и VL-домены, соединенные линкером, который является слишком коротким, чтобы обеспечить спаривание между двумя доменами в одной и той же цепи, что позволяет каждому домену спариваться с комплементарным доменом на другой полипептидной цепи (см., например, Holliger et al., (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:6444-48; и Poljak et ah, (1994) Structure 2:1121-23). Если две полипептидные цепи диатела идентичны, то диатело, полученное в результате их спаривания, будет иметь два идентичных антигенсвязывающих сайта. Полипептидные цепи, имеющие различные последовательности, могут быть использованы для образования диатела с двумя различными сайтами связывания антигена. Аналогично, триатела и тетратела представляют собой антитела, содержащие три и четыре полипептидных цепи, соответственно, и образуют соответственно три и четыре сайта связывания антигена, которые могут быть одинаковыми или разными.A single chain antibody (scFv) is an antibody in which the V L and V H regions are joined by a linker (e.g., a synthetic sequence of amino acid residues) to form a continuous protein chain in which the linker is long enough to allow the protein chain to fold so as to form monovalent antigen binding site (see, for example, Bird et al., Science 242:423-26 (1988) and Huston et al., (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-83). Diabodies are divalent antibodies containing two polypeptide chains, where each polypeptide chain contains VH and VL domains connected by a linker that is too short to allow pairing between two domains on the same chain, allowing each domain to pair with a complementary one. domain on another polypeptide chain (see, for example, Holliger et al., (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:6444-48; and Poljak et al., (1994) Structure 2:1121-23). If the two polypeptide chains of a diabody are identical, then the diabody resulting from their pairing will have two identical antigen-binding sites. Polypeptide chains having different sequences can be used to form a diabody with two different antigen binding sites. Similarly, tribodies and tetrabodies are antibodies containing three and four polypeptide chains, respectively, and form three and four antigen binding sites, respectively, which may be the same or different.

Кроме того, термин антитело включает моновалентные, двухвалентные и поливалентные/многовалентные конструкции и, таким образом, биспецифические конструкции, специфически связывающиеся только с двумя антигенными структурами, а также полиспецифические/мультиспецифические конструкции, которые специфически связываются с более чем двумя антигенными структурами, например, тремя, четырьмя или более, с помощью отдельных связывающих доменов. Кроме того, термин антитело включает молекулы, состоящие только из одной полипептидной цепи, а также молекулы, состоящие из более чем одной полипептидной цепи, причем цепи могут быть либо идентичными (гомодимеры, гомотримеры, или гомоолигомеры), либо различными (гетеродимер, гетеротример или гетероолигомер). Примеры вышеуказанных антител и их вариантов или их производных описаны, в частности, в Harlow and Lane, Antibodies a laboratory manual, CSHL Press (1988) и Using Antibodies: a laboratory manual, CSHL Press (1999), Kontermann and Dribel, Antibody Engineering, Springer, 2nd ed. 2010 и Little, Recombinant Antibodies for Immunotherapy, Cambridge University Press 2009.In addition, the term antibody includes monovalent, divalent and polyvalent/multivalent constructs and, thus, bispecific constructs that specifically bind to only two antigenic structures, as well as polyspecific/multispecific constructs that specifically bind to more than two antigenic structures, for example, three , four or more, using separate binding domains. In addition, the term antibody includes molecules consisting of only one polypeptide chain, as well as molecules consisting of more than one polypeptide chain, the chains being either identical (homodimers, homotrimers, or homooligomers) or different (heterodimers, heterotrimers, or heterooligomers). ). Examples of the above antibodies and variants or derivatives thereof are described in particular in Harlow and Lane, Antibodies a laboratory manual, CSHL Press (1988) and Using Antibodies: a laboratory manual, CSHL Press (1999), Kontermann and Dribel, Antibody Engineering, Springer, 2nd ed. 2010 and Little, Recombinant Antibodies for Immunotherapy, Cambridge University Press 2009.

Используемый в контексте данного документа термин биспецифический относится к антителу, которое является по меньшей мере биспецифическим, то есть оно содержит, по меньшей мере, первый связывающий домен и второй связывающий домен, где первый связывающий домен связывается с одним антигеном или мишенью (в данном случае: поверхностный антиген клетки-мишени), а второй связывающий домен связывается с другим антигеном или мишенью. Соответственно, конструкции биспецифических антител имеют специфичность по меньшей мере к двум разным антигенам или мишеням. Биспецифические антитела могут также включать мультиспецифические конструкции антител, такие как триспецифические конструкции антител, последние из которых имеют три связывающих домена, или конструкции, имеющие специфичность более чем к трем мишеням (например, четырем, пяти ...).As used herein, the term bispecific refers to an antibody that is at least bispecific, that is, it contains at least a first binding domain and a second binding domain, wherein the first binding domain binds to a single antigen or target (in this case: surface antigen of the target cell), and the second binding domain binds to another antigen or target. Accordingly, bispecific antibody constructs have specificity for at least two different antigens or targets. Bispecific antibodies may also include multispecific antibody constructs, such as trispecific antibody constructs, the latter of which have three binding domains, or constructs having specificity for more than three targets (eg, four, five...).

Одна или несколько CDR могут быть включены в молекулу либо ковалентно, либо нековалентно, чтобы сделать молекулу антигенсвязывающим белком. Антигенсвязывающий белок может содержать CDR как часть более длинной полипептидной цепи, может ковалентно связывать CDR с другой полипептидной цепью или может содержать CDR нековалентно. CDR позволяют антигенсвязывающему белку специфически связываться с конкретным представляющим интерес антигеном.One or more CDRs may be included in a molecule either covalently or non-covalently to make the molecule an antigen-binding protein. An antigen binding protein may contain a CDR as part of a longer polypeptide chain, may covalently link a CDR to another polypeptide chain, or may contain a CDR non-covalently. CDRs allow an antigen binding protein to specifically bind to a particular antigen of interest.

Антигенсвязывающий белок может иметь один или несколько сайтов связывания. Если имеется более одного сайта связывания, сайты связывания могут быть идентичны друг с другом или могут быть разными. Например, встречающийся в природе человеческий иммуноглобулин обычно имеет два идентичных сайта связывания, тогда как биспецифическое или бифункциональное антитело имеет два разных сайта связывания.An antigen binding protein may have one or more binding sites. If there is more than one binding site, the binding sites may be identical to each other or may be different. For example, a naturally occurring human immunoglobulin typically has two identical binding sites, whereas a bispecific or bifunctional antibody has two different binding sites.

Для ясности и, как описано в данном документе, следует отметить, что антигенсвязывающий белок может, но не обязательно, иметь человеческое происхождение (например, человеческое антитело) и в некоторых случаях будет содержать белок нечеловеческого происхождения, например, белок крысы или мыши, а в других случаях антигенсвязывающий белок может содержать гибрид человеческих и нечеловеческих белков (например, гуманизированное антитело).For clarity, and as described herein, it should be noted that the antigen binding protein may, but need not, be of human origin (eg, a human antibody) and in some cases will contain a protein of non-human origin, such as a rat or mouse protein, and in In other cases, the antigen binding protein may comprise a hybrid of human and non-human proteins (eg, a humanized antibody).

Интересующий белок может включать/подразумевать человеческое антитело. Термин человеческое антитело включает все антитела, которые имеют одну или несколько вариабельных и константных областей, полученных из последовательностей иммуноглобулина человека. В одном варианте реализаThe protein of interest may include/imply a human antibody. The term human antibody includes all antibodies that have one or more variable and constant regions derived from human immunoglobulin sequences. In one embodiment

- 9 043386 ции изобретения все вариабельные и константные домены получены из последовательностей иммуноглобулина человека (полностью человеческое антитело). Такие антитела могут быть получены различными способами, в том числе путем иммунизации генетически модифицированной мыши представляющим интерес антигеном для экспрессии антител, полученных из генов тяжелой и/или легкой цепи человека, таких как мышь, полученная из систем Xenomouse®, UltiMab™ или Velocimmune®. Также можно использовать подходы, основанные на применении фагов.- 9 043386 tions of the invention, all variable and constant domains are derived from human immunoglobulin sequences (fully human antibody). Such antibodies can be produced in a variety of ways, including by immunizing a genetically modified mouse with an antigen of interest to express antibodies derived from human heavy and/or light chain genes, such as a mouse derived from the Xenomouse®, UltiMab™ or Velocimmune® systems. Phage-based approaches can also be used.

Альтернативно представляющий интерес белок может содержать гуманизированное антитело. Гуманизированное антитело имеет последовательность, которая отличается от последовательности антитела, полученной от видов, не являющихся человеком, одной или несколькими аминокислотными заменами, делециями и/или вставками таким образом, что гуманизированное антитело с меньшей вероятностью индуцирует иммунный ответ и/или индуцирует менее выраженный иммунный ответ при его введении человеку по сравнению с антителом, полученным от вида, не являющегося человеком. В одном варианте реализации изобретения некоторые аминокислоты в каркасе и константных доменах тяжелых и/или легких цепей антител не относящихся к человеку видов мутированы с образованием гуманизированного антитела. В другом варианте реализации изобретения константный домен(ы) из человеческого антитела слиты с вариабельным доменом(ами) видов, не являющихся человеком. Примеры того, как получить гуманизированные антитела, можно найти в патентах США № 6,054,297, 5,886,152 и 5,877,293.Alternatively, the protein of interest may comprise a humanized antibody. A humanized antibody has a sequence that differs from an antibody sequence derived from a non-human species by one or more amino acid substitutions, deletions and/or insertions such that the humanized antibody is less likely to induce an immune response and/or induces a less pronounced immune response when administered to a human, compared to an antibody obtained from a non-human species. In one embodiment of the invention, certain amino acids in the backbone and constant domains of the heavy and/or light chains of antibodies from non-human species are mutated to form a humanized antibody. In another embodiment, the constant domain(s) from a human antibody are fused to the variable domain(s) of a non-human species. Examples of how to make humanized antibodies can be found in US Patent Nos. 6,054,297, 5,886,152 and 5,877,293.

Область Fc в качестве используемого в контексте данного документа термина содержит два фрагмента тяжелой цепи, содержащих домены антитела CH2 и CH3. Два фрагмента тяжелой цепи удерживаются вместе двумя или более дисульфидными связями и гидрофобными взаимодействиями доменов CH3. Протеины, представляющие интерес, содержащие область Fc, включая антигенсвязывающие белки и Fcслитые белки, представляют другой аспект данного раскрытия.The Fc region, as used herein, contains two heavy chain fragments containing the antibody domains CH2 and CH3. The two heavy chain fragments are held together by two or more disulfide bonds and hydrophobic interactions of C H 3 domains. Proteins of interest containing the Fc region, including antigen binding proteins and Fc fusion proteins, represent another aspect of this disclosure.

Гемитело представляет собой иммунологически функциональную конструкцию иммуноглобулина, содержащую полную тяжелую цепь, полную легкую цепь и вторую область Fc тяжелой цепи, соединенную с областью Fc полной тяжелой цепи. Линкер может, но не обязательно, использоваться для присоединения области Fc тяжелой цепи ко второй области Fc тяжелой цепи. В конкретных вариантах реализации изобретения гемитело представляет собой одновалентную форму антигенсвязывающего белка, раскрытую в данном документе. В других вариантах реализации изобретения пары заряженных остатков могут быть использованы для связывания одной области Fc со второй областью Fc. Гемитело может представлять собой белок, представляющий интерес в контексте данного раскрытия.A hemibody is an immunologically functional immunoglobulin construct comprising a complete heavy chain, a complete light chain, and a second heavy chain Fc region linked to a complete heavy chain Fc region. A linker may, but is not required to, be used to attach a heavy chain Fc region to a second heavy chain Fc region. In specific embodiments, the hemibody is a monovalent form of the antigen binding protein disclosed herein. In other embodiments, pairs of charged residues may be used to link one Fc region to a second Fc region. The hemibody may be a protein of interest in the context of this disclosure.

Термин клетка-хозяин означает клетку, которая была генетически модифицирована для экспрессии полипептида, представляющего коммерческий или научный интерес. Генетическая модификация клеточной линии включает трансфекцию, трансформацию или трансдукцию клеток нуклеиновой кислотой, кодирующей рекомбинантную молекулу полинуклеотида (представляющий интерес ген) и/или иное изменение (например, путем гомологичной рекомбинации и активации гена или слияния рекомбинантной клетки с не рекомбинантной клеткой), чтобы обеспечить экспрессию клеткой-хозяином желаемого рекомбинантного полипептида. Способы и векторы для генетической модификации клеток и/или клеточных линий для экспрессии представляющего интерес полипептида хорошо известны специалистам в данной области техники; например, различные способы проиллюстрированы в Current Protocols in Molecular Biology. Ausubel et al., eds. (Wiley & Sons, New York, 1988, и ежеквартальные обновления); Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Laboratory Press, 1989); Kaufman, R.J., Large Scale Mammalian Cell Culture, 1990, pp. 15-69. Термин включает потомство родительской клетки, независимо от того, идентично ли потомство морфологически или генетически первоначальной родительской клетке, в том случае, пока присутствует ген, представляющий интерес. Культура клеток может содержать одну или более клеток-хозяев.The term host cell means a cell that has been genetically modified to express a polypeptide of commercial or scientific interest. Genetic modification of a cell line involves transfection, transformation, or transduction of cells with a nucleic acid encoding a recombinant polynucleotide molecule (gene of interest) and/or other modification (for example, by homologous recombination and gene activation or fusion of a recombinant cell with a non-recombinant cell) to provide expression host cell of the desired recombinant polypeptide. Methods and vectors for genetically modifying cells and/or cell lines to express a polypeptide of interest are well known to those skilled in the art; for example, various methods are illustrated in Current Protocols in Molecular Biology. Ausubel et al., eds. (Wiley & Sons, New York, 1988, and quarterly updates); Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Laboratory Press, 1989); Kaufman, R.J., Large Scale Mammalian Cell Culture, 1990, pp. 15-69. The term includes the progeny of a parent cell, regardless of whether the progeny is morphologically or genetically identical to the original parent cell, as long as the gene of interest is present. The cell culture may contain one or more host cells.

Термин гибридома означает клетку или потомство клетки, полученной в результате слияния иммортализованной клетки и клетки, продуцирующей антитела. Полученная гибридома представляет собой иммортализованную клетку, которая продуцирует антитела. Отдельные клетки, используемые для создания гибридомы, могут быть получены из любого источника, представляющего собой млекопитающего, включая, но не ограничиваясь этим, хомяка, крысу, свинью, кролика, овцу, козу и человека. Этот термин также охватывает линии клеток триомы, которые получают, когда потомство слияний гетерогибридной миеломы, которые являются продуктом слияния между клетками человека и линией клеток миеломы мыши, впоследствии сливаются с плазматической клеткой. Под термином подразумевается любая иммортализованная гибридная клеточная линия, которая продуцирует антитела, такие как, например, квадромы (см., например, Milstein et al., (1983) Nature, 537:3053).The term hybridoma means a cell or progeny of a cell resulting from the fusion of an immortalized cell and an antibody-producing cell. The resulting hybridoma is an immortalized cell that produces antibodies. The individual cells used to create a hybridoma can be obtained from any mammalian source, including, but not limited to, hamster, rat, pig, rabbit, sheep, goat and human. The term also covers trioma cell lines that are produced when the progeny of heterohybrid myeloma fusions, which are the product of a fusion between human cells and a mouse myeloma cell line, are subsequently fused with a plasma cell. The term refers to any immortalized hybrid cell line that produces antibodies, such as, for example, Quadromas (see, for example, Milstein et al., (1983) Nature, 537:3053).

Термины культура и культура клеток используются взаимозаменяемо и относятся к популяции клеток, которая поддерживается в среде в условиях, подходящих для выживания и/или роста популяции клеток. Как будет ясно специалистам в данной области техники, эти термины также относятся к комбинации, содержащей популяцию клеток и среду, в которой культура поддерживается.The terms culture and cell culture are used interchangeably and refer to a population of cells that is maintained in a medium under conditions suitable for the survival and/or growth of the cell population. As will be clear to those skilled in the art, these terms also refer to the combination comprising a population of cells and a medium in which the culture is maintained.

Термины полипептид и белок (например, используемые в контексте представляющего интерес белка или представляющего интерес полипептида) используются взаимозаменяемо в данном документе для обозначения полимера аминокислотных остатков. Термины также применимы к аминокислотнымThe terms polypeptide and protein (eg, as used in the context of a protein of interest or a polypeptide of interest) are used interchangeably herein to refer to a polymer of amino acid residues. The terms also apply to amino acids

- 10 043386 полимерам, в которых один или несколько аминокислотных остатков представляют собой аналог или миметик соответствующей встречающейся в природе аминокислоты, а также к встречающимся в природе аминокислотными полимерами. Термины также могут охватывать аминокислотные полимеры, которые были модифицированы, например, путем добавления углеводных остатков с образованием гликопротеинов или фосфорилированы. Полипептиды и белки могут быть получены с помощью встречающейся в природе и нерекомбинантной клетки, или полипептиды и белки могут быть получены с помощью генетически модифицированной или рекомбинантной клетки. Полипептиды и белки могут включать молекулы, имеющие аминокислотную последовательность нативного белка, или молекулы, имеющие делеции, вставки и/или замены одной или нескольких аминокислот нативной последовательности.- 10 043386 polymers in which one or more amino acid residues are an analog or mimetic of the corresponding naturally occurring amino acid, as well as naturally occurring amino acid polymers. The terms may also cover amino acid polymers that have been modified, for example, by the addition of carbohydrate residues to form glycoproteins or phosphorylated. The polypeptides and proteins can be produced using a naturally occurring and non-recombinant cell, or the polypeptides and proteins can be produced using a genetically modified or recombinant cell. Polypeptides and proteins may include molecules having the amino acid sequence of a native protein, or molecules having deletions, insertions and/or substitutions of one or more amino acids of the native sequence.

Термины полипептид и белок охватывают молекулы, содержащие только встречающиеся в природе аминокислоты, а также молекулы, которые содержат не встречающиеся в природе аминокислоты. Примеры не встречающихся в природе аминокислот (которые могут быть замещены любой встречающейся в природе аминокислотой, обнаруженной в любой последовательности, раскрытой в данном документе, если необходимо) включают (без ограничения): 4-гидроксипролин, γ-карбоксиглутамат, ε-N, N,N-триметиллизин, ε-N-ацетиллизин, O-фосфосерин, N-ацетилсерин, N-формилметионин, 3метилгистидин, 5-гидроксилизин, σ-N-метиларгинин и другие аналогичные аминокислоты и иминокислоты (например, 4-гидроксипролин). В используемой в данном документе номенклатуре полипептидов левое направление представляет собой направление в сторону амино-конца, а правое направление представляет собой направление в сторону карбокси-конца в соответствии со стандартным использованием и условным обозначением.The terms polypeptide and protein cover molecules containing only naturally occurring amino acids, as well as molecules that contain non-naturally occurring amino acids. Examples of non-naturally occurring amino acids (which may be replaced by any naturally occurring amino acid found in any sequence disclosed herein, as appropriate) include (but are not limited to): 4-hydroxyproline, γ-carboxyglutamate, ε-N, N, N-trimethyllysine, ε-N-acetyllysine, O-phosphoserine, N-acetylserine, N-formylmethionine, 3methylhistidine, 5-hydroxylysine, σ-N-methylarginine and other similar amino acids and imino acids (for example, 4-hydroxyproline). In the polypeptide nomenclature used herein, the left direction is towards the amino terminus and the right direction is towards the carboxy terminus according to standard usage and convention.

Под культурой клеток или культурой понимается рост и распространение клеток вне многоклеточного организма или ткани. Подходящие условия культивирования клеток млекопитающих известны в данной области техники. См., например, Animal cell culture: A Practical Approach, D. Rickwood, ed., Oxford University Press, New York (1992). Клетки млекопитающих можно культивировать в суспензии или на поверхности твердого субстрата. Могут использоваться биореакторы с псевдоожиженным слоем, биореакторы с полыми волокнами, вращающиеся флаконы, колбы со встряхиванием или биореакторы с мешалкой, с или без микроносителей. В одном варианте реализации изобретения используются биореакторы объемом 500-2000 л. В одном варианте реализации изобретения используются биореакторы объемом 1000-2000 л.Cell culture or culture refers to the growth and propagation of cells outside a multicellular organism or tissue. Suitable culture conditions for mammalian cells are known in the art. See, for example, Animal cell culture: A Practical Approach, D. Rickwood, ed., Oxford University Press, New York (1992). Mammalian cells can be cultured in suspension or on the surface of a solid substrate. Fluidized bed bioreactors, hollow fiber bioreactors, spin flasks, shake flasks, or stirrer bioreactors can be used, with or without microcarriers. In one embodiment of the invention, bioreactors with a volume of 500-2000 liters are used. In one embodiment of the invention, bioreactors with a volume of 1000-2000 liters are used.

