EA043601B1 - METHODS AND COMPOSITIONS FOR TREATING INEFFECTIVE ERYTHROPOIESIS - Google Patents

METHODS AND COMPOSITIONS FOR TREATING INEFFECTIVE ERYTHROPOIESIS Download PDF

Info

Publication number
EA043601B1
EA043601B1 EA202090053 EA043601B1 EA 043601 B1 EA043601 B1 EA 043601B1 EA 202090053 EA202090053 EA 202090053 EA 043601 B1 EA043601 B1 EA 043601B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
actriib
gdf
seq
amino acid
polypeptide
Prior art date
Application number
EA202090053
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Джасбир Сихра
Роберт Скотт ПИРСАЛЛ
Равиндра Кумар
Нага Венката Саи Раджасекхар Сурагани
Original Assignee
Акселерон Фарма 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 Акселерон Фарма Инк. filed Critical Акселерон Фарма Инк.
Publication of EA043601B1 publication Critical patent/EA043601B1/en

Links

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

Для настоящей заявки испрашивается приоритет по предварительной заявке США, регистрационный № 61/547932, поданной 17 октября 2011 г. Вся информация в вышеуказанной заявке включена в настоящий документ посредством ссылки.This application claims priority to US Provisional Application No. 61/547932, filed October 17, 2011. All information in the above application is incorporated herein by reference.

Уровень техникиState of the art

Зрелый эритроцит, или эритроцит, отвечает за транспорт кислорода в кровеносной системе позвоночных. Эритроциты содержат высокие концентрации гемоглобина, белка, который связывает кислород в легких при относительно высоком парциальном давлении кислорода (рО2) и доставляет кислород к областям организма с относительно низким рО2.The mature red blood cell, or red blood cell, is responsible for oxygen transport in the vertebrate circulatory system. Red blood cells contain high concentrations of hemoglobin, a protein that binds oxygen in the lungs at a relatively high partial pressure of oxygen ( pO2 ) and delivers oxygen to areas of the body with a relatively low pO2 .

Зрелые эритроциты образуются из плюрипотентных гематопоэтических стволовых клеток в процессе, который называется эритропоэз. Постнатальный эритропоэз главным образом происходит в костном мозге и в красной пульпе селезенки. Скоординированное действие различных путей передачи сигнала контролирует баланс клеточной пролиферации, дифференцировки, выживания и смерти. В нормальных условиях эритроциты производятся со скоростью, которая поддерживает постоянную массу красных клеток в организме, и выработка может увеличиваться или снижаться в ответ на различные стимулы, в том числе повышенное или пониженное давление кислорода или потребности тканей. Процесс эритропоэза начинается с формирования линии дифференцировки компетентных клеток-предшественников и проходит через серии различных типов клеток-предшественников. На конечных этапах эритропоэза образуются ретикулоциты, которые высвобождаются в кровоток и теряют свои митохондрии и рибосомы, приобретая морфологию зрелого эритроцита. Повышенный уровень ретикулоцитов или повышенное соотношение ретикулоцитов/эритроцитов в крови указывает на повышенную скорость выработки эритроцитов.Mature red blood cells are formed from pluripotent hematopoietic stem cells in a process called erythropoiesis. Postnatal erythropoiesis occurs primarily in the bone marrow and red pulp of the spleen. The coordinated action of various signal transduction pathways controls the balance of cell proliferation, differentiation, survival and death. Under normal conditions, red blood cells are produced at a rate that maintains a constant mass of red cells in the body, and production can increase or decrease in response to various stimuli, including increased or decreased oxygen pressure or tissue demand. The process of erythropoiesis begins with the formation of a lineage of competent progenitor cells and progresses through a series of different types of progenitor cells. At the final stages of erythropoiesis, reticulocytes are formed, which are released into the bloodstream and lose their mitochondria and ribosomes, acquiring the morphology of a mature red blood cell. An increased reticulocyte count or increased reticulocyte/red blood cell ratio in the blood indicates an increased rate of red blood cell production.

Эритропоэтин (ЕРО) широко известен как наиболее значимый положительный регулятор постнатального эритропоэза у позвоночных. ЕРО регулирует компенсаторный эритропоэтический ответ на сниженное давление кислорода в тканях (гипоксию) и низкие уровни эритроцитов или низкие уровни гемоглобина. У людей повышенные уровни ЕРО способствуют образованию эритроцитов за счет стимуляции образования эритроидных клеток-предшественников в костном мозге и селезенке. У мышей ЕРО усиливает эритропоэз главным образом в селезенке.Erythropoietin (EPO) is widely recognized as the most significant positive regulator of postnatal erythropoiesis in vertebrates. EPO regulates the compensatory erythropoietic response to decreased tissue oxygen pressure (hypoxia) and low red blood cell levels or low hemoglobin levels. In humans, elevated levels of EPO promote the formation of red blood cells by stimulating the formation of erythroid progenitor cells in the bone marrow and spleen. In mice, EPO enhances erythropoiesis mainly in the spleen.

Эффекты ЕРО опосредуются через рецептор клеточной поверхности, принадлежащий к суперсемейству рецепторов цитокинов. Ген рецептора ЕРО человека кодирует трансмембранный белок из 483 аминокислот, в то время как активный рецептор ЕРО как полагают, существует в виде мультимерного комплекса, даже в отсутствие лиганда (См. патент США № 6319499). Клонированный полноразмерный рецептор ЕРО, экспрессирующийся в клетках млекопитающих, связывает ЕРО с аффинностью, сходной с аффинностью нативного рецептора на эритроидных клетках-предшественниках. Связывание ЕРО с его рецептором вызывает конформационное изменение, которое приводит к активации рецептора и биологическим эффектам, включая повышенную пролиферацию незрелых эритробластов, повышенную дифференцировку незрелых эритробластов и сниженный апоптоз эритроидных клеток-предшественников (Liboi et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90:11351-11355; Koury et al., 1990, Science 248:378-381).The effects of EPO are mediated through a cell surface receptor belonging to the cytokine receptor superfamily. The human EPO receptor gene encodes a 483 amino acid transmembrane protein, while the active EPO receptor is believed to exist as a multimeric complex, even in the absence of a ligand (See US Pat. No. 6,319,499). The cloned full-length EPO receptor, expressed in mammalian cells, binds EPO with an affinity similar to that of the native receptor on erythroid progenitor cells. Binding of EPO to its receptor causes a conformational change that leads to receptor activation and biological effects, including increased proliferation of immature erythroblasts, increased differentiation of immature erythroblasts, and decreased apoptosis of erythroid progenitor cells (Liboi et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90: 11351-11355; Koury et al., 1990, Science 248:378-381).

Врачи применяют различные формы рекомбинантного ЕРО для повышения уровней эритроцитов при ряде клинических состояний, и в частности, для лечения анемии. Анемия, в широком понимании этого слова, представляет собой состояние, которое характеризуется более низкими, чем в норме, уровнями гемоглобина или эритроцитов в крови. В некоторых случаях анемия вызвана первичным нарушением выработки или продолжительности жизни эритроцитов. Более часто анемия является вторичной по отношению к заболеваниям других систем (Weatherall & Provan (2000) 355 Lancet 1169-1175). Анемия может являться результатом сниженной скорости выработки или повышенной скорости разрушения эритроцитов или результатом потери эритроцитов из-за кровотечения. Анемия может являться результатом ряда нарушений, которые включают, например, хроническую почечную недостаточность, лечение химиотерапевтическими препаратами, миелодисплазию, ревматоидный артрит и пересадку костного мозга.Doctors use various forms of recombinant EPO to increase red blood cell levels in a number of clinical conditions, and in particular to treat anemia. Anemia, in its broadest sense, is a condition characterized by lower than normal levels of hemoglobin or red blood cells in the blood. In some cases, anemia is caused by a primary problem in the production or lifespan of red blood cells. More often, anemia is secondary to diseases of other systems (Weatherall & Provan (2000) 355 Lancet 1169-1175). Anemia may result from a decreased rate of production or increased rate of destruction of red blood cells or from loss of red blood cells due to bleeding. Anemia can result from a number of disorders, which include, for example, chronic renal failure, treatment with chemotherapy drugs, myelodysplasia, rheumatoid arthritis and bone marrow transplantation.

Лечение ЕРО, как правило, вызывает повышение гемоглобина приблизительно на 1-3 г/дл у здоровых людей в течение недели. При введении индивидуумам с анемией, эта схема лечения часто обеспечивает значительное увеличение уровней гемоглобина и эритроцитов и приводит к улучшению качества жизни и продлению выживаемости. ЕРО не является одинаково эффективным, и многие индивидуумы невосприимчивы даже к высоким дозам (Horl et al. (2000) Nephrol Dial Transplant 15, 43-50). Более чем 50% пациентов со злокачественной опухолью имеют неадекватный ответ на ЕРО, приблизительно 10% с терминальной стадией почечной недостаточности имеют низкий ответ (Glaspy et al. (1997) J Clin 15 Oncol 1218-1234; Demetri et al. (1998) J Clin 16 Oncol 3412-3425), и менее чем 10% с миелодиспластическим синдромом имеют благоприятный ответ (Estey (2003) Curr Opin Hematol 10, 60-67). Несколько факторов, в том числе воспаление, дефицит железа и витаминов, нарушенный диализ, токсичное воздействие алюминия и гиперпаратиреоз могут предсказывать плохой терапевтический ответ. Молекулярные механизмы устойчивости к ЕРО до настоящего времени неясны. Недавнее исследование позволяет предположить, что более высокие дозы ЕРО могут быть ассоциированы с повышенным риском сердечно- 1 043601 сосудистых заболеваний, ростом опухоли и смертностью в некоторых популяциях пациентов (Krapf et al., 2009, Clin J Am Soc Nephrol 4:470-480; Glaspy, 2009, Annu Rev Med 60: 181-192). Таким образом, рекомендуется, чтобы терапевтические соединения на основе ЕРО (эритропоэтин-стимулирующие агенты,Treatment with EPO typically causes an increase in hemoglobin of approximately 1 to 3 g/dL in healthy individuals over a week. When administered to individuals with anemia, this treatment regimen often provides significant increases in hemoglobin and red blood cell levels and results in improved quality of life and prolonged survival. EPO is not uniformly effective, and many individuals are refractory to even high doses (Horl et al. (2000) Nephrol Dial Transplant 15, 43-50). More than 50% of patients with cancer have an inadequate response to EPO, approximately 10% with end-stage renal disease have a poor response (Glaspy et al. (1997) J Clin 15 Oncol 1218-1234; Demetri et al. (1998) J Clin 16 Oncol 3412-3425), and less than 10% with myelodysplastic syndrome have a favorable response (Estey (2003) Curr Opin Hematol 10, 60-67). Several factors, including inflammation, iron and vitamin deficiencies, impaired dialysis, aluminum toxicity, and hyperparathyroidism, may predict poor therapeutic response. The molecular mechanisms of resistance to EPO are still unclear. Recent research suggests that higher doses of EPO may be associated with an increased risk of cardiovascular disease, tumor growth, and mortality in some patient populations (Krapf et al., 2009, Clin J Am Soc Nephrol 4:470-480; Glaspy 2009 Annu Rev Med 60: 181-192). Therefore, it is recommended that EPO-based therapeutic compounds (erythropoietin-stimulating agents,

ESA) вводили в наименьшей дозе, достаточной для того, чтобы избежать необходимости переливания эритроцитов (Jelkmann et al., 2008, Crit Rev Oncol. Hematol 67:39-61).ESA) was administered at the smallest dose sufficient to avoid the need for red blood cell transfusion (Jelkmann et al., 2008, Crit Rev Oncol. Hematol 67:39-61).

Неэффективный эритропоэз представляет собой термин, который используют для описания группы эритроидных нарушений, при которых выработка эритроцитов снижена, несмотря на усиление ранних стадий эритропоэза (см., например, Tanno, 2010, Adv Hematol 2010:358283). Неэффективный эритропоэз часто приводит к возникновению анемии, повышенным уровням эритропоэтина, образованию избыточного количества предшественников эритроцитов и перегрузке железом. Эти симптомы, в свою очередь, могут приводить к спленомегалии, заболеваниям печени и сердца и повреждению костей, а также к другим осложнениям. Поскольку уровни эндогенного эритропоэтина обычно очень высоки у пациентов с неэффективным эритропоэзом, терапевтические средства на основе ЕРО часто не лечат анемию у этих пациентов или могут приводить к усилению других аспектов заболевания, таких как спленомегалия и перегрузка железом.Ineffective erythropoiesis is a term used to describe a group of erythroid disorders in which the production of red blood cells is reduced despite an increase in the early stages of erythropoiesis (see, for example, Tanno, 2010, Adv Hematol 2010:358283). Ineffective erythropoiesis often results in anemia, elevated erythropoietin levels, excess red blood cell precursors, and iron overload. These symptoms, in turn, can lead to splenomegaly, liver and heart disease and bone damage, among other complications. Because endogenous erythropoietin levels are typically very high in patients with ineffective erythropoiesis, EPO-based therapeutics often do not treat anemia in these patients or may lead to an increase in other aspects of the disease, such as splenomegaly and iron overload.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание альтернативных способов для повышения уровней эритроцитов и/или нацеленных на другие нарушения, связанных с неэффективным эритропоэзом.Thus, it is an object of the present invention to provide alternative methods for increasing red blood cell levels and/or targeting other disorders associated with ineffective erythropoiesis.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Частично, изобретение демонстрирует, что ловушки GDF можно использовать для лечения неэффективного эритропоэза и нарушений и симптомов, которые ассоциированы с неэффективным эритропоэзом, в том числе, без ограничений, анемии, спленомегалии, перегрузки железом, гиперцеллюлярного костного мозга, повышенных уровней эндогенного эритропоэтина и повреждения костей. В частности, изобретение демонстрирует, что ловушка GDF, которая представляет собой растворимую форму полипептида ActRIIB с кислым остатком в положении 79 в SEQ ID NO: 1, при введении in vivo, повышает уровни эритроцитов в крови у нормальных здоровых индивидуумов, а также у животных моделей анемии и неэффективного эритропоэза. К удивлению, в дополнение к непосредственному повышению уровней эритроцитов, описанные молекулы облегчают другие симптомы, связанные с неэффективным эритропоэзом, включая спленомегалию, перегрузку железом и повреждения костей. В некоторых случаях, эти связанные нарушения имеют равную или большую важность для здоровья и качества жизни пациента, чем состояние анемии. Таким образом, в определенных вариантах осуществления изобретение предлагает способы применения ловушек GDF для повышения уровней эритроцитов и гемоглобина у пациентов и для лечения нарушений, связанных с низкими уровнями эритроцитов, у нуждающихся в этом пациентов. В частности, изобретение предлагает способы для применения полипептидов-ловушек GDF для лечения осложнений, возникающих из-за нарушений при неэффективном эритропоэзе, включая такие серьезные осложнения как анемия, перегрузка тканей железом, экстрамедуллярный эритропоэз, патология костей, индуцированная эритробластами, и несообразно повышенные уровни эритропоэтина. При таких нарушениях можно использовать ловушки GDF для повышения уровня эритроцитов, одновременно снижая необходимость в переливании эритроцитов и в терапии хелаторами железа, и, таким образом, снижая заболеваемость и смертность, связанные с накоплением железа в уязвимых тканях. Частично, ловушку GDF можно использовать в комбинации с существующей поддерживающей терапией при неэффективном эритропоэзе, включая переливание эритроцитов и терапию хелаторами железа. Ловушки GDF также можно использовать в комбинации с агонистом гепсидина для лечения неэффективного эритропоэза. Как описано в патентной заявке США № 12/012652, включенной в настоящий документ посредством ссылки, ловушки GDF также можно использовать для увеличения мышечной массы и снижения жировой массы.In part, the invention demonstrates that GDF traps can be used to treat ineffective erythropoiesis and the disorders and symptoms that are associated with ineffective erythropoiesis, including, but not limited to, anemia, splenomegaly, iron overload, hypercellular bone marrow, elevated endogenous erythropoietin levels, and bone damage . In particular, the invention demonstrates that the GDF decoy, which is a soluble form of the ActRIIB polypeptide with an acidic residue at position 79 in SEQ ID NO: 1, when administered in vivo, increases red blood cell levels in normal healthy individuals as well as in animal models anemia and ineffective erythropoiesis. Surprisingly, in addition to directly increasing red blood cell levels, the molecules described alleviate other symptoms associated with ineffective erythropoiesis, including splenomegaly, iron overload, and bone damage. In some cases, these associated disorders are of equal or greater importance to the patient's health and quality of life than the anemic condition. Thus, in certain embodiments, the invention provides methods of using GDF traps to increase red blood cell and hemoglobin levels in patients and to treat disorders associated with low red blood cell levels in patients in need thereof. In particular, the invention provides methods for using GDF decoy polypeptides to treat complications arising from disorders of ineffective erythropoiesis, including such serious complications as anemia, tissue iron overload, extramedullary erythropoiesis, erythroblast-induced bone pathology, and inappropriately elevated erythropoietin levels. . In such disorders, GDF traps can be used to increase red blood cell levels while reducing the need for red blood cell transfusions and iron chelator therapy, and thus reducing the morbidity and mortality associated with iron accumulation in vulnerable tissues. In part, the GDF trap can be used in combination with existing supportive care for failed erythropoiesis, including red blood cell transfusion and iron chelator therapy. GDF traps can also be used in combination with a hepcidin agonist to treat ineffective erythropoiesis. As described in US Patent Application No. 12/012652, incorporated herein by reference, GDF traps can also be used to increase muscle mass and reduce fat mass.

В определенных аспектах настоящее изобретение предлагает ловушки GDF, которые представляют собой вариантные полипептиды ActRIIB, в том числе полипептиды ActRIIB с амино- и карбоксиконцевыми усечениями и изменениями последовательности. Необязательно, ловушки GDF по изобретению могут быть сконструированы для того, чтобы являться предпочтительными антагонистами одного или нескольких лигандов рецепторов ActRIIB, таких как GDF8 (также называемый миостатином), GDF11, Nodal и ВМР7 (также называемый ОР-1). Примеры ловушек GDF включают набор вариантов, производных ActRIIB, которые обладают значительно сниженной аффинностью к активину. Эти варианты демонстрируют желаемые эффекты на эритроцитах, одновременно снижая воздействия на другие ткани. Примеры таких вариантов включают варианты, которые имеют кислую аминокислоту (например, аспарагиновую кислоту, D, или глутаминовую кислоту, Е) в положении, соответствующем положению 79 в SEQ ID NO: 1. В определенных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF содержит аминокислотную последовательность, которая включает, состоит из или состоит по существу из аминокислотной последовательности из SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37 или 38, и полипептиды, которые на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 97, 98 или 99% идентичны любым из указанных выше.In certain aspects, the present invention provides GDF traps that are variant ActRIIB polypeptides, including ActRIIB polypeptides with amino- and carboxy-terminal truncations and sequence changes. Optionally, the GDF traps of the invention can be designed to be preferential antagonists of one or more ActRIIB receptor ligands, such as GDF8 (also called myostatin), GDF11, Nodal and BMP7 (also called OP-1). Examples of GDF decoys include a set of ActRIIB-derived variants that have significantly reduced affinity for activin. These options demonstrate the desired effects on red blood cells while reducing effects on other tissues. Examples of such variants include variants that have an acidic amino acid (e.g., aspartic acid, D, or glutamic acid, E) at a position corresponding to position 79 in SEQ ID NO: 1. In certain embodiments, the GDF decoy polypeptide contains an amino acid sequence that includes, consists of, or consists essentially of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37, or 38, and polypeptides that are at least 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99% identical to any of the above.

В определенных аспектах изобретение предлагает фармацевтические препараты, содержащие ловушку GDF, которая связывается с лигандом ActRIIB, таким как GDF8, GDF11, активин (например, ак- 2 043601 тивин В), ВМР7 или nodal, и фармацевтически приемлемый носитель. Необязательно, ловушка GDF связывается с лигандом ActRIIB с Kd менее чем 10 мкМ, менее чем 1 мкМ, менее чем 100 нМ, менее чем 10 нМ или менее чем 1 нМ. Необязательно, ловушка GDF ингибирует передачу сигнала через ActRIIB, такую как внутриклеточные события передачи сигнала, которые запускаются лигандом ActRIIB. Ловушка GDF для применения в таком препарате может быть любой из описываемых в настоящем документе, включая, например, ловушки GDF с аминокислотной последовательностью, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 или 40, или ловушки GDF с аминокислотной последовательностью, которая на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 97 или 99% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 или 40, или ловушки GDF с аминокислотной последовательностью, которая на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 97 или 99% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 или 40, где положение, соответствующее L79 в SEQ ID NO: 1, представляет собой кислую аминокислоту. Предпочтительно, ловушка GDF для применения в таком препарате состоит из или состоит по существу из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 26. Ловушка GDF может включать функциональный фрагмент природного полипептида ActRIIB, такого как полипептид, содержащий по меньшей мере 10, 20 или 30 аминокислот последовательности, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 или 40 или последовательности SEQ ID NO: 2, без С-концевых 1, 2, 3, 4, 5 или от 10 до 15 аминокислот и без 1, 2, 3, 4 или 5 аминокислот на N-конце. Предпочтительно, полипептид содержит усечение относительно SEQ ID NO: 2 или 40 от 2 до 5 аминокислот на N-конце и не более чем 3 аминокислоты на С-конце. Ловушка GDF может содержать одно или несколько изменений в аминокислотной последовательности полипептида ActRIIB (например, в лиганд-связывающем домене) относительно природного полипептида ActRIIB. Изменение в аминокислотной последовательности может, например, касаться гликозилирования полипептида при выработке в клетке млекопитающего, насекомого или другой эукариотической клетке или касаться протеолитического расщепления полипептида по сравнению с природным полипептидом ActRIIB.In certain aspects, the invention provides pharmaceutical preparations comprising a GDF decoy that binds to an ActRIIB ligand, such as GDF8, GDF11, activin (eg, activin B), BMP7 or nodal, and a pharmaceutically acceptable carrier. Optionally, the GDF trap binds to the ActRIIB ligand with a Kd of less than 10 μM, less than 1 μM, less than 100 nM, less than 10 nM, or less than 1 nM. Optionally, the GDF trap inhibits signaling through ActRIIB, such as intracellular signaling events that are triggered by ActRIIB ligand. The GDF trap for use in such a formulation may be any of those described herein, including, for example, GDF traps with an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 or 40, or a GDF trap with an amino acid sequence that is at least 80, 85, 90, 95, 97 or 99% identical to an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 or 40, or a GDF trap with an amino acid sequence that is at least 80, 85, 90, 95, 97 or 99% identical to an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 or 40, wherein the position corresponding to L79 in SEQ ID NO: 1 is an acidic amino acid. Preferably, the GDF trap for use in such a preparation consists of or consists essentially of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 26. The GDF trap may include a functional fragment of a naturally occurring ActRIIB polypeptide, such as a polypeptide containing at least 10, 20 or 30 amino acids of the sequence, selected from SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38 or 40 or the sequence of SEQ ID NO: 2, without C-terminal 1, 2, 3, 4, 5 or from 10 to 15 amino acids and without 1, 2, 3, 4 or 5 amino acids at the N-terminus. Preferably, the polypeptide contains a truncation relative to SEQ ID NO: 2 or 40 of 2 to 5 amino acids at the N-terminus and no more than 3 amino acids at the C-terminus. The GDF trap may contain one or more changes in the amino acid sequence of the ActRIIB polypeptide (eg, in the ligand binding domain) relative to the native ActRIIB polypeptide. The change in amino acid sequence may, for example, involve glycosylation of the polypeptide when produced in a mammalian, insect or other eukaryotic cell, or involve proteolytic cleavage of the polypeptide relative to the native ActRIIB polypeptide.

Ловушка GDF может представлять собой слитый белок, который содержит в качестве одного домена полипептид ActRIIB (например, лиганд-связывающий домен ActRIIB с одним или несколькими изменениями последовательности) и один или несколько дополнительных доменов, которые обеспечивают желаемое свойство, такое как улучшенная фармакокинетика, более легкая очистка, нацеленность на конкретные ткани, и т.д. Например, домен слитого белка может улучшать одно или несколько свойств из следующих: стабильность in vivo, время полужизни in vivo, захват/введение, локализация или распределение в ткани, образование белковых комплексов, мультимеризация слитого белка и/или очистка. Слитые белки-ловушки GDF могут содержать Fc-домен иммуноглобулина (дикого типа или мутантный) или сывороточный альбумин. В определенных вариантах осуществления слитая ловушка GDF содержит относительно неструктурированный линкер, расположенный между Fc-доменом и внеклеточным доменом ActRIIB. Этот неструктурированный линкер может соответствовать в общих чертах неструктурированной области из 15 аминокислот на С-конце внеклеточного домена ActRIIB (хвост), или он может быть искусственной последовательностью в пределах от 3 до 5, 15, 20, 30, 50 или более аминокислот, которые относительно свободны по вторичной структуре. Линкер может быть богат пролиновыми или глициновыми остатками и может, например, содержать повторяющиеся последовательности треонин/серин и глицины (например, TG4 (SEQ ID NO: 13) или SG4 (SEQ ID NO: 14) синглеты или повторы) или серии из трех глицинов. Слитый белок может включать субпоследовательность для очистки, такую как эпитопная метка, метка FLAG, полигистидиновая последовательность и слияние GST. В определенных вариантах осуществления слитый белок-ловушка GDF содержит лидерную последовательность. Лидерная последовательность может представлять собой природную лидерную последовательность ActRIIB или гетерологичную лидерную последовательность. В определенных вариантах осуществления лидерная последовательность представляет собой лидерную последовательность тканевого активатора плазминогена (ТРА). В варианте осуществления слитый белок-ловушка GDF содержит вышеизложенную аминокислотную последовательность по формуле А-В-С. Часть В представляет собой полипептид ActRIIB, усеченный с N- и С-конца, состоящий из аминокислотной последовательности, соответствующей аминокислотам 25131 SEQ ID NO: 2 или 40. Части А и С могут представлять собой независимо ноль, одну или более чем одну аминокислоту, и обе части А и С гетерологичны по отношению к В. Часть А и/или С может быть присоединена к части В посредством линкерной последовательности.A GDF trap may be a fusion protein that contains as one domain an ActRIIB polypeptide (e.g., an ActRIIB ligand binding domain with one or more sequence changes) and one or more additional domains that provide a desired property, such as improved pharmacokinetics, easier cleaning, targeting specific fabrics, etc. For example, the domain of a fusion protein may improve one or more of the following properties: in vivo stability, in vivo half-life, uptake/administration, tissue localization or distribution, protein complex formation, multimerization of the fusion protein, and/or purification. GDF decoy fusion proteins may contain an immunoglobulin Fc domain (wild type or mutant) or serum albumin. In certain embodiments, the GDF fusion trap comprises a relatively unstructured linker located between the Fc domain and the extracellular domain of ActRIIB. This unstructured linker may correspond broadly to the unstructured 15 amino acid region at the C-terminus of the ActRIIB extracellular domain (tail), or it may be an artificial sequence ranging from 3 to 5, 15, 20, 30, 50 or more amino acids that are relatively free in secondary structure. The linker may be rich in proline or glycine residues and may, for example, contain repeating sequences of threonine/serine and glycines (for example, TG 4 (SEQ ID NO: 13) or SG 4 (SEQ ID NO: 14) singlets or repeats) or series of three glycines. The fusion protein may include a purification subsequence such as an epitope tag, a FLAG tag, a polyhistidine sequence, and a GST fusion. In certain embodiments, the GDF decoy fusion protein comprises a leader sequence. The leader sequence may be a native ActRIIB leader sequence or a heterologous leader sequence. In certain embodiments, the leader sequence is a tissue plasminogen activator (TPA) leader sequence. In an embodiment, the GDF decoy fusion protein contains the above amino acid sequence of the formula A-B-C. Part B is an N- and C-terminally truncated ActRIIB polypeptide consisting of an amino acid sequence corresponding to amino acids 25131 of SEQ ID NO: 2 or 40. Parts A and C may independently be zero, one or more amino acids, and both parts A and C are heterologous to B. Part A and/or C may be attached to part B via a linker sequence.

Необязательно, ловушка GDF включает вариантный полипептид ActRIIB с одним или несколькими модифицированными аминокислотными остатками, выбранными из следующих: гликозилированная аминокислота, пегилированная аминокислота, фарнезилированная аминокислота, ацетилированная аминокислота, биотинилированная аминокислота, аминокислота, конюгированная с липидной частью, и аминокислота, конъюгированная с органическим дериватизирующим агентом. Фармацевтический препарат также может включать одно или несколько дополнительных соединений, таких как соединение, которое применяют для лечения нарушений, связанных с ActRIIB. Предпочтительно, фармацевтический препарат является по существу апирогенным. В основном, предпочтительно, чтобы ловушка GDF экспрессировалась в клеточной линии млекопитающего, которая опосредует подходящее природное гликозилирование ловушки GDF, таким образом, чтобы уменьшить вероятность нежелательного иммунногоOptionally, the GDF trap includes a variant ActRIIB polypeptide with one or more modified amino acid residues selected from the following: a glycosylated amino acid, a pegylated amino acid, a farnesylated amino acid, an acetylated amino acid, a biotinylated amino acid, an amino acid conjugated to a lipid moiety, and an amino acid conjugated to an organic derivatizing agent . The pharmaceutical preparation may also include one or more additional compounds, such as a compound that is used to treat disorders associated with ActRIIB. Preferably, the pharmaceutical preparation is substantially pyrogen-free. In general, it is preferable that the GDF trap is expressed in a mammalian cell line that mediates suitable natural glycosylation of the GDF trap, so as to reduce the likelihood of unwanted immune

- 3 043601 ответа у пациента. Успешно применяют клеточные линии человека и СНО, и предполагают, что могут подходить другие распространенные экспрессирующие векторы млекопитающих.- 3 043601 responses from the patient. Human and CHO cell lines have been used successfully, and it is suggested that other common mammalian expression vectors may be suitable.

В определенных аспектах изобретение предлагает упакованный фармацевтический препарат, включающий фармацевтический препарат, описываемый в настоящем документе, и инструкцию для применения для повышения уровней эритроцитов у человека.In certain aspects, the invention provides a packaged pharmaceutical preparation comprising a pharmaceutical preparation described herein and instructions for use in increasing red blood cell levels in humans.

В определенных аспектах изобретение предлагает ловушки GDF, которые представляют собой растворимые полипептиды ActRIIB, содержащие измененный лиганд-связывающий (например, GDF8связывающий) домен. Ловушки GDF с измененными лиганд-связывающими доменами могут содержать, например, одну или несколько мутаций в аминокислотных остатках, таких как Е37, Е39, R40, K55, R56, Y60, А64, K74, W78, L79, D80, F82 и F101 ActRIIB человека (нумерация соответственно SEQ ID NO: 1). Необязательно, измененный лиганд-связывающий домен может иметь повышенную избирательность к лиганду, такому как GDF8/GDF11, по сравнению с лиганд-связывающим доменом рецептора ActRIIB дикого типа. Для иллюстрации эти мутации продемонстрированы в настоящем документе для повышения селективности измененного лиганд-связывающего домена по отношению к GDF11 (и, таким образом, вероятно, к GDF8) по сравнению с активином: K74Y, K74F, K74I, L79D, L79E и D80I. Следующие мутации оказывают обратное действие, повышая соотношение связывания активина по сравнению с GDF11: D54A, К55А, L79A и F82A. Общую активность связывания (GDF11 и активина) можно увеличить за счет включения хвостовой области или, возможно, неструктурированной линкерной области, и также за счет использования мутации К74А. Другие мутации, которые вызывают общее снижение аффинности связывания лиганда, включают: R40A, Е37А, R56A, W78A, D80K, D80R, D80A, D80G, D80F, D80M и D80N. Мутации можно комбинировать для достижения желаемых эффектов. Например, многие из мутаций, которые влияют на соотношение связывания GDF11:Aktubuh, имеют общее негативное действие на связывание лиганда, и таким образом, эти мутации можно комбинировать с мутациями, которые в основном увеличивают связывание лиганда, для получения улучшенного связывающего белка с селективностью по отношению к лигандам. В иллюстративном варианте осуществления ловушка GDF представляет собой полипептид ActRIIB, который содержит мутацию L79D или L79E, необязательно в комбинации с дополнительными заменами, добавлениями или делециями аминокислот.In certain aspects, the invention provides GDF decoys that are soluble ActRIIB polypeptides containing an altered ligand binding (eg, GDF8 binding) domain. GDF traps with altered ligand binding domains may contain, for example, one or more mutations in amino acid residues such as E37, E39, R40, K55, R56, Y60, A64, K74, W78, L79, D80, F82 and F101 of human ActRIIB (numbering according to SEQ ID NO: 1). Optionally, the altered ligand binding domain may have increased selectivity for a ligand, such as GDF8/GDF11, compared to the wild type ActRIIB receptor ligand binding domain. By way of illustration, these mutations are demonstrated herein to increase the selectivity of the altered ligand binding domain for GDF11 (and thus likely GDF8) over activin: K74Y, K74F, K74I, L79D, L79E, and D80I. The following mutations have the opposite effect, increasing the activin binding ratio compared to GDF11: D54A, K55A, L79A and F82A. The overall binding activity (of GDF11 and activin) can be increased by including a tail region or possibly an unstructured linker region, and also by using the K74A mutation. Other mutations that cause an overall decrease in ligand binding affinity include: R40A, E37A, R56A, W78A, D80K, D80R, D80A, D80G, D80F, D80M, and D80N. Mutations can be combined to achieve desired effects. For example, many of the mutations that affect the GDF11:Aktubuh binding ratio have an overall negative effect on ligand binding, and thus these mutations can be combined with mutations that generally increase ligand binding to produce an improved binding protein with selectivity for to ligands. In an illustrative embodiment, the GDF trap is an ActRIIB polypeptide that contains the L79D or L79E mutation, optionally in combination with additional amino acid substitutions, additions or deletions.

Необязательно, ловушка GDF, которая содержит измененный лиганд-связывающий домен, имеет соотношение Kd для связывания активина к Kd для связывания GDF8, которое, по меньшей мере, в 2, 5, 10 или даже в 100 раз больше по сравнению с соотношением для лиганд-связывающего домена дикого типа. Необязательно, ловушка GDF, которая содержит измененный лиганд-связывающий домен, имеет соотношение IC50 для ингибирования активина к IC50 для ингибирования GDF8/GDF11, которое в по меньшей мере 2, 5, 10, или даже в 100 раз больше по сравнению с соотношением для лигандсвязывающего домена ActRIIB дикого типа. Необязательно, ловушка GDF, которая содержит измененный лиганд-связывающий домен, ингибирует GDF8/GDF11 с IC50, в по меньшей мере 2, 5, 10, или даже 100 раз меньшей, чем IC50 для ингибирования активина. Эти ловушки GDF могут быть слитыми белками, которые включают Fc-домен иммуноглобулина (дикого типа или мутантного). В конкретных случаях, указанные растворимые ловушки GDF являются антагонистами (ингибиторами) GDF8 и/или GDF11.Optionally, a GDF trap that contains an altered ligand-binding domain has a ratio of Kd for activin binding to Kd for GDF8 binding that is at least 2-, 5-, 10-, or even 100-fold greater than the ratio for ligand-binding domain. wild type binding domain. Optionally, the GDF trap that contains an altered ligand binding domain has a ratio of IC 50 for activin inhibition to IC 50 for GDF8/GDF11 inhibition that is at least 2, 5, 10, or even 100 times greater than the ratio for the wild-type ActRIIB ligand-binding domain. Optionally, a GDF trap that contains an altered ligand binding domain inhibits GDF8/GDF11 with an IC 50 of at least 2, 5, 10, or even 100 times less than the IC 50 for activin inhibition. These GDF traps can be fusion proteins that include the Fc domain of an immunoglobulin (wild type or mutant). In specific cases, these soluble GDF traps are antagonists (inhibitors) of GDF8 and/or GDF11.