Термин среда для культивирования клеток (также называемая культуральная среда, среда для культивирования клеток, среда для культивирования тканей) относится к любому питательному раствору, используемому для выращивания клеток, например, клеток животных или млекопитающих, и который обычно обеспечивает по меньшей мере один или более компонентов из следующего: источник энергии (обычно в виде углевода, такого как глюкоза); одну или более из всех незаменимых аминокислот и, как правило, двадцать основных аминокислот плюс цистеин; витамины и/или другие органические соединения, обычно требуемые при низких концентрациях; липиды или свободные жирные кислоты; и микроэлементы, например, неорганические соединения или встречающиеся в природе элементы, которые обычно требуются при очень низких концентрациях, обычно в микромолярном диапазоне.The term cell culture medium (also called culture medium, cell culture medium, tissue culture medium) refers to any nutrient solution used to grow cells, such as animal or mammalian cells, and which typically provides at least one or more components of the following: a source of energy (usually in the form of a carbohydrate such as glucose); one or more of all the essential amino acids and typically twenty essential amino acids plus cysteine; vitamins and/or other organic compounds usually required at low concentrations; lipids or free fatty acids; and trace elements, such as inorganic compounds or naturally occurring elements, which are typically required at very low concentrations, typically in the micromolar range.

Питательный раствор необязательно может быть дополнен дополнительными необязательными компонентами для оптимизации роста клеток, такими как гормоны и другие факторы роста, например, инсулин, трансферрин, эпидермальный фактор роста, сыворотка и тому подобное; соли, например, кальций, магний и фосфат, и буферы, например, HEPES; нуклеозиды и основания, например, аденозин, тимидин, гипоксантин; и гидролизаты белков и тканей, например, гидролизованный животный или растительный белок (пептон или смеси пептона, которые могут быть получены из побочных животных продуктов, очищенного желатина или растительного материала); антибиотики, например, гентамицин; клеточные защитные вещества или поверхностно-активные вещества, такие как Pluronic®F68 (также называемый Lutrol® F68 и Kolliphor® P188, неионные триблок-сополимеры, состоящие из центральной гидрофобной цепи полиоксипропилена (поли (пропиленоксида)), фланкированной двумя гидрофильными цепями полиоксиэтилена (полиэтиленоксида)); полиамины, например, путресцин, спермидин и спермин (см., например, публикацию WIPO № WO 2008/154014) и пируват (см., например, патент США № 8053238) в зависимости от потребностей культивируемых клеток и/или параметров желаемой культуры клеток.The nutrient solution may optionally be supplemented with additional optional components to optimize cell growth, such as hormones and other growth factors, for example, insulin, transferrin, epidermal growth factor, serum and the like; salts, eg calcium, magnesium and phosphate, and buffers, eg HEPES; nucleosides and bases, for example adenosine, thymidine, hypoxanthine; and protein and tissue hydrolysates, for example, hydrolyzed animal or vegetable protein (peptone or peptone mixtures, which can be obtained from animal by-products, purified gelatin or plant material); antibiotics, such as gentamicin; cell protectants or surfactants such as Pluronic®F68 (also called Lutrol® F68 and Kolliphor® P188, nonionic triblock copolymers consisting of a central hydrophobic polyoxypropylene (poly(propylene oxide)) chain flanked by two hydrophilic polyoxyethylene (polyethylene oxide) chains )); polyamines, for example putrescine, spermidine and spermine (see, for example, WIPO publication No. WO 2008/154014) and pyruvate (see, for example, US patent No. 8053238) depending on the needs of the cultured cells and/or the parameters of the desired cell culture.

Клеточные культуральные среды включают те, которые обычно применяются и/или известны для использования с любым процессом культивирования клеток, таким как, но не ограничиваясь этим, полунепрерывное, полунепрерывное продленное, с подпиткой и/или проточное или непрерывное культивирование клеток.Cell culture media include those commonly used and/or known for use with any cell culture process, such as, but not limited to, semi-continuous, semi-continuous extended, fed-batch and/or flow or continuous cell culture.

Базовая (или полунеприрывная) среда для культивирования клеток относится к клеточной культуральной среде, которая обычно используется для инициирования клеточной культуры и является достаточно полной для поддержки клеточной культуры.Basic (or semi-continuous) cell culture medium refers to a cell culture medium that is typically used to initiate cell culture and is sufficiently complete to support cell culture.

Культурная среда для роста относится к среде для культивирования клеток, которая обычно используется в культурах клеток в период экспоненциального роста, фазы роста и достаточно полная дляGrowth culture medium refers to a cell culture medium that is typically used in cell cultures during the exponential growth period, growth phase, and is complete enough to

- 11 043386 поддержки клеточной культуры на этой фазе. Культуральная среда для роста клеток также может содержать селективные агенты, которые придают устойчивость или выживаемость пригодным для селекции маркерам, включенным в линию клеток-хозяев.- 11 043386 cell culture support during this phase. The cell growth culture medium may also contain selective agents that confer resistance or survival to selectable markers included in the host cell line.

Такие селективные агенты включают, но не ограничиваются этим, генетицин (G4118), неомицин, гигромицин B, пуромицин, зеоцин, метионинсульфоксимин, метотрексат, культуральную среду, не содержащую глутамин, среду для культивирования клеток, не содержащую глицин, гипоксантин и тимидин, или только тимидин.Such selective agents include, but are not limited to, geneticin (G4118), neomycin, hygromycin B, puromycin, zeocin, methionine sulfoximine, methotrexate, cell culture medium free of glutamine, cell culture medium free of glycine, hypoxanthine and thymidine, or only Thymidine

Культуральная клеточная среда для продуцирования относится к среде для культивирования клеток, которая обычно используется в клеточных культурах во время перехода, когда экспоненциальный рост заканчивается, а производство белка переходит на фазы перехода и/или получения продукта и достаточно полная для поддержания требуемой плотности клеток, жизнеспособности и/или титра продукта во время этой фазы.Cell culture production medium refers to the cell culture medium that is typically used in cell cultures during the transition when exponential growth ends and protein production enters the transition and/or product phases and is sufficiently complete to maintain the required cell density, viability and /or product titer during this phase.

Проточная среда для культивирования клеток относится к среде для культивирования клеток, которая обычно используется в клеточных культурах, которые поддерживаются проточными или непрерывными способами культивирования и достаточно полная для поддержки культуры клеток во время этого процесса. Приготовления проточной культуральной клеточной среды могут быть более обогащенными или более концентрированными, чем приготовления основной культуральной клеточной среды, с целью адаптации способа, используемого для удаления отработанной среды. Проточная клеточная культуральная среда может использоваться как на стадии роста, так и на стадии продуцирования.Flow-through cell culture medium refers to a cell culture medium that is commonly used in cell cultures that are maintained by flow-through or continuous culture methods and is sufficiently complete to support the cell culture during this process. Flow cell culture medium preparations may be more enriched or more concentrated than base cell culture medium preparations to tailor the method used to remove the spent medium. Flow cell culture medium can be used at both the growth and production stages.

Концентрированная клеточная культуральная среда может содержать некоторые или все питательные вещества, необходимые для поддержания клеточной культуры; в частности, концентрированная среда может содержать питательные вещества, которые, как определено, или как известно, потребляются во время фазы продуцирования культуры клеток. Концентрированная среда может быть основана на любом приготовлении среды для культуры клеток. Такая концентрированная питательная среда может содержать некоторые или все компоненты среды для культивирования клеток в количестве, например, около 2X, 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X, 9X, 10X, 12X, 14X, 16X, 20X, 30X, 50X, 100X, 200X, 400X, 600X, 800Х или даже около 1000Х от их обычного количества.The concentrated cell culture medium may contain some or all of the nutrients necessary to maintain the cell culture; in particular, the concentrated medium may contain nutrients that are determined or known to be consumed during the production phase of the cell culture. The concentrated medium can be based on any cell culture medium preparation. Such concentrated culture medium may contain some or all of the cell culture medium components in amounts of, for example, about 2X, 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X, 9X, 10X, 12X, 14X, 16X, 20X, 30X, 50X, 100X, 200X, 400X, 600X, 800X or even about 1000X of their usual amount.

Компоненты, используемые для приготовления клеточной культуральной среды, могут быть полностью измельчены с получением порошкообразного приготовления среды; частично измельчены с жидкими добавками, добавленными в среду для культивирования клеток в случае необходимости; или добавлены в полностью жидкой форме к культуре клеток.The components used to prepare the cell culture medium can be completely ground to form a powdered medium; partially ground with liquid additives added to the cell culture medium if necessary; or added in completely liquid form to cell culture.

Клеточные культуры также могут быть дополнены независимыми концентрированными питательными смесями определенных питательных веществ, которые сложно вводить в состав приготовления или быстро истощаются в клеточных культурах. Такими питательными веществами могут быть аминокислоты, такие как тирозин, цистеин и/или цистин (см., например, публикацию WIPO № 2012/145682). В одном варианте реализации изобретения концентрированный раствор тирозина отдельно подаются в культуру клеток, выращиваемую в клеточной культуральной среде, содержащей тирозин, таким образом, что концентрация тирозина в культуре клеток не превышает 8 мМ. В другом варианте реализации изобретения концентрированный раствор тирозина и цистина отдельно подаются в культуру клеток, выращиваемую в культуральной клеточной среде без тирозина, цистина или цистеина. Отдельные питательные смеси могут вноситься до или в начале фазы продуцирования. Отдельные питательные смеси могут быть добавлены при культивировании с подпиткой в культуральную клеточную среду в те же или другие дни, что и концентрированная питательная среда. Отдельные питательные компоненты также могут добавляться проточным способом в те же или другие дни, что и проточная среда.Cell cultures can also be supplemented with independent concentrated nutrient mixtures of certain nutrients that are difficult to incorporate into the preparation or are quickly depleted in cell cultures. Such nutrients may be amino acids such as tyrosine, cysteine and/or cystine (see, for example, WIPO Publication No. 2012/145682). In one embodiment of the invention, a concentrated solution of tyrosine is separately supplied to a cell culture grown in a cell culture medium containing tyrosine such that the concentration of tyrosine in the cell culture does not exceed 8 mM. In another embodiment of the invention, a concentrated solution of tyrosine and cystine is separately supplied to a cell culture grown in a cell culture medium without tyrosine, cystine or cysteine. Separate nutrient mixtures can be added before or at the beginning of the production phase. Separate nutrient mixtures may be added in fed-batch culture to the cell culture medium on the same or different days as the concentrated nutrient medium. Individual nutrients may also be added through the flow method on the same or different days as the flow through medium.

Не содержащая сыворотку относится к среде для культивирования клеток, которая не содержит животных сывороток, таких как фетальная бычья сыворотка. Различные среды для культивирования тканей, включая указанные культуральные среды, являются коммерчески доступными, например, может использоваться любая комбинация следующих клеточных культуральных сред: среда RPMI-1640, среда RPMI-1641, среда Игла, модифицированная по Дульбекко (DMEM), минимальная основная среда Игла, среда F-12K, среда Хэма F12, среда Дульбекко, модифицированная по способу Исков, среда Маккоя 5A, среда Лейбовица L-15 и среда без сыворотки, такая как EX-CELL™ серий 300 (JRH Biosciences, Ленекса, Канзас) и другие. Также доступны не содержащие сыворотку версии таких культуральных сред. Культуральные клеточные среды могут быть дополнены дополнительными или повышенными концентрациями компонентов, таких как аминокислоты, соли, сахара, витамины, гормоны, факторы роста, буферы, антибиотики, липиды, микроэлементы и тому подобное, в зависимости от потребностей клеток, которые должны быть культивированы и/или желаемых параметров культуры клеток.Serum-free refers to a cell culture medium that does not contain animal serum, such as fetal bovine serum. Various tissue culture media, including the following culture media, are commercially available, for example, any combination of the following cell culture media may be used: RPMI-1640 medium, RPMI-1641 medium, Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), Eagle's minimal essential medium , F-12K medium, Ham's F12 medium, Iscove's modified Dulbecco's medium, McCoy's 5A medium, Leibovitz's L-15 medium, and serum-free medium such as EX-CELL™ 300 series (JRH Biosciences, Lenexa, KS) and others . Serum-free versions of such culture media are also available. Cell culture media may be supplemented with additional or increased concentrations of components such as amino acids, salts, sugars, vitamins, hormones, growth factors, buffers, antibiotics, lipids, trace elements and the like, depending on the needs of the cells to be cultured and/or or desired cell culture parameters.

Термин биореактор означает любую емкость, пригодную для роста клеточной культуры. Клеточные культуры согласно данному раскрытию могут быть выращены в биореакторе, который может быть выбран на основе применения представляющего интерес белка, который вырабатывается клетками, растущими в биореакторе. Биореактор может иметь любой размер, если он пригоден для культивирования клеток; как правило, размер биореактора соответствует объему культуры клеток, выращиваемой внутри него. Как правило, биореактор будет иметь объем не менее 1 л и объем может составлять 2, 5, 10, 50, 100,The term bioreactor means any container suitable for the growth of a cell culture. Cell cultures according to this disclosure can be grown in a bioreactor, which can be selected based on the use of a protein of interest that is produced by cells growing in the bioreactor. The bioreactor can be of any size as long as it is suitable for cell culture; Typically, the size of the bioreactor corresponds to the volume of the cell culture grown inside it. Typically, the bioreactor will have a volume of at least 1 liter and the volume can be 2, 5, 10, 50, 100,

- 12 043386- 12 043386

200, 250, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 5000, 8000, 10000, 12000 л или более, или любой промежуточный объем между указанными величинами. Внутренние условия биореактора, включая, но не ограничиваясь этим, pH и температуру, можно контролировать в течение периода культивирования. Специалисты в данной области техники будут знать и смогут выбрать подходящие биореакторы для использования в практике данного изобретения на основе соответствующих соображений.200, 250, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 5000, 8000, 10000, 12000 liters or more, or any intermediate volume between these values. The internal conditions of the bioreactor, including, but not limited to, pH and temperature, can be controlled during the culture period. Those skilled in the art will know and be able to select suitable bioreactors for use in the practice of this invention based on appropriate considerations.

Плотность клеток относится к числу клеток в данном объеме культуральной среды. Плотность жизнеспособных клеток относится к числу живых клеток в данном объеме культуральной среды, при определении стандартными аналитическими способами определения жизнеспособности (такими как способ вытеснение трипанового синего).Cell density refers to the number of cells in a given volume of culture medium. Viable cell density refers to the number of living cells in a given volume of culture medium, as determined by standard viability analytical methods (such as the trypan blue exclusion method).

Термин жизнеспособность клеток означает способность клеток в культуре выживать при заданном наборе условий культивирования или экспериментальных изменениях. Термин также относится к той части клеток, которая жива в определенное время по отношению к общему количеству клеток, живых и мертвых, в культуре в это время.The term cell viability refers to the ability of cells in culture to survive a given set of culture conditions or experimental changes. The term also refers to the proportion of cells that are alive at a particular time relative to the total number of cells, living and dead, in the culture at that time.

Объем клеточной массы (PCV), также называемый процентный объем клеточной массы (%PCV), представляет собой отношение объема, занимаемого клетками, к общему объему культуры клеток, выраженное в процентах (см. Stettler, et al., (2006) Biotechnol Bioeng. Dec 20:95(6): 1228-33). Объем клеточной массы зависит от плотности клеток и диаметра клеток; увеличение объема клеточной массы может быть связано с увеличением плотности клеток или диаметра клеток, либо и того и другого. Объем клеточной массы является мерой содержания твердого вещества в культуре клеток. Твердые вещества удаляются при сборе и дальнейшей очистке. Большее количество твердых веществ означает больше усилий для отделения твердого материала от желаемого продукта во время сбора и последующих этапов очистки. Кроме того, желаемый продукт может быть заключен в твердых веществах и потерян во время процесса сбора, что приводит к снижению выхода продукта. Поскольку клетки-хозяева различаются по размеру, а клеточные культуры также содержат мертвые и умирающие клетки и другой клеточный дебрис, объем клеточной массы является более точным способом описания содержания твердого вещества в культуре клеток, чем плотность клеток или плотность жизнеспособных клеток. Например, культура объемом 2000 л, имеющая плотность клеток 50x106 клеток/мл, имела бы значительно различающиеся объемы клеточной массы в зависимости от размера клеток. Кроме того, некоторые клетки, находящиеся в состоянии остановки роста, будут увеличиваться в размерах, поэтому объем клеточной массы до остановки роста и после остановки роста, вероятно, будет различаться из-за увеличения биомассы в результате увеличения размера клетки.Cell volume (PCV), also called percentage cell volume (%PCV), is the ratio of the volume occupied by cells to the total volume of a cell culture, expressed as a percentage (see Stettler, et al., (2006) Biotechnol Bioeng. Dec 20:95(6): 1228-33). The volume of cell mass depends on cell density and cell diameter; the increase in cell mass volume may be due to an increase in cell density or cell diameter, or both. Cell mass volume is a measure of the solid content of a cell culture. Solids are removed during collection and further purification. More solids means more effort to separate the solid material from the desired product during collection and subsequent purification steps. Additionally, the desired product may be trapped in solids and lost during the harvesting process, resulting in reduced product yield. Because host cells vary in size and cell cultures also contain dead and dying cells and other cellular debris, cell mass volume is a more accurate way of describing the solid content of a cell culture than cell density or viable cell density. For example, a 2000 L culture having a cell density of 50 x 106 cells/ml would have significantly different volumes of cell mass depending on cell size. In addition, some cells in a growth arrest state will increase in size, so the volume of cell mass before and after growth arrest is likely to differ due to the increase in biomass resulting from increased cell size.

Остановка роста, которая также может упоминаться как остановка роста клеток, является точкой, в которой клетки перестают увеличиваться в количестве или когда прохождение клеточного цикла останавливается. Остановку роста можно отслеживать, определяя плотность жизнеспособных клеток в клеточной культуре. Некоторые клетки в состоянии остановки роста, могут увеличиваться в размере, но не в количестве, поэтому объем клеточной массы культуры, находящейся в состоянии остановки роста, может увеличиваться. Остановка роста может быть частично отменена, если клетки не находятся в состоянии ухудшения состояния здоровья, обратив вспять условия, которые приводят к остановке роста.Growth arrest, which may also be referred to as cell growth arrest, is the point at which cells stop increasing in number or when progression through the cell cycle stops. Growth arrest can be monitored by determining the density of viable cells in the cell culture. Some cells in a state of growth arrest may increase in size, but not in number, so the volume of cell mass of a culture in a state of growth arrest may increase. The growth arrest can be partially reversed if the cells are not in a state of deterioration, reversing the conditions that lead to the growth arrest.

Термин титр означает общее количество представляющего интерес полипептида или белка (который может представлять собой представляющий интерес встречающийся в природе или рекомбинантный белок), продуцируемого культурой клеток в данном объеме среды. Титр может быть выражен в единицах миллиграмм или микрограмм полипептида или белка на миллилитр (или другая мера объема) среды. Кумулятивный титр - это титр, создаваемый клетками при выращивании в культуре, и может определяться, например, путем измерения суточных значений титра и использования этих значений для расчета кумулятивного титра.The term titer means the total amount of polypeptide or protein of interest (which may be a naturally occurring or recombinant protein of interest) produced by a cell culture in a given volume of medium. The titer may be expressed in units of milligrams or micrograms of polypeptide or protein per milliliter (or other measure of volume) of medium. The cumulative titer is the titer produced by cells when grown in culture and can be determined, for example, by measuring daily titer values and using these values to calculate the cumulative titer.

Термин культура с подпиткой относится к форме суспензионной культуры и означает способ культивирования клеток, в котором дополнительные компоненты добавляются в культуру после начала процесса культивирования один или более раз. Добавляемые компоненты обычно содержат питательные добавки для клеток, которые были истощены во время процесса культивирования. Дополнительно или альтернативно, дополнительные компоненты могут включать добавочные компоненты (например, соединения, ингибирующее прохождение клеточный цикл). Культуру с подпиткой обычно останавливают в какой-то момент, и клетки и/или компоненты в среде отбирают и, необязательно, очищают.The term fed-batch culture refers to a form of suspension culture and refers to a method of culturing cells in which additional components are added to the culture after the culture process has begun one or more times. The added components typically contain nutritional supplements for cells that have been depleted during the culture process. Additionally or alternatively, additional components may include additional components (eg, compounds that inhibit cell cycle progression). The fed-batch culture is typically stopped at some point, and cells and/or components in the medium are collected and optionally purified.

Термины интегрированная плотность жизнеспособных клеток или IVCD используются взаимозаменяемо и означают среднюю плотность жизнеспособных клеток при культивировании, умноженную на количество времени, в течение которого проходило культивирование.The terms integrated viable cell density or IVCD are used interchangeably and mean the average viable cell density during culture multiplied by the amount of time the culture took place.

Совокупная плотность жизнеспособных клеток (CVCD) рассчитывается путем умножения средней плотности жизнеспособных клеток (VCD) между двумя точками времени на величину прошедшего времени между этими двумя точками времени. CVCD - это площадь под кривой, полученной путем построения графика VCD относительно времени.Cumulative viable cell density (CVCD) is calculated by multiplying the average viable cell density (VCD) between two time points by the amount of elapsed time between the two time points. CVCD is the area under the curve obtained by plotting VCD versus time.

В изобретении используются пригодные для селекции маркеры, которые могут быть подвергнуты внутригенной комплементации для прямого отбора экспрессионных конструкций, которые кодируют гетеромерные белки, такие как антитела, с использованием двухвекторной системы. Внутригенная ком- 13 043386 плементация относится к комплементации между частями генетического материала (то есть нуклеиновых кислот), каждая из которых имеет отличающийся дефект в пределах одного и того же локуса. Отдельный белок, кодируемый генетическим материалом, является дефектным и нефункциональным, но два отдельных дефектных белка могут ассоциироваться с образованием активного белка. Если отдельные дефектные белки способны ассоциировать и проявлять активность, отдельные дефектные белки считаются комплементарными. Для пригодных для селекции маркерных белков, которые состоят из нескольких идентичных субъединиц (таких как GS), внутригенная комлементация может возникать, когда мутантные субъединицы являются комплементарными.The invention uses selectable markers that can be subjected to intragenic complementation to directly select expression constructs that encode heteromeric proteins, such as antibodies, using a two-vector system. Intragenic complementation refers to complementation between pieces of genetic material (ie, nucleic acids), each of which has a different defect within the same locus. A single protein encoded by genetic material is defective and nonfunctional, but two separate defective proteins can be associated to form an active protein. If individual defective proteins are able to associate and exhibit activity, the individual defective proteins are considered complementary. For selectable marker proteins that are composed of multiple identical subunits (such as GS), intragenic complementation can occur when the mutant subunits are complementary.

Внутригенная комплементация также может происходить между фрагментами отдельного белка, кодируемого генетическим материалом, которые ассоциируют с образованием активного белка. Как описано в данном документе, зрелый фермент GS у высших эукариот существует в виде декамерного комплекса, состоящего из двух пентамерных колец. Данное изобретение демонстрирует, что внутригенная комплементация GS может быть успешно использована как часть системы отбора для получения клеточных линий, экспрессирующих рекомбинантные белки. Системы полезна для экспрессии рекомбинантного антитела на высоких уровнях в клетках CHO, которые генетически модифицированы, чтобы быть дефицитными относительно глутаминсинтетазы.Intragenic complementation can also occur between individual protein fragments encoded by genetic material that are associated with the formation of an active protein. As described herein, the mature GS enzyme in higher eukaryotes exists as a decameric complex consisting of two pentameric rings. This invention demonstrates that intragenic GS complementation can be successfully used as part of a selection system to generate cell lines expressing recombinant proteins. The system is useful for expressing recombinant antibody at high levels in CHO cells that are genetically modified to be glutamine synthetase deficient.

Отдельный белок, кодируемый генетическим материалом, оказывается дефектным и нефункциональным в результате введения одной или нескольких мутаций в кодирующей нуклеиновой кислоте, причем мутация(и) изменяет структуру белка достаточно, чтобы сделать его нефункциональным. Мутация или мутации могут быть введены любым способом, известным в области молекулярной биологии. Альтернативно, может использоваться фрагмент белка, который поврежден и нефункционален. В таком случае два фрагмента белка могут ассоциироваться с образованием активного белка путем внутригенной комплементации.A particular protein encoded by genetic material becomes defective and nonfunctional as a result of the introduction of one or more mutations in the encoding nucleic acid, the mutation(s) altering the structure of the protein sufficiently to render it nonfunctional. The mutation or mutations can be introduced by any method known in the field of molecular biology. Alternatively, a protein fragment that is damaged and nonfunctional may be used. In this case, two protein fragments can associate to form an active protein by intragenic complementation.

Созданы молекулы нуклеиновой кислоты, которые кодируют полипептид и мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, устроенный таким образом, что экспрессия мутантной субъединицы коррелирует с экспрессией полипептида. Таким образом, когда молекулы нуклеиновой кислоты, кодирующие комплементарные мутантные субъединицы, вводятся в клетки и применяются селективные условия, приблизительно одинаковые и высокие уровни экспрессии каждой из комплементарных мутантных субъединиц обеспечивают максимальную пригодную для селекции активность. Кроме того, функционально связанные полипептиды будут экспрессироваться в почти одинаковых и больших количествах, таким образом оптимизируя отбор клеток, экспрессирующих одинаковые и высокие уровни желаемых полипептидов.Nucleic acid molecules have been created that encode a polypeptide and a mutant subunit of a marker suitable for selection, arranged in such a way that the expression of the mutant subunit correlates with the expression of the polypeptide. Thus, when nucleic acid molecules encoding complementary mutant subunits are introduced into cells and selective conditions are applied, approximately equal and high levels of expression of each of the complementary mutant subunits provide maximum selectable activity. In addition, functionally related polypeptides will be expressed in nearly equal and high amounts, thereby optimizing the selection of cells expressing equal and high levels of the desired polypeptides.

В одном варианте реализации изобретения пригодный для селекции маркер представляет собой глутаминсинтетазу (GS), активный сайт которой расположен на стыке двух субъединиц GS, поэтому совместная экспрессия комплементарных, функционально нарушенных мутантных субъединиц должна приводить к получению некоторого количества интактных функционально активных сайтов. Отдельные субъединицы мутантов не имеют значительной пригодной для селекции активности по отдельности, но обеспечивают пригодную для селекции активность при совместной экспрессии с их комплементарной мутантной субъединицей. Оптимальная активность субъединиц может зависеть от их взаимодействия и таким образом может обеспечиваться взаимодействием доменов. Такие взаимодействующие домены могут быть эндогенными по отношению к субъединице или могут быть гетерологичными по отношению к субъединице. Дополнительные пригодные для селекции маркеры, которые применимы в данном изобретении, включают аргиносукцинатлиазу, аденилосукцинатсинтетазу и глутаматдегидрогеназу, для которых могут быть идентифицированы комплементарные мутанты. Например, внутригенная комплементация у мутантов аргининосукцинатлиазы может быть подтверждена с помощью роста в отсутствие аргинина, тогда как внутригенная комлементация у мутантов аденилосукцинатсинтетазы может быть подтверждена с помощью роста в отсутствие аденозина.In one embodiment, the selectable marker is a glutamine synthetase (GS), the active site of which is located at the junction of two GS subunits such that coexpression of complementary, functionally disrupted mutant subunits should result in a number of intact functionally active sites. The individual subunits of the mutants do not have significant selectable activity individually, but provide selectable activity when coexpressed with their complementary mutant subunit. The optimal activity of the subunits may depend on their interaction and thus may be mediated by the interaction of the domains. Such interacting domains may be endogenous to the subunit or may be heterologous to the subunit. Additional selectable markers that are useful in this invention include arginosuccinate lyase, adenylosuccinate synthetase and glutamate dehydrogenase, for which complementary mutants can be identified. For example, intragenic complementation in argininosuccinate lyase mutants can be confirmed by growth in the absence of arginine, whereas intragenic complementation in adenylosuccinate synthetase mutants can be confirmed by growth in the absence of adenosine.

В одном неограничивающем варианте реализации изобретение влечет за собой использование двух фрагментов маркера пригодного для селекции, каждый из которых может быть экспрессирован в виде слитого белка в домене взаимодействия. При экспрессии домен взаимодействия способствует ассоциации или димеризации двух фрагментов, тем самым позволяя субъединицам функционировать и обеспечивать пригодную для селекции активность (например, но не ограничиваясь этим, как описано в Pelletier et al. (1998), Proc. Natl. Acad. Sci., 95:12141-12146). Подходящие пригодные для селекции маркеры включают GS и другие пригодные для селекции маркеры, описанные выше, а также пригодные для селекции маркеры, такие как те, которые придают устойчивость к конкретным лекарственным средствам, которые обычно являются токсичными, и метаболические ферменты, которые обеспечивают выживаемость клеток или индуцируют гибель клеток в определенных условиях, как раскрыто в данном документе.In one non-limiting embodiment, the invention entails the use of two selectable marker fragments, each of which can be expressed as a fusion protein in the interaction domain. When expressed, the interaction domain promotes association or dimerization of two moieties, thereby allowing the subunits to function and provide selectable activity (e.g., but not limited to, as described in Pelletier et al. (1998), Proc. Natl. Acad. Sci., 95:12141-12146). Suitable selectable markers include GS and other selectable markers described above, as well as selectable markers such as those that confer resistance to specific drugs that are typically toxic, and metabolic enzymes that promote cell survival or induce cell death under certain conditions, as disclosed herein.

Домен взаимодействия представляет собой домен, включая, но не ограничиваясь этим, полипептиды, способные облегчать взаимодействие или ассоциацию двух или более гомологичных или гетерологичных полипептидов. В одном варианте реализации изобретения домен взаимодействия представляет собой доменом димеризации. Домен димеризации может представлять собой полипептид, способный индуцировать взаимодействие или ассоциацию двух полипептидов. Существует два типа димеров, те,An interaction domain is a domain, including but not limited to polypeptides, capable of facilitating the interaction or association of two or more homologous or heterologous polypeptides. In one embodiment of the invention, the interaction domain is a dimerization domain. The dimerization domain may be a polypeptide capable of inducing interaction or association of two polypeptides. There are two types of dimers, those

- 14 043386 которые способны формировать гомодимеры (имеющие одинаковую последовательность) или гетеродимеры (имеющие разную последовательность).- 14 043386 which are capable of forming homodimers (having the same sequence) or heterodimers (having a different sequence).

В одном иллюстративном, но не ограничивающем варианте реализации изобретения, домен взаимодействия представляет собой полипептид с суперспиралью и лейциновой застежкой. Лейциновая застежка обычно содержит около 35 аминокислот, имея при этом характерный повтор из семи аминокислот с гидрофобными остатками в первом и четвертом остатках повтора (Harbury et al. (1993), Science 262:1401). Таким образом, лейциновая застежка применима к слиянию с полипептидом с целью олигомеризации полипептида, поскольку она является малой молекулой, и с меньшей вероятностью нарушает нормальную функцию полипептидов, нежели более крупный домен взаимодействия. Примеры лейциновых застежек включают, но не ограничиваются этим, домены лейциновой застежки из полипептидов, таких как GCN4, C/EBP, c-Fos, c-Jun, c-Myc и c-Max.In one illustrative, but non-limiting, embodiment of the invention, the interaction domain is a coiled-coil polypeptide with a leucine zipper. The leucine zipper typically contains about 35 amino acids, having a characteristic repeat of seven amino acids with hydrophobic residues in the first and fourth residues of the repeat (Harbury et al. (1993), Science 262:1401). Thus, the leucine zipper is applicable to fusion with a polypeptide to oligomerize the polypeptide because it is a small molecule and is less likely to disrupt the normal function of polypeptides than a larger interaction domain. Examples of leucine zippers include, but are not limited to, leucine zipper domains from polypeptides such as GCN4, C/EBP, c-Fos, c-Jun, c-Myc, and c-Max.

Дополнительные примеры доменов димеризации включают домены спираль-петля-спираль (Murre et al. (1989), Cell 58:537-544). Рецептор ретиноевой кислоты, рецептор тиреоидного гормона, другие ядерные рецепторы гормонов (Kurokawa et al. (1993), Genes Dev. 7:1423-1435) и факторы транскрипции дрожжей GAL4 и НАР1 (Marmonstein et al. (1992), Nature 356:408-414; Zhang et al. (1993), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 2851-2855; патент США № 5,624,818), все они имеют области димеризации с этим мотивом.Additional examples of dimerization domains include helix-loop-helix domains (Murre et al. (1989), Cell 58:537-544). Retinoic acid receptor, thyroid hormone receptor, other nuclear hormone receptors (Kurokawa et al. (1993), Genes Dev. 7:1423-1435) and yeast transcription factors GAL4 and HAP1 (Marmonstein et al. (1992), Nature 356:408 -414; Zhang et al. (1993), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 2851-2855; US Patent No. 5,624,818), all have regions of dimerization with this motif.

В еще одном варианте реализации изобретения домен взаимодействия представляет собой домен тетрамеризации, который представляет собой полипептид, способный связываться с тремя другими доменами тетрамеризации с образованием тетрамерного комплекса. Примеры белков, содержащих домены тетрамеризации, включают, но не ограничиваются этим, репрессор лактозы E. coli (аминокислоты 46360, Chakerian et al. (1991), J. Biol. Chem. 266:1371; Alberti et al. (1993), EMBO J. 12:3227; и Lewis et al. (1996), Nature 271:1247) и домен тетрамеризации p53, сформированный остатками 322-355 (Clore et al. (1994), Science 265:386; Harbury et al. (1993), Science 262:1401; патент США № 5,573,925).In yet another embodiment, the interaction domain is a tetramerization domain, which is a polypeptide capable of binding to three other tetramerization domains to form a tetramer complex. Examples of proteins containing tetramerization domains include, but are not limited to, the E. coli lactose repressor (amino acid 46360, Chakerian et al. (1991), J. Biol. Chem. 266:1371; Alberti et al. (1993), EMBO J. 12:3227; and Lewis et al. (1996), Nature 271:1247) and the p53 tetramerization domain formed by residues 322-355 (Clore et al. (1994), Science 265:386; Harbury et al. (1993 ), Science 262:1401; US Patent No. 5,573,925).

В альтернативном варианте реализации изобретение влечет за собой использование трех субъединиц маркера пригодного для селекции, каждая из которых экспрессируется в виде слитого белка в домене взаимодействия, тем самым усиливая ассоциацию для обеспечения пригодной для селекции активности. В этом варианте реализации изобретения имеются три компонента гетеромерного комплекса. В экспрессированных кодирующих последовательностях вектора(ов) каждая из них функционально связана с кодирующими последовательностями каждой из соответствующих субъединиц маркера пригодного для селекции, например, биспецифическое антитело, экспрессируемое в виде одной тяжелой цепи и двух отличающихся легких цепей, причем обе легкие цепи могут связываться с тяжелой цепью. Изобретение также охватывает использование пригодных для селекции маркеров, известных или еще подлежащих изучению, которые имеют четыре или даже более субъединицы.In an alternative embodiment, the invention entails the use of three selectable marker subunits, each of which is expressed as a fusion protein in an interaction domain, thereby enhancing the association to provide selectable activity. In this embodiment of the invention there are three components of the heteromeric complex. In the expressed vector(s), the coding sequences are each operably linked to the coding sequences of each of the corresponding subunits of a selectable marker, for example, a bispecific antibody expressed as one heavy chain and two different light chains, both light chains being capable of binding to the heavy chain. chain. The invention also covers the use of selectable markers, known or still to be studied, which have four or even more subunits.

Данное изобретение также будет полезно для получения гетеромультимерных (или гетероолигомерных) белков, которые содержат три или более субъединицы, такие как те, которые описаны выше. Это включает биспецифические антитела и другие гетеромультимерные белки, которые известны в данной области техники. Например, биспецифическое антитело может быть экспрессировано с использованием первого маркера пригодного для селекции, который может подвергаться внутригенной комплементации, как описано в данном документе (например, GS), для экспрессии тяжелой цепи и легкой цепи первого антитела и другого маркера пригодного для селекции, такого как разделенный метаболический фермент или маркер устойчивости, или второго маркера пригодного для селекции, который отличается от первого маркера пригодного для селекции и может подвергаться внутригеннои комплементации, экспрессировать тяжелую цепь и легкую цепь второго антитела, которое способно связываться с первым антителом с образованием биспецифического антитела.The present invention will also be useful for the preparation of heteromultimeric (or heterooligomeric) proteins that contain three or more subunits, such as those described above. This includes bispecific antibodies and other heteromultimeric proteins that are known in the art. For example, a bispecific antibody may be expressed using a first selectable marker that can be subject to intragenic complementation as described herein (e.g., GS) to express the heavy chain and light chain of the first antibody and another selectable marker such as a separated metabolic enzyme or resistance marker, or a second selectable marker that is different from the first selectable marker and can undergo intragenic complementation, expressing the heavy chain and light chain of a second antibody that is capable of binding to the first antibody to form a bispecific antibody.

Альтернативно первый пригодный для селекции маркер, который способен к внутригенной комплементации, как описано в данном документе (например, GS), может быть использован для экспрессии двух различных тяжелых цепей биспецифического антитела, где тяжелые цепи способны связываться друг с другом. Затем легкие цепи могут быть экспрессированы с использованием другого маркера пригодного для селекции. В некоторых случаях легкая цепь может быть одинаковой для обоих плеч биспецифического антитела, что указывает на то, что для экспрессии легких цепей можно использовать один пригодный для селекции маркер (метаболический фермент или маркер устойчивости или другую форму маркера пригодного для селекции). Альтернативно другая легкая цепь может ассоциироваться с каждой отличающейся тяжелой цепью биспецифического антитела, и в этом случае другой пригодный для селекции маркер, такой как разделенный метаболический фермент или маркер устойчивости, или второй пригодный для селекции маркер, который отличается от первого маркера пригодного для селекции и может подвергаться внутригенной комплементации, используется для экспрессии первой и второй легких цепей.Alternatively, a first selectable marker that is capable of intragenic complementation as described herein (eg, GS) can be used to express two different heavy chains of a bispecific antibody, where the heavy chains are capable of binding to each other. The light chains can then be expressed using another marker suitable for selection. In some cases, the light chain may be the same for both arms of a bispecific antibody, indicating that a single selectable marker (metabolic enzyme or resistance marker or other form of selectable marker) can be used to express the light chains. Alternatively, a different light chain may be associated with each different heavy chain of the bispecific antibody, in which case another selectable marker, such as a separated metabolic enzyme or resistance marker, or a second selectable marker that is different from the first selectable marker and may undergo intragenic complementation, used to express the first and second light chains.

Как будет показано ниже в примерах, было обнаружено, что способы и композиции согласно изобретению уменьшают время, необходимое для отбора требуемых клеток, экспрессирующих высокие уровни гетеромультимерного белка. Таким образом, в еще одном варианте реализации изобретение охватывает отбор клеток, экспрессирующих высокие уровни рекомбинантного полипептида, в частности ге- 15 043386 теромультимерных полипептидов. Кроме того, изобретение имеет особую полезность в улучшении продуцирования гетеромерных комплексов посредством процессов клеточной культуры.As will be shown in the Examples below, it has been found that the methods and compositions of the invention reduce the time required to select desired cells expressing high levels of heteromultimeric protein. Thus, in yet another embodiment, the invention encompasses the selection of cells expressing high levels of recombinant polypeptide, in particular heteromultimeric polypeptides. In addition, the invention has particular utility in improving the production of heteromeric complexes through cell culture processes.

В некоторых вариантах реализации изобретения нуклеиновые кислоты, кодирующие субъединицы мутантных маркеров, слиты в рамке с нуклеиновой кислотой, кодирующей линкер, который далее слит в рамке с нуклеиновой кислотой, кодирующей домен взаимодействия. Линкеры могут включать любую относительно короткую гибкую последовательность, которая позволяет взаимодействующему домену взаимодействовать и субъединицам функционировать для обеспечения пригодной для селекции активности. Примеры линкеров в большом количестве известны в соответствующей области техники и могут включать GGPGG, GPGGG, где в однобуквенных аминокислотных кодах G представляет собой глицин, а P представляет собой пролин. В одном варианте реализации изобретения линкер представляет собой серию остатков глицина и серина, например, описанную Curtis et al. (1991; Proc Natl Acad Sci 88(13):5809-5813).In some embodiments, nucleic acids encoding mutant marker subunits are fused in frame to a nucleic acid encoding a linker, which is further fused in frame to a nucleic acid encoding an interaction domain. Linkers can include any relatively short flexible sequence that allows the interacting domain to interact and the subunits to function to provide selectable activity. Examples of linkers are widely known in the art and may include GGPGG, GPGGG, where in single letter amino acid codes G represents glycine and P represents proline. In one embodiment, the linker is a series of glycine and serine residues, such as those described by Curtis et al. (1991; Proc Natl Acad Sci 88(13):5809–5813).

В одном варианте реализации изобретения две комплементарные мутантные субъединицы экспрессируются из двух векторов, где первый вектор содержит первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, и где первая нуклеиновая кислота функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции. Второй вектор содержит третью нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид, который способен связываться с первым полипептидом, кодируемым первой нуклеиновой кислотой, причем третья нуклеиновая кислота функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей комплементарную мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции. Таким образом, оба вектора одновременно вводятся в популяцию клеток, и проводится отбор на внутригенную комплементацию.In one embodiment of the invention, two complementary mutant subunits are expressed from two vectors, where the first vector contains a first nucleic acid encoding a first polypeptide, and where the first nucleic acid is operably linked to a second nucleic acid encoding a mutant subunit of a selectable marker. The second vector contains a third nucleic acid encoding a polypeptide that is capable of binding to a first polypeptide encoded by the first nucleic acid, the third nucleic acid being operably linked to a fourth nucleic acid encoding a complementary mutant subunit of a selectable marker. Thus, both vectors are simultaneously introduced into a population of cells, and selection for intragenic complementation is carried out.