Также рассматриваются другие ловушки GDF, такие как нижеследующие. Слитый белок-ловушка GDF, который содержит часть, полученную из последовательности ActRIIB из SEQ ID NO: 1 или 39, и вторую полипептидную часть, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 21-29 из SEQ ID NO: 1 или 39 (необязательно, которая начинается с 22-25 из SEQ ID NO: 1 или 39) и заканчивается любой из аминокислот 109-134 из SEQ ID NO: 1 или 39, и где слитый белок-ловушка GDF ингибирует передачу сигнала активином, миостатином и/или GDF11 в анализе на клетках. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-29 из SEQ ID NO: 1 или 39 (необязательно, которая начинается с 22-25 из SEQ ID NO: 1 или 39) и заканчивается любой из аминокислот 109-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-24 из SEQ ID NO: 1 или 39 (необязательно, которая начинается с 22-25 из SEQ ID NO: 1 или 39) и заканчивается любой из аминокислот 109-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 21-24 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 109-134 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-24 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 118-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 21-24 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 118-134 of SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-24 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 128-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последо- 4 043601 вательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-24 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 128-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 21-29 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 118-134 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-29 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 118-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белокловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 21-29 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается любой из аминокислот 128-134 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанный слитый белок-ловушка GDF, где часть, полученная из ActRIIB, соответствует последовательности, которая начинается с любой из аминокислот 20-29 из SEQ ID NO: 1 и заканчивается любой из аминокислот 128-133 из SEQ ID NO: 1 или 39. Неожиданно, конструкции, которые начинаются с 22-25 из SEQ ID NO: 1 или 39, имели уровни активности выше, чем белки с полным внеклеточным доменом ActRIIB человека. В предпочтительном варианте осуществления слитый белокловушка GDF включает, содержит по существу или содержит аминокислотную последовательность, которая начинается с аминокислотного положения 25 из SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается в аминокислотном положении 131 из SEQ ID NO: 1 или 39. В других предпочтительных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF содержит по существу или содержит аминокислотную последовательность из SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37 или 38. Любые из вышеописанных слитых белков-ловушек GDF можно получать в виде гомодимера. Любые из вышеописанных слитых белков-ловушек GDF могут иметь гетерологичную часть, которая состоит из константной области тяжелой цепи IgG, такой как Fc-домен. Любые из вышеописанных слитых белков-ловушек GDF могут содержать кислую аминокислоту в положении, соответствующем положению 79 из SEQ ID NO: 1, необязательно в комбинации с одной или несколькими дополнительными заменами аминокислот, делециями или вставками относительно SEQ ID NO: 1.Other GDF traps such as the following are also covered. A GDF decoy fusion protein that contains a portion derived from the sequence ActRIIB of SEQ ID NO: 1 or 39, and a second polypeptide portion wherein the portion derived from ActRIIB corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 21-29 of SEQ ID NO: 1 or 39 (optional, which begins with 22-25 of SEQ ID NO: 1 or 39) and ends with any of amino acids 109-134 of SEQ ID NO: 1 or 39, and wherein the GDF decoy fusion protein inhibits signal transduction activin, myostatin and/or GDF11 in cell assays. The above-described GDF decoy fusion protein, wherein the portion derived from ActRIIB corresponds to the sequence that begins with any of amino acids 20-29 of SEQ ID NO: 1 or 39 (optionally, which begins with 22-25 of SEQ ID NO: 1 or 39) and ends with any of amino acids 109-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF decoy fusion protein, wherein the portion derived from ActRIIB corresponds to the sequence that begins with any of amino acids 20-24 of SEQ ID NO: 1 or 39 (optionally beginning with 22-25 of SEQ ID NO: 1 or 39) and ending with any of amino acids 109-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF decoy fusion protein, wherein the portion derived from ActRIIB, corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 21-24 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 109-134 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF decoy fusion protein, wherein the portion obtained of ActRIIB, corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 20-24 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 118-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF decoy fusion protein, wherein part, derived from ActRIIB, corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 21-24 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 118-134 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF decoy fusion protein, wherein part , derived from ActRIIB, corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 20-24 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 128-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF decoy fusion protein, where the ActRIIB-derived portion corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 20-24 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 128-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described fusion protein -GDF trap, wherein the portion derived from ActRIIB corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 21-29 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 118-134 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described fusion a GDF decoy protein, wherein the ActRIIB-derived portion corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 20-29 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 118-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above a GDF proteintrap fusion, wherein the portion derived from ActRIIB corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 21-29 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends with any of amino acids 128-134 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described fusion a GDF decoy protein, wherein the ActRIIB-derived portion corresponds to a sequence that begins with any of amino acids 20-29 of SEQ ID NO: 1 and ends with any of amino acids 128-133 of SEQ ID NO: 1 or 39. Surprisingly, the constructs , which begin with 22-25 of SEQ ID NO: 1 or 39, had activity levels higher than proteins with the complete extracellular domain of human ActRIIB. In a preferred embodiment, the GDF fusion protein includes, contains essentially, or contains an amino acid sequence that begins at amino acid position 25 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends at amino acid position 131 of SEQ ID NO: 1 or 39. In other preferred embodiments The GDF decoy polypeptide comprises essentially or contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37 or 38. Any of the above-described GDF decoy fusion proteins can be prepared as a homodimer. Any of the above-described GDF decoy fusion proteins may have a heterologous portion that consists of an IgG heavy chain constant region, such as an Fc domain. Any of the above-described GDF decoy fusion proteins may contain an acidic amino acid at a position corresponding to position 79 of SEQ ID NO: 1, optionally in combination with one or more additional amino acid substitutions, deletions or insertions relative to SEQ ID NO: 1.

Также рассматриваются другие ловушки GDF, такие как нижеследующие. Белок-ловушка GDF, включающий аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 80% идентична последовательности аминокислот 29-109 из SEQ ID NO: 1 или 39, где положение, соответствующее 64 в SEQ ID NO: 1 представляет собой R или K, и где белок-ловушка GDF ингибирует передачу сигнала активином, миостатином и/или GDF11 в анализе на клетках. Вышеописанный белок-ловушка GDF, где по меньшей мере одно изменение относительно последовательности из SEQ ID NO: 1 или 39 расположено вне лиганд-связывающего кармана. Вышеописанный белок-ловушка GDF, где по меньшей мере одно изменение относительно последовательности из SEQ ID NO: 1 или 39 представляет собой консервативное изменение, расположенное внутри лиганд-связывающего кармана. Вышеописанный белок-ловушка GDF, где по меньшей мере одно изменение относительно последовательности из SEQ ID NO: 1 или 39 представляет собой изменение по одному или нескольким положениям, выбранным из группы, состоящей из K74, R40, Q53, K55, F82 и L79. Вышеописанный белок-ловушка GDF, где белок содержит по меньшей мере одну последовательность N-X-S/T в положении ином, чем нативная последовательность N-X-S/T в ActRIIB, и в положении вне лиганд-связывающего кармана.Other GDF traps such as the following are also covered. A GDF decoy protein comprising an amino acid sequence that is at least 80% identical to the amino acid sequence 29-109 of SEQ ID NO: 1 or 39, wherein the position corresponding to 64 in SEQ ID NO: 1 is R or K, and wherein GDF decoy protein inhibits activin, myostatin, and/or GDF11 signaling in a cell assay. The above-described GDF decoy protein, wherein at least one change relative to the sequence of SEQ ID NO: 1 or 39 is located outside the ligand binding pocket. The above-described GDF decoy protein, wherein at least one change relative to the sequence of SEQ ID NO: 1 or 39 is a conserved change located within the ligand binding pocket. The above-described GDF decoy protein, wherein at least one change relative to the sequence of SEQ ID NO: 1 or 39 is a change at one or more positions selected from the group consisting of K74, R40, Q53, K55, F82 and L79. The above-described GDF decoy protein, wherein the protein contains at least one N-X-S/T sequence at a position other than the native N-X-S/T sequence in ActRIIB and at a position outside the ligand-binding pocket.

Также рассматриваются другие ловушки GDF, такие как нижеследующие. Белок-ловушка GDF, содержащий аминокислотная последовательность, которая на по меньшей мере 80% идентична последовательности аминокислот 29-109 SEQ ID NO: 1 или 39, и где белок содержит по меньшей мере одну последовательность N-X-S/T в положении, ином, чем нативная последовательность N-X-S/T в ActRIIB, и в положении вне лиганд-связывающего кармана. Вышеописанная ловушка GDF, где белок-ловушка GDF содержит N в положении, соответствующем положению 24 из SEQ ID NO: 1 или 39, и S или Т в положении, соответствующем положению 26 из SEQ ID NO: 1 или 39, и где ловушка GDF ингибирует передачу сигнала активином, миостатином и/или GDF11 в анализе на клетках. Вышеописанная ловушка GDF, где белок-ловушка GDF содержит R или К в положении, соответствующем положению 64 из SEQ ID NO: 1 или 39. Вышеописанная ловушка GDF, где белок ActRIIB содержит D или Е в положении, соответствующем положению 79 из SEQ ID NO: 1 или 39, и где ловушка GDF ингибирует передачу сигнала активином, миостатином и/или GDF11 в анализе на клетках. Вышеописанная ловушка GDF, где по меньшей мере одно изменение относительно последовательности из SEQ ID NO: 1 или 39 представляет собой консервативное изменение, расположенное внутри лиганд-связывающего кармана. Вышеописанная ловушка GDF, где по меньшей мере одно изменение относительно последовательности из SEQ ID NO: 1 или 39 представляет собой изменение по одному или нескольким положениям, выбранным из группы, состоящей из K74, R40, Q53, K55, F82 и L79. Вышеописанная ловушка GDF, где белок представляет собой слитый белок, дополнительно включающий гетерологичную часть. Любые из вышеописанных слитых белков-ловушек GDF можно получать в виде гомодимера. Любые из вышеописанных слитых белков-ловушек GDF могут иметь гетерологичную часть, которая включает константную область тяжелой цепи IgG, такую как Fc-домен.Other GDF traps such as the following are also covered. A GDF decoy protein comprising an amino acid sequence that is at least 80% identical to amino acid sequence 29-109 of SEQ ID NO: 1 or 39, and wherein the protein contains at least one N-X-S/T sequence at a position other than the native sequence N-X-S/T in ActRIIB, and in a position outside the ligand-binding pocket. The above-described GDF trap protein, wherein the GDF trap protein contains an N at a position corresponding to position 24 of SEQ ID NO: 1 or 39, and an S or T at a position corresponding to position 26 of SEQ ID NO: 1 or 39, and wherein the GDF trap inhibits activin, myostatin and/or GDF11 signaling in cell-based assays. The above-described GDF trap, wherein the GDF trap protein contains R or K at a position corresponding to position 64 of SEQ ID NO: 1 or 39. The above-described GDF trap, wherein the ActRIIB protein contains D or E at a position corresponding to position 79 of SEQ ID NO: 1 or 39, and wherein the GDF trap inhibits activin, myostatin and/or GDF11 signaling in a cell assay. The above-described GDF trap, wherein at least one change relative to the sequence of SEQ ID NO: 1 or 39 is a conserved change located within the ligand binding pocket. The above-described GDF trap, wherein at least one change relative to the sequence of SEQ ID NO: 1 or 39 is a change at one or more positions selected from the group consisting of K74, R40, Q53, K55, F82 and L79. The above-described GDF trap, wherein the protein is a fusion protein further comprising a heterologous moiety. Any of the above-described GDF decoy fusion proteins can be prepared as a homodimer. Any of the above-described GDF decoy fusion proteins may have a heterologous portion that includes an IgG heavy chain constant region, such as an Fc domain.

В определенных аспектах изобретение предлагает нуклеиновые кислоты, кодирующие полипептидловушку GDF. Выделенный полинуклеотид может содержать кодирующую последовательность для расIn certain aspects, the invention provides nucleic acids encoding a GDF decoy polypeptide. The isolated polynucleotide may contain a coding sequence for races

- 5 043601 творимого полипептида-ловушки GDF, такого как описано выше. Например, выделенная нуклеиновая кислота может включать последовательность, кодирующую ловушку GDF, которая содержит внеклеточный домен (например, лиганд-связывающий домен) полипептида ActRIIB с одним или несколькими изменениями последовательности и последовательность, которая могла бы кодировать часть или весь трансмембранный домен и/или цитоплазматический домен полипептида ActRIIB, кроме стоп-кодона, расположенного внутри трансмембранного домена или цитоплазматического домена, или расположенного между внеклеточным доменом и трансмембранным доменом или цитоплазматическим доменом. Например, выделенный полинуклеотид, кодирующий ловушку GDF, может включать полноразмерную полинуклеотидную последовательность ActRIIB, такую как SEQ ID NO: 4 с одним или несколькими изменениями, или частично укороченную версию, указанный выделенный полинуклеотид, дополнительно включающий кодон терминации транскрипции за по меньшей мере шестьсот нуклеотидов до 3'-конца или в ином положении, таким образом, что трансляция полинуклеотида дает внеклеточный домен, необязательно слитый с укороченной частью полноразмерного ActRIIB. Нуклеиновые кислоты, описываемые в настоящем документе, могут быть функционально связаны с промотором для экспрессии, и изобретение предлагает клетки, трансформированные такими рекомбинантными полинуклеотидами. Предпочтительно клетка представляет собой клетку млекопитающего, такую как клетка СНО.- 5 043601 soluble GDF decoy polypeptide such as described above. For example, the isolated nucleic acid may include a sequence encoding a GDF trap that contains an extracellular domain (e.g., a ligand binding domain) of an ActRIIB polypeptide with one or more sequence changes, and a sequence that could encode part or all of the transmembrane domain and/or the cytoplasmic domain an ActRIIB polypeptide other than a stop codon located within the transmembrane domain or cytoplasmic domain, or located between the extracellular domain and the transmembrane domain or cytoplasmic domain. For example, an isolated polynucleotide encoding a GDF trap may include the full-length ActRIIB polynucleotide sequence, such as SEQ ID NO: 4, with one or more changes, or a partially truncated version of said isolated polynucleotide, further including a transcription termination codon at least six hundred nucleotides before 3' end or other position such that translation of the polynucleotide produces an extracellular domain, optionally fused to a truncated portion of full-length ActRIIB. The nucleic acids described herein can be operably linked to a promoter for expression, and the invention provides cells transformed with such recombinant polynucleotides. Preferably the cell is a mammalian cell, such as a CHO cell.

В определенных аспектах изобретение предлагает способы для получения полипептида-ловушки GDF. Такой способ может включать экспрессию любой из нуклеиновых кислот (например, SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31), описываемых в настоящем документе, в подходящей клетке, такой как клетка яичника китайского хомячка (СНО). Такой способ может включать: а) культивирование клетки в условиях, подходящих для экспрессии полипептида-ловушки GDF, где указанная клетка трансформирована экспрессирующей конструкцией ловушки GDF; и b) извлечение полипептида-ловушки GDF, экспрессирующегося таким образом. Полипептиды-ловушки GDF могут быть извлечены в виде неочищенных, частично очищенных или высокоочищенных фракций с использованием любых хорошо известных способов для получения белка из клеточных культур.In certain aspects, the invention provides methods for producing a GDF decoy polypeptide. Such a method may involve expressing any of the nucleic acids (eg, SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30, or 31) described herein in a suitable cell, such as a Chinese hamster ovary (CHO) cell. Such a method may include: a) culturing a cell under conditions suitable for expression of a GDF trap polypeptide, wherein said cell is transformed with a GDF trap expression construct; and b) recovering the GDF decoy polypeptide thus expressed. GDF decoy polypeptides can be recovered as crude, partially purified, or highly purified fractions using any well known methods for obtaining protein from cell cultures.

В определенных аспектах полипептид-ловушку GDF, описываемый в настоящем документе, можно использовать в способе для облегчения выработки эритроцитов или повышения уровней эритроцитов у индивидуума. В определенных вариантах осуществления изобретение предлагает способы лечения нарушения, связанного с низким числом эритроцитов или низкими уровнями гемоглобина (например, анемия, синдром миелодисплазии и т.д.), или для облегчения выработки эритроцитов у пациентов, которым это необходимо. Способ может включать введение нуждающемуся в этом индивидууму эффективного количества полипептида-ловушки GDF. В определенных аспектах изобретение предлагает применение полипептидов-ловушек GDF для получения лекарственного средства для лечения нарушения или состояния, описанного в настоящем документе.In certain aspects, a GDF decoy polypeptide described herein can be used in a method to facilitate the production of red blood cells or increase the levels of red blood cells in an individual. In certain embodiments, the invention provides methods for treating a disorder associated with low red blood cell counts or low hemoglobin levels (eg, anemia, myelodysplasia syndrome, etc.) or for facilitating red blood cell production in patients in need thereof. The method may include administering to an individual in need thereof an effective amount of a GDF decoy polypeptide. In certain aspects, the invention provides the use of GDF decoy polypeptides to produce a medicament for treating a disorder or condition described herein.

Частично, изобретение демонстрирует, что ловушки GDF можно использовать в комбинации (например, вводить в одно время или в разные моменты времени, но, как правило, таким образом, чтобы достичь перекрывающихся фармакологических воздействий) с активаторами рецептора ЕРО для повышения уровней эритроцитов (эритропоэза) или лечения анемии у пациентов, которым это необходимо. Частично, изобретение демонстрирует, что ловушку GDF можно вводить в комбинации с активатором рецептора ЕРО для того, чтобы синергетически повысить образование эритроцитов у пациента. Таким образом, эффект этого комбинированного лечения может быть значительно больше, чем сумма эффектов ловушки GDF и активатора рецептора ЕРО, когда их вводят раздельно в соответствующих дозах. В определенных вариантах осуществления этот синергизм может быть выгоден, поскольку позволяет достичь целевых уровней эритроцитов с меньшими дозами активатора рецептора ЕРО, что позволяет избежать потенциальных неблагоприятных воздействий или других проблем, связанных с высокими уровнями активации рецептора ЕРО.In part, the invention demonstrates that GDF scavengers can be used in combination (e.g., administered at the same time or at different time points, but typically in such a way as to achieve overlapping pharmacological effects) with EPO receptor activators to increase red blood cell levels (erythropoiesis) or treating anemia in patients who require it. In part, the invention demonstrates that a GDF trap can be administered in combination with an EPO receptor activator to synergistically increase red blood cell production in a patient. Thus, the effect of this combination treatment may be significantly greater than the sum of the effects of the GDF scavenger and the EPO receptor activator when administered separately at appropriate doses. In certain embodiments, this synergy may be beneficial in allowing target red blood cell levels to be achieved with lower doses of EPO receptor activator, thereby avoiding potential adverse effects or other problems associated with high levels of EPO receptor activation.

Активатор рецептора ЕРО может стимулировать эритропоэз путем непосредственного контакта и активации рецептора ЕРО. В определенных вариантах осуществления активатор рецептора ЕРО представляет собой один из классов соединений на основе последовательности из 165 аминокислот нативного ЕРО, в основном, известных как агенты, стимулирующие эритропоэз (ESA), примерами которых являются эпоэтин альфа, эпоэтин бета, ээтин дельта и эпоэтин омега. В других вариантах осуществления ESA включают синтетические белки-эритропоэтины (SEP) и производные ЕРО с непептидными модификациями, придающими желаемые фармакокинетические свойства (удлиненный период полувыведения из циркуляции), примерами которых являются дарбэпоэтин альфа и метокси-полиэтилен-гликоль эпоэтин бета. В определенных вариантах осуществления активатор рецептора ЕРО может представлять собой агонист рецептора ЕРО, который не содержит остов полипептида ЕРО или, как правило, не классифицируется как ESA. Такие агонисты рецептора ЕРО в качестве неограничивающих примеров могут включать пептидные и непептидные миметики ЕРО, антитела-агонисты, нацеленные на рецептор ЕРО, слитые белки, содержащие домен миметика ЕРО и ограниченные агонисты рецептора эритропоэтина с увеличенной продолжительностью действия (EREDLA).The EPO receptor activator can stimulate erythropoiesis by directly contacting and activating the EPO receptor. In certain embodiments, an EPO receptor activator is one of a class of compounds based on the 165 amino acid sequence of native EPO, generally known as erythropoiesis-stimulating agents (ESAs), examples of which are epoetin alfa, epoetin beta, epoetin delta, and epoetin omega. In other embodiments, ESAs include synthetic erythropoietin proteins (SEPs) and EPO derivatives with non-peptide modifications to impart desired pharmacokinetic properties (extended circulation half-life), examples of which are darbepoetin alfa and methoxy-polyethylene glycol epoetin beta. In certain embodiments, the EPO receptor activator may be an EPO receptor agonist that does not contain an EPO polypeptide backbone or is not generally classified as an ESA. Such EPO receptor agonists may include, by way of non-limiting examples, peptide and non-peptide EPO mimetics, agonist antibodies targeting the EPO receptor, EPO mimetic domain-containing fusion proteins, and extended-acting erythropoietin receptor limited agonists (EREDLA).