В другом варианте реализации изобретения два комплементарных фрагмента экспрессируются из двух векторов, где первый вектор содержит первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, и где первая нуклеиновая кислота функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей фрагмент маркера пригодного для селекции. Второй вектор содержит третью нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид, который способен связываться с первым полипептидом, кодируемым первой нуклеиновой кислотой, причем третья нуклеиновая кислота функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей комплементарный фрагмент маркера пригодного для селекции. Таким образом, оба вектора одновременно вводятся в популяцию клеток, и проводится отбор на внутригенную комплементацию.In another embodiment of the invention, two complementary fragments are expressed from two vectors, where the first vector contains a first nucleic acid encoding a first polypeptide, and where the first nucleic acid is operably linked to a second nucleic acid encoding a selectable marker fragment. The second vector contains a third nucleic acid encoding a polypeptide that is capable of binding to a first polypeptide encoded by the first nucleic acid, the third nucleic acid being operably linked to a fourth nucleic acid encoding a complementary fragment of a selectable marker. Thus, both vectors are simultaneously introduced into a population of cells, and selection for intragenic complementation is carried out.

Например, двухвекторная система для экспрессии антитела конструируется путем создания первого вектора, содержащего первую нуклеиновую кислоту, кодирующую одну цепь антитела, причем первая нуклеиновая кислота функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей mutGS-NT. Второй вектор содержит третью нуклеиновую кислоту, кодирующую другую цепь антитела, причем третья нуклеиновая кислота функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей mutGS-CT. Таким образом, в одном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина. Альтернативно, первая нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина.For example, a two-vector system for antibody expression is constructed by constructing a first vector containing a first nucleic acid encoding one antibody chain, the first nucleic acid operably linked to a second nucleic acid encoding mutGS-NT. The second vector contains a third nucleic acid encoding another antibody chain, the third nucleic acid being operably linked to a fourth nucleic acid encoding mutGS-CT. Thus, in one embodiment of the invention, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain. Alternatively, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain.

В другом варианте реализации изобретения два комплементарных фрагмента экспрессируются из двух векторов, где первый вектор содержит первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, и где первая нуклеиновая кислота функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей фрагмент маркера пригодного для селекции. Второй вектор содержит третью нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид, который способен связываться с первым полипептидом, кодируемым первой нуклеиновой кислотой, причем третья нуклеиновая кислота функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей комплементарный фрагмент маркера пригодного для селекции. Таким образом, оба вектора одновременно вводятся в популяцию клеток, и проводится отбор на внутригенную комплементацию.In another embodiment of the invention, two complementary fragments are expressed from two vectors, where the first vector contains a first nucleic acid encoding a first polypeptide, and where the first nucleic acid is operably linked to a second nucleic acid encoding a selectable marker fragment. The second vector contains a third nucleic acid encoding a polypeptide that is capable of binding to a first polypeptide encoded by the first nucleic acid, the third nucleic acid being operably linked to a fourth nucleic acid encoding a complementary fragment of a selectable marker. Thus, both vectors are simultaneously introduced into a population of cells, and selection for intragenic complementation is carried out.

В таком случае, двухвекторная система для экспрессии антитела конструируется путем создания первого вектора, содержащего первую нуклеиновую кислоту, кодирующую одну цепь антитела, причем первая нуклеиновая кислота функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей Nконцевой фрагмент глутаминсинтетазы. Второй вектор содержит третью нуклеиновую кислоту, кодирующую другую цепь антитела, причем третья нуклеиновая кислота функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей C-концевой фрагмент глутаминсинтетазы. Таким образом, в одном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина. Альтернативно первая нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина.In such a case, a two-vector system for antibody expression is constructed by constructing a first vector containing a first nucleic acid encoding one chain of the antibody, the first nucleic acid operably linked to a second nucleic acid encoding an N-terminal fragment of glutamine synthetase. The second vector contains a third nucleic acid encoding another antibody chain, the third nucleic acid being operably linked to a fourth nucleic acid encoding a C-terminal fragment of glutamine synthetase. Thus, in one embodiment of the invention, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain. Alternatively, the first nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain.

Дополнительный вариант реализации изобретения включает использование одного или нескольких IRES, допуская экспрессию одной или обеих субъединиц mutGS. IRES в контексте данного изобретения означает внутренний сайт связывания рибосомы, который облегчает инициацию трансляции мРНК с внутреннего сайта (то есть сайта, отличающегося от 5'-конца мРНК).An additional embodiment of the invention includes the use of one or more IRES, allowing the expression of one or both mutGS subunits. IRES in the context of this invention means an internal ribosome binding site that facilitates the initiation of translation of mRNA from an internal site (ie, a site different from the 5' end of the mRNA).

Одним из примеров подходящего IRES является IRES вируса энцефаломиокардита (ECMV), какOne example of a suitable IRES is the encephalomyocarditis virus (ECMV) IRES, as

- 16 043386 описано в Jang and Wimmer Genes &Development 4 1560 (1990) и Jang, Davies, Kaufman and Wimmer J.- 16 043386 described in Jang and Wimmer Genes & Development 4 1560 (1990) and Jang, Davies, Kaufman and Wimmer J.

Vir. 63 1651 (1989). Остатки 335-848 EMCV образуют подходящий IRES; другие варианты или частиVir. 63 1651 (1989). Residues 335–848 of EMCV form a suitable IRES; other options or parts

ECMV IRES известны и будут пригодны для использования в данном изобретении. Подходящей частью или вариантом IRES является такая, которая будет способствовать достаточной трансляции второй открытой рамки считывания (OPC).ECMV IRES are known and will be suitable for use in this invention. A suitable portion or variant of an IRES is one that will facilitate sufficient translation of the second open reading frame (OPC).

Кроме того, 3'-конец IRES может быть изменен (или мутирован) для уменьшения эффективности трансляции, тем самым обеспечивая средство для улучшения способов отбора и/или амплификации. Например, эффективность IRES может быть уменьшена с использованием последовательности, которая, как ранее стало известно, обеспечивает эффективный отбор и амплификацию (Aldrich et al., Biotechnol Prog 19, 1433; 2003). Альтернативные последовательности известны или могут быть определены специалистом в данной области техники.In addition, the 3' end of the IRES can be altered (or mutated) to reduce translation efficiency, thereby providing a means to improve selection and/or amplification methods. For example, the efficiency of an IRES can be reduced by using a sequence that has previously been known to provide efficient selection and amplification (Aldrich et al., Biotechnol Prog 19, 1433; 2003). Alternative sequences are known or can be determined by one skilled in the art.

В другом варианте реализации изобретение дополнительно включает нуклеиновую кислоту, кодирующую другой функциональный пригодный для селекции маркер, в дополнение к субъединице маркера пригодного для селекции и полипептида гетеромерного комплекса. В контексте данного документа другой функциональный пригодный для селекции маркер не является мутантной субъединицей маркера пригодного для селекции, который способен к внутригенной комплементации, но представляет собой белок с другой пригодной для селекции активностью. Хорошо известные маркеры, такие как зеомицин, неомицин, пуромицин, бластицидин S или GPT, который придает устойчивость к микофенольной кислоте и т. д., могут использоваться в качестве других функциональных пригодных для селекции маркеров. Дополнительно, также могут быть использованы комплементарные мутанты другого маркера пригодного для селекции, который способен к внутригенной комплементации.In another embodiment, the invention further includes a nucleic acid encoding another functional selectable marker in addition to the selectable marker subunit and a heteromeric complex polypeptide. As used herein, the other functional selectable marker is not a mutant subunit of a selectable marker that is capable of intragenic complementation, but is a protein with other selectable activity. Well-known markers such as zeomycin, neomycin, puromycin, blasticidin S or GPT, which confers resistance to mycophenolic acid, etc., can be used as other functional markers suitable for selection. Additionally, complementary mutants of another selectable marker that is capable of intragenic complementation can also be used.

В этом варианте реализации изобретение включает два вектора, где каждый из векторов содержит первую нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид, который может образовывать гетеромерный комплекс, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей по меньшей мере одну мутантную субъединицу маркера пригодного для селекции, а также нуклеиновой кислотой, кодирующей другой функциональный пригодный для селекции маркер. Кроме того, соответствующие полипептиды, кодируемые первой нуклеиновой кислотой каждого вектора, могут ассоциироваться с образованием комплекса, а субъединица или субъединицы, кодируемые вторыми нуклеиновыми кислотами каждого вектора, могут ассоциироваться с обеспечением пригодной для селекции активности, а полипептиды, кодируемые третьими нуклеиновыми кислотами обеспечивают пригодную для селекции активность, отличающуюся от пригодной для селекции активности субъединиц, кодируемых вторыми нуклеиновыми кислотами.In this embodiment, the invention includes two vectors, wherein each of the vectors contains a first nucleic acid encoding a polypeptide that can form a heteromeric complex, operably linked to a second nucleic acid encoding at least one mutant subunit of a selectable marker, and a nucleic acid , encoding another functional marker suitable for selection. In addition, the corresponding polypeptides encoded by the first nucleic acid of each vector may be associated with the formation of a complex, and the subunit or subunits encoded by the second nucleic acids of each vector may be associated with providing selection activity, and the polypeptides encoded by third nucleic acids provide selection activity. selection activity different from the selectable activity of the subunits encoded by the second nucleic acids.

Например, первый вектор может кодировать устойчивость к неомицину, а второй вектор может кодировать устойчивость к зеомицину, либо только один вектор может содержать дополнительный другой функциональный пригодный для селекции маркер. Таким образом, один вектор трансфицируется в клеточную линию и проводится отбор (т.е. препарат G418 добавляется к клеткам, устойчивым к неомицину). После отбора обычные способы могут быть использованы для определения наличия вектора и уровня экспрессии полипептидов, кодируемых нуклеиновыми кислотами вектора, например, путем ПЦР, саузерн-блоттинга, ELISA, вестерн-блоттинга и тому подобного. После получения высокого уровня экспрессии второй вектор трансфицируется в клеточную линию. При продолжении отбора относительно первого вектора проводится отбор относительно второго маркера пригодного для селекции (т. е. на резистентность к зеомицину) и оценивается наличие второго вектора и экспрессии соответствующих белков, кодируемых вектором. В этом варианте реализации изобретения, как только было определено, что оба вектора присутствуют, проводится отбор относительно экспрессии субъединиц, которые ассоциируются в клетке, чтобы обеспечить пригодную для селекции активность, как описано в данном документе.For example, the first vector may encode neomycin resistance and the second vector may encode zoomycin resistance, or only one vector may contain an additional other functional selectable marker. Thus, one vector is transfected into the cell line and selection is performed (ie, the G418 drug is added to neomycin-resistant cells). Once selected, conventional methods can be used to determine the presence of the vector and the level of expression of the polypeptides encoded by the nucleic acids of the vector, for example, by PCR, Southern blotting, ELISA, Western blotting and the like. Once a high level of expression is obtained, the second vector is transfected into the cell line. As selection continues with respect to the first vector, selection is carried out with respect to the second marker suitable for selection (i.e., resistance to zeomycin) and the presence of the second vector and the expression of the corresponding proteins encoded by the vector are assessed. In this embodiment, once it has been determined that both vectors are present, selection is made regarding the expression of subunits that associate in the cell to provide selectable activity as described herein.

В альтернативном варианте реализации изобретения обе нуклеиновые кислоты согласно изобретению, кодирующие независимые пригодные для селекции активности, трансфицируются одновременно и отбор проводится одновременно. Как только было определено, что оба вектора присутствуют, проводится отбор относительно экспрессии субъединиц, которые ассоциируются в клетке, чтобы обеспечить пригодную для селекции активность, как описано выше.In an alternative embodiment, both nucleic acids of the invention encoding independent selectable activities are transfected simultaneously and selection is carried out simultaneously. Once it has been determined that both vectors are present, selection is made regarding the expression of subunits that associate in the cell to provide selectable activity as described above.

В еще одном варианте реализации изобретения векторы согласно изобретению, кодирующие независимые пригодные для селекции активности, каждый трансфицируются в отдельные клеточные линии. После проведения отбора и идентификации клонов, которые экспрессируют высокие уровни белков, кодируемых каждым желаемым вектором, клетки сливают, как описано в Hori et al. (Патент США № 5,916,771). После завершения слияния проводится отбор относительно пригодной для селекции активности, обеспечиваемой субъединицами.In yet another embodiment, the vectors of the invention encoding independent selectable activities are each transfected into separate cell lines. After selecting and identifying clones that express high levels of the proteins encoded by each desired vector, the cells are fused as described in Hori et al. (US Patent No. 5,916,771). After completion of the fusion, selection is carried out regarding the selectable activity provided by the subunits.

В еще одном варианте реализации изобретения нуклеиновые кислоты согласно изобретению, необязательно не содержащие отдельную пригодную для селекции активность, трансфицируют одновременно с третьим вектором. Третий вектор кодирует отдельную пригодную для селекции активность, такую как, например, устойчивость к неомицину или бета-галактозидазу, которая может позволить провести предварительный отбор клеток, которые были успешно трансфицированы. Как только этот предварительный отбор будет выполнен, может быть проведен отбор относительно пригодной для селекции ак- 17 043386 тивности мутантных субъединиц. В этом варианте реализации изобретения используются равные количества двух векторов экспрессии для трансфекции, в то время как количество третьего вектора для трансфекции составляет одну треть от концентрации первых двух векторов (например, отношение 3:3:1 или 6:6:1 или тому подобное). Специалист в данной области техники поймет, что изменения в соотношениях находятся в пределах объема изобретения.In yet another embodiment, the nucleic acids of the invention, optionally not containing a separate selectable activity, are transfected simultaneously with the third vector. The third vector encodes a distinct selectable activity, such as, for example, neomycin or beta-galactosidase resistance, which may allow preselection of cells that have been successfully transfected. Once this preliminary selection has been completed, selection can be made for the selectable activity of the mutant subunits. In this embodiment, equal amounts of two expression vectors are used for transfection, while the amount of the third transfection vector is one third of the concentration of the first two vectors (for example, a ratio of 3:3:1 or 6:6:1 or the like) . One skilled in the art will appreciate that changes in ratios are within the scope of the invention.

Нуклеиновые кислоты, кодирующие компонент желаемого гетеромерного комплекса, могут быть получены в виде кДНК или в виде геномной ДНК способами, известными в данной области техники. Например, матричная РНК, кодирующая желаемый компонент, может быть выделена из подходящего источника, с использованием стандартных способов выделения РНК, и использования олиго-dTцеллюлозной хроматографии для отделения поли-A мРНК. В случае, когда гетеромерный комплекс, который должен быть экспрессирован, представляет собой антитело, подходящие источники желаемых нуклеиновых кислот могут быть выделены из зрелых В-клеток или культуры гибридомы. Кроме того, нуклеиновые кислоты для использования в изобретении могут быть получены с помощью химического синтеза.Nucleic acids encoding a component of the desired heteromeric complex can be obtained as cDNA or as genomic DNA by methods known in the art. For example, messenger RNA encoding the desired component can be isolated from a suitable source using standard RNA isolation techniques and using oligo-dTcellulose chromatography to separate poly-A mRNA. In the case where the heteromeric complex to be expressed is an antibody, suitable sources of the desired nucleic acids can be isolated from mature B cells or hybridoma culture. In addition, nucleic acids for use in the invention can be obtained by chemical synthesis.

В дополнение к нуклеиновой кислоте, кодирующей желаемый компонент гетеромерного комплекса, векторные конструкции могут содержать дополнительные компоненты для облегчения репликации в прокариотических и/или эукариотических клетках, интеграции конструкции в эукариотическую хромосому и маркеры для проведения отбора и/или скрининга клеток, содержащих конструкцию. Векторы согласно изобретению представляют собой рекомбинантные векторы ДНК, включая, но не ограничиваясь этим, плазмиды, фаги, фагмиды, космиды, вирусы, ретровирусы и тому подобное, которые вводят желаемую нуклеиновую кислоту в клетку.In addition to the nucleic acid encoding the desired component of the heteromeric complex, the vector constructs may contain additional components to facilitate replication in prokaryotic and/or eukaryotic cells, integration of the construct into the eukaryotic chromosome, and markers for selection and/or screening of cells containing the construct. The vectors of the invention are recombinant DNA vectors, including, but not limited to, plasmids, phages, phagemids, cosmids, viruses, retroviruses and the like, which introduce the desired nucleic acid into a cell.

Нуклеиновая кислота является функционально связанной, когда она имеет функциональную связь с другой нуклеиновой кислотой. Более конкретно, функциональная связь означает, что две разные нуклеиновые кислоты, кодирующие разные полипептиды, транскрибируются при одновременном индуцировании. Функциональная связь также должна означать, что связанные нуклеиновые кислоты могут соседствовать в единой транскрипционной единице, тогда как трансляция начинается от одного или нескольких сайтов связывания рибосомы (например, внутреннего сайта связывания рибосомы). Функционально связанные транскрипционные единицы, которые кодируют два разных полипептида, называются бицистронные транскрипты.A nucleic acid is operably linked when it is operably linked to another nucleic acid. More specifically, functional linkage means that two different nucleic acids encoding different polypeptides are transcribed when induced simultaneously. Functional coupling must also mean that the associated nucleic acids can coexist in a single transcription unit, while translation begins at one or more ribosome binding sites (eg, an internal ribosome binding site). Functionally linked transcription units that encode two different polypeptides are called bicistronic transcripts.

Способы согласно изобретению также могут быть использованы в сочетании с известными или еще не обнаруженными способами индукции продуцирования рекомбинантных белков. Под индуцирующими условиями подразумевается способ увеличения относительного продуцирования желаемого рекомбинантного белка в клетке. К таким способам, перечислив лишь несколько примеров, относятся холодовой температурный сдвиг и добавление химических веществ, и комбинации любых известных или еще не обнаруженных способов, а также любые еще не описанные и/или не обнаруженные способы индукции. Как правило, периодическая или проточная культура клеток с высокой плотностью индуцируется для получения рекомбинантного белка. Часто другие клеточные процессы (такие как рост и деление) ингибируются, чтобы направлять большую часть энергии клеток на производство рекомбинантного белка.The methods of the invention can also be used in combination with known or as yet undiscovered methods for inducing the production of recombinant proteins. By inducing conditions is meant a method of increasing the relative production of a desired recombinant protein in a cell. Such methods, to name just a few examples, include cold temperature shift and addition of chemicals, and combinations of any known or as yet undiscovered methods, as well as any as yet undescribed and/or undiscovered induction methods. Typically, a high-density batch or flow culture of cells is induced to produce recombinant protein. Often other cellular processes (such as growth and division) are inhibited in order to direct most of the cells' energy to the production of the recombinant protein.

В способах и композициях согласно изобретению можно использовать любой пригодный для селекции маркер, имеющий субъединицы. При использовании в контексте данного документа термин субъединица в контексте маркера пригодного для селекции относится к части маркера пригодного для селекции. Кроме того, первая мутантная субъединица (называемая в данном документе исходной мутантной субъединицей) маркера пригодного для селекции может быть экспрессирована со второй комплементарной мутантной субъединицей (называемой в данном документе комплементарной мутантной субъединицей) одного и того же маркера пригодного для селекции, чтобы обеспечить уровень пригодной для селекции активности, не характерный ни для одной из мутантных субъединиц по отдельности. Субъединица также может относиться к полипептиду, имеющему мутации, которые комплементируются другим мутированным полипептидом, который также представляет собой другую субъединицу маркера пригодного для селекции.The methods and compositions of the invention can use any selectable marker having subunits. As used herein, the term subunit in the context of a selectable marker refers to a portion of a selectable marker. In addition, a first mutant subunit (referred to herein as the original mutant subunit) of a selectable marker may be expressed with a second complementary mutant subunit (referred to herein as a complementary mutant subunit) of the same selectable marker to provide a level of selectable marker selection of activity that is not characteristic of any of the mutant subunits individually. A subunit may also refer to a polypeptide having mutations that are complemented by another mutated polypeptide, which is also another subunit of the selectable marker.