В определенных вариантах осуществления активатор рецептора ЕРО может стимулировать эритропоэз косвенно, без контакта с рецептором ЕРО, способствуя выработке эндогенного ЕРО. Например,In certain embodiments, an EPO receptor activator can stimulate erythropoiesis indirectly, without contact with the EPO receptor, by promoting the production of endogenous EPO. For example,

- 6 043601 факторы транскрипции, индуцируемые гипоксией (HIF), являются эндогенными стимуляторами экспрессии гена ЕРО, которые супрессированы (дестабилизированы) при условиях с нормальным содержанием кислорода за счет клеточных механизмов регуляции. Частично, изобретение предлагает повышенный эритропоэз у пациента за счет комбинированного лечения ловушкой GDF и непрямым активатором рецептора ЕРО с HIF-стабилизирующими свойствами, таким как ингибитор пропилгидроксилазы.- 6 043601 hypoxia-inducible transcription factors (HIFs) are endogenous stimulators of EPO gene expression that are suppressed (destabilized) under normal oxygen conditions due to cellular regulatory mechanisms. In part, the invention provides increased erythropoiesis in a patient through combination treatment with a GDF decoy and an indirect EPO receptor activator with HIF-stabilizing properties, such as a propyl hydroxylase inhibitor.

В определенных аспектах изобретение предлагает способы для введения пациенту полипептидаловушки GDF. Частично, изобретение демонстрирует, что полипептиды-ловушки GDF можно использовать для повышения уровня гемоглобина и эритроцитов. Частично, изобретение демонстрирует, что полипептиды-ловушки GDF можно использовать для лечения пациентов с неэффективным эритропоэзом и для уменьшения одного или нескольких состояний, связанных с неэффективным эритропоэзом, таких как анемия, спленомегалия, перегрузка железом или костные нарушения. В определенных аспектах изобретение предлагает способы для применения полипептидов-ловушек GDF для лечения неэффективного эритропоэза у пациента с талассемией одновременно с уменьшением необходимости в переливании эритроцитов и снижением заболеваемости и смертности, связанных с накоплением железа в уязвимых тканях. В частности, полипептид-ловушку GDF можно использовать таким образом для лечения синдромов [бета]-талассемии, включая промежуточную форму [бета]-талассемии. Полипептиды-ловушки GDF также можно использовать для лечения или профилактики других терапевтических состояний, таких как содействие мышечному росту. При определенных обстоятельствах, при введении полипептида-ловушки GDF для содействия мышечному росту, может быть желательным контролировать воздействие на эритроциты во время введения полипептида-ловушки GDF, или для определения или корректировки дозирования полипептида-ловушки GDF, для того чтобы уменьшить нежелательные эффекты на эритроциты. Например, повышение уровня эритроцитов, уровней гемоглобина или уровней гематокрита может приводить к повышению артериального давления.In certain aspects, the invention provides methods for administering a GDF polypeptidal trap to a patient. In part, the invention demonstrates that GDF decoy polypeptides can be used to increase hemoglobin and red blood cell levels. In part, the invention demonstrates that GDF decoy polypeptides can be used to treat patients with ineffective erythropoiesis and to reduce one or more conditions associated with ineffective erythropoiesis, such as anemia, splenomegaly, iron overload, or bone disorders. In certain aspects, the invention provides methods for using GDF decoy polypeptides to treat ineffective erythropoiesis in a patient with thalassemia while reducing the need for red blood cell transfusions and reducing the morbidity and mortality associated with iron accumulation in vulnerable tissues. In particular, the GDF decoy polypeptide can be used in this manner for the treatment of [beta]-thalassemia syndromes, including [beta]-thalassemia intermediate. GDF decoy polypeptides can also be used to treat or prevent other therapeutic conditions, such as promoting muscle growth. Under certain circumstances, when administering a GDF trap polypeptide to promote muscle growth, it may be desirable to monitor the effect on red blood cells during administration of the GDF trap polypeptide, or to determine or adjust the dosage of the GDF trap polypeptide in order to reduce undesirable effects on red blood cells. For example, increases in red blood cell levels, hemoglobin levels, or hematocrit levels can lead to increased blood pressure.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 представлено выравнивание внеклеточных доменов ActRIIA человека (SEQ ID NO: 15) и ActRIIB человека (SEQ ID NO: 2) с остатками, которые установлены в настоящем документе на основании композитного анализа нескольких кристаллических структур ActRIIB и ActRIIA, для прямого контакта с лигандом (лиганд-связывающий карман), указанными рамками.In fig. 1 shows an alignment of the extracellular domains of human ActRIIA (SEQ ID NO: 15) and human ActRIIB (SEQ ID NO: 2) with the residues identified herein based on composite analysis of several crystal structures of ActRIIB and ActRIIA for direct contact with the ligand (ligand -binding pocket) by the indicated frames.

На фиг. 2 представлено множественное выравнивание последовательностей различных белков ActRIIB позвоночных и ActRIIA человека (SEQ ID NO: 16-23).In fig. 2 shows a multiple sequence alignment of various vertebrate ActRIIB and human ActRIIA proteins (SEQ ID NO: 16-23).

На фиг. 3 представлена полная аминокислотная последовательность для ловушки GDF ActRIIB(L79D 20-134)-hPc (SEQ ID NO: 11), включая лидерную последовательность ТРА (двойное подчеркивание), внеклеточный домен ActRIIB (остатки 20-134 в SEQ ID NO: 1; подчеркнуты), и hFc-домен. Аспартат, замещенный в положении 79 в нативной последовательности, подчеркнут двойной линией и выделен цветом, так же как и глицин, выявленный при помощи секвенирования, как N-концевой остаток в зрелом слитом белке.In fig. 3 shows the complete amino acid sequence for the GDF trap ActRIIB(L79D 20-134)-hPc (SEQ ID NO: 11), including the TPA leader sequence (double underline), the extracellular domain of ActRIIB (residues 20-134 in SEQ ID NO: 1; underlined ), and hFc domain. The aspartate substituted at position 79 in the native sequence is double underlined and highlighted in color, as is the glycine identified by sequencing as the N-terminal residue in the mature fusion protein.

На фиг. 4 представлена нуклеотидная последовательность, кодирующая ActRIIB(L79D 20-134)-hFc. SEQ ID NO: 25 соответствует смысловой цепи, и SEQ ID NO: 33 соответствует антисмысловой цепи. Лидерная последовательность ТРА (нуклеотиды 1-66) подчеркнута двойной линией, и внеклеточный домен ActRIIB (нуклеотиды 76-420) подчеркнут одной линией.In fig. Figure 4 shows the nucleotide sequence encoding ActRIIB(L79D 20-134)-hFc. SEQ ID NO: 25 corresponds to the sense strand, and SEQ ID NO: 33 corresponds to the antisense strand. The TPA leader sequence (nucleotides 1-66) is underlined by a double line, and the extracellular domain of ActRIIB (nucleotides 76-420) is underlined by a single line.

На фиг. 5 представлена полная аминокислотная последовательность для усеченной ловушки GDF ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (SEQ ID NO: 26), в том числе лидерная последовательность ТРА (подчеркнута двойной линией), усеченный внеклеточный домен ActRIIB (остатки 25-131 в SEQ ID NO: 1; подчеркнут одной линией), и hFc-домен. Аспартат, замещенный в положении 79 в нативной последовательности, подчеркнут двойной линией и выделен цветом, так же как и глутаминат, выявленный при помощи секвенирования, как N-концевой остаток в зрелом слитом белке.In fig. 5 shows the complete amino acid sequence for the truncated GDF trap ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (SEQ ID NO: 26), including the TPA leader sequence (underlined by a double line), the truncated extracellular domain of ActRIIB (residues 25-131 in SEQ ID NO: 1; underlined with one line), and hFc domain. The aspartate substituted at position 79 in the native sequence is double underlined and highlighted in color, as is the glutamate identified by sequencing as the N-terminal residue in the mature fusion protein.

На фиг. 6 представлена нуклеотидная последовательность, кодирующая ActRIIB(L79D 25-131)-hPc. SEQ ID NO: 27 соответствует смысловой цепи, и SEQ ID NO: 34 соответствует антисмысловой цепи. Лидерная последовательность ТРА (нуклеотиды 1-66) подчеркнута двойной линией, и усеченный внеклеточный домен ActRIIB (нуклеотиды 76-396) подчеркнут одной линией. Также представлена аминокислотная последовательность для внеклеточного домена ActRIIB (остатки 25-131 в SEQ ID NO: 1).In fig. Figure 6 shows the nucleotide sequence encoding ActRIIB(L79D 25-131)-hPc. SEQ ID NO: 27 corresponds to the sense strand, and SEQ ID NO: 34 corresponds to the antisense strand. The TPA leader sequence (nucleotides 1-66) is underlined by a double line, and the truncated extracellular domain of ActRIIB (nucleotides 76-396) is underlined by a single line. Also provided is the amino acid sequence for the extracellular domain of ActRIIB (residues 25-131 in SEQ ID NO: 1).

На фиг. 7 представлена аминокислотная последовательность для усеченной ловушки GDF ActRIIB(L79D 25-131)-hPc без лидерной последовательности (SEQ ID NO: 28). Усеченный внеклеточный домен ActRIIB (остатки 25-131 в SEQ ID NO: 1) подчеркнут. Аспартат, замещенный в положении 79 в нативной последовательности, подчеркнут двойной линией и выделен цветом, так же как и глутаминат, выявленный при помощи секвенирования, как N-концевой остаток в зрелом слитом белке.In fig. 7 shows the amino acid sequence for the truncated GDF trap ActRIIB(L79D 25-131)-hPc without the leader sequence (SEQ ID NO: 28). The truncated extracellular domain of ActRIIB (residues 25-131 in SEQ ID NO: 1) is underlined. The aspartate substituted at position 79 in the native sequence is double underlined and highlighted in color, as is the glutamate identified by sequencing as the N-terminal residue in the mature fusion protein.

На фиг. 8 представлена аминокислотная последовательность для усеченной ловушки GDF ActRIIB(L79D 25-131) без лидерной последовательности, hFc домена и линкера (SEQ ID NO: 29). Аспартат, замещенный в положении 79 в нативной последовательности, подчеркнут двойной линией и выделен цветом, так же как и глутаминат, выявленный при помощи секвенирования, как N-концевой остаток в зрелом слитом белке.In fig. 8 shows the amino acid sequence for the truncated GDF trap ActRIIB(L79D 25-131) without the leader sequence, hFc domain and linker (SEQ ID NO: 29). The aspartate substituted at position 79 in the native sequence is double underlined and highlighted in color, as is the glutamate identified by sequencing as the N-terminal residue in the mature fusion protein.

На фиг. 9 представлена альтернативная нуклеотидная последовательность, кодирующаяIn fig. 9 shows an alternative nucleotide sequence encoding

- 7 043601- 7 043601

ActRIIB(L79D 25-131)-hFc. SEQ ID NO: 30 соответствует смысловой цепи, и SEQ ID NO: 35 соответствует антисмысловой цепи. Лидерная последовательность ТРА (нуклеотиды 1-66) подчеркнута двойной линией, и усеченный внеклеточный домен ActRIIB (нуклеотиды 76-396) подчеркнут одной линией, а замены во нуклеотидной последовательности внеклеточного домена дикого типа подчеркнуты двойной линией и выделен цветом (сравните с SEQ ID NO: 27, фиг. 6). Также представлена аминокислотная последовательность для внеклеточного домена ActRIIB (остатки 25-131 в SEQ ID NO: 1).ActRIIB(L79D 25-131)-hFc. SEQ ID NO: 30 corresponds to the sense strand, and SEQ ID NO: 35 corresponds to the antisense strand. The TPA leader sequence (nucleotides 1-66) is double underlined and the truncated ActRIIB extracellular domain (nucleotides 76-396) is single underlined, and substitutions in the wild-type extracellular domain nucleotide sequence are double underlined and highlighted (compare with SEQ ID NO: 27, Fig. 6). Also provided is the amino acid sequence for the extracellular domain of ActRIIB (residues 25-131 in SEQ ID NO: 1).

На фиг. 10 представлены нуклеотиды 76-396 (SEQ ID NO: 31) альтернативной нуклеотидной последовательности, показанной на фиг. 9 (SEQ ID NO: 30). Те же нуклеотидные замены, которые указаны на фиг. 9, здесь также подчеркнуты двойной линией и выделен цветом. SEQ ID NO: 31 кодирует только укороченный внеклеточный домен ActRIIB (соответствующий остаткам 25-131 в SEQ ID NO: 1) с заменой L79D, например, ActRIIB(L79D 25-131).In fig. 10 shows nucleotides 76-396 (SEQ ID NO: 31) of the alternative nucleotide sequence shown in FIG. 9 (SEQ ID NO: 30). The same nucleotide substitutions indicated in Fig. 9, here also underlined with a double line and highlighted in color. SEQ ID NO: 31 encodes only the truncated extracellular domain of ActRIIB (corresponding to residues 25-131 in SEQ ID NO: 1) with the L79D substitution, for example, ActRIIB(L79D 25-131).

На фиг. 11 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на концентрацию гемоглобина на мышиной модели анемии, индуцированной химиотерапией. Данные представляют собой среднее ±SEM. **, Р<0,01 по сравнению с паклитакселом в тот же момент времени. Эта ловушка GDF прекращает анемию, индуцированную лечением паклитакселом.In fig. 11 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on hemoglobin concentration in a mouse model of chemotherapy-induced anemia. Data represent mean ±SEM. **, P < 0.01 compared with paclitaxel at the same time point. This GDF trap reverses the anemia induced by paclitaxel treatment.

На фиг. 12 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на уровни эритроцитов (RBC) на мышиной модели с хроническим заболеванием почек с односторонней нефрэктомией (NEPHX). Данные представляют собой среднее ±SEM. ***, р<0,001 по сравнению с исходными данными. Эта ловушка GDF инвертирует течение анемии, индуцированной нефрэктомией, у контрольных мышей.In fig. 12 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on red blood cell (RBC) levels in the unilateral nephrectomy chronic kidney disease (NEPHX) mouse model. Data represent mean ±SEM. ***, p<0.001 compared to the original data. This GDF trap reverses the course of nephrectomy-induced anemia in control mice.

На фиг. 13 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на уровни эритроцитов (RBC), гемоглобина (HGB) и гематокрита (НСТ) на мышиной модели с хроническим заболеванием почек с односторонней нефрэктомией (NEPHX). Данные представляют собой средние изменения исходных данных через 4 недели (±SEM). *, Р<0,05; **, Р<0,01; ***, Р<0,001 по сравнению с контролями NEPHX. Эта ловушка GDF предупреждает снижение данных эритроцитарных парметров, ассоциированное с нефрэктомией, повышая каждый из них до величины, аналогичной величине у мышей с интактной почкой (sham).In fig. 13 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on red blood cell (RBC), hemoglobin (HGB) and hematocrit (HCT) levels in the unilateral nephrectomy chronic kidney disease (NEPHX) mouse model. Data represent mean changes from baseline at 4 weeks (±SEM). *, P<0.05; **, P<0.01; ***, P < 0.001 compared with NEPHX controls. This GDF trap prevents the decline in these erythrocyte parameters associated with nephrectomy, increasing each of them to values similar to those in sham mice.

На фиг. 14 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на уровни эритроцитов (RBC) на крысиной модели анемии, индуцированной острой кровопотерей. Удаление крови производили в День -1, с введением дозы в Дни 0 и 3. Данные представляют собой среднее ±SEM. **, Р<0,01; ***, Р<0,001 по сравнению с растворителем в тот же момент времени. Эта ловушка GDF улучшает скорость и степень восстановления от анемии, индуцированной кровопотерей.In fig. 14 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on red blood cell (RBC) levels in a rat model of acute blood loss-induced anemia. Blood removal was performed on Day -1, with dosing on Days 0 and 3. Data are means ±SEM. **, P<0.01; ***, P < 0.001 compared to solvent at the same time point. This GDF trap improves the rate and extent of recovery from blood loss-induced anemia.

На фиг. 15 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (серый цвет) или ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (черный цвет) на абсолютное изменение концентрации эритроцитов от исходной величины у яванских макак. VEH = растворитель. Данные представляют собой среднее ±SEM. n=4-8 на группу.In fig. 15 shows the effect of treatment with ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (gray) or ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (black) on the absolute change in red blood cell concentration from baseline in cynomolgus monkeys. VEH = solvent. Data represent mean ±SEM. n=4-8 per group.

На фиг. 16 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (серый цвет) или ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (черный цвет) на абсолютное изменение гематокрита от исходной величины у яванских макак. VEH = растворитель. Данные представляют собой среднее ±SEM. n=4-8 на группу.In fig. 16 shows the effect of treatment with ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (gray) or ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (black) on the absolute change in hematocrit from baseline in cynomolgus monkeys. VEH = solvent. Data represent mean ±SEM. n=4-8 per group.

На фиг. 17 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (серый цвет) или ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (черный цвет) на абсолютное изменение концентрации гемоглобина от исходной величины у яванских макак. VEH = растворитель. Данные представляют собой среднее ±SEM. n=4-8 на группу.In fig. 17 shows the effect of treatment with ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (gray) or ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (black) on the absolute change in hemoglobin concentration from baseline in cynomolgus monkeys. VEH = solvent. Data represent mean ±SEM. n=4-8 per group.

На фиг. 18 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (серый цвет) или ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (черный цвет) на абсолютное изменение концентрации циркулирующих ретикулоцитов от исходной величины у яванских макак. VEH = растворитель. Данные представляют собой среднее ±SEM. n=4-8 на группу.In fig. 18 shows the effect of treatment with ActRIIB(L79D 20-134)-hFc (gray) or ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (black) on the absolute change in circulating reticulocyte concentration from baseline in cynomolgus monkeys. VEH = solvent. Data represent mean ±SEM. n=4-8 per group.

На фиг. 19 представлено действие комбинированного лечения эритропоэтином (ЕРО) и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc в течение 72 ч на гематокрит у мышей. Данные представляют собой среднее ±SEM (n=4 на группу), и средние, которые значимо отличаются друг от друга (р<0,05, непарный t-тест) обозначены различными буквами. Комбинированное лечение увеличивает гематокрит на 23% по сравнению с растворителем, синергическое увеличение больше, чем сумма отдельных эффектов ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc.In fig. 19 shows the effect of combination treatment with erythropoietin (EPO) and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc for 72 hours on hematocrit in mice. Data are means ±SEM (n=4 per group), and means that are significantly different from each other (p<0.05, unpaired t test) are indicated by different letters. Combination treatment increased hematocrit by 23% compared to vehicle, a synergistic increase greater than the sum of the individual effects of EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc.

На фиг. 20 представлено действие комбинированного лечения ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc в течение 72 ч на концентрации гемоглобина у мышей. Данные представляют собой среднее ±SEM (n=4 на группу), и средние, которые значимо отличаются друг от друга (р<0,05) обозначены различными буквами. Комбинированное лечение повышает концентрации гемоглобина на 23% по сравнению с растворителем, что также является синергическим действием.In fig. 20 shows the effect of combined treatment with EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc for 72 hours on hemoglobin concentrations in mice. Data are means ±SEM (n=4 per group), and means that are significantly different from each other (p<0.05) are indicated by different letters. The combination treatment increases hemoglobin concentrations by 23% compared to the vehicle, which is also a synergistic effect.

На фиг. 21 представлено действие комбинированного лечения ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc в течение 72 ч на концентрации эритроцитов у мышей. Данные представляют собой среднее ±SEM (n=4 на группу), и средние, которые значимо отличаются друг от друга (р<0,05) обозначены различными буквами. Комбинированное лечение повышает концентрации на 20% по сравнению с растворителем, что также является синергическим действием.In fig. 21 shows the effect of combined treatment with EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc for 72 hours on red blood cell concentrations in mice. Data are means ±SEM (n=4 per group), and means that are significantly different from each other (p<0.05) are indicated by different letters. The combination treatment increases concentrations by 20% compared to the solvent, which is also a synergistic effect.

- 8 043601- 8 043601

На фиг. 22 представлено действие комбинированного лечения ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc в течение 72 ч на число эритропоэтических клеток-предшественников в селезенке мышей. Данные представляют собой среднее ±SEM (n=4 на группу), и средние, которые значимо отличаются друг от друга (р<0,05) обозначены различными буквами. В то время как ЕРО сам по себе резко увеличил количество базофильных эритробластов (BasoE) за счет созревания предшественников на поздней стадии, комбинированное лечение повысило количество BasoE в меньшей, но все еще значительной степени одновременно поддерживая неуменьшающееся созревание предшественников на поздней стадии.In fig. 22 shows the effect of combined treatment with EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc for 72 hours on the number of erythropoietic progenitor cells in the spleen of mice. Data are means ±SEM (n=4 per group), and means that are significantly different from each other (p<0.05) are indicated by different letters. While EPO alone dramatically increased the number of basophilic erythroblasts (BasoE) through late-stage progenitor maturation, the combination treatment increased BasoE numbers to a lesser but still significant extent while maintaining undiminished late-stage progenitor maturation.

Фиг. 23 сравнивает параметры RBC у мышиной модели β-талассемии Hbb-/- с параметрами у мышей дикого типа (WT). Анализировали образцы крови от нелеченных мышей в возрасте 2-6 месяцев для определения количества эритроцитов (RBC; А), гематокрита (НСТ; В), и концентрации гемоглобина (Hgb; С). Данные представляют собой среднее ±SEM (n=4 на группу), р<0,001. Было подтверждено, что у мышей Hbb-/- тяжелая анемия.Fig. 23 compares RBC parameters in the Hbb −/− mouse model of β-thalassemia with those in wild-type (WT) mice. Blood samples from untreated mice aged 2–6 months were analyzed to determine red blood cell count (RBC; A), hematocrit (HCT; B), and hemoglobin concentration (Hgb; C). Data represent mean ±SEM (n=4 per group), p<0.001. Hbb −/− mice were confirmed to have severe anemia.

На фиг. 24 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-mFc на количество RBC у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-. Образцы крови собирали после четырех недель лечения. Данные представляют собой среднее из 2 на группу, с чертами, указывающими диапазон. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc вдвое уменьшило дефицит RBC у Hbb-/- мышей.In fig. 24 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc on the number of RBCs in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model. Blood samples were collected after four weeks of treatment. Data are means of 2 per group, with bars indicating range. ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment halved RBC deficiency in Hbb −/− mice.

На фиг. 25 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-mFc на морфологию RBC у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-.In fig. 25 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc on RBC morphology in the Hbb - / - β-thalassemia mouse model.

Изображения мазков крови, окрашенных по Гимза, от мышей, которых лечили в течение четырех недель, получали при 100-кратном увеличении. Обратите внимание на гемолиз, продукты распада клеток и множество маленьких или неправильной формы RBC в крови мышей Hbb-/-, которых лечили растворителем. Для сравнения, лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc значительно уменьшило гемолиз, клеточный распад и появление RBC неправильной формы, одновременно повысив число RBC с нормальной формой.Images of Giemsa-stained blood smears from mice treated for four weeks were taken at 100× magnification. Note hemolysis, cell debris, and many small or irregularly shaped RBCs in the blood of vehicle-treated Hbb −/− mice. In comparison, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc significantly reduced hemolysis, cellular breakdown, and the appearance of irregularly shaped RBCs, while increasing the number of normal shaped RBCs.

На фиг. 26 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев на число RBC у мышиной модели β-талассемии Hbb, с данными от мышей дикого типа, которым вводили растворитель, приведенными для сравнения. Данные представляют собой среднее ±SEM; n=7 на группу. **, Р<0,01 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25131)-mFc уменьшило средний дефицит RBC у мышей Hbb-/- более чем на 50%.In fig. 26 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment for two months on RBC numbers in the Hbb β-thalassemia mouse model, with data from vehicle-treated wild-type mice shown for comparison. Data represent mean ±SEM; n=7 per group. **, P < 0.01 compared with vehicle-treated Hbb - / - mice. Treatment with ActRIIB(L79D 25131)-mFc reduced the mean RBC deficiency in Hbb −/− mice by more than 50%.

На фиг. 27 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев на уровни сывороточного билирубина у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-, с данными от мышей дикого типа, которым вводили растворитель, приведенными для сравнения. Данные представляют собой среднее ±SEM. ###, Р<0,001 по сравнению с мышами дикого типа, которых лечили растворителем; *, Р<0,05 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc значительно снизило уровни общего билирубина у мышей Hbb-/-.In fig. 27 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment for two months on serum bilirubin levels in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model, with data from vehicle-treated wild-type mice shown for comparison. Data represent mean ±SEM. ###, P < 0.001 compared with vehicle-treated wild-type mice; *, P < 0.05 compared with vehicle-treated Hbb −/− mice. ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment significantly reduced total bilirubin levels in Hbb −/− mice.

На фиг. 28 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев на уровень ЕРО в сыворотке у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-, с данными от мышей дикого типа, которым вводили растворитель, приведенными для сравнения. Данные представляют собой среднее ±SEM. ###, Р<0,001 по сравнению с мышами дикого типа, которых лечили растворителем; *, Р<0,05 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc снизило средние уровни циркулирующего ЕРО у мышей Hbb-/- более чем на 60%.In fig. 28 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment for two months on serum EPO levels in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model, with data from vehicle-treated wild-type mice shown for comparison. Data represent mean ±SEM. ###, P < 0.001 compared with vehicle-treated wild-type mice; *, P < 0.05 compared with vehicle-treated Hbb −/− mice. Treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc reduced mean circulating EPO levels in Hbb −/− mice by more than 60%.

На фиг. 29 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-mFc на спленомегалию у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-, с данными от мышей дикого типа, которым вводили растворитель, приведенными для сравнения. А. Среднее ±SEM от мышей, начиная с трехмесячного возраста, после лечения 1 мг/кг дважды в неделю в течение двух месяцев. ###, Р<0,001 по сравнению с мышами дикого типа, которых лечили растворителем; *, Р<0,05 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. В. Типичные размеры селезенки, которые наблюдали в отдельном исследовании у мышей, начиная с возраста 6-8 месяцев, после лечения 1 мг/кг дважды в неделю в течение трех месяцев. Лечение ActRIIB(L79D 25131)-mFc значительно уменьшило массу селезенки у мышей Hbb-/-.In fig. 29 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc on splenomegaly in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model, with data from vehicle-treated wild-type mice shown for comparison. A. Mean ±SEM from mice starting at three months of age following treatment with 1 mg/kg twice weekly for two months. ###, P < 0.001 compared with vehicle-treated wild-type mice; *, P < 0.05 compared with vehicle-treated Hbb −/− mice. B. Typical spleen sizes observed in a separate study in mice starting at 6-8 months of age following treatment with 1 mg/kg twice weekly for three months. Treatment with ActRIIB(L79D 25131)-mFc significantly reduced spleen weight in Hbb −/− mice.

На фиг. 30 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев на минеральную плотность костей у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-, с данными от мышей дикого типа, которым вводили растворитель, приведенными для сравнения. Среднее ±SEM на основании анализа бедренной кости. #, Р<0,05 по сравнению с мышами дикого типа, которых лечили растворителем; *, Р<0,05 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)mFc нормализовало минеральную плотность костей у мышей Hbb-/-.In fig. 30 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment for two months on bone mineral density in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model, with data from vehicle-treated wild-type mice shown for comparison. Mean ±SEM based on femur analysis. #, P < 0.05 compared with vehicle-treated wild-type mice; *, P < 0.05 compared with vehicle-treated Hbb −/− mice. Treatment with ActRIIB(L79D 25-131)mFc normalized bone mineral density in Hbb −/− mice.

На фиг. 31 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев на параметры гомеостаза железа у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-. Среднее ±SEM для сывороточного железа (А), сывороточного ферритина (В), и насыщения трансферина (С). *, Р<0,05; **, Р<0,01 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc значительно снизило каждый параметр перегрузки железом у мышей Hbb-/-.In fig. 31 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment for two months on parameters of iron homeostasis in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model. Mean ±SEM for serum iron (A), serum ferritin (B), and transferrin saturation (C). *, P<0.05; **, P < 0.01 compared with vehicle-treated Hbb −/− mice. Treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc significantly reduced each parameter of iron overload in Hbb −/− mice.

На фиг. 32 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев наIn fig. 32 shows the effect of treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc for two months on

- 9 043601 тканевую перегрузку железом у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-. Уровни железа в срезах тканей (200 мкм) из селезенки (А-С), печени (D-F) и почки (G-I) определяли при помощи окрашивания по Перлсу. Окрашивание железа в селезенке дикого типа (А) было в изобилии в красной пульпе (стрелки), но отсутствовало в белой пульпе (*). Повышенный уровень окрашивания железа в селезенке у мышей Hbb’/_ (В) отражает расширение областей красной пульпы из-за экстрамедуллярного эритропоэза. ActRIIB(L79D 25-131)-mFc у мышей Hbb’/_ снизил эритропоэз в селезенке и восстановил паттерн окрашивания железа в селезенке, характерный для дикого типа (С). Кроме того, нормализовалось патологическое окрашивание железа в клетках Купфера в печени (Н, стрелки) и в коре почек (Е, стрелки) у мышей Hbb’/_ за счет ActRIIB(L79D 25-131)-mFc (F и I). Увеличение, 200χ.- 9 043601 tissue iron overload in a mouse model of β-thalassemia Hbb -/- . Iron levels in tissue sections (200 µm) from spleen (A-C), liver (DF) and kidney (GI) were determined using Perls staining. Iron staining in wild-type spleen (A) was abundant in the red pulp (arrows) but absent in the white pulp (*). Increased levels of iron staining in the spleen of Hbb' /_ mice (B) reflect expansion of red pulp areas due to extramedullary erythropoiesis. ActRIIB(L79D 25-131)-mFc in Hbb' /_ mice reduced splenic erythropoiesis and restored the wild-type splenic iron staining pattern (C). In addition, abnormal iron staining in Kupffer cells in the liver (H, arrows) and renal cortex (E, arrows) was normalized in Hbb' /_ mice by ActRIIB(L79D 25-131)-mFc (F and I). Magnification, 200χ.

На фиг. 33 представлено действие лечения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение двух месяцев на уровни мРНК гепсидина в печени у мышиной модели β-талассемии Hbb. Среднее ±SEM; *, Р<0,05 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc значительно повысило экспрессию гепсидина мРНК у мышей Hbb-/-.In fig. 33 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment for two months on hepcidin mRNA levels in the liver of a mouse model of Hbb β-thalassemia. Mean ±SEM; *, P < 0.05 compared with vehicle-treated Hbb / mice. ActRIIB(L79D 25-131)-mFc treatment significantly increased hepcidin mRNA expression in Hbb / mice.

На фиг. 34 представлено действие ActRIIB(L79D 25-131)-mFc на уровни активных формы кислорода в циркуляции (ROS) у мышиной модели β-талассемии Hbb-/-, с данными от мышей дикого типа, которым вводили растворитель, приведенными для сравнения. Данные представляют собой среднее геометрическое ±SEM. ###, Р<0,001 по сравнению с мышами дикого типа, которых лечили растворителем; ***, Р<0,001 по сравнению с мышами Hbb-/-, которых лечили растворителем. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)mFc значительно снизило ROS у мышей Hbb-/-.In fig. 34 shows the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc on circulating reactive oxygen species (ROS) levels in the Hbb -/- β-thalassemia mouse model, with data from vehicle-treated wild-type mice shown for comparison. Data represent geometric mean ±SEM. ###, P < 0.001 compared with vehicle-treated wild-type mice; ***, P < 0.001 compared with vehicle-treated Hbb −/− mice. Treatment with ActRIIB(L79D 25-131)mFc significantly reduced ROS in Hbb −/− mice.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

1. Общий обзор.1. General overview.

Суперсемейство трансформирующего фактора роста бета (TGF-β) включает ряд факторов роста, которые имеют общие элементы последовательности и структурные мотивы. Известно, что эти белки оказывают биологическое воздействие на целый ряд типов клеток, как у позвоночных, так и у беспозвоночных. Члены суперсемейства выполняют важные функции во время эмбрионального развития при формировании структур и специализации тканей и могут влиять на ряд процессов дифференцировки, включая адипогенез, миогенез, хондрогенез, кардиогенез, гемопоэз, нейрогенез и дифференцировку эпителиальных клеток. Управляя активностью члена семейства TGF-β, зачастую возможно вызвать значительные физиологические изменения в организме. Например, породы крупного рогатого скота пьемонтская и бельгийская голубая несут мутацию с потерей функции в гене GDF8 (также называемом миостатин), которая вызывает выраженное увеличение мышечной массы. Grobet et al., Nat Genet. 1997, 17(l):714. Кроме того, у людей неактивные аллели GDF8 ассоциированы с повышенной мышечной массой и, по имеющимся данным, с исключительной силой. Schuelke et al., N Engl J Med 2004, 350:2682-8.The transforming growth factor beta (TGF-β) superfamily includes a number of growth factors that share common sequence elements and structural motifs. These proteins are known to have biological effects on a range of cell types in both vertebrates and invertebrates. Members of the superfamily perform important functions during embryonic development in the formation of structures and tissue specialization and can influence a number of differentiation processes, including adipogenesis, myogenesis, chondrogenesis, cardiogenesis, hematopoiesis, neurogenesis and epithelial cell differentiation. By manipulating the activity of a member of the TGF-β family, it is often possible to cause significant physiological changes in the body. For example, the Piedmontese and Belgian Blue cattle breeds carry a loss-of-function mutation in the GDF8 gene (also called myostatin) that causes a marked increase in muscle mass. Grobet et al., Nat Genet. 1997, 17(l):714. Additionally, in humans, inactive GDF8 alleles are associated with increased muscle mass and, reportedly, exceptional strength. Schuelke et al., N Engl J Med 2004, 350:2682-8.

Сигналы TGF-β опосредуются при помощи гетеромерных комплексов серин-треонинкиназных рецепторов типа I и типа II, которые фосфорилируют и активируют нижележащие белки Smad при стимуляции лигандом (Massague, 2000, Nat. Rev. Mol. Клетка Biol. 1: 169-178). Эти рецепторы типа I и типа II представляют собой трансмембранные белки, состоящие из лиганд-связывающего внеклеточного домена с цистеин-богатой областью, трансмембранного домена и цитоплазматического домена с предсказанной серин/треониновой специфичностью. Рецепторы типа I необходимы для передачи сигнала. Рецепторы типа II необходимы для связывания лигандов и экспрессии рецепторов типа I. Рецепторы активина типа I и типа II образуют стабильный комплекс после связвания лиганда, что приводит к фосфорилированию рецепторов типа I рецепторами типа II.TGF-β signaling is mediated by heteromeric type I and type II serine-threonine kinase receptor complexes that phosphorylate and activate downstream Smad proteins upon ligand stimulation (Massague, 2000, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 1: 169-178). These type I and type II receptors are transmembrane proteins consisting of a ligand-binding extracellular domain with a cysteine-rich region, a transmembrane domain, and a cytoplasmic domain with predicted serine/threonine specificity. Type I receptors are required for signal transduction. Type II receptors are required for ligand binding and expression of type I receptors. Type I and type II activin receptors form a stable complex upon ligand binding, resulting in phosphorylation of type I receptors by type II receptors.

Два родственных рецептора типа II (ActRII), ActRIIA и ActRIIB, идетифицированы как рецепторы типа II для активинов (Mathews и Vale, 1991, Cell 65:973-982; Attisano et al., 1992, Cell 68: 97-108). Кроме активинов, ActRIIA и ActRIIB могут биохимически взаимодействовать с некоторыми другими белками семейства TGF-β, включая ВМР7, Nodal, GDF8 и GDF11 (Yamashita et al., 1995, J. Cell Biol. 130:217-226; Lee и McPherron, 2001, Proc. Natl. Acad. Sci. 98:9306-9311; Yeo и Whitman, 2001, Mol. Cell 7: 949-957; Oh et al., 2002, Genes Dev. 16:2749-54). ALK4 представляет собой основной рецептор типа I для активинов, в частности, для активина А, и ALK-7 также может служить в качестве рецептора для активинов, в частности, для активина В. В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к антагонизму лиганда рецепторов ActRIIB (также обозначаемому как лиганд ActRIIB) при помощи объекта изобретения полипептида-ловушки GDF. Примеры лигандов рецепторов ActRIIB включают некоторых членов семейства TGF-β, таких как активин А, активин В, Nodal, GDF8, GDF11 и ВМР7.Two related type II receptors (ActRII), ActRIIA and ActRIIB, have been identified as type II receptors for activins (Mathews and Vale, 1991, Cell 65:973-982; Attisano et al., 1992, Cell 68:97-108). In addition to activins, ActRIIA and ActRIIB can interact biochemically with several other TGF-β family proteins, including BMP7, Nodal, GDF8 and GDF11 (Yamashita et al., 1995, J. Cell Biol. 130:217-226; Lee and McPherron, 2001 , Proc. Natl. Acad. Sci. 98:9306-9311; Yeo and Whitman, 2001, Mol. Cell 7: 949-957; Oh et al., 2002, Genes Dev. 16:2749-54). ALK4 is a major type I receptor for activins, particularly activin A, and ALK-7 may also serve as a receptor for activins, particularly activin B. In certain embodiments, the present invention relates to antagonism of a ligand of ActRIIB receptors ( also referred to as ActRIIB ligand) using the subject matter of the GDF decoy polypeptide. Examples of ActRIIB receptor ligands include some members of the TGF-β family, such as activin A, activin B, Nodal, GDF8, GDF11 and BMP7.

Активины представляют собой димерные полипептидные факторы роста, которые принадлежат к суперсемейству TGF-β. Есть три основные формы активина (А, В, и АВ), которые представляют собой гомо/гетеродимеры двух близкородственных субъединиц β (βAβA, ββbв и βAβв, соответственно). Геном человека также кодирует активин С и активин Е, которые главным образом экспрессируются в печени, а также известны гетеродимерные формы, включающие βC или βE. В суперсемействе TGF-β, активины являются уникальными и многофункциональными факторами, которые могут стимулировать выработку гормона в клетках яичника и плаценты, поддерживать выживание нервных клеток, положительно или отрицательно влиять на процесс клеточного цикла в зависимости от типа клеток и индуцировать мезоActivins are dimeric polypeptide growth factors that belong to the TGF-β superfamily. There are three main forms of activin (A, B, and AB), which are homo/heterodimers of two closely related β subunits (β A β A , β β b b and β A β b , respectively). The human genome also encodes activin C and activin E, which are mainly expressed in the liver, and heterodimeric forms including β C or β E are known. Within the TGF-β superfamily, activins are unique and multifunctional factors that can stimulate hormone production in ovarian and placental cells, support neural cell survival, positively or negatively influence cell cycle progression depending on cell type, and induce mesotherapy.