Пригодные для селекции маркеры, которые придают устойчивость к конкретным лекарственным средствам, которые обычно токсичны для животной клетки, могут быть использованы в способах и композициях согласно изобретению. Например, далее указаны неограничивающие примеры пригодных для селекции маркеров стойкости: зеомицин (zeo); пуромицин (PAC); бластицидин S (BlaS), GPT, который придает устойчивость к микофенольной кислоте (Mulligan & Berg (1981), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78:2072); ген устойчивости к неомицину, который придает устойчивость к аминогликозиду G-418 (Colberre-Garapin et al. (1981), J. Mol. Biol. 150:1); и ген устойчивости к гигромицину, который придает устойчивость к гигромицину (Santerre et al. (1984), Gene 30:147).Selectable markers that confer resistance to specific drugs that are generally toxic to an animal cell can be used in the methods and compositions of the invention. For example, the following are non-limiting examples of resistance markers suitable for selection: zeomycin (zeo); puromycin (PAC); blasticidin S (BlaS), a GPT that confers resistance to mycophenolic acid (Mulligan & Berg (1981), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78:2072); the neomycin resistance gene, which confers resistance to aminoglycoside G-418 (Colberre-Garapin et al. (1981), J. Mol. Biol. 150:1); and a hygromycin resistance gene, which confers resistance to hygromycin (Santerre et al. (1984), Gene 30:147).

Метаболические ферменты, которые обеспечивают выживаемость клеток или индуцируют гибель клеток в заданных условиях, также могут быть использованы в способах и композициях согласно изобретению. Примеры включают, но не ограничиваются этим: дигидрофолатредуктаза (DHFR); тимидинкиназа вируса простого герпеса (TK) (Wigler et al. (1977), Cell 11:223), гипоксантингуанинфосфорибозилтрансфераза (HGPRT) (Szybalska & Szybalski (1962), Proc. Natl. Acad. Sci. USAMetabolic enzymes that promote cell survival or induce cell death under specified conditions may also be used in the methods and compositions of the invention. Examples include, but are not limited to: dihydrofolate reductase (DHFR); herpes simplex virus thymidine kinase (TK) (Wigler et al. (1977), Cell 11:223), hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT) (Szybalska & Szybalski (1962), Proc. Natl. Acad. Sci. USA

- 18 043386- 18 043386

48:2026) и аденин-фосфорибозилтрансфераза (APRT) (Lowy et al. (1980), Cell 22:817), которые представляют собой гены, которые могут быть использованы в клетках, не имеющих ТЗ, HGPRT или APRT, соответственно.48:2026) and adenine phosphoribosyltransferase (APRT) (Lowy et al. (1980), Cell 22:817), which are genes that can be used in cells lacking TK, HGPRT or APRT, respectively.

В одном варианте реализации изобретения глутаминсинтетаза (GS) представляет собой пригодный для селекции маркер, используемым в способах и композициях согласно данному изобретению. GS содержит два соединенных пентамерных кольца идентичных субъединиц с десятью активными сайтами, образованными N-концевыми остатками одной субъединицы и C-концевыми остатками соседней субъединицы. N-концевые (mutGS-NT) и C-концевые (mutGS-CT) мутантные конструкции получают и оценивают относительно комплементации. Ни mutGS-NT, ни mutGS-CT не позволяют проходить клеточному росту в среде, не содержащей глутамина, однако, когда GS-мутантные клетки трансфицируются обеими конструктами, те клетки, которые трансфицированы обеими конструкциями на аналогичных уровнях, выживают в средах без глутамина. Когда происходит совместная трансфекция двумя такими мутантами, мутанты называются комплементарными. Альтернативно могут быть использованы клетки, экспрессирующие эндогенную GS, и трансфектанты могут быть отобраны, придавая повышенную устойчивость к токсическим уровням метионинсульфоксимина (MSX).In one embodiment, glutamine synthetase (GS) is a suitable selection marker for use in the methods and compositions of the invention. GS contains two connected pentameric rings of identical subunits with ten active sites formed by the N-terminal residues of one subunit and the C-terminal residues of the adjacent subunit. N-terminal (mutGS-NT) and C-terminal (mutGS-CT) mutant constructs were generated and assessed for complementation. Neither mutGS-NT nor mutGS-CT allows cell growth to occur in glutamine-free media, however, when GS mutant cells are transfected with both constructs, those cells that are transfected with both constructs at similar levels survive in glutamine-free media. When two such mutants are co-transfected, the mutants are called complementary. Alternatively, cells expressing endogenous GS can be used and transfectants can be selected to confer increased resistance to toxic levels of methionine sulfoximine (MSX).

Пригодные для селекции маркеры, основанные на отборе по цвету, также могут использоваться в способах и композициях согласно изобретению. В конкретном примере можно использовать бетагалактозидазу (Blau et al., WO 98/44350). Флуоресцентные маркеры также могут быть использованы в способах согласно данному изобретению, например, GFP использовался для клонального отбора клеток для измерения взаимодействия белков в исследованиях комплементации белка-фрагмента (Remy and Michnick, 1999), Proc. Natl. Acad. Sci., 96:5394- 5399). Аналогично конъюгированный с флуоресцеином метотрексат может быть использован для обнаружения клеток, экспрессирующих комплементарные фрагменты DHFR (Remy and Michnick, 2001), Proc. Natl. Acad. Sci., 98:7678-83). Преимущество флуоресцентных маркеров заключается в том, что этот отбор может быть выполнен на любом типе животных клеток и не ограничен теми, которые имеют дефект в метаболическом пути или не требуют чувствительности к лекарственным средствам, например, к неомицину.Selectable markers based on color selection may also be used in the methods and compositions of the invention. In a specific example, betagalactosidase (Blau et al., WO 98/44350) can be used. Fluorescent markers can also be used in the methods of this invention, for example, GFP has been used for clonal selection of cells to measure protein interactions in protein fragment complementation studies (Remy and Michnick, 1999), Proc. Natl. Acad. Sci., 96:5394-5399). Likewise, fluorescein-conjugated methotrexate can be used to detect cells expressing complementary DHFR fragments (Remy and Michnick, 2001), Proc. Natl. Acad. Sci., 98:7678-83). The advantage of fluorescent markers is that this selection can be performed on any type of animal cell and is not limited to those that have a defect in the metabolic pathway or do not require drug sensitivity, such as neomycin.

Используемый в контексте данного документа термин полипептид включает встречающиеся в природе или рекомбинантно экспрессированные белки, включая до- и посттрансляционную обработку, или их фрагменты, которые обычно сохраняют вторичную структуру. Белки представляют собой крупные молекулы с большой молекулярной массой (от около 10000 для небольших (от 50 до 100 аминокислот) до более чем 1000000 для некоторых форм); они состоят из различных количеств тех же 20 аминокислот, которые в интактном белке объединены с помощью ковалентных химических связей, называемых пептидными связями. Связанные вместе аминокислоты образуют линейные неразветвленные полимерные структуры, называемые полипептидными цепями; такие цепи могут содержать сотни аминокислотных остатков; они расположены в определенном порядке для данных видов белка. Термин пептид включает короткие фрагменты полипептидов или белков, обычно длиной менее 20 аминокислот.As used herein, the term polypeptide includes naturally occurring or recombinantly expressed proteins, including pre- and post-translational processing, or fragments thereof, which typically retain secondary structure. Proteins are large molecules with high molecular weight (from about 10,000 for small (50 to 100 amino acids) to more than 1,000,000 for some forms); they are made up of varying amounts of the same 20 amino acids, which in the intact protein are held together by covalent chemical bonds called peptide bonds. Amino acids linked together form linear, unbranched polymer structures called polypeptide chains; such chains can contain hundreds of amino acid residues; they are arranged in a specific order for given types of protein. The term peptide includes short fragments of polypeptides or proteins, usually less than 20 amino acids in length.

Термин культура клеток означает рост и распространение клеток вне многоклеточного организма или ткани. Обычно культура клеток выращивается при стерильной, контролируемой температуре и атмосферных условиях в емкостях для культивирования тканей (например, 10-сантиметровые чашках, 96луночных планшетах и т.д.) или в виде другой адгезивной культуры (например, на гранулах из микроносителя) или в суспензионной культуре, например, в бутылях с перемешиванием. Культуры можно выращивать в емкостях со встряхиванием, небольших биореакторах и/или крупномасштабных биореакторах. Биореактор представляет собой устройство, используемое для культивирования клеток, в котором можно отслеживать и корректировать условия окружающей среды, такие как температура, атмосфера, перемешивание и/или pH. Ряд компаний (например, ABS Inc., Wilmington, Del, Cell Trends, Inc., Middletown, Md.), а также организации, финансируемые университетами и/или правительством (например, The Cell Culture Center, Миннеаполис, Миннесота) предлагают услуги по клеточному культивированию на контрактной основе.The term cell culture refers to the growth and propagation of cells outside a multicellular organism or tissue. Typically, cell culture is grown under sterile, temperature-controlled and atmospheric conditions in tissue culture vessels (e.g., 10 cm dishes, 96-well plates, etc.) or in other adherent culture (e.g., microcarrier beads) or suspension culture, for example in bottles with stirring. Cultures can be grown in shake tanks, small bioreactors, and/or large-scale bioreactors. A bioreactor is a device used for culturing cells in which environmental conditions such as temperature, atmosphere, agitation and/or pH can be monitored and adjusted. A number of companies (e.g., ABS Inc., Wilmington, Del., Cell Trends, Inc., Middletown, Md.), as well as university and/or government-funded organizations (e.g., The Cell Culture Center, Minneapolis, Minnesota) offer cell cultivation on a contract basis.

Оптимальные периоды, при которых культуры находятся в контакте с агентами, которые отбирают пригодную для селекции активность, являются более длительными, чем обычный период одного нормального цикла роста (например, для клеток яичника китайского хомячка (клетки CHO), для которых сообщается о длительности одного цикла роста примерно 20-22 ч (Rasmussen et al. (1998), Cytotechnology, 28:31-42)). Таким образом, в одном варианте реализации изобретения культуры включают пригодные для селекции условия, например, лекарственные средства, метаболиты или цветные субстраты, предпочтительно в течение по меньшей мере около одного дня, более предпочтительно в течение по меньшей мере около 3 дней и еще более предпочтительно в течение по меньшей мере около 7 дней.Optimal periods for which cultures are in contact with agents that select for selectable activity are longer than the typical period of one normal growth cycle (for example, for Chinese hamster ovary cells (CHO cells), for which a single cycle duration has been reported growth approximately 20-22 hours (Rasmussen et al. (1998), Cytotechnology, 28:31-42)). Thus, in one embodiment of the invention, the crops include suitable conditions for selection, for example, drugs, metabolites or color substrates, preferably for at least about one day, more preferably for at least about 3 days, and even more preferably for for at least about 7 days.

Широкое разнообразие линий животных клеток, подходящих для роста в культуре, доступно, например, в Американской коллекции типовых культур (ATCC, Манассас, Виргиния) и NRRL (Пеория, Иллинойс). Некоторые из наиболее известных клеточных линий, обычно используемых в промышленной или научной лаборатории, включают клеточные линии CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, CV1, MDCK, 293, 3T3, PC12, миелому (например, NSO) и WI38, перечислив лишь некоторые примеры. В других вариантах реализации изобретения клеточные линии, не являющиеся животными клеточными линиями, могут бытьA wide variety of animal cell lines suitable for growth in culture are available, for example, from the American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA) and NRRL (Peoria, IL). Some of the more well-known cell lines commonly used in an industrial or scientific laboratory include CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, CV1, MDCK, 293, 3T3, PC12, myeloma (eg NSO) and WI38 cell lines, to name a few examples. In other embodiments, cell lines other than animal cell lines may be

- 19 043386 использованы в способах согласно изобретению, например, клеточные линии растений, клеточные линии насекомых (например, sf9), дрожжевых клеток или бактериальных клеток, таких как E. coli.- 19 043386 used in the methods according to the invention, for example, plant cell lines, insect cell lines (eg sf9), yeast cells or bacterial cells such as E. coli.

В одном варианте реализации изобретения используются GS-дефицитные клетки CHO, такие как CHOZN® GS -/-ZFN-модифицированные клетки CHO (Sigma Aldrich Fine Chemicals, Сент-Луис, Миссури). GS-дефицитные клетки CHO (или другие клетки млекопитающих) также могут быть получены с использованием способов, известных в данной области техники. Кроме того, клетками CHO легко манипулировать в качестве адгезивных или суспензионных культур и они проявляют относительно хорошую генетическую стабильность. Кроме того, новые линии клеток животных могут быть получены с использованием способов, хорошо известных специалистам в данной области техники (например, путем трансформации, вирусной инфекции и/или отбора).One embodiment of the invention uses GS-deficient CHO cells, such as CHOZN® GS -/- ZFN-modified CHO cells (Sigma Aldrich Fine Chemicals, St. Louis, MO). GS-deficient CHO cells (or other mammalian cells) can also be obtained using methods known in the art. In addition, CHO cells are easy to manipulate as adherent or suspension cultures and exhibit relatively good genetic stability. In addition, new animal cell lines can be generated using methods well known to those skilled in the art (eg, transformation, viral infection and/or selection).

Как отмечено выше, для экспрессии гетеромерных комплексов согласно изобретению можно использовать множество векторных систем, экспрессирующихся в хозяине. В случае, когда гетеромерный комплекс является растворимым, пептид или полипептид могут быть выделены из культуры, то есть из клетки-хозяина, в тех случаях, когда гетеромерные комплексы не секретируются, и из культуральной среды в случаях, когда гетеромерные комплексы секретируются клетками. Однако системы экспрессии также охватывают модифицированные клетки-хозяева, которые экспрессируют гетеромерные комплексы, закрепленные в клеточной мембране.As noted above, a variety of host-expressed vector systems can be used to express the heteromeric complexes of the invention. In the case where the heteromeric complex is soluble, the peptide or polypeptide can be isolated from the culture, that is, from the host cell in cases where the heteromeric complexes are not secreted, and from the culture medium in cases where the heteromeric complexes are secreted by the cells. However, expression systems also include modified host cells that express heteromeric complexes anchored in the cell membrane.

Очистка или обогащение гетеромерных комплексов из таких систем экспрессии может быть осуществлена с использованием подходящих детергентов и липидных мицелл и способов, хорошо известных специалистам в данной области техники. Однако такие модифицированные клетки-хозяева могут использоваться в ситуациях, когда важно не только сохранить структурные и функциональные параметры гетеромерных комплексов, но и оценить биологическую активность, например, в анализах скрининга лекарственных средств.Purification or enrichment of heteromeric complexes from such expression systems can be accomplished using suitable detergents and lipid micelles and methods well known to those skilled in the art. However, such modified host cells can be used in situations where it is important not only to preserve the structural and functional parameters of heteromeric complexes, but also to evaluate biological activity, for example, in drug screening assays.

Белок, экспрессируемый согласно способов изобретения, может быть отобран. Кроме того, белок может быть очищен или частично очищен от такой культуры или компонента (например, из культуральной среды или клеточных экстрактов или жидкости организма) с использованием известных способов. Словосочетание частично очищен означает, что была проведена какая-либо процедура фракционирования или процедуры, но присутствует больше видов полипептидов (по меньшей мере 10%), нежели желаемый белок. Под очищенным подразумевается, что белок является по существу гомогенным, т.е. присутствует менее 1% загрязняющих белков. Процедуры фракционирования могут включать, но не ограничиваются этим, один или несколько этапов фильтрации, центрифугирования, осаждения, разделения фаз, аффинной очистки, гель-фильтрации, ионообменной хроматографии, эксклюзионной хроматографии (SEC), хроматографии посредством гидрофобного взаимодействия (HIC; с использованием таких смол, как фениловый эфир, бутиловый эфир или пропиловый эфир), ВЭЖХ или некоторую комбинацию вышеперечисленного.The protein expressed according to the methods of the invention can be selected. In addition, the protein may be purified or partially purified from such a culture or component (eg, from culture medium or cell extracts or body fluid) using known methods. The phrase partially purified means that some fractionation procedure or procedure has been performed, but more polypeptide species (at least 10%) are present than the desired protein. By purified it is meant that the protein is essentially homogeneous, i.e. Less than 1% contaminating proteins are present. Fractionation procedures may include, but are not limited to, one or more steps of filtration, centrifugation, sedimentation, phase separation, affinity purification, gel filtration, ion exchange chromatography, size exclusion chromatography (SEC), hydrophobic interaction chromatography (HIC; using such resins as phenyl ether, butyl ether or propyl ether), HPLC or some combination of the above.

Изобретение также необязательно включает дальнейшее приготовление белков. Под термином приготовление подразумевается, что для белков может быть заменен буфер, они могут быть стерилизованы, упакованы в многодозовой форме и/или упакованы для конечного пользователя. Для целей изобретения термин стерильная многодозовая форма означает, что приготовление является свободным или по существу свободным от микробного загрязнения (до такой степени, насколько это приемлемо для пищевых целей и/или лекарственных средств) и имеет определенный состав и концентрацию.The invention also does not necessarily include further preparation of proteins. By formulation it is meant that the proteins may be buffer exchanged, sterilized, packaged in multi-dose form, and/or packaged for the end user. For purposes of the invention, the term sterile multi-dose form means that the preparation is free or substantially free of microbial contamination (to the extent acceptable for food and/or medicinal purposes) and has a defined composition and concentration.

Термин форма стерильной единичной дозы означает форму, подходящую для введения или потребления клиентом и/или пациентом. Такие композиции могут содержать эффективное количество белка в комбинации с другими компонентами, такими как физиологически приемлемый разбавитель, носитель или эксципиент. Термин физиологически приемлемый означает нетоксичный материал, который не влияет на эффективность биологической активности активного ингредиента(ов).The term sterile unit dosage form means a form suitable for administration or consumption by a client and/or patient. Such compositions may contain an effective amount of protein in combination with other components, such as a physiologically acceptable diluent, carrier or excipient. The term physiologically acceptable means a non-toxic material that does not interfere with the effectiveness of the biological activity of the active ingredient(s).

В соответствии с данным изобретением были разработаны наборы инактивирующих мутаций, которые кодируют изменения в N-конце (mutGS-NT) белка GS млекопитающего, а также наборы инактивирующих мутаций, которые кодируют изменения в C-конце (mutGS-CT) белка. Каталитический сайт GS подвергался аланиновому сканированию, при котором мутации были сделаны индивидуально и в комбинации ко всем эволюционно консервативным остаткам аланина, которые участвуют в связывании глутамата, АТФ и/или аммиака. Большинство остатков были отобраны на основании данных опубликованных рентгенографических и биохимических исследований ферментов GS, но все остатки в пределах 4,5 А субстратов/лигандов/металлов в активном центре были оценены как потенциальные кандидаты. Были идентифицированы комбинации N-концевых и C-концевых каталитически нарушенных, но структурно интактных мутантов GS и оценены на способность комлементировать друг друга, чтобы восстановить некоторую активность GS при совместной экспрессии.In accordance with the present invention, sets of inactivating mutations have been developed that encode changes in the N-terminus (mutGS-NT) of a mammalian GS protein, as well as sets of inactivating mutations that encode changes in the C-terminus (mutGS-CT) of the protein. The GS catalytic site was subjected to an alanine scan in which mutations were made individually and in combination to all evolutionarily conserved alanine residues that are involved in glutamate, ATP and/or ammonia binding. Most residues were selected based on published X-ray diffraction and biochemical studies of GS enzymes, but all residues within 4.5 A of substrates/ligands/metals in the active site were assessed as potential candidates. Combinations of N-terminal and C-terminal catalytically disrupted but structurally intact GS mutants were identified and assessed for the ability to complement each other to restore some GS activity when coexpressed.

Двухвекторную систему создавали путем объединения экспрессии одной цепи антитела с mutGSNT или N-концевым фрагментом GS, а другой с mutGS-CT или C-концевым фрагментом GS. Был сконструирован один вектор экспрессии с промотором/энхансером, приводящим к экспрессии тяжелой цепи антитела (НС) на одной мРНК с IRES, позволяющим проходить экспрессии mutGS-NT или N-концевого фрагмента GS. Отдельно экспрессия легкой цепи (LC) антитела была связана с mutGS-CT или C- 20 043386 концевым фрагментом GS путем конструирования вектора с экспрессией LC, контролируемой промотором/энхансером, и IRES, который позволяет проходить экспрессии mutGS-CT или C-концевого фрагмента GS. Ни mutGS-NT, ни mutGS-CT, ни N-концевые, ни C-концевые фрагменты GS, сами по себе не позволяют расти клеткам в среде, не содержащей глутамина. Однако, когда GS-мутантные клетки были трансфицированы обеими конструкциями, те клетки, которые были трансфицированы обеими конструктами на одинаковых уровнях, могли выживать в средах без глутамина. Эти клетки также продуцировали аналогичные количества LC и HC представляющего интерес антитела. Сила отбора может быть дополнительно увеличена за счет снижения эффективности IRES, что приводит к уменьшению трансляции маркера пригодного для селекции mutGS или, потенциально, путем добавления ингибитора GS, Lметионинсульфоксимина (MSX).A two-vector system was created by combining the expression of one antibody chain with mutGSNT or an N-terminal GS fragment and the other with mutGS-CT or a C-terminal GS fragment. A single expression vector was constructed with a promoter/enhancer leading to expression of the antibody heavy chain (HC) on a single mRNA with an IRES allowing expression of mutGS-NT or the N-terminal fragment of GS. Separately, antibody light chain (LC) expression was coupled to mutGS-CT or C-terminal GS fragment by constructing a vector with promoter/enhancer-controlled LC expression and an IRES that allows expression of mutGS-CT or C-terminal GS fragment . Neither mutGS-NT, nor mutGS-CT, nor the N-terminal nor C-terminal fragments of GS, by themselves allow cells to grow in glutamine-free media. However, when GS mutant cells were transfected with both constructs, those cells that were transfected with both constructs at similar levels were able to survive in glutamine-free media. These cells also produced similar amounts of LC and HC antibody of interest. The strength of selection can be further increased by reducing the efficiency of the IRES, resulting in reduced translation of the selectable marker mutGS, or potentially by adding a GS inhibitor, Lmethionine sulfoximine (MSX).