- 10 043601 дермальную дифференцировку, по меньшей мере, у эмбрионов амфибий (DePaolo et al., 1991, Proc Soc Ер Biol Med. 198:500-512; Dyson et al., 1997, Curr Biol. 7:81-84; Woodruff, 1998, Biochem Pharmacol. 55:953963). Кроме того, было обнаружено, что эритроидный фактор дифференцировки (EDF), выделенный из стимулированных моноцитарных лейкоцитов человека, идентичен активину A (Murata et al., 1988, PNAS, 85:2434). Полагают, что активин А способствует эритропоэзу в костном мозге. В некоторых тканях антагонистическое действие на передачу сигнала активином оказывает родственный ему гетеродимер, ингибин. Например, во время высвобождения фолликулостимулирующего гормона (FSH) из гипофиза, активин способствует секреции и синтезу FSH, в то время как ингибин предотвращает секрецию и синтез FSH. Другие белки, которые могут регулировать биоактивность и/или связывание активина, включают фоллистатин (FS), родственный фоллистатину белок (FSRP) и а2-макроглобулин.- 10 043601 dermal differentiation, at least in amphibian embryos (DePaolo et al., 1991, Proc Soc Ep Biol Med. 198:500-512; Dyson et al., 1997, Curr Biol. 7:81-84; Woodruff , 1998, Biochem Pharmacol 55:953963). In addition, erythroid differentiation factor (EDF) isolated from stimulated human monocytic leukocytes was found to be identical to activin A (Murata et al., 1988, PNAS, 85:2434). Activin A is believed to promote erythropoiesis in the bone marrow. In some tissues, activin signaling is antagonized by its related heterodimer, inhibin. For example, during the release of follicle-stimulating hormone (FSH) from the pituitary gland, activin promotes FSH secretion and synthesis, while inhibin prevents FSH secretion and synthesis. Other proteins that may regulate activin bioactivity and/or binding include follistatin (FS), follistatin-related protein (FSRP) and α2 -macroglobulin.

Белки Nodal участвуют в индукции и формировании мезодермы и энтодермы, а также в последующей организации осевых структур, таких как сердце и желудок в раннем эмбриогенезе. Показано, что дорсальная ткань у развивающегося эмбриона позвоночных участвует преимущественно в осевых структурах нотохорды и прехордальной пластинки, хотя она привлекает к участию окружающие клетки для образования не-осевых эмбриональных структур. Nodal, по видимому, передают сигнал через оба типа рецепторов I и II и внутриклеточные эффекторы, известные как белки Smad. Недавние исследования поддерживают идею, что ActRIIA и ActRIIB служат в качестве рецепторов типа II рецепторы для Nodal (Sakuma et al., Genes Cells. 2002, 7:401-12). Предполагают, что лиганды Nodal взаимодействуют с их кофакторами (например, cripto) для активации рецепторов активина типа I и II, которые фосфорилируют Smad2. Белки Nodal вовлечены во множество событий, важных для раннего эмбриогенеза позвоночных, включая образование мезодермы, формирование переднего отдела и определение оси лево-право.Nodal proteins are involved in the induction and formation of mesoderm and endoderm, as well as the subsequent organization of axial structures such as the heart and stomach in early embryogenesis. It has been shown that dorsal tissue in the developing vertebrate embryo participates primarily in the axial structures of the notochord and prechordal plate, although it recruits surrounding cells to form non-axial embryonic structures. Nodal appears to signal through both type I and type II receptors and intracellular effectors known as Smad proteins. Recent studies support the idea that ActRIIA and ActRIIB serve as type II receptors for Nodal (Sakuma et al., Genes Cells. 2002, 7:401-12). Nodal ligands are proposed to interact with their cofactors (e.g., cripto) to activate activin receptors type I and II, which phosphorylate Smad2. Nodal proteins are involved in a variety of events important for early vertebrate embryogenesis, including mesoderm formation, anterior formation, and left-right axis determination.

Экспериментальные данные показали, что сигнал Nodal активирует pAR3-Lux, репортерный ген люциферазы, который ранее демонстрировал ответ исключительно на активин и TGF-β. Однако, Nodal не способен индуцировать pTlx2-Lux, репортерный ген, который реагирует исключительно на морфогенетические белки кости. Последние результаты обеспечивают прямое биохимическое доказательство, что сигнал Nodal опосредуется обоими белками Smad пути активин-TGF-e, Smad2 и Smad3. Дополнительное исследование показало, что для передачи сигнала Nodal необходим внеклеточный белок cripto, что отличает этот сигнал от сигнала активина или TGF-β.Experimental data showed that the Nodal signal activates pAR3-Lux, a luciferase reporter gene that previously showed a response exclusively to activin and TGF-β. However, Nodal is unable to induce pTlx2-Lux, a reporter gene that responds exclusively to bone morphogenetic proteins. The latest results provide direct biochemical evidence that the Nodal signal is mediated by both Smad proteins of the activin-TGF-e pathway, Smad2 and Smad3. Additional research has shown that Nodal signaling requires the extracellular protein cripto, which distinguishes this signal from activin or TGF-β.

Фактор роста и дифференцировки-8 (GDF8) также известен как миостатин. GDF8 является негативным регулятором массы скелетных мышц. GDF8 экспрессируется на высоком уровне в развивающейся и взрослой скелетной мышце. Нуль-мутация GDF8 у трансгенных мышей характеризуется выраженной гипертрофией и гиперплазией скелетной мышцы (McPherron et al., Nature, 1997, 387:83-90). Аналогичное увеличение массы скелетных мышц проявляется при природных мутациях GDF8 у крупного рогатого скота (Ashmore et al., 1974, Growth, 38:501-507; Swatland and Kieffer, J. Anim. Sci., 1994, 38:752-757; McPherron and Lee, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,1997, 94:12457-12461; and Kambadur et al., Genome Res., 1997, 7:910-915) и, поразительно, у людей (Schuelke et al., N Engl J Med 2004;350:2682-8). Исследования также показали, что мышечная атрофия, связанная с инфекцией ВИЧ у людей, сопровождается повышением экспрессии белка GDF8 (Gonzalez-Cadavid et al., PNAS, 1998, 95: 14938-43). Кроме того, GDF8 может регулировать выработку ферментов, специфичных для мышц (например, креатинкиназы) и регулировать клеточную пролиферацию миобластов (WO 00/43781). Пропептид GDF8 может нековалентно связываться димером домена зрелого GDF8, инактивируя его биологическую активность (Miyazono et al. (1988) J. Biol. Chem., 263: 6407-6415; Wakefield et al. (1988) J. Biol.Chem., 263; 7646-7654; и Brown et al. (1990) Growth Factors, 3: 35-43). Другие белки, которые связываются с GDF8 или структурно родственными ему белками и ингибируют их биологическую активность, включают фоллистатин и, возможно, родственные фоллистатину белки (Gamer et al. (1999) Dev. Biol., 208: 222-232).Growth and differentiation factor-8 (GDF8) is also known as myostatin. GDF8 is a negative regulator of skeletal muscle mass. GDF8 is expressed at high levels in developing and adult skeletal muscle. The GDF8 null mutation in transgenic mice is characterized by severe hypertrophy and hyperplasia of skeletal muscle (McPherron et al., Nature, 1997, 387:83-90). A similar increase in skeletal muscle mass occurs with naturally occurring GDF8 mutations in cattle (Ashmore et al., 1974, Growth, 38:501-507; Swatland and Kieffer, J. Anim. Sci., 1994, 38:752-757; McPherron and Lee, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, 94:12457-12461; and Kambadur et al., Genome Res., 1997, 7:910-915) and, strikingly, in humans (Schuelke et al. , N Engl J Med 2004;350:2682-8). Studies have also shown that muscle wasting associated with HIV infection in humans is accompanied by increased expression of the GDF8 protein (Gonzalez-Cadavid et al., PNAS, 1998, 95: 14938-43). In addition, GDF8 can regulate the production of muscle-specific enzymes (eg creatine kinase) and regulate myoblast cell proliferation (WO 00/43781). The GDF8 propeptide can be non-covalently bound by the mature GDF8 domain dimer, inactivating its biological activity (Miyazono et al. (1988) J. Biol. Chem., 263: 6407-6415; Wakefield et al. (1988) J. Biol. Chem., 263 7646-7654 and Brown et al (1990) Growth Factors, 3: 35-43). Other proteins that bind to GDF8 or structurally related proteins and inhibit their biological activity include follistatin and possibly follistatin-related proteins (Gamer et al. (1999) Dev. Biol., 208: 222-232).

Фактор роста и дифференцировки-11 (GDF11), также известный как ВМР11, представляет собой секретируемый белок (McPherron et al., 1999, Nat. Genet. 22: 260-264). GDF11 экспрессируется в хвостовой почке, зачатке конечности, верхнечелюстной и нижнечелюстной дугах и в дорсальных корешковых ганглиях во время развития мыши (Nakashima et al., 1999, Mech. Dev. 80: 185-189). GDF11 играет уникальную роль в формировании паттерна, как мезодермальной, так и нервной ткани (Gamer et al., 1999, Dev Biol., 208:222-32). Было показано, что GDF11 является негативным регулятором хондрогенеза и миогенеза в развивающейся конечности цыпленка (Gamer et al., 2001, Dev Biol. 229:407-20). Экспрессия GDF11 в мышце также подтверждает его роль в регуляции мышечного роста аналогично GDF8. Кроме того, экспрессия GDF11 в головном мозге позволяют предположить, что GDF11 может также обладать активностью, которая связана с функционированием нервной системы. Примечательно, было обнаружено, что GDF11 ингибирует нейрогенез в обонятельном эпителии (Wu et al., 2003, Neuron. 37: 197-207).Growth and differentiation factor-11 (GDF11), also known as BMP11, is a secreted protein (McPherron et al., 1999, Nat. Genet. 22: 260-264). GDF11 is expressed in the tail bud, limb bud, maxillary and mandibular arches, and dorsal root ganglia during mouse development (Nakashima et al., 1999, Mech. Dev. 80: 185-189). GDF11 plays a unique role in patterning both mesodermal and neural tissue (Gamer et al., 1999, Dev Biol., 208:222-32). GDF11 has been shown to be a negative regulator of chondrogenesis and myogenesis in the developing chick limb (Gamer et al., 2001, Dev Biol. 229:407-20). Expression of GDF11 in muscle also suggests a role in regulating muscle growth, similar to GDF8. In addition, the expression of GDF11 in the brain suggests that GDF11 may also have activities that are related to the functioning of the nervous system. Notably, GDF11 was found to inhibit neurogenesis in the olfactory epithelium (Wu et al., 2003, Neuron. 37: 197-207).

Морфогенетический белок кости (ВМР7), который также называют остеогенный белок-1 (ОР-1), хорошо известен, как индуктор образования хряща и кости. Кроме того, ВМР7 регулирует широкий ряд физиологических процессов. Например, ВМР7 может быть остеоиндуктивным фактором, который отвечает за феномен эпителиального остеогенеза. Установлено также, что ВМР7 принимает участие в регуляции обмена кальция и гомеостаза кости. Подобно активину, ВМР7 связывается с рецепторами типа II,Bone morphogenetic protein (BMP7), also called osteogenic protein-1 (OP-1), is a well-known inducer of cartilage and bone formation. In addition, BMP7 regulates a wide range of physiological processes. For example, BMP7 may be an osteoinductive factor that is responsible for the phenomenon of epithelial osteogenesis. It has also been established that BMP7 takes part in the regulation of calcium metabolism and bone homeostasis. Like activin, BMP7 binds to type II receptors,

- 11 043601- 11 043601

ActRIIA и ActRIIB. Однако ВМР7 и активин используют различные рецепторы типа I в гетеромерном рецепторном комплексе. Основным наблюдаемым рецептором типа I для ВМР7 был ALK2, в то время как активин связывался исключительно с ALK4 (ActRIIB). BMP7 и активин вызывают различные биологические ответы и активируют различные пути Smad (Macias-Silva et al., 1998, J Biol Chem. 273:2562836).ActRIIA and ActRIIB. However, BMP7 and activin use different type I receptors in a heteromeric receptor complex. The main type I receptor observed for BMP7 was ALK2, while activin bound exclusively to ALK4 (ActRIIB). BMP7 and activin induce different biological responses and activate different Smad pathways (Macias-Silva et al., 1998, J Biol Chem. 273:2562836).

Как показано в настоящем документе, полипептид-ловушка GDF, который представляет собой вариантный полипептид ActRIIB (ActRIIB), является более эффективным для увеличения уровней эритроцитов in vivo по сравнению с растворимым полипептидом ActRIIB дикого типа и оказывает положительное воздействие на ряд животных моделей с анемией и неэффективным эритропоэзом. Дополнительно показано, что применение полипептида-ловушки GDF в комбинации с активатором рецептора ЕРО вызывает существенное повышение образования эритроцитов. Следует отметить, что гемопоэз представляет собой сложный процесс, который регулируется рядом факторов, включая эритропоэтин, G-CSF и гомеостаз железа. Термины повышает уровни эритроцитов и способствует образованию эритроцитов относятся к клинически наблюдаемым показателям, таким как гематокрит, число эритроцитов и показатели гемоглобина, и нейтральны в отношении того механизма, посредством которого происходят такие изменения.As shown herein, the GDF decoy polypeptide, which is a variant ActRIIB polypeptide (ActRIIB), is more effective in increasing red blood cell levels in vivo compared to soluble wild-type ActRIIB polypeptide and has beneficial effects in a number of animal models of anemia and ineffective erythropoiesis. Additionally, it has been shown that the use of a GDF decoy polypeptide in combination with an EPO receptor activator causes a significant increase in red blood cell production. It should be noted that hematopoiesis is a complex process that is regulated by a number of factors, including erythropoietin, G-CSF and iron homeostasis. The terms increases red blood cell levels and promotes red blood cell production refer to clinically observable measures such as hematocrit, red blood cell count, and hemoglobin values, and are neutral with respect to the mechanism by which such changes occur.

В дополнение к стимуляции уровня эритроцитов, полипептиды-ловушки GDF подходят для ряда терапевтических применений, включая, например, стимуляцию мышечного роста (см. публикация РСТ No. WO 2006/012627 и WO 2008/097541, которые, таким образом, включены посредством ссылки в полном объеме). В некоторых случаях, при введении полипептида-ловушки GDF с целью увеличения мышц, может быть желательным уменьшить или минимизировать воздействие на эритроциты. Контролируя различные гематологические параметры у проходящих лечение пациентов, или у тех, кто является кандидатами на лечение, можно определять подходящее дозирование полипептида-ловушки GDF (включая количество и частоту введения) на основании индивидуальных потребностей пациента, исходных гематологических параметров и цели лечения. Кроме того, терапевтический прогресс и воздействие на один или несколько гематологических параметров с течением времени могут быть полезны для ведения пациентов, которым вводят полипептид-ловушку GDF, за счет облегчения ухода за пациентом, определения соответствующего поддерживающего дозирования (как количества, так и частоты), и т.д.In addition to stimulating red blood cell levels, GDF decoy polypeptides are suitable for a number of therapeutic applications, including, for example, stimulation of muscle growth (see PCT Publication No. WO 2006/012627 and WO 2008/097541, which are thus incorporated by reference in in full). In some cases, when administering a GDF decoy polypeptide for the purpose of muscle augmentation, it may be desirable to reduce or minimize the effect on red blood cells. By monitoring various hematological parameters in patients being treated or those who are candidates for treatment, the appropriate dosage of the GDF decoy polypeptide (including the amount and frequency of administration) can be determined based on the individual needs of the patient, baseline hematological parameters and the goal of treatment. In addition, therapeutic progress and effects on one or more hematologic parameters over time may be useful in the management of patients receiving GDF decoy polypeptide by facilitating patient care, determining appropriate maintenance dosing (both amount and frequency), etc.

ЕРО представляет собой гликопротеиновый гормон, который участвует в росте и созревании эритроидных клеток-предшественников в эритроциты. ЕРО вырабатывается печенью во время внутриутробной жизни и почками у взрослых. Сниженная выработка ЕРО, которая часто встречается у взрослых как следствие почечной недостаточности, приводит к анемии. ЕРО производят при помощи способов генетической инженерии, основанных на экспрессии и секреции белка клеткой-хозяином, которая была трансфицирована геном ЕРО. Введение такого рекомбинантного ЕРО оказалось эффективным при лечении анемии. Например, Eschbach et al. (1987, N Engl J Med 316:73) описывает применение ЕРО для коррекции анемии, вызванной хронической почечной недостаточностью.EPO is a glycoprotein hormone that is involved in the growth and maturation of erythroid progenitor cells into red blood cells. EPO is produced by the liver during fetal life and by the kidneys in adults. Decreased EPO production, which often occurs in adults as a consequence of kidney failure, leads to anemia. EPO is produced using genetic engineering techniques based on the expression and secretion of the protein by a host cell that has been transfected with the EPO gene. The administration of such recombinant EPO has proven effective in the treatment of anemia. For example, Eschbach et al. (1987, N Engl J Med 316:73) describes the use of EPO to correct anemia caused by chronic renal failure.

Эффекты ЕРО опосредуются путем связывания с рецептором клеточной поверхности, который принадлежит суперсемейству цитокиновых рецепторов и обозначается рецептор ЕРО, и его активации. Рецепторы ЕРО человека и мыши были клонированы и экспрессированы (D'Andrea et al., 1989, Cell 57:277; Jones et al., 1990, Blood 76:31; Winkelman et al., 1990, Blood 76:24; WO 90/08822/патент США № 5278065). Ген рецептора ЕРО человека кодирует трансмембранный белок из 483 аминокислот, который содержит внеклеточный домен приблизительно из 224 аминокислот и демонстрирует приблизительно 82% идентичность аминокислотных последовательностей с рецептором ЕРО мышей (См. патент США № 6319499). Клонированный полноразмерный рецептор ЕРО, который экспрессируется в клетках млекопитающих (66-72 кДа), связывает ЕРО с аффинностью (KD=100-300 нМ), сходной с аффинностью нативного рецептора на эритроидных клетках-предшественниках. Таким образом, как полагают, эта форма содержит основную детерминанту, связывающую ЕРО, и обозначается как рецептор ЕРО. По аналогии с другими близкородственными рецепторами цитокинов, полагают, что рецептор ЕРО димеризуется при связывании агониста. Однако, детальная структура рецептора ЕРО, который может представлять собой мультимерный комплекс, и его специфический механизм активации полностью не выяснены (патент США № 6319499).The effects of EPO are mediated by binding to and activating a cell surface receptor that belongs to the cytokine receptor superfamily, designated EPO receptor. Human and mouse EPO receptors have been cloned and expressed (D'Andrea et al., 1989, Cell 57:277; Jones et al., 1990, Blood 76:31; Winkelman et al., 1990, Blood 76:24; WO 90 /08822/US Patent No. 5278065). The human EPO receptor gene encodes a 483 amino acid transmembrane protein that contains an extracellular domain of approximately 224 amino acids and exhibits approximately 82% amino acid sequence identity with the murine EPO receptor (See US Pat. No. 6,319,499). The cloned full-length EPO receptor, which is expressed in mammalian cells (66-72 kDa), binds EPO with an affinity (K D =100-300 nM) similar to that of the native receptor on erythroid progenitor cells. Thus, this form is believed to contain the major EPO binding determinant and is designated the EPO receptor. By analogy with other closely related cytokine receptors, the EPO receptor is believed to dimerize upon agonist binding. However, the detailed structure of the EPO receptor, which may be a multimeric complex, and its specific mechanism of activation have not been fully elucidated (US Patent No. 6,319,499).