Данное изобретение не должно ограничиваться в объеме конкретными вариантами реализации изобретения, описанными в данном документе, которые предназначены лишь для иллюстрации отдельных аспектов изобретения, а функционально эквивалентные способы и компоненты находятся в пределах объема изобретения. Действительно, различные модификации изобретения, в дополнение к показанным и описанным в данном документе, станут очевидными для специалистов в данной области техники из предшествующего описания и сопутствующих графических материалов. Такие модификации должны рассматриваться как входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.The present invention is not to be limited in scope to the specific embodiments described herein, which are intended merely to illustrate certain aspects of the invention, and functionally equivalent methods and components are within the scope of the invention. Indeed, various modifications of the invention, in addition to those shown and described herein, will become apparent to those skilled in the art from the foregoing description and accompanying drawings. Such modifications are to be considered within the scope of the appended claims.

ПримерыExamples

Пример 1.Example 1.

Этот пример описывает отбор и подготовку мутантов глутаминсинтетазы (GS) мишы, которые, повидимому, могут быть полезны при внутригенной комплементации. Четыре N-концевых остатка GS мыши (W60, N61, D63 и S66) и 11 C-концевых остатков (E134, E136, E196, E203, N248, H253, N255, R319, R324, Е338 и R340) были выбраны для оценки в ходе аланинового сканирования мутаций. Индивидуальные и комбинированные мутантные конструкции были получены в векторах pcDNA3.3 (устойчивость к неомицину, Invitrogen Гранд-Айленд, Нью-Йорк), в результате чего было создано 9 N-концевых мутантных конструкций и 16 C-концевых мутантных конструкций.This example describes the selection and preparation of glutamine synthetase (GS) mutants that are likely to be useful in intragenic complementation. Four N-terminal residues of mouse GS (W60, N61, D63 and S66) and 11 C-terminal residues (E134, E136, E196, E203, N248, H253, N255, R319, R324, E338 and R340) were selected for evaluation in during alanine mutation scanning. Individual and combined mutant constructs were generated in pcDNA3.3 (neomycin resistance, Invitrogen Grand Island, NY) vectors, resulting in 9 N-terminal mutant constructs and 16 C-terminal mutant constructs.

Мутантные конструкции оценивали на предмет экспрессии цельного белка GS в клеточных линиях CHO-K1. Клетки культивировали в неселективных химически определенных средах для роста, содержащих глутамин в вентилируемых колбах со встряхиванием при температуре 36°C, 5% CO2, 70% относительной влажности и скорости встряхивания 150-160 об/мин во влажных камерах. Плотность жизнеспособных клеток (VCD) и жизнеспособность измеряли с помощью автоматизированного счетчика клеток ViCell (Beckman-Coulter, Inc., Брея, Калифорния). Культуры пассировали путем разведения каждые 3-4 дня.Mutant constructs were assessed for expression of intact GS protein in CHO-K1 cell lines. Cells were cultured in non-selective chemically defined growth media containing glutamine in vented shake flasks at 36°C, 5% CO 2 , 70% relative humidity and shaking speed of 150-160 rpm in humidified chambers. Viable cell density (VCD) and viability were measured using a ViCell automated cell counter (Beckman-Coulter, Inc., Brea, CA). Cultures were passaged by dilution every 3-4 days.

Один миллион клеток для каждых условий трансфицировали с помощью 10 микрограмм линеаризованной ДНК путем электропорации (биологические трипликаты). ДНК линеаризовали с помощью рестрикционного фермента PvuI-HF (New England Biolabs, Ипсуич, Массачусетс) в течение ночи при температуре 37°C в соответствии с рекомендациями производителя. Агарозный гель-электрофорез использовали для подтверждения полной линеаризации каждой плазмиды. После рестрикционного расщепления ДНК осаждали в течение ночи при температуре -70°C путем добавления 3 М ацетата натрия в количестве 10% от реакционного объема и 100% этанола в количестве 200% от реакционного объема к каждому продукту расщепления. После осаждения этанолом, ДНК осаждали, осадок промывали один раз 70% этанолом, сушили на воздухе и повторно суспендировали в солевом растворе, забуференном с помощью HEPES. Концентрации ДНК измеряли с помощью NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, Уилмингтон, Делавэр) и доводили до 1 микрограмма/микролитр с помощью солевого раствора, забуференного с помощью HEPES.One million cells for each condition were transfected with 10 micrograms of linearized DNA by electroporation (biological triplicates). DNA was linearized using the restriction enzyme PvuI-HF (New England Biolabs, Ipswich, MA) overnight at 37°C according to the manufacturer's recommendations. Agarose gel electrophoresis was used to confirm complete linearization of each plasmid. After restriction digestion, DNA was precipitated overnight at −70°C by adding 3 M sodium acetate at 10% of the reaction volume and 100% ethanol at 200% of the reaction volume to each digestion product. After ethanol precipitation, the DNA was pelleted, the pellet was washed once with 70% ethanol, air dried, and resuspended in HEPES-buffered saline. DNA concentrations were measured using a NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, Wilmington, DE) and adjusted to 1 microgram/microliter using HEPES-buffered saline.

Для тестирования на предмет внутригенной комплементации использовали 5 микрограмм каждой из двух плазмид, а также 10 микрограмм ДНК из молок лососевых, фрагментированной в результате гидродинамического сдвига (Invitrogen). Трансфекции были проведены путем осаждения для каждого из условий 1 миллиона клеток из культуры, выращиваемой в течение 3 дней, ресуспендирования клеток в 150 мкл забуференном с помощью HEPES солевом растворе, добавления в общей сложности 10 мкг плазмидной ДНК (5 мкг каждой плазмиды и 10 микрограмм и переноса смесь в лунки 96-луночного планшета для электропорации (Bio-Rad Laboratories, Inc., Геркулес, Калифорния).To test for intragenic complementation, 5 micrograms of each of the two plasmids were used, as well as 10 micrograms of hydrodynamically fragmented salmon milt DNA (Invitrogen). Transfections were performed by pelleting 1 million cells for each condition from a culture grown for 3 days, resuspending the cells in 150 μl of HEPES-buffered saline, adding a total of 10 μg of plasmid DNA (5 μg of each plasmid and 10 micrograms of transferring the mixture into the wells of a 96-well electroporation plate (Bio-Rad Laboratories, Inc., Hercules, CA).

Электропорацию проводили с использованием 96-луночных планшетах Gene Pulser MXcell™ (BioRad Laboratories, Inc., Геркулес, Калифорния) со следующими настройками: экспоненциальная волна, напряжение = 290 В, емкость = 950 мкФ, сопротивление = 950 Ом. После электропорации клетки переносили в предварительно нагретую неселективную среду для выращивания в вентилируемые 24-луночные планшеты (24DWP) объемом 2 мл/лунку и встряхивании при 220 об/мин во влажных камерах Kuhner (Kuhner AG, Базель, Швейцария).Electroporation was performed using Gene Pulser MXcell™ 96-well plates (BioRad Laboratories, Inc., Hercules, CA) with the following settings: exponential wave, voltage = 290 V, capacitance = 950 μF, resistance = 950 ohms. After electroporation, cells were transferred to prewarmed nonselective growth medium in ventilated 24-well plates (24DWP) with a volume of 2 ml/well and shaking at 220 rpm in Kuhner humidified chambers (Kuhner AG, Basel, Switzerland).

Через три дня после трансфекции клетки подсчитывали и переносили в селективную среду (химически определенные ростовые среды без глутамина) при плотности 1x106 жизнеспособных клеток/мл. Стабильные пулы были получены путем последовательного пассирования клеток в селективной среде каждые 3-4 дня до восстановления жизнеспособности культуры выше 90%. Количество клеток было под- 21 043386 считано с помощью проточного цитометра Guava EasyCyte™ НТ (EMD Millipore, Биллерика, Массачусетс) с использованием модуля анализа ViaCount после 15-минутной инкубации клеток в реагенте (разведение культуры 1:10 в реагенте ViaCount FLEX (EMD Millipore, Биллерика, Массачусетс) при рабочей концентрации (разведение 1:50 в PBS)).Three days after transfection, cells were counted and transferred to selective media (chemically defined growth media without glutamine) at a density of 1x106 viable cells/ml. Stable pools were obtained by sequential passage of cells in selective medium every 3-4 days until culture viability was restored above 90%. Cell numbers were counted on a Guava EasyCyte™ HT flow cytometer (EMD Millipore, Billerica, MA) using the ViaCount assay module after 15 minutes of cell incubation in the reagent (1:10 culture dilution in ViaCount FLEX reagent (EMD Millipore , Billerica, MA) at working concentration (1:50 dilution in PBS)).

Во всех пулах восстанавливалась жизнеспособность до уровня не менее 90% до тестирования в исследованиях функциональности. После образования пула был проведен анализ с помощью вестернблоттинга пулов трипликатов, чтобы определить уровень сверхэкспрессии белка GS для каждой конструкции и определить, не повлияла ли какая-либо мутация на продуцирование цельного белка GS.All pools recovered viability to at least 90% prior to testing in the functionality studies. Following pool formation, Western blot analysis of the triplicate pools was performed to determine the level of GS protein overexpression for each construct and to determine whether any mutation affected the production of intact GS protein.

Для анализа вестерн-блоттинга 3x106 клеток лизировали в 100 мкл буфера RIPA (Thermo Scientific Pierce, Рокфорд, Иллинойс), дополненного Ингибиторной Смесью для Остановки Протеазы и Фосфатазы без ЭДТА (Thermo Scientific, Рокфорд, Иллинойс) в течение 30 минут на льду. Лизаты очищали с помощью центрифугирования при 13000 об/мин, добавляли 4-кратный буфер для нанесения (Invitrogen, Гранд-Айленд, Нью-Йорк) и образцы кипятили при температуре 95°С в течение 5 минут. 15 мкл каждого образца прогоняли на гелях E-Page 48 (Invitrogen, Гранд-Айленд, Нью-Йорк) и переносили на мембраны PVDF с использованием iBlot (Invitrogen, Гранд-Айленд, Нью-Йорк). Каждую мембрану исследовали при соотношении 1:500 с антителом против глутаминсинтетазы (Cat #610518, BD biosciences, Сан-Хосе, Калифорния) в течение ночи при температуре 4°С с последующей инкубацией при соотношении 1:2000 с антимышиными вторичными антителами Alexa Fluor 680 (Life Technologies, Гранд-Айленд, Нью-Йор). Блоты сканировали с использованием инфракрасной системы визуализации Odyssey (LI-COR, Линкольн, Нью-Йорк) и количественно оценивали с помощью программного обеспечения ImageJ.For Western blot analysis, 3x10 6 cells were lysed in 100 μl of RIPA buffer (Thermo Scientific Pierce, Rockford, IL) supplemented with EDTA-free Protease and Phosphatase Inhibitor Mixture (Thermo Scientific, Rockford, IL) for 30 min on ice. Lysates were cleared by centrifugation at 13,000 rpm, 4× loading buffer (Invitrogen, Grand Island, NY) was added, and samples were boiled at 95°C for 5 min. 15 μl of each sample was run on E-Page 48 gels (Invitrogen, Grand Island, NY) and transferred to PVDF membranes using iBlot (Invitrogen, Grand Island, NY). Each membrane was probed at 1:500 with anti-glutamine synthetase antibody (Cat #610518, BD biosciences, San Jose, CA) overnight at 4°C, followed by incubation at 1:2000 with Alexa Fluor 680 anti-mouse secondary antibody ( Life Technologies, Grand Island, New York). Blots were scanned using an Odyssey infrared imaging system (LI-COR, Lincoln, NY) and quantified using ImageJ software.

Таблица 1Table 1

Исследованные мутанты глутаминсинтетазы мышиMouse glutamine synthetase mutants studied

Отобранные мутанты GS (аланиновое сканирование) Selected GS mutants (alanine scan) Класс Мутанта Class Mutant Интактный белок GS Intact GS protein ID последовательности ID sequences W60A W60A N-конец N-terminus Да Yes 2 2 N61A N61A N-конец N-terminus Да Yes 3 3 D63A D63A N-конец N-terminus Да Yes 4 4 S66A S66A N-конец N-terminus Да Yes 5 5 W60A N61A D63 A (NT 1) W60A N61A D63 A (NT 1) N-конец N-terminus Да Yes 6 6 W60A N61AS66A W60A N61AS66A N-конец N-terminus Да Yes 7 7 W60A D63A S66A W60A D63A S66A N-конец N-terminus Да Yes 8 8 N61AD63AS66A N61AD63AS66A N-конец N-terminus Да Yes 9 9 W60A N61A D63A S66A (NT2) W60A N61A D63A S66A (NT2) N-конец N-terminus Да Yes 10 10 Е134А E134A С-конец C-end Да Yes И AND Е136А E136A С-конец C-end Да Yes 12 12 Е196А E196A С-конец C-end Да Yes 13 13 Е203А E203A С-конец C-end Да Yes 14 14 N248A N248A С-конец C-end Да Yes 15 15 Н253А H253A С-конец C-end Да Yes 16 16 N255A N255A С-конец C-end Да Yes 17 17 R319A R319A С-конец C-end Да Yes 18 18 R324A R324A С-конец C-end Да Yes 20 20 Е134А Е136А Е196А Е203А E134A E136A E196A E203A С-конец C-end Да Yes 21 21 N248A Н253А N255A N248A H253A N255A С-конец C-end Да Yes 22 22

Хотя в изначальный анализ определил остатки Е388 и R340 в качестве остатков-кандидатов для мутации, сверхэкспрессия мутантов GS Е388А и R340A (как одиночные мутации или в сочетании с другими мутациями) не приводила к получению интактного белка GS. Поэтому конструкции, содержащие эти мутации, не рассматривались далее.Although the initial analysis identified residues E388 and R340 as candidate residues for mutation, overexpression of the GS mutants E388A and R340A (as single mutations or in combination with other mutations) did not result in intact GS protein. Therefore, constructs containing these mutations were not considered further.

Поскольку стабильные пулы мутантов GS были получены в линии родительских клеток СНО-К1 дикого типа, которая имеет функциональный фермент GS, оценку активности мутантов проводили с помощью скрининга роста/жизнеспособности в селективной среде без глутамина и дополненной 25 мкМ ингибитора GS, L-метионинсульфоксимином (MSX). Клетки СНО-ΚΙ дикого типа погибали после 4 пас-22043386 сажей в селективной среде. Определенные N-концевые и C-концевые мутации препятствовали росту культуры в селективной среде, но даже пулы с ослабленным ростом сохраняли относительно высокую жизнеспособность.Because stable pools of GS mutants were generated from the parental wild-type CHO-K1 cell line, which has a functional GS enzyme, assessment of mutant activity was performed using a growth/viability screen in selective media lacking glutamine and supplemented with 25 μM of the GS inhibitor, L-methionine sulfoximine (MSX). ). Wild-type CHO-ΚΙ cells died after 4 passages of soot in a selective medium. Certain N-terminal and C-terminal mutations prevented culture growth in selective media, but even pools with reduced growth retained relatively high viability.

Клетки, трансфецированные отдельными N-концевыми мутантами GS, росли аналогично конструкции дикого типа, поэтому эти конструкции далее не были протестированы. Однако две N-концевые конструкции с множественными мутациями W60A N61A D63A (mutGS-NT1; SEQ ID NO: 6) и W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) обеспечили высокие уровни сверхэкспрессированного белка GS и вели себя наиболее сходно с пустым вектором отрицательного контроля в функциональном анализе, и были отобраны для дальнейшего анализа. Кроме того, две другие N-концевые мутантные конструкции, W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3; SEQ ID NO: 25) и W60A N61A D63R S66A (mutGSNT4; SEQ ID NO: 19) были получены с целью повышения жесткости эффекта комплементации, и оценены. В последней конструкции аспартат-63 был мутирован с заменой аланина на агргинин, поскольку аналогичный мутант в Anabena azollae полностью исключил биосинтетическую активность и экспрессировался так же, как и дикий тип, тогда как мутация с заменой на аланин обеспечивала сохранение 6,5% биосинтетической активности (Eur. J. Biochem. 266, 1202 (1999) Crespo et al.).Cells transfected with individual N-terminal GS mutants grew similarly to the wild-type construct, so these constructs were not tested further. However, two N-terminal constructs with multiple mutations W60A N61A D63A (mutGS-NT1; SEQ ID NO: 6) and W60A N61A D63A S66A (mutGS-NT2; SEQ ID NO: 10) provided high levels of overexpressed GS protein and behaved most similarly with the empty negative control vector in the functional assay and were selected for further analysis. In addition, two other N-terminal mutant constructs, W60A N61A D63A S66A D76A (mutGS-NT3; SEQ ID NO: 25) and W60A N61A D63R S66A (mutGSNT4; SEQ ID NO: 19) were generated to increase the stringency of the complementation effect, and appreciated. In the latter construct, aspartate-63 was mutated from alanine to agrginine, since a similar mutant in Anabena azollae completely eliminated biosynthetic activity and was expressed similarly to the wild type, whereas the alanine mutation resulted in retention of 6.5% biosynthetic activity ( Eur J Biochem 266, 1202 (1999) Crespo et al.

Несмотря на то, что несколько конструкций с одиночными мутациями на C-конце прошли функциональную оценку, две конструкции, которые содержали множественные мутации, E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT1; SEQ ID NO: 21) и N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22), были отобраны для дальнейшего анализа.Although several constructs with single C-terminal mutations underwent functional evaluation, two constructs that contained multiple mutations, E134A E136A E196A E203A (mutGS-CT1; SEQ ID NO: 21) and N248A H253A N255A (mutGS-CT2; SEQ ID NO: 22) were selected for further analysis.

Пример 2.Example 2.

Этот пример описывает влияние мутаций в GS на экспрессию рекомбинантного гетеродимерного белка, то есть моноклонального антитела (mAb). Отобранные N-концевые и C-концевые мутанты, описанные в Примере 1, клонировали в векторы экспрессии mAb для построения множества комбинаций двухвекторных систем, где экспрессия легкой цепи (LC) связана с помощью IRES с mutGS-CT, а тяжелая цепь (HC) связана с mutGS-NT. Нокаутная по GS клеточная линия CHO-K1 была получена с использованием CompoZr® Knockout ZFN Kit-CHO GS в соответствии с инструкциями производителя (SigmaAldrich Сент-Луис, Миссури). Нокаутные относительно глутаминсинтетазы клеточные линии CHO-K1 (CHO-K1 GS-KO) культивировали, как описано выше.This example describes the effect of mutations in GS on the expression of a recombinant heterodimeric protein, that is, a monoclonal antibody (mAb). Selected N-terminal and C-terminal mutants described in Example 1 were cloned into mAb expression vectors to construct multiple combinations of two-vector systems, where light chain (LC) expression is linked by an IRES to mutGS-CT and heavy chain (HC) is linked with mutGS-NT. The GS knockout cell line CHO-K1 was generated using CompoZr® Knockout ZFN Kit-CHO GS according to the manufacturer's instructions (SigmaAldrich St. Louis, MO). Glutamine synthetase knockout CHO-K1 cell lines (CHO-K1 GS-KO) were cultured as described above.

Трипликатные трансфекции нокаутных CHO-K1 GS выполняли с использованием векторов, содержащих LC или НС mAb, связанные либо с GS дикого типа (положительный контроль), либо с отобранными N- и C-концевыми мутантами и культивировали в среде, не содержащей глутамина. Первоначальный вектор pcDNA3.3, содержащий GS дикого типа, использовали в качестве дополнительного положительного контроля. Как пулы дикого типа GS pcDNA3.3, так и mAb-связанные пулы GS дикого типа обеспечивали восстановление более 90% жизнеспособности на 20-й день пассирования в среде, не содержащей глутамина. Напротив, пулы, трансфицированные в качестве отрицательного контроля без ДНК и все mAb-связанные мутантные пулы GS погибли через 17 дней в среде, не содержащей глутамина, что подтверждает, что отобранные мутанты обеспечивают получение функционального продукта белка GS.Triplicate transfections of CHO-K1 GS knockouts were performed using vectors containing LC or HC mAbs coupled to either wild-type GS (positive control) or selected N- and C-terminal mutants and cultured in glutamine-free media. The original pcDNA3.3 vector containing wild-type GS was used as an additional positive control. Both pcDNA3.3 wild-type GS pools and mAb-bound wild-type GS pools provided greater than 90% recovery of viability at day 20 of passage in glutamine-free media. In contrast, pools transfected as a negative control without DNA and all mAb-bound GS mutant pools died after 17 days in glutamine-free medium, confirming that the selected mutants produce a functional GS protein product.

Наконец, отобранные N-концевые и C-концевые мутанты были оценены на предмет внутригенной комплементации GS в двухвекторной системуе экспрессии для получения пулов, продуцирующих mAb, в нокаутной клеточной линии CHO-K1 GS. Эти клетки трансфицировали векторами внутригенной комплементации A (LC:mutGS-CT) и B (HC:mutGS-NT) с указанными мутациями в последовательности GS (см. табл. 2 ниже). Все оцененные комбинации mutGS-CT/mutGS-NT смогли обеспечить восстановление до около 90% жизнеспособности в течение 25 дней после пассирования в среде, не содержащей глутамина. Двухвекторные пулы LC:mutGS-CT/HC:mutGS-NT имели большее снижение жизнеспособности и потребовали больше времени для восстановления в селективной среде, чем одновекторные положительные контроли, содержащие GS дикого типа.Finally, selected N-terminal and C-terminal mutants were evaluated for intragenic complementation of GS in a two-vector expression system to generate mAb-producing pools in the CHO-K1 GS knockout cell line. These cells were transfected with intragenic complementation vectors A (LC:mutGS-CT) and B (HC:mutGS-NT) with the indicated mutations in the GS sequence (see Table 2 below). All mutGS-CT/mutGS-NT combinations evaluated were able to achieve recovery to approximately 90% viability within 25 days of passaging in glutamine-free media. Dual-vector LC:mutGS-CT/HC:mutGS-NT pools had a greater reduction in viability and took longer to recover in selective media than single-vector positive controls containing wild-type GS.

Полученные трипликатные стабильные пулы дополнительно оценивали на предмет экспрессии mAb с помощью 10-дневного исследования продуцирования при культивировании с подпиткой. Исследования продуцирования проводили с использованием культур, выращиваемых в течении 4 дней, при разделении 1:5 путем разбавления в химически определенной среде для продуцирования в 24DWP (-0,5x106 жизнеспособных клеток/мл). Рост и жизнеспособность культуры отслеживали на 3, 6, 8 и 10 дни с использованием анализа Guava ViaCount (Millipore, Биллерика, Массачусетс). Болюсное введение питательных веществ проводили на 3, 6 и 8 дни с химически определенной питательной средой. Концентрацию глюкозы в среде измеряли в дни добавления питательных веществ с использованием колориметрического реагента PolyChem (Polymedco, Кортленд Манор, Нью-Йорк) и доводили до 12 г/л с помощью 50%-ного стокового раствора глюкозы. Конечный титр продукта определяли с использованием супернатанта культуры 10-го дня с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием колонки POROS A/20 Protein A. Все пулы, полученные с помощью двухвекторной системы внутригенной комплементации GS, содержащей отдельные цепи mAb, связанные через IRES с отдельными мутантами GS продуцировали детектируемые уровни антител; значения показаны в табл. 2 (пример 3) ниже.The resulting triplicate stable pools were further assessed for mAb expression using a 10-day fed-batch production assay. Production studies were performed using cultures grown for 4 days at a 1:5 split by dilution in chemically defined production medium in 24DWP (-0.5x106 viable cells/ml). Culture growth and viability were monitored on days 3, 6, 8, and 10 using the Guava ViaCount assay (Millipore, Billerica, MA). Bolus administration of nutrients was carried out on days 3, 6 and 8 with a chemically determined nutrient medium. Glucose concentrations in the media were measured on days of nutrient addition using PolyChem colorimetric reagent (Polymedco, Cortlandt Manor, NY) and adjusted to 12 g/L using a 50% glucose stock solution. The final product titer was determined using day 10 culture supernatant by high performance liquid chromatography (HPLC) using a POROS A/20 Protein A column. All pools generated by the GS two-vector intragenic complementation system containing single mAb chains linked via IRES with individual GS mutants produced detectable levels of antibodies; values are shown in table. 2 (example 3) below.

- 23 043386- 23 043386

Пример 3.Example 3.

В этом примере описан способ увеличения титра антител в трансфицированных пулах путем увеличения жесткости отбора с помощью снижения эффективности связи GS и IRES. Последовательность в исходных конструкциях представляет собой последовательность EMCV дикого типа до ATG-12, которая была слита с стартовым кодоном GS (Davies and Kaufman, J Virol 66, 1924; 1992). Эффективность IRES была снижена путем использованием ранее показанной последовательности для обеспечения эффективного отбора и амплификации (Aldrich et al., Biotechnol Prog 19, 1433; 2003). Ниже последовательность ДНК соединений в более эффективном (ED3) соединении сравнивается с последовательностью ДНК менее эффективного соединения (317). Числами, указанными ниже последовательности ED3 отмечены ATG, найденные в EMCV WT. Последний ATG определяет стартовый кодон GS.This example describes a method for increasing antibody titers in transfected pools by increasing the stringency of selection by reducing the efficiency of GS and IRES binding. The sequence in the original constructs is the wild-type EMCV sequence up to ATG-12, which was fused to the GS start codon (Davies and Kaufman, J Virol 66, 1924; 1992). The efficiency of the IRES was reduced by using a previously shown sequence to ensure efficient selection and amplification (Aldrich et al., Biotechnol Prog 19, 1433; 2003). Below, the DNA sequence of the compounds in the more effective (ED3) compound is compared with the DNA sequence of the less effective compound (317). The numbers below indicate the ED3 sequences of the ATGs found in EMCV WT. The last ATG defines the GS start codon.

317 GTZGTZTAZTCCCTCGAGATCCGTGCCATCATG (SEQ ID NO:23)317 GTZGTZTAZTCCCTCGAGATCCGTGCCATCATG (SEQ ID NO:23)

ED3 GTTGATAATATGGCCACAACCATG (SEQ ID NO:24)ED3 GTTGATAATATGGCCACAACCATG (SEQ ID NO:24)

11 1211 12

Векторы экспрессии были идентичны векторам, показанным на фиг. 1, за исключением последовательности соединения IRES и GS. Трансфекция клеток обеими плазмидами с менее эффективным соединением IRES-GS приводила к более низкой выживаемости после трансфекции и более продолжительному времени восстановления. Только две из трех трансфекции CT1-NT4 восстановились, и ни одна из других комбинаций mutIRES не восстановилась. Однако для тех комбинаций mutIRES, которые действительно восстанавливались, 10-дневное культивирование с подпиткой привело к получению 0,55 грамм/л для одного пула и 0,17 г/л для другого. Удельная продуктивность этих пулов составляла 16 p/c/d и 6,9 p/c/d соответственно. Титр 0,55 г/л превосходит те, о которых ранее сообщалось и не требует сортировки FACS для достижения их уровня (Ye, J. et al. Biotechnol Prog 26, 1431; 2010).The expression vectors were identical to those shown in FIG. 1, except for the IRES and GS junction sequence. Transfection of cells with both plasmids with the less efficient IRES-GS compound resulted in lower post-transfection survival and longer recovery times. Only two of three CT1-NT4 transfections recovered, and none of the other mutIRES combinations recovered. However, for those mutIRES combinations that did recover, 10 days of fed-batch culture resulted in 0.55 g/L for one pool and 0.17 g/L for the other. The specific productivity of these pools was 16 p/c/d and 6.9 p/c/d, respectively. The 0.55 g/L titer is superior to those previously reported and does not require FACS sorting to achieve their level (Ye, J. et al. Biotechnol Prog 26, 1431; 2010).

Таблица 2table 2

Экспрессия трансфектантов с внутригенной GS с ____________различными соединениями IRES-GS____________Expression of intragenic GS transfectants with ____________different IRES-GS____________ compounds

Конструкция Design Средний титр (п=3) г/л Average titer (n=3) g/l Средняя qP (η = 3) p/c/d Average qP (η = 3) p/c/d CT1-NT1 CT1-NT1 0.08 0.08 1.17 1.17 CT1-NT2 CT1-NT2 0.05 0.05 0.76 0.76 CT1-NT3 CT1-NT3 0.05 0.05 0.82 0.82 CT1-NT4 CT1-NT4 0.07 0.07 0.82 0.82 CT2-NT1 CT2-NT1 0.04 0.04 0.59 0.59 CT2-NT2 CT2-NT2 0.05 0.05 0.72 0.72 CT2-NT3 CT2-NT3 0.06 0.06 0.87 0.87 CT2-NT4 CT2-NT4 0.04 0.04 0.56 0.56 CT2-NT4 MSX 1 CT2-NT4 MSX 1 0.29 0.29 9.18 9.18 mut IRES CT1-NT4 1 mut IRES CT1-NT4 1 0.55 0.55 15.69 15.69 mut IRES CT1-NT4 3 mut IRES CT1-NT4 3 0.17 0.17 6.86 6.86

В образцах, обозначенных как CT1-NT1-4 и CT2-NT1-4, использовалось соединение pED3 (SEQ ID NO: 24). Образцы, отмеченные как mutIRES, имеют менее эффективный IRES, представленный в SEQ ID NO: 23.The samples designated CT1-NT1-4 and CT2-NT1-4 used compound pED3 (SEQ ID NO: 24). Samples annotated as mutIRES have a less potent IRES present in SEQ ID NO: 23.

Пример 4.Example 4.

В этом примере описывается другая стратегия повышения селективности этих культур. Трансфекции проводили, как описано в Примере 2, но во время отбора к культурам добавляли ингибитор GS, MSX, чтобы провести отбор относительно более высоких уровней экспрессии GS. Одна из трех культур CT2-NT4 с более эффективным (т.е. не мутантным) IRES восстанавливалась, в то время как ни один из CT1-NT4 или любой из трансфектантов с мутантным IRES не восстанавливался. Для единственной культуры, которая восстановилась, 10-дневной культуры, выращиваемой с подпиткой был получен выход 0,29 грамма/л с удельной продуктивностью 9,18 p/c/d (см. табл. 2 выше).This example describes another strategy for increasing the selectivity of these crops. Transfections were carried out as described in Example 2, but the GS inhibitor, MSX, was added to the cultures during selection to select for relatively higher levels of GS expression. One of the three CT2-NT4 cultures with the more efficient (i.e., non-mutant) IRES was recovered, while none of the CT1-NT4 or any of the transfectants with the mutant IRES were recovered. For the only crop that recovered, the 10-day fed-batch crop, a yield of 0.29 grams/L was obtained with a specific productivity of 9.18 p/c/d (see Table 2 above).

Пример 5.Example 5.

В этом примере описываются результаты большого количества трансфекций IRES CT1-NT4. Эти конструкции имеют менее эффективные IRES, указанные в SEQ ID NO: 23. В общей сложности былоThis example describes the results of a large number of transfections of the CT1-NT4 IRES. These designs have the less effective IRES specified in SEQ ID NO: 23. In total, there were

- 24 043386 проведено 88 трансфекций CHO-K1, нокаутных относительно GS, с использованием векторов, содержащих mut IRES CT1-NT4. В общей сложности 10 из 88 трансфекций выжили в результате отбора и привели к получению устойчивых растущих пулов трансфекций после приблизительно 25 дней культивирования и вели себя аналогично меньшему количеству трансфекций в Примере 2. Пулы GS, трансфицированные в качестве отрицательного контроля без ДНК погибли после 17 дней в среде, не содержащей глутамина.- 24 043386 88 transfections of CHO-K1, knockout relative to GS, were carried out using vectors containing the mut IRES CT1-NT4. A total of 10 of 88 transfections survived selection and resulted in stable growing transfection pools after approximately 25 days in culture and behaved similarly to the smaller number of transfections in Example 2. GS pools transfected as a negative control without DNA died after 17 days in glutamine-free environment.

Дупликатные стабильные пулы дополнительно оценивали на предмет экспрессии mAb с помощью 10-дневного исследования продуцирования при культивировании с подпиткой. Исследования продуктивности были проведены с использованием выращиваемой в течении 4 дней культуры в химически определенной среде для продуцирования в 24DWPs при 0,6x106 жизнеспособных клеток/мл. Рост и жизнеспособность культуры отслеживали на 3, 6, 8 и 10 дни с использованием анализа Guava ViaCount (Millipore, Биллерика, Массачусетс). Болюсное введение питательных веществ проводили на 3, 6 и 8 дни с химически определенной питательной средой. Концентрацию глюкозы в среде измеряли в дни добавления питательных веществ с использованием колориметрического реагента PolyChem (Polymedco, Кортленд Манор, Нью-Йорк) и доводили до 12 г/л с помощью 50%-ного стокового раствора глюкозы. Конечный титр продукта определяли с использованием супернатанта культуры 10-го дня с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием колонки POROS A/20 Protein A. Все пулы, полученные с помощью двухвекторной системы внутригенной комплементации GS, содержащей отдельные цепи mAb, связанные с помощью IRES с отдельными мутантами GS, продуцировали относительно высокие уровни антител, причем два пула имели среднее значение выше 1 г/л; значения приведены в табл. 3 ниже.Duplicate stable pools were further assessed for mAb expression using a 10-day fed-batch production assay. Productivity studies were conducted using a 4-day culture grown in a chemically defined production medium in 24DWPs at 0.6x106 viable cells/ml. Culture growth and viability were monitored on days 3, 6, 8, and 10 using the Guava ViaCount assay (Millipore, Billerica, MA). Bolus administration of nutrients was carried out on days 3, 6 and 8 with a chemically determined nutrient medium. Glucose concentrations in the media were measured on days of nutrient addition using PolyChem colorimetric reagent (Polymedco, Cortlandt Manor, NY) and adjusted to 12 g/L using a 50% glucose stock solution. The final product titer was determined using the day 10 culture supernatant by high performance liquid chromatography (HPLC) using a POROS A/20 Protein A column. All pools generated by the GS two-vector intragenic complementation system containing single mAb chains linked by IRES with individual GS mutants produced relatively high levels of antibodies, with two pools having an average value above 1 g/L; values are given in table. 3 below.

Таблица 3Table 3

Экспрессия внутригенных трансфектантов CT1-NT4 GS с соединениями mut IRES-GSExpression of CT1-NT4 GS intragenic transfectants with mut IRES-GS junctions

Конструкция Design Средний титр (n=2) г/л Average titer (n=2) g/l Средняя qP (n=2) p/c/d Average qP (n=2) p/c/d mut IRES CT1-NT4 4 mut IRES CT1-NT4 4 0.425 0.425 14.10 14.10 mut IRES CT1-NT4 5 mut IRES CT1-NT4 5 0.76 0.76 13.02 13.02 mut IRES CT1-NT4 6 mut IRES CT1-NT4 6 0.57 0.57 11.05 11.05 mut IRES CT1-NT4 7 mut IRES CT1-NT4 7 1.025 1.025 11.64 11.64 mut IRES CT1-NT4 8 mut IRES CT1-NT4 8 0.44 0.44 6.73 6.73 mut IRES CT1-NT4 9 mut IRES CT1-NT4 9 1.055 1.055 11.74 11.74 mut IRES CT1-NT4 10 mut IRES CT1-NT4 10 0.6 0.6 12.16 12.16 mut IRES CT1-NT4 11 mut IRES CT1-NT4 eleven 0.375 0.375 7.61 7.61 mut IRES CT1-NT4 12 mut IRES CT1-NT4 12 0.56 0.56 7.21 7.21 mut IRES CT1-NT4 13 mut IRES CT1-NT4 13 0.81 0.81 14.06 14.06

Пример 6.Example 6.

В этом примере описывается подход молекулярной комплементации фермента глутаминсинтетазы. Фермент глутаминсинтетазы экспрессировали в виде двух отдельных фрагментов, и активность ферментов полностью восстанавливалась путем генетической комплементации двух фрагментов. Была создана серия конструкций, в которых фермент глутаминсинтетазы был разделен в различном положении остатков. Выбор этих точек были основан на информации о молекулярной структуры фермента. Эти конструкции были протестированы в клеточном анализе на предмет их способности обеспечивать выживаемость клеточной линии, которая имеет дефект активности глутаминсинтетазы. В результате этого тестирования было идентифицировано несколько фрагментов, которые способны полностью обеспечивать выживаемость клеток, дефективных относительно глутаминсинтетазы, и, следовательно, продемонстрировать, что эти фрагменты могут связываться для создания полностью функционального фермента глутаминсинтетазы.This example describes a molecular complementation approach for the enzyme glutamine synthetase. The glutamine synthetase enzyme was expressed as two separate fragments, and the enzyme activity was completely restored by genetic complementation of the two fragments. A series of constructs were created in which the glutamine synthetase enzyme was separated at different residue positions. The selection of these points was based on information about the molecular structure of the enzyme. These constructs were tested in a cell-based assay for their ability to provide survival to a cell line that is defective in glutamine synthetase activity. This testing identified several fragments that were capable of fully promoting the survival of glutamine synthetase-deficient cells and therefore demonstrated that these fragments could bind to create a fully functional glutamine synthetase enzyme.

В большей части предыдущей работы по комплементации фрагментов белка использовались белки, которые существуют в качестве функциональных мономеров и их сборка требует лишь наличие разработанных фрагментов. Эта работа продемонстрировала возможность использовать молекулярную комплементацию для повторения активности как мономера GS, так и последующего образования декамерногоMuch of the previous work on protein fragment complementation has used proteins that exist as functional monomers and their assembly requires only the presence of designed fragments. This work demonstrated the ability to use molecular complementation to recapitulate the activity of both the GS monomer and the subsequent formation of a decamer

- 25 043386 функционального ферментного комплекса. Комплементация фрагментов белка была идентифицирована с использованием подхода молекулярного моделирования для поиска областей в мономерах GS, которые позволяли бы разделить белок. К отдельным фрагментам также добавляли лейциновую застежку GCN4 (LZ) и гибкий линкер, чтобы обеспечить сборку. Протестированные фрагменты приведены в табл. 4, а последовательности белка мышиного GS, использованного в этих исследованиях приведены в табл. 5. Фрагменты GS клонировали в вектор экспрессии млекопитающих и трансфицировали в клетки CHO, которые имели недостаток активности GS. Эти клетки обычно могут выживать только в клеточных культурах, дополненных глутамином. Способность этих конструкций обеспечивать выживаемость этих клеток была проверена путем удаления глутамина из среды.- 25 043386 functional enzyme complex. Complementation of protein fragments was identified using a molecular modeling approach to search for regions in GS monomers that would allow protein partitioning. A GCN4 leucine zipper (LZ) and a flexible linker were also added to individual fragments to enable assembly. The tested fragments are shown in table. 4, and the sequences of the mouse GS protein used in these studies are given in table. 5. GS fragments were cloned into a mammalian expression vector and transfected into CHO cells that lacked GS activity. These cells can usually only survive in cell cultures supplemented with glutamine. The ability of these constructs to promote survival of these cells was tested by removing glutamine from the medium.