Активация рецептора ЕРО приводит к нескольким биологическим эффектам. Эти эффекты включают повышенную пролиферацию незрелых эритробластов, повышенную дифференцировку незрелых эритробластов и уменьшение апоптоза эритроидных клеток-предшественниов (Liboi et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90: 11351-11355; Koury et al., 1990, Science 248:378-381). Пути передачи сигнала для пролиферации и дифференцировки через рецептор ЕРО, по-видимому, различны (Noguchi et al., 1988, Mol Cell Biol 8:2604; Patel et al., 1992, J Biol Chem 1992, 267:21300; Liboi et al., там же) . Некоторые результаты позволяют предположить, что для опосредования сигнала дифференцировки может быть необходим вспомогательный белок (Chiba et al., 1993, Nature 362:646; Chiba et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90: 11593); однако существуют разногласия относительно роли вспомогательных белков в дифференцировке, поскольку конститутивно активированная форма рецептора может стимулировать и пролиферацию, и дифференцировку (Pharr et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90:938). Активаторы рецептора ЕРО вклю- 12 043601 чают низкомолекулярные соединения, стимулирующие эритропоэз (ESA), а также соединения на основе ЕРО. Примером последних является димерный агонист на основе пептида, ковалентно связанный с полиэтиленгликолем (патентованное название Хематид), который продемонстрировал зритропоэзстимулирующие свойства у здоровых добровольцев и у пациентов, как с хроническим заболеванием почек, так и с эндогенными антителами к ЕРО (Stead et al., 2006, Blood 108: 1830-1834; Macdougall et al., 2009, N Engl J Med 361: 1848-1855). Другие примеры включают ESA непептидной природы (Qureshi et al., 1999, Proc Natl Acad Sci USA 96: 12156-12161).Activation of the EPO receptor leads to several biological effects. These effects include increased proliferation of immature erythroblasts, increased differentiation of immature erythroblasts, and decreased apoptosis of erythroid progenitor cells (Liboi et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90: 11351-11355; Koury et al., 1990, Science 248:378- 381). The signal transduction pathways for proliferation and differentiation through the EPO receptor appear to be different (Noguchi et al., 1988, Mol Cell Biol 8:2604; Patel et al., 1992, J Biol Chem 1992, 267:21300; Liboi et al. ., ibid.) . Some results suggest that an accessory protein may be required to mediate the differentiation signal (Chiba et al., 1993, Nature 362:646; Chiba et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90: 11593); however, there is controversy regarding the role of accessory proteins in differentiation, since the constitutively activated form of the receptor can stimulate both proliferation and differentiation (Pharr et al., 1993, Proc Natl Acad Sci USA 90:938). EPO receptor activators include small molecule erythropoiesis-stimulating agents (ESAs) as well as EPO-based compounds. An example of the latter is a dimeric peptide-based agonist covalently linked to polyethylene glycol (proprietary name Hematid), which has demonstrated seropoiesis-stimulating properties in healthy volunteers and in patients with both chronic kidney disease and endogenous anti-EPO antibodies (Stead et al., 2006 , Blood 108: 1830-1834; Macdougall et al., 2009, N Engl J Med 361: 1848-1855). Other examples include non-peptide ESAs (Qureshi et al., 1999, Proc Natl Acad Sci USA 96: 12156-12161).

Активаторы рецептора ЕРО также включают соединения, которые стимулируют эритропоэз опосредованно, без контакта с рецептором ЕРО, путем повышения выработки эндогенного ЕРО. Например, факторы транскрипции, индуцируемые гипоксией (HIF), являются эндогенными стимуляторами экспрессии гена ЕРО, которые супрессированы (дестабилизированы) за счет клеточных механизмов регуляции при условиях с нормальным содержанием кислорода. Таким образом, ингибиторы HIF пролилгидроксилазных ферментов исследуются на предмет ЕРО-индуцирующего действия in vivo. Другие непрямые активаторы рецептора ЕРО включают ингибиторы фактора транскрипции GATA-2 (Nakano et al., 2004, Blood 104:4300-4307), который тонически ингибирует экспрессию гена ЕРО, и ингибиторы фосфатазы гемопоэтических клеток (НСР или SHP-1), которая функционирует как негативный регулятор трансдукции сигнала от рецептора ЕРО (Klingmuller et al., 1995, Cell 80:729-738).EPO receptor activators also include compounds that stimulate erythropoiesis indirectly, without contact with the EPO receptor, by increasing the production of endogenous EPO. For example, hypoxia-inducible factors (HIFs) are endogenous stimulators of EPO gene expression that are suppressed (destabilized) by cellular regulatory mechanisms under normal oxygen conditions. Thus, inhibitors of HIF prolyl hydroxylase enzymes are being investigated for EPO-inducing effects in vivo. Other indirect activators of the EPO receptor include inhibitors of the transcription factor GATA-2 (Nakano et al., 2004, Blood 104:4300-4307), which tonically inhibits EPO gene expression, and inhibitors of hematopoietic cell phosphatase (HCP or SHP-1), which functions as a negative regulator of signal transduction from the EPO receptor (Klingmuller et al., 1995, Cell 80:729-738).

Термины, применяемые в этом описании, как правило, имеют свое обычное значение в данной области, в пределах контекста по настоящему изобретению, и в пределах конкретного контекста, в котором применяют каждый термин. Определенные термины обсуждаются ниже или где-либо в описании для того, чтобы дать дополнительные указания практикующему специалисту при описании композиций и способов по изобретению, и того, как их производить и применять. Объем или значение любого применения термина будут ясны из конкретного контекста, в котором применяют термин.The terms used in this specification generally have their ordinary meaning in the art, within the context of the present invention, and within the particular context in which each term is used. Certain terms are discussed below or elsewhere in the description in order to provide additional guidance to the practitioner in describing the compositions and methods of the invention, and how to make and use them. The scope or meaning of any application of a term will be clear from the particular context in which the term is applied.

Примерно и приблизительно, как правило, следует понимать как допустимую степень ошибки для количества, измеренного с учетом основных свойств или точности измерений. Как правило, примерные степени ошибки находятся в пределах 20 процентов (%), предпочтительно в пределах 10% и более предпочтительно в пределах 5% от данной величины или диапазона величин.Approximately and approximately should generally be understood as the permissible degree of error for a quantity measured, taking into account the basic properties or accuracy of measurements. Typically, approximate degrees of error are within 20 percent (%), preferably within 10%, and more preferably within 5% of a given value or range of values.

Альтернативно и конкретно в биологических системах, термины примерно и приблизительно могут означать величины, которые находятся в пределах порядка величины, предпочтительно в пределах 5-кратной величины и более предпочтительно в пределах 2-кратной величины от приведенного значения. Численные величины, приведенные в настоящем документе, являются приблизительными, если не указано иначе, означая, что термин приблизительно или примерно подразумевается, если прямо не указано.Alternatively, and specifically in biological systems, the terms about and about may mean values that are within an order of magnitude, preferably within 5 times the magnitude and more preferably within 2 times the value given. Numerical values given herein are approximate unless otherwise stated, meaning that the term approximate or approximately is implied unless expressly stated.

Способы по изобретению могут включать этапы сравнения последовательностей друг с другом, в том числе последовательности дикого типа с одной или несколькими мутантными (вариантными последовательностями). Такие сравнения, как правило, включают выравнивание последовательностей полимеров, например, с использованием программ и/или алгоритмов для выравнивания последовательностей, которые хорошо известны в данной области (например, BLAST, FASTA и MEGALIGN, чтобы назвать несколько). Специалисты в данной области могут легко понять, что, в таких выравниваниях, где мутация включает вставку или делецию остатка, выравнивание последовательностей будет вводить пропуск (как правило, представленный тире или А) в последовательности полимера, которая не содержит вставку или делецию остатка.The methods of the invention may include the steps of comparing sequences to each other, including wild-type sequences with one or more mutant (variant sequences). Such comparisons typically involve polymer sequence alignments, for example, using sequence alignment programs and/or algorithms that are well known in the art (eg, BLAST, FASTA, and MEGALIGN, to name a few). Those skilled in the art will readily appreciate that, in such alignments where the mutation involves the insertion or deletion of a residue, the sequence alignment will introduce a gap (typically represented by a dash or A) in the polymer sequence that does not contain the insertion or deletion of the residue.

Гомологичный во всех его грамматических формах и вариантах написания относится к взаимосвязи между двумя белками, которые обладают общим эволюционным происхождением, включая белки из суперсемейств тех же самых видов организмов, а также гомологичные белки из различных видов организмов. Такие белки (и кодирующие их нуклеиновые кислоты) имеют гомологию последовательностей, что отражается в сходстве их последовательностей, или в отношении процента идентичности, или за счет присутствия специфичных остатков или мотивов и консервативных положений.Homologous, in all its grammatical forms and spellings, refers to the relationship between two proteins that share a common evolutionary origin, including proteins from superfamilies of the same species of organisms, as well as homologous proteins from different species of organisms. Such proteins (and the nucleic acids encoding them) have sequence homology, which is reflected in their sequence similarity, either in percentage identity, or through the presence of specific residues or motifs and conserved positions.

Термин сходство последовательностей во всех его грамматических формах, относится к степени идентичности или соответствия между нуклеиновыми кислотами или аминокислотными последовательностями, которые могут иметь или не иметь общее эволюционное происхождение.The term sequence similarity, in all its grammatical forms, refers to the degree of identity or correspondence between nucleic acids or amino acid sequences that may or may not have a common evolutionary origin.

Однако в обиходе и в настоящей заявке, термин гомологичный при модификации наречием, таким как высоко может относиться к сходству последовательностей и может быть связан или не связан с общим эволюционным происхождением.However, in common parlance and as used herein, the term homologous when modified by an adverb such as may highly refer to sequence similarity and may or may not be associated with a common evolutionary origin.

2. Полипептиды-ловушки GDF.2. GDF decoy polypeptides.

В определенных аспектах изобретение относится к полипептидам-ловушкам GDF, например, растворимым вариантным полипептидам ActRIIB, включая, например, фрагменты, функциональные варианты и модифицированные формы полипептидов ActRIIB. В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF имеют по меньшей мере одну сходную или такую же активность, что и соответствующий полипептид ActRIIB дикого типа. Например, полипептид-ловушка GDF по изобретению может связываться с лигандом ActRIIB (например, активином А, активином АВ, активином В, Nodal, GDF8, GDF11 или ВМР7) и ингибировать его функцию. Необязательно, полипептид-ловушка GDF по- 13 043601 вышает уровень эритроцитов. Примеры полипептидов-ловушек GDF включают предшественники полипептидов ActRIIB человека (SEQ ID NO: 1 или 39) с одним или несколькими изменениями последовательности, и растворимые полипептиды ActRIIB человека (например, SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29,In certain aspects, the invention relates to GDF decoy polypeptides, for example, soluble variant ActRIIB polypeptides, including, for example, fragments, functional variants and modified forms of ActRIIB polypeptides. In certain embodiments, the GDF decoy polypeptides have at least one similar or the same activity as the corresponding wild-type ActRIIB polypeptide. For example, a GDF decoy polypeptide of the invention can bind to an ActRIIB ligand (eg, Activin A, Activin AB, Activin B, Nodal, GDF8, GDF11 or BMP7) and inhibit its function. Optionally, the GDF decoy polypeptide by 13 043601 increases the level of red blood cells. Examples of GDF decoy polypeptides include human ActRIIB polypeptide precursors (SEQ ID NO: 1 or 39) with one or more sequence changes, and soluble human ActRIIB polypeptides (e.g., SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29,

32, 37, 38, 40 и 41) с одним или несколькими изменениями последовательности.32, 37, 38, 40 and 41) with one or more sequence changes.

Применяемый в настоящем документе термин ActRIIB относится к семейству белков-рецепторов активина типа IIb (ActRIIB) из любых видов и к вариантам, полученным из таких белков ActRIIB путем мутагенеза или другой модификации. Ссылку на ActRIIB в настоящем документе следует понимать как ссылку на любую одну из форм, идентифицированных к настоящему времени. Члены семейства ActRIIB представляют собой, как правило, трансмембранные белки, состоящие из лиганд-связывающего внеклеточного домена с областью, богатой цистеином, трансмембранного домена и цитоплазматического домена с предсказанной серин/треониновой киназной активностью.As used herein, the term ActRIIB refers to the family of activin type IIb receptor proteins (ActRIIB) from any species and variants derived from such ActRIIB proteins by mutagenesis or other modification. Reference to ActRIIB in this document should be understood as a reference to any one of the forms identified to date. Members of the ActRIIB family are typically transmembrane proteins consisting of a ligand-binding extracellular domain with a cysteine-rich region, a transmembrane domain, and a cytoplasmic domain with predicted serine/threonine kinase activity.

Аминокислотные последовательности растворимого внеклеточного домена ActRIIA человека (представленные для сравнения) и растворимого внеклеточного домена ActRIIB показаны на фиг. 1.The amino acid sequences of the human ActRIIA soluble extracellular domain (shown for comparison) and the ActRIIB soluble extracellular domain are shown in FIG. 1.

Термин полипептид ActRIIB включает полипептиды, содержащие любой природный полипептид члена семейства ActRIIB, а также любые его варианты (в том числе, мутанты, фрагменты, слияния и пептидомиметические формы), которые сохраняют полезную активность. См., например, WO 2006/012627. Например, полипептиды ActRIIB включают полипептиды, полученные из последовательности любого известного ActRIIB, с последовательностью, на по меньшей мере приблизительно 80% идентичной последовательности полипептида ActRIIB, и необязательно, с по меньшей мере 85, 90, 95, 97, 99% или большей идентичностью. Например, полипептид ActRIIB может связываться с белком ActRIIB и/или активином и ингибировать его функцию. Полипептид ActRIIB, который представляет собой ловушку GDF, можно выбирать для действия, способствующего образованию эритроцитов in vivo. Примеры полипептидов ActRIIB включают предшественник полипептида ActRIIB человека (SEQ ID NO: 1 и 39) и растворимые полипептиды ActRIIB человека (например, SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 и 41). Нумерация аминокислот для всех полипептидов, относящихся к ActRIIB и описываемых в настоящем документе, приведена на основании SEQ ID NO: 1, если конкретно не обозначено иное.The term ActRIIB polypeptide includes polypeptides containing any naturally occurring polypeptide of a member of the ActRIIB family, as well as any variants thereof (including mutants, fragments, fusions and peptidomimetic forms) that retain beneficial activity. See, for example, WO 2006/012627. For example, ActRIIB polypeptides include polypeptides derived from the sequence of any known ActRIIB with at least about 80% sequence identity to an ActRIIB polypeptide, and optionally with at least 85, 90, 95, 97, 99% or greater identity. For example, an ActRIIB polypeptide can bind to the ActRIIB protein and/or activin and inhibit its function. The ActRIIB polypeptide, which is a GDF trap, can be selected to act to promote red blood cell formation in vivo. Examples of ActRIIB polypeptides include human ActRIIB polypeptide precursor (SEQ ID NOs: 1 and 39) and soluble human ActRIIB polypeptides (e.g., SEQ ID NOs: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 and 41). Amino acid numbering for all ActRIIB polypeptides described herein is based on SEQ ID NO: 1 unless specifically indicated otherwise.

Последовательность белка-предшественника ActRIIB человека представлена ниже:The sequence of the human ActRIIB precursor protein is shown below:

MTAPWVALALLWGSLWPGSGRGEAETRECIYYNANWELERT^QSGLERC EGEQDKRLHCYASWRgsSGTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQ VYFCCCEGNFCNERFTHLPEAGGPEVTYEPPPTAPTLL ТVLAY S LL ΡIGMTAPWVALALLWGSLWPGSGRGEAETRECIYYNANWELERT^QSGLERC EGEQDKRLHCYASWRgsSGTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQ VYFCCCEGNFCNERFTHLPEAGGPEVTYEPPPTAPTLL TVLAY S LL ΡIG

GLSLIVLLAFWMYRHRKPPYGHVDIHEDPGPPPPSPLVGLKPLQLLEIK ARGRFGCVWKAQLMNDFVAVKIFPLQDKQSWQSEREIFS T PGMKHENLL QFIAAEKRGSNLEVELWLITAFHDKGSLTDYLKGNIITWNELCHVAETM SRGLSYLHEDVPWCRGEGHKPSIAHRDFKSKNVLLKSDLTAVLADFGLA VRFEPGKPPGDTHGQVGTRRYMAPEVLEGAINFQRDAFLRIDMYAMGLV LWELVSRCKAADGPVDEYMLPFEEEIGQHPSLEELQEVVVHKKMRPTIK DHWLKHPGLAQLCVTIEECWDHDAEARLSAGCVEERVSLIRRSVNGTTS DCLVSLVTSVTNVDLPPKESSI (SEQ ID NO: 1)GLSLIVLLAFWMYRHRKPPYGHVDIHEDPGPPPPSPLVGLKPLQLLEIK ARGRFGCVWKAQLMNDFVAVKIFPLQDKQSWQSEREIFS T PGMKHENLL QFIAAEKRGSNLEVELWLITAFHDKGSLTDYLKGNIITWNELCHVAETM SRGLSYLHEDVPWCRGEGHKPSIAHRDFKSKNVLLKSDLTAVLA DFGLA VRFEPGKPPGDTHGQVGTRRYMAPEVLEGAINFQRDAFLRIDMYAMGLV LWELVSRCKAADGPVDEYMLPFEEEIGQHPSLEELQEVVVHKKMRPTIK DHWLKHPGLAQLCVTIEECWDHDAEARLSAGCVEERVSLIRRSVNGTTS DCLVSLVTSVTNVDLPPKESSI (SEQ ID NO: 1)

Сигнальный пептид подчеркнут одной линией; внеклеточный домен выделен жирным, и потенциальные N-связанные участки гликозилирования находятся в рамках.The signal peptide is underlined with a single line; the extracellular domain is highlighted in bold, and potential N-linked glycosylation sites are boxed.