Таблица 4Table 4

Конструкция фрагментов молекулярной комплементации GSConstruction of GS molecular complementation fragments

А-цепь 1 A-chain 1 В-цепь 2 B-circuit 2 1. 1. N-конец - Е110 - LZ N-end - E110 - LZ LZ - Till - С-конец LZ - Till - C-end 2. 2. N-конец- Y104-LZ N-end-Y104-LZ LZ - N105 - С-конец LZ - N105 - C-end 3. 3. N-конец - S125 - LZ N-end - S125 - LZ LZ - N126 - С-конец LZ - N126 - C-end 4. 4. N-конец - N126 - LZ N-terminus - N126 - LZ Q127 - С-конец - LZ Q127 - C-end - LZ 5. 5. N-конец - Е264 - LZ N-end - E264 - LZ LZ - N265 - С-конец LZ - N265 - C-end

N конец LZ = MSDRMKQLEDKVEELLSKVYHLENEVARLKKLVGERGGGGSGGGGGS С конец LZ = GGGGSGGGGGSSDRMKQLEDKVEELLSKVYHLENEVARLKKLVGER· STOPN end LZ = MSDRMKQLEDKVEELLSKVYHLENEVARLKKLVGERGGGGSGGGGGS C end LZ = GGGGSGGGGGSSDRMKQLEDKVEELLSKVYHLENEVARLKKLVGER STOP

Таблица 5 Последовательность фермента GS мыши, используемая в данных исследованиях, и выделенные точки разделенияTable 5 Mouse GS enzyme sequence used in these studies and highlighted breakpoints

MATS AS SHLNKGIKQMYMSLPQGEK VQ AMYIW VDGTGEGLRCKTRTLDCEMATS AS SHLNKGIKQMYMSLPQGEK VQ AMYIW VDGTGEGLRCKTRTLDCE

PKCVEELPEWNFDGSSTFQSEGSNSDMYLHPVAMFRDPFRKDPNKLVLCEPKCVEELPEWNFDGSSTFQSEGSNSDMYLHPVAMFRDPFRKDPNKLVLCE

101 VFKYNRKPAETNLRHICKRIMDMVSNQHPWFGMEQEYTLMGTDGHPFGWP101 VFKYNRKPAETNLRHICKRIMDMVSNQHPWFGMEQEYTLMGTDGHPFGWP

151 SNGFPGPQGPYYCGVGADKAYGRDIVEAHYRACLYAGVKITGTNAEVMPA151 SNGFPGPQGPYYCGVGADKAYGRDIVEAHYRACLYAGVKITGTNAEVMPA

201 QWEFQIGPCEGIRMGDHLWIARFILHRVCEDFGVIATFDPKPIPGNWNGA201 QWEFQIGPCEGIRMGDHLWIARFILHRVCEDFGVIATFDPKPIPGNWNGA

251 GCHTNFSTKAMREENGLKCIEEAIDKLSKRHQYHIRAYDPKGGLDNARRL251 GCHTNFSTKAMREENGLKCIEEAIDKLSKRHQYHIRAYDPKGGLDNARRL

301 TGFHETSNINDFSAGVANRGASIRIPRTVGQEKKGYFEDRRPSANCDPYA301 TGFHETSNINDFSAGVANRGASIRIPRTVGQEKKGYFEDRRPSANCDPYA

351 VTEAIVRTCLLNETGDEPFQYKN*351 VTEAIVRTCLLNETGDEPFQYKN*

Y 104 E 110 S 125 N 126 E 264Y 104 E 110 S 125 N 126 E 264

Как изображено на фиг. 2, конструкции 1, 2, 3 и 5 смогли успешно обеспечить выживаемость клеток, дефицитных относительно глутаминсинтетазы. Это демонстрирует, что эти фрагменты способны образовывать полнофункциональный фермент глутаминсинтетазы in vivo. Краткое описание результатов обеспечения выживаемости изображено на Фиг. 6. В качестве контроля было оценено, удалось ли какому-либо из фрагментов A или B обеспечить выживаемость клеточной линии, дефицитной относительно глутаминсинтетазы. Как изображено на Фиг. 4, ни один из фрагментов A или B не смог обеспечить выживаемость клеточной линии, дефицитной относительно глутаминсинтетазы, подтвердив, что оба фрагмента необходимы для восстановления активности фермента глутаминсинтетазы.As shown in FIG. 2, constructs 1, 2, 3 and 5 were able to successfully ensure the survival of cells deficient in glutamine synthetase. This demonstrates that these fragments are capable of forming a fully functional glutamine synthetase enzyme in vivo. A summary of the survival results is shown in FIG. 6. As a control, it was assessed whether either fragment A or B succeeded in ensuring the survival of a cell line deficient in glutamine synthetase. As shown in FIG. 4, neither fragment A or B was able to provide survival to a glutamine synthetase-deficient cell line, confirming that both fragments are required to restore glutamine synthetase enzyme activity.

Таблица 6Table 6

Динамика обеспечения выживаемости фрагментами GS, описанными в табл. 4Dynamics of survival by GS fragments described in Table. 4

WT W.T. 4/4 4/4 14 14 1. 1. 2/4 2/4 ~30 ~30 2. 2. 4/4 4/4 18 18 3. 3. 4/4 4/4 ~24 ~24 4. 4. 0/4 0/4 Нет восстановления No recovery 5. 5. 4/4 4/4 ~24 ~24

--

Claims (23)

Эти конструкции с молекулярной комплементацией были затем протестированы в контексте векторов экспрессии, содержащих гены легкой цепи и тяжелой цепи антитела, для оценки их полезности в системе отбора развития клеточной линии. Два вектора экспрессии были адаптированы для содержания комплементарных фрагментов глутаминсинтетазы, как показано в табл. 4, один из которых содержит гены легкой цепи антитела, а второй содержит гены тяжелой цепи антитела (фиг. 4). Последовательности IRES также были заменены версией, которая ослаблена с помощью мутации в рамке ATG (BioTechniques 20:102-110 January 1996). Это привело в дальнейшему уменьшению уровней экспрессии фрагментов глутаминсинтетазы, по сравнению с генами антител, и повышению жесткости отбора системы для достижения уровня давления отбора, который бы был склонен к интеграции в геном в сайты с высокой транскрипционной активностью. Результаты этого исследования изображены на фиг. 6. Конструкции 1, 2, 3 и 5 тестировались в этом исследовании, а также связывали гены тяжелой цепи и легкой цепи в обеих ориентациях с каждым из фрагментов глутаминсинтетазы A и B. Векторы, содержащие фрагменты глутаминсинтетазы из конструкции 2, смогли обеспечить выживаемость при отборе в среде, не содержащей глутамин.These molecular complementation constructs were then tested in the context of expression vectors containing antibody light chain and heavy chain genes to assess their utility in a cell lineage developmental selection system. Two expression vectors were adapted to contain complementary glutamine synthetase fragments, as shown in Table. 4, one of which contains the antibody light chain genes, and the second contains the antibody heavy chain genes (Fig. 4). The IRES sequences have also been replaced by a version that is attenuated by an in-frame ATG mutation (BioTechniques 20:102-110 January 1996). This led to a further reduction in the expression levels of glutamine synthetase fragments, compared to antibody genes, and an increase in the stringency of selection of the system to achieve a level of selection pressure that would be prone to integration into the genome at sites with high transcriptional activity. The results of this study are depicted in Fig. 6. Constructs 1, 2, 3, and 5 were tested in this study and also linked the heavy chain and light chain genes in both orientations to each of the glutamine synthetase fragments A and B. Vectors containing the glutamine synthetase fragments from construct 2 were able to provide survival under selection in a glutamine-free environment. Продуктивность клеток двух отобранных пулов конструкции 2 была оценена в анализе продуктивности при культивировании с подпиткой в течение 10 дней и сравнена с контрольным пулом, который был отобран с использованием вектора, экспрессирующего полноразмерный фермент GS. Как изображено на Фиг. 6, клетки конструкции 2 продемонстрировали высокую продуктивность.The cell productivity of the two selected construct 2 pools was assessed in a 10-day fed-batch productivity assay and compared with a control pool that was selected using a vector expressing the full-length GS enzyme. As shown in FIG. 6, cells of design 2 demonstrated high productivity. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Вектор, способный трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток, содержащий:1. A vector capable of being transfected into mammalian cells and improving the selection of transfected cells, containing: a) первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, иa) a first nucleic acid encoding a first polypeptide, and b) вторую нуклеиновую кислоту, кодирующую второй полипептид, причем второй полипептид представляет собой N-концевой мутант глутаминсинтетазы млекопитающих (mutGS-NT), где mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A, N61A, D63A, D63R, S66A и D76A, причем транскрипция первой нуклеиновой кислоты функционально связана с транскрипцией второй нуклеиновой кислоты, дополнительно содержащий:b) a second nucleic acid encoding a second polypeptide, wherein the second polypeptide is a mammalian glutamine synthetase N-terminal mutant (mutGS-NT), wherein mutGS-NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A, N61A, D63A, D63R , S66A and D76A, wherein the transcription of the first nucleic acid is operably linked to the transcription of the second nucleic acid, further comprising: c) третью нуклеиновую кислоту, кодирующую третий полипептид, причем третий полипептид способен связывать с первым полипептидом с образованием гетеромерного комплекса, иc) a third nucleic acid encoding a third polypeptide, wherein the third polypeptide is capable of binding to the first polypeptide to form a heteromeric complex, and d) четвертую нуклеиновую кислоту, которая кодирует четвертый полипептид, причем четвертый полипептид представляет собой C-концевой мутант глутаминсинтетазы млекопитающих (mutGS-CT), где mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A и R324A, причем транскрипция третьей нуклеиновой кислоты функционально связана с транскрипцией четвертой нуклеиновой кислоты, причем N-концевой мутант глутаминсинтетазы и C-концевой мутант глутаминсинтетазы взаимодействуют, чтобы обеспечить пригодную для селекции активность.d) a fourth nucleic acid that encodes a fourth polypeptide, wherein the fourth polypeptide is a mammalian glutamine synthetase C-terminal mutant (mutGS-CT), where mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A and R324A, wherein the transcription of the third nucleic acid is operably linked to the transcription of the fourth nucleic acid, wherein the N-terminal glutamine synthetase mutant and the C-terminal glutamine synthetase mutant cooperate to provide selection-appropriate activity. 2. Вектор по п.1, отличающийся тем, что гетеромерный комплекс представляет собой иммуноглобулин.2. Vector according to claim 1, characterized in that the heteromeric complex is an immunoglobulin. 3. Вектор по п.2, отличающийся тем, что первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина.3. The vector according to claim 2, characterized in that the first nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain, and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain. 4. Вектор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что внутренний сайт связывания рибосомы (IRES) находится на участке, выбранном из группы, состоящей из:4. A vector according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the internal ribosome binding site (IRES) is located at a site selected from the group consisting of: a) участка между первой нуклеиновой кислотой и второй нуклеиновой кислотой;a) a region between the first nucleic acid and the second nucleic acid; b) участка между третьей нуклеиновой кислотой и четвертой нуклеиновой кислотой, c) участков между первой и второй и третьей и четвертой нуклеиновыми кислотами.b) the region between the third nucleic acid and the fourth nucleic acid, c) the regions between the first and second and third and fourth nucleic acids. 5. Вектор по п.1, отличающийся тем, что mutGS-NT выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 6; SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 25; SEQ ID NO: 19; и mutGS-CT выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 21 и SEQ ID NO: 22.5. The vector according to claim 1, characterized in that mutGS-NT is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 6; SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 25; SEQ ID NO: 19; and mutGS-CT is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22. 6. Выделенная клетка-хозяин, которая была трансфицирована, трансформирована или трансдуцирована вектором по любому из пп.1-5.6. An isolated host cell that has been transfected, transformed or transduced with a vector according to any one of claims 1 to 5. 7. Клетка-хозяин по п.6, которая выбрана из группы, состоящей из CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, клеточной линии миеломы и клеток WI38.7. The host cell of claim 6, which is selected from the group consisting of CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, myeloma cell line and WI38 cells. 8. Способ продуцирования гетеромерного комплекса, включающий стадию культивирования клетки-хозяина по п.7 в условиях, при которых гетеромерный комплекс экспрессируется клеткой-хозяином.8. A method for producing a heteromeric complex, comprising the step of culturing a host cell according to claim 7 under conditions under which the heteromeric complex is expressed by the host cell. 9. Способ по п.8, в котором гетеромерный комплекс представляет собой антитело.9. The method of claim 8, wherein the heteromeric complex is an antibody. 10. Способ по п.9, дополнительно включающий выделение гетеромерного комплекса.10. The method according to claim 9, further comprising isolating the heteromeric complex. 11. Система экспрессии, содержащая:11. Expression system containing: - 27 043386- 27 043386 а) первый вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую первый полипептид, которая функционально связана со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей второй полипептид, причем второй полипептид представляет собой N-концевой мутант глутаминсинтетазы млекопитающих (mutGS-NT), где mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A, N61A, D63A, D63R, S66A и D76A, иa) a first vector encoding a bicistronic transcript containing a first nucleic acid encoding a first polypeptide that is operably linked to a second nucleic acid encoding a second polypeptide, wherein the second polypeptide is a mammalian glutamine synthetase N-terminal mutant (mutGS-NT), where mutGS- NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A, N61A, D63A, D63R, S66A and D76A, and b) второй вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую третий полипептид, которая функционально связана с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей четвертый полипептид, причем четвертый полипептид является C-концевым мутантом глутаминсинтетазы млекопитающих (mutGS-CT), где mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A и R324A, которая способна связываться с N-концевым мутантом глутаминсинтетазы для обеспечения пригодной для селекции активности, причем третий полипептид способен связываться с первым полипептидом с образованием гетеромерного комплекса;b) a second vector encoding a bicistronic transcript containing a third nucleic acid encoding a third polypeptide that is operably linked to a fourth nucleic acid encoding a fourth polypeptide, wherein the fourth polypeptide is a C-terminal mutant of mammalian glutamine synthetase (mutGS-CT), where mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A and R324A, which is capable of binding to an N-terminal mutant of glutamine synthetase to provide selectable activity, wherein the third polypeptide is capable of bind to the first polypeptide to form a heteromeric complex; кроме этого, система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор указанных клеток.In addition, the expression system can be transfected into mammalian cells and improve the selection of these cells. 12. Система экспрессии по п.11, отличающаяся тем, что гетеромерный комплекс представляет собой иммуноглобулин.12. The expression system according to claim 11, characterized in that the heteromeric complex is an immunoglobulin. 13. Система экспрессии по п.12, отличающаяся тем, что первая нуклеиновая кислота кодирует тяжелую цепь иммуноглобулина, а третья нуклеиновая кислота кодирует легкую цепь иммуноглобулина.13. The expression system according to claim 12, characterized in that the first nucleic acid encodes an immunoglobulin heavy chain, and the third nucleic acid encodes an immunoglobulin light chain. 14. Система экспрессии по любому из пп.11-13, отличающаяся тем, что внутренний сайт связывания рибосомы (IRES) находится на участке, выбранном из группы, состоящей из:14. An expression system according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the internal ribosome binding site (IRES) is located at a site selected from the group consisting of: a) участка между первой нуклеиновой кислотой и второй нуклеиновой кислотой;a) a region between the first nucleic acid and the second nucleic acid; b) участка между третьей нуклеиновой кислотой и четвертой нуклеиновой кислотой,b) the region between the third nucleic acid and the fourth nucleic acid, c) участков между первой и второй и третьей и четвертой нуклеиновыми кислотами.c) regions between the first and second and third and fourth nucleic acids. 15. Система экспрессии по п.12, отличающаяся тем, что mutGS-NT выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 6; SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 25; SEQ ID NO: 19; и mutGS-CT выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 21 и SEQ ID NO: 22.15. The expression system according to claim 12, characterized in that mutGS-NT is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 6; SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 25; SEQ ID NO: 19; and mutGS-CT is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22. 16. Выделенная клетка-хозяин, трансфицированная, трансформированная или трансдуцированная системой экспрессии по любому из пп.11-15.16. An isolated host cell transfected, transformed or transduced with the expression system according to any one of claims 11-15. 17. Клетка-хозяин по п.16, которая выбрана из группы, состоящей из CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, клеточной линии миеломы и клеток WI38.17. The host cell of claim 16, which is selected from the group consisting of CHO, VERO, BHK, HeLa, Cos, MDCK, 293, 3T3, myeloma cell line and WI38 cells. 18. Способ получения гетеромерного комплекса, включающий стадию культивирования клеткихозяина по п.17 в условиях, при которых гетеромерный комплекс экспрессируется клеткой-хозяином.18. A method for producing a heteromeric complex, comprising the step of culturing a host cell according to claim 17 under conditions under which the heteromeric complex is expressed by the host cell. 19. Способ по п.18, дополнительно включающий выделение гетеромерного комплекса.19. The method according to claim 18, further comprising isolating the heteromeric complex. 20. Система экспрессии, содержащая первый вектор, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую тяжелую цепь антитела, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, которая кодирует глутаминсинтетазу млекопитающих с мутацией на N-конце (mutGS-NT), и второй вектор, содержащий третью нуклеиновую кислоту, кодирующую легкую цепь антитела, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, которая кодирует глутаминсинтетазу млекопитающих с мутацией на C-конце (mutGS-CT), где mutGS-NT содержит две или более мутаций, выбранных из группы, состоящей из W60A, N61A, D63A, D63R, S66A и D76A, a mutGS-CT содержит одну или несколько мутаций, выбранных из группы, состоящей из E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A и R324A, причем каждая мутантная субъединица глутаминсинтетазы не имеет пригодной для селекции активности, если экспрессируется отдельно, а совместная экспрессия mutGS-NT с mutGS-CT обеспечивает активность глутаминсинтетазы, при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток.20. An expression system comprising a first vector containing a first nucleic acid encoding an antibody heavy chain operably linked to a second nucleic acid encoding mammalian glutamine synthetase with a mutation at the N-terminus (mutGS-NT), and a second vector containing a third nucleic acid , encoding an antibody light chain operably linked to a fourth nucleic acid that encodes a mammalian glutamine synthetase with a mutation at the C-terminus (mutGS-CT), wherein mutGS-NT contains two or more mutations selected from the group consisting of W60A, N61A, D63A , D63R, S66A, and D76A, and mutGS-CT contains one or more mutations selected from the group consisting of E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A, and R324A, each mutant glutamine synthetase subunit lacking selection activity if expressed separately, and co-expression of mutGS-NT with mutGS-CT provides glutamine synthetase activity, while the expression system is able to be transfected into mammalian cells and improve the selection of transfected cells. 21. Система экспрессии, как указано в п.20, отличающаяся тем, что mutGS-NT выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 6; SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 25 и SEQ ID NO: 19; и mutGS-CT выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 21 и SEQ ID NO: 22.21. The expression system as specified in claim 20, characterized in that mutGS-NT is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 6; SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 25 and SEQ ID NO: 19; and mutGS-CT is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22. 22. Выделенная клетка-хозяин, трансфицированная, трансформированная или трансдуцированная системой экспрессии по любому из пп.20 или 21.22. An isolated host cell transfected, transformed or transduced with the expression system of any one of claims 20 or 21. 23. Система экспрессии, содержащая первый вектор, кодирующий бицистройный транскрипт, содержащий первую нуклеиновую кислоту, кодирующую желаемый полипептид, функционально связанную со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей N-концевой мутант глутаминсинтетазы млекопитающих (mutGS-NT), имеющий мутации, выбранные из группы, состоящей из W60A, N61A, D63A, S66A и их комбинаций, и второй вектор, кодирующий бицистронный транскрипт, содержащий третью нуклеиновую кислоту, функционально связанную с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей C-концевой мутант глутаминсинтетазы млекопитающих (mutGS-CT), имеющий мутации, выбранные из группы, состоящей из E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A, R324A, причем N-концевой мутант глутаминсинтетазы и C-концевой мутант глутаминсинтетазы ассоциируются с получением пригодной для селекции активности, и при этом система экспрессии способна трансфицироваться в клетки млекопитающих и улучшать отбор трансфицированных клеток, и, кроме того, первая нуклеиновая ки-23. An expression system comprising a first vector encoding a bicistronic transcript containing a first nucleic acid encoding a desired polypeptide operably linked to a second nucleic acid encoding a mammalian glutamine synthetase N-terminal mutant (mutGS-NT) having mutations selected from the group consisting of W60A, N61A, D63A, S66A and combinations thereof, and a second vector encoding a bicistronic transcript containing a third nucleic acid operably linked to a fourth nucleic acid encoding a C-terminal mutant of mammalian glutamine synthetase (mutGS-CT) having mutations selected from group consisting of E134A, E136A, E196A, E203A, N248A, H253A, N255A, R319A, R324A, wherein the N-terminal mutant of glutamine synthetase and the C-terminal mutant of glutamine synthetase are associated with obtaining activity suitable for selection, and the expression system is capable of transfection into mammalian cells and improve the selection of transfected cells, and, in addition, the first nucleic acid --
EA201892588 2016-05-11 2017-05-11 DIRECT SELECTION OF CELLS EXPRESSING HIGH LEVELS OF HETEROMERIC PROTEINS USING GLUTAMINE SYNTHETASE VECTORS FOR INTRAGENIC COMPLEMENTATION EA043386B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/334,966 2016-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043386B1 true EA043386B1 (en) 2023-05-22

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7344949B2 (en) Direct selection of cells expressing high levels of heteromeric proteins using glutamine synthetase intragenic complementation vectors
JP2011518790A (en) Method for producing a polyclonal protein
JP6797950B2 (en) Overexpression of N-glycosylation pathway regulators to regulate glycosylation of recombinant proteins
US20220403398A1 (en) Methods of cell selection
JP6621744B2 (en) Use of monensin to regulate glycosylation of recombinant proteins
JP2023548294A (en) Overexpression of insulin-like growth factor receptor mutants to regulate IGF recruitment
EA043386B1 (en) DIRECT SELECTION OF CELLS EXPRESSING HIGH LEVELS OF HETEROMERIC PROTEINS USING GLUTAMINE SYNTHETASE VECTORS FOR INTRAGENIC COMPLEMENTATION
US20230082811A1 (en) Adaptation of platform hosts to igf- media