Форма с аланином в положении 64, также описанная в литературе, представлена ниже: MTAPWVALALLWGSLWPGSGRGEAETRECIYYNANWELERT^QSGLERCThe form with alanine at position 64, also described in the literature, is presented below: MTAPWVALALLWGSLWPGSGRGEAETRECIYYNANWELERT^QSGLERC

EGEQDKRLHCYASWA§SSGTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQ VYFCCCEGNFCNERFTHLPEAGGPEVTYEPPPTAPTLL ТVLAY S LL ΡIGEGEQDKRLHCYASWA§SSGTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQ VYFCCCEGNFCNERFTHLPEAGGPEVTYEPPPTAPTLL TVLAY S LL ΡIG

GLSLIVLLAFWMYRHRKPPYGHVDIHEDPGPPPPSPLVGLKPLQLLEIK ARGRFGCVWKAQLMNDFVAVKIFPLQDKQSWQSEREIFS T PGMKHENLL QFIAAEKRGSNLEVELWLITAFHDKGSLTDYLKGNIITWNELCHVAETM SRGLSYLHEDVPWCRGEGHKPSIAHRDFKSKNVLLKSDLTAVLADFGLA VRFEPGKPPGDTHGQVGTRRYMAPEVLEGAINFQRDAFLRIDMYAMGLV LWELVSRCKAADGPVDEYMLPFEEEIGQHPSLEELQEVVVHKKMRPTIK DHWLKHPGLAQLCVTIEECWDHDAEARLSAGCVEERVSLIRRSVNGTTS DCLVSLVTSVTNVDLPPKESSI (SEQ ID NO: 39)GLSLIVLLAFWMYRHRKPPYGHVDIHEDPGPPPPSPLVGLKPLQLLEIK ARGRFGCVWKAQLMNDFVAVKIFPLQDKQSWQSEREIFS T PGMKHENLL QFIAAEKRGSNLEVELWLITAFHDKGSLTDYLKGNIITWNELCHVAETM SRGLSYLHEDVPWCRGEGHKPSIAHRDFKSKNVLLKSDLTAVLA DFGLA VRFEPGKPPGDTHGQVGTRRYMAPEVLEGAINFQRDAFLRIDMYAMGLV LWELVSRCKAADGPVDEYMLPFEEEIGQHPSLEELQEVVVHKKMRPTIK DHWLKHPGLAQLCVTIEECWDHDAEARLSAGCVEERVSLIRRSVNGTTS DCLVSLVTSVTNVDLPPKESSI (SEQ ID NO: 39)

Последовательность растворимого (внеклеточного) процессированного полипептида ActRIIB человека представлена ниже:The sequence of the soluble (extracellular) processed human ActRIIB polypeptide is given below:

- 14 043601- 14 043601

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSG

TIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLPTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLP

EAGGPEVTYEPPPTAPT (SEQ ID NO: 2)EAGGPEVTYEPPPTAPT (SEQ ID NO: 2)

Альтернативная форма с А64 представлена ниже:An alternative form with A64 is presented below:

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWANSSGGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWANSSG

TIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLPTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLP

EAGGPEVTYEPPPTAPT (SEQ ID NO: 40)EAGGPEVTYEPPPTAPT (SEQ ID NO: 40)

При некоторых условиях белок можно получать с SGR... последовательностью на N-конце. Сконцевой хвост внеклеточного домена подчеркнут. Последовательность с удаленным хвостом (последовательность Δ15) представлена ниже:Under certain conditions, a protein can be produced with an SGR... sequence at the N-terminus. The terminal tail of the extracellular domain is underlined. The sequence with the tail removed (Δ15 sequence) is shown below:

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSG

TIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLPTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLP

ЕА (SEQ ID NO: 3)EA (SEQ ID NO: 3)

Альтернативная форма с А64 представлена ниже:An alternative form with A64 is presented below:

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWANSSGGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWANSSG

TIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLPTIELVKKGCWLDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLP

ЕА (SEQ ID NO: 41)EA (SEQ ID NO: 41)

При некоторых условиях белок можно получать с SGR... последовательностью на N-конце. Последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующей белок-предшественник ActRIIB человека, представлена ниже: (нуклеотиды 5-1543 из записи Genbank NM 001106) (Как показано, последовательность содержит аланин в положении 64 и может быть модифицирована для содержания вместо него аргинина)Under certain conditions, a protein can be produced with an SGR... sequence at the N-terminus. The nucleic acid sequence encoding the human ActRIIB precursor protein is shown below: (nucleotides 5-1543 from Genbank entry NM 001106) (As shown, the sequence contains an alanine at position 64 and can be modified to contain arginine instead)

ATGACGGCGCCCTGGGTGGCCCTCGCCCTCCTCTGGGGATCGCTGTGGCATGACGGCGCCCTGGGTGGCCCTCGCCCTCCTCTGGGATCGCTGTGGC

CCGGCTCTGGGCGTGGGGAGGCTGAGACACGGGAGTGCATCTACTACAACCGGCTCTGGGCGTGGGGAGGCTGAGACACGGGAGTGCATCTACTACAA

CGCCAACTGGGAGCTGGAGCGCACCAACCAGAGCGGCCTGGAGCGCTGCCGCCAACTGGGAGCTGGAGCGCACCAACCAGAGCGGCCTGGAGCGCTGC

GAAGGCGAGCAGGACAAGCGGCTGCACTGCTACGCCTCCTGGGCCAACAGAAGGCGAGCAGGACAAGCGGCTGCACTGCTACGCCTCCTGGGCCAACA

GCTCTGGCACCATCGAGCTCGTGAAGAAGGGCTGCTGGCTAGATGACTTGCTCTGGCACCATCGAGCTCGTGAAGAAGGGCTGCTGGCTAGATGACTT

CAACTGCTACGATAGGCAGGAGTGTGTGGCCACTGAGGAGAACCCCCAGCAACTGCTACGATAGGCAGGAGTGTGTGGCCACTGAGGAGAACCCCCAG

GTGTACTTCTGCTGCTGTGAAGGCAACTTCTGCAACGAGCGCTTCACTCGTGTACTTCTGCTGCTGTGAAGGCAACTTCTGCAACGAGCGCTTCACTC

ATTTGCCAGAGGCTGGGGGCCCGGAAGTCACGTACGAGCCACCCCCGACATTTGCCAGAGGCTGGGGGCCCGGAAGTCACGTACGAGCCACCCCCGAC

AGCCCCCACCCTGCTCACGGTGCTGGCCTACTCACTGCTGCCCATCGGGAGCCCCCACCCTGCTCACGGTGCTGGCCTACTCACTGCTGCCCATCGGG

GGCCTTTCCCTCATCGTCCTGCTGGCCTTTTGGATGTACCGGCATCGCAGGCCTTTCCCTCATCGTCCTGCTGGCCTTTTGGATGTACCGGCATCGCA

AGCCCCCCTACGGTCATGTGGACATCCATGAGGACCCTGGGCCTCCACCAGCCCCCCTACGGTCATGTGGACATCCATGAGGACCCTGGGCCTCCACC

ACCATCCCCTCTGGTGGGCCTGAAGCCACTGCAGCTGCTGGAGATCAAGACCATCCCCTCTGGTGGGCCTGAAGCCACTGCAGCTGCCTGGAGATCAAG

GCTCGGGGGCGCTTTGGCTGTGTCTGGAAGGCCCAGCTCATGAATGACTGCTCGGGGGCGCTTTGGCTGTGTCTGGAAGGCCCAGCTCATGAATGACT

TTGTAGCTGTCAAGATCTTCCCACTCCAGGACAAGCAGTCGTGGCAGAGTTGTAGCTGTCAAGATCTTCCCACTCCAGGACAAGCAGTCGTGGCAGAG

- 15 043601- 15 043601

TGAACGGGAGATCTTCAGCACACCTGGCATGAAGCACGAGAACCTGCTA CAGTTCATTGCTGCCGAGAAGCGAGGCTCCAACCTCGAAGTAGAGCTGT GGCTCATCACGGCCTTCCATGACAAGGGCTCCCTCACGGATTACCTCAA GGGGAACATCATCACATGGAACGAACTGTGTCATGTAGCAGAGACGATG TCACGAGGCCTCTCATACCTGCATGAGGATGTGCCCTGGTGCCGTGGCG AGGGCCACAAGCCGTCTATTGCCCACAGGGACTTTAAAAGTAAGAATGT ATTGCTGAAGAGCGACCTCACAGCCGTGCTGGCTGACTTTGGCTTGGCT GTTCGATTTGAGCCAGGGAAACCTCCAGGGGACACCCACGGACAGGTAG GCACGAGACGGTACATGGCTCCTGAGGTGCTCGAGGGAGCCATCAACTT CCAGAGAGATGCCTTCCTGCGCATTGACATGTATGCCATGGGGTTGGTG CTGTGGGAGCTTGTGTCTCGCTGCAAGGCTGCAGACGGACCCGTGGATG AGTACATGCTGCCCTTTGAGGAAGAGATTGGCCAGCACCCTTCGTTGGA GGAGCTGCAGGAGGTGGTGGTGCACAAGAAGATGAGGCCCACCATTAAA GATCACTGGTTGAAACACCCGGGCCTGGCCCAGCTTTGTGTGACCATCG AGGAGTGCTGGGACCATGATGCAGAGGCTCGCTTGTCCGCGGGCTGTGT GGAGGAGCGGGTGTCCCTGATTCGGAGGTCGGTCAACGGCACTACCTCG GACTGTCTCGTTTCCCTGGTGACCTCTGTCACCAATGTGGACCTGCCCC CTAAAGAGTCAAGCATCTAA (SEQ ID NO: 4)TGAACGGGAGATCTTCAGCACACCTGGCATGAAGCACGAGAACCTGCTA CAGTTCATTGCTGCCGAGAAGCGAGGCTCCAACCTCGAAGTAGAGCTGT GGCTCATCACGGCCTTCCATGACAAGGGCTCCCTCACGGATTACCTCAA GGGGAACATCATCACATGGAACGAACTGTGTCATGTAGCAGAGACGATG TCACGAGGCCTCTCATACCTGCATGAGGATGTGCCCTGGTGCC GTGGCG AGGGCCACAAGCCGTCTATTGCCCACAGGGACTTTAAAAGTAAGAATGT ATTGCTGAAGAGCGACCTCACAGCCGTGCTGGCTGACTTTGGCTTGGCT GTTCGATTTGAGCCAGGGAAACCTCCAGGGGACACCCACGGACAGGTAG GCACGAGACGGTACATGGCTCCTGAGGTGCTCGAGGGAGCCATCAACTT CCAGAGAGATGCCTTCCTGCGCATTGACATGTATGC CATGGGGTTGGTG CTGTGGGAGCTTGTGTCTCGCTGCAAGGCTGCAGACGGACCCGTGGATG AGTACATGCTGCCCTTTGAGGAAGAGATTGGCCAGCACCCTTCGTTGGA GGAGCTGCAGGAGGTGGTGGTGCACAAGAAGATGAGGCCCACCATTAAA GATCACTGGTTGAAACACCCGGGCCTGGCCCAGCTTTGTGTGACCATCG AGGAGTGCTGGGACCATGATGCAGAGGCT CGCTTGTCCGCGGGCTGTGT GGAGGAGCGGGTGTCCCTGATTCGGAGGTCGGTCAACGGCACTACCTCG GACTGTCTCGTTTCCCTGGTGACCTCTGTCACCAATGTGGACCTGCCCC CTAAAGAGTCAAGCATCTAA (SEQ ID NO: 4)

Последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующей растворимый (внеклеточный) полипептид ActRIIB человека представлена ниже (Как показано, последовательность содержит аланин в положении 64 и может быть модифицирована для содержания вместо него аргинина):The nucleic acid sequence encoding the soluble (extracellular) human ActRIIB polypeptide is shown below (As shown, the sequence contains an alanine at position 64 and can be modified to contain arginine instead):

GGGCGTGGGGAGGCTGAGACACGGGAGTGCATCTACTACAACGCCAACTGGGCGTGGGGAGGCTGAGACACGGGAGTGCATCTACTACAACGCCAACT

GGGAGCTGGAGCGCACCAACCAGAGCGGCCTGGAGCGCTGCGAAGGCGAGGGAGCTGGAGCGCACCAACCAGAGCGGCCTGGAGCGCTGCGAAGGCGA

GCAGGACAAGCGGCTGCACTGCTACGCCTCCTGGGCCAACAGCTCTGGC ACCATCGAGCTCGTGAAGAAGGGCTGCTGGCTAGATGACTTCAACTGCT ACGATAGGCAGGAGTGTGTGGCCACTGAGGAGAACCCCCAGGTGTACTT CTGCTGCTGTGAAGGCAACTTCTGCAACGAGCGCTTCACTCATTTGCCA GAGGCTGGGGGCCCGGAAGTCACGTACGAGCCACCCCCGACAGCCCCCA СС (SEQIDNO:5)GCAGGACAAGCGGCTGCACTGCTACGCCTCCTGGGCCAACAGCTCTGGC ACCATCGAGCTCGTGAAGAAGGGCTGCTGGCTAGATGACTTCAACTGCT ACGATAGGCAGGAGTGTGTGGCCACTGAGGAGAACCCCCAGGTGTACTT CTGCTGCTGTGAAGGCAACTTCTGCAACGAGCGCTTCACTCATTTGCCA GAGGCTGGGGGCCCGGAAGTCACGTACGAGCCACCCCCGACAGCC CCCA CC (SEQIDNO:5)

В конкретном варианте осуществления изобретение относится к полипептидам-ловушкам GDF, которые представляют собой вариантные формы растворимых полипептидов ActRIIB. Как описано в настоящем документе, термин растворимый полипептид ActRIIB, как правило, относится к полипептидам, содержащим внеклеточный домен белка ActRIIB. Применяемый в настоящем документе термин растворимый полипептид ActRIIB включает любой природный внеклеточный домен белка ActRIIB, а также любые его варианты (в том числе мутанты, фрагменты и пептидомиметические формы), которые сохраняют полезную активность. Например, внеклеточный домен белка ActRIIB связывается с лигандом и, как правило, является растворимым. Примеры растворимых полипептидов ActRIIB включают растворимые полипептиды ActRIIB (например, SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 и 41). Другие примеры растворимых полипептидов ActRIIB содержат сигнальную последовательность в дополнение к внеклеточному домену белка ActRIIB, см. пример 1. Сигнальная последовательность может представлять собой нативную сигнальную последовательность ActRIIB или сигнальную последовательность из другого белка, такую как сигнальная последовательность тканевого активатора плазминогена (ТРА) или сигнальная последовательность мелиттина медоносной пчелы (НВМ).In a specific embodiment, the invention relates to GDF decoy polypeptides, which are variant forms of soluble ActRIIB polypeptides. As described herein, the term soluble ActRIIB polypeptide generally refers to polypeptides containing the extracellular domain of the ActRIIB protein. As used herein, the term soluble ActRIIB polypeptide includes any naturally occurring extracellular domain of the ActRIIB protein, as well as any variants thereof (including mutants, fragments, and peptidomimetic forms) that retain beneficial activity. For example, the extracellular domain of the ActRIIB protein binds to a ligand and is typically soluble. Examples of soluble ActRIIB polypeptides include soluble ActRIIB polypeptides (eg, SEQ ID NOs: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 and 41). Other examples of soluble ActRIIB polypeptides contain a signal sequence in addition to the extracellular domain of the ActRIIB protein, see Example 1. The signal sequence may be a native ActRIIB signal sequence or a signal sequence from another protein, such as a tissue plasminogen activator (TPA) signal sequence or a signal sequence honeybee melittina (HBM).

Изобретение рассматривает функционально активные части и варианты ActRIIB. Авторы заявки установили, что Fc-слитый белок с последовательностью, описанной Hilden et al. (Blood. 1994 Apr 15;83(8):2163-70), у которой аланин находится в положении, соответствующем аминокислоте 64 из SEQ ID NO: 1 (A64), имеет относительно низкую аффинность к активину и GDF-11. В отличие от этого, тот же самый Fc-слитый белок с аргинином в положении 64 (R64) имеет аффинность к активину и GDF-11 в диапазоне от малого наномолярного количества до высокого пикомолярного. Таким образом, последовательность с R64 в этом изобретении используют в виде референсной последовательности дикого типа для ActRIIB человека.The invention contemplates functionally active parts and variants of ActRIIB. The inventors have determined that an Fc fusion protein with the sequence described by Hilden et al. (Blood. 1994 Apr 15;83(8):2163-70), which has alanine at the position corresponding to amino acid 64 of SEQ ID NO: 1 (A64), has a relatively low affinity for activin and GDF-11. In contrast, the same Fc fusion protein with arginine at position 64 (R64) has an affinity for activin and GDF-11 ranging from low nanomolar to high picomolar. Thus, the sequence with R64 in this invention is used as a wild-type reference sequence for human ActRIIB.

Attisano et al. (Cell. 1992 Jan 10;68(1):97-108) показали, что делеция пролинового узла на С-конце внеклеточного домена ActRIIB уменьшает аффинность рецептора к активину. ActRIIB-Fc слитый белок, содержащий аминокислоты 20-119 из SEQ ID NO: 1, ActRIIB(20-119)-Fc, обладает пониженным связыAttisano et al. (Cell. 1992 Jan 10;68(1):97-108) showed that deletion of the proline knot at the C terminus of the extracellular domain of ActRIIB reduces the affinity of the receptor for activin. ActRIIB-Fc fusion protein containing amino acids 20-119 of SEQ ID NO: 1, ActRIIB(20-119)-Fc, has reduced binding

- 16 043601 ванием с GDF-11 и активином по сравнению с ActRIIB(20-134)-Fc, который содержит область пролинового узла и полный околомембранный домен. Однако, белок ActRIIB(20-129)-Fc сохраняет сходную, но несколько сниженную активность по сравнению с диким типом, даже несмотря на разрушение области пролинового узла. Таким образом, ожидается, что внеклеточные домены ActRIIB, которые заканчиваются на аминокислоте 134, 133, 132, 131, 130 и 129, будут активными, а конструкции, которые заканчиваются на 134 или 133, могут быть наиболее активными. Аналогично, ожидается, что мутации по любому из остатков 129-134 не изменят аффинность к лиганду в большом интервале. В поддержку этого, мутации Р129 и Р130 по существу не снижают связывание лиганда. Таким образом, полипептид-ловушка GDF, который представляет собой ActRIIB-Fc-слитый белок, может заканчиваться уже на аминокислоте 109 (последний цистеин), однако, ожидается, что формы, которые заканчиваются на 109 и 119 или между ними, будут иметь пониженное связывание лиганда. Аминокислота 119 является слабо консервативной и поэтому может быть легко изменена или удалена. Формы, которые заканчиваются на 128 или дальше, сохраняют активность связывания лиганда. Формы, которые заканчиваются на 119 и 127 или между ними, будут иметь промежуточную активность связывания. Любые из этих форм могут быть подходящими для использования, в зависимости от клинических или экспериментальных условий.- 16 043601 with GDF-11 and activin compared to ActRIIB(20-134)-Fc, which contains a proline knot region and a complete juxtamembrane domain. However, the ActRIIB(20-129)-Fc protein retains similar but slightly reduced activity compared to the wild type, even despite disruption of the proline knot region. Thus, the extracellular domains of ActRIIB that end at amino acids 134, 133, 132, 131, 130, and 129 are expected to be active, and constructs that end at 134 or 133 may be the most active. Likewise, mutations at any of residues 129-134 are not expected to change the affinity for the ligand over a large range. In support of this, the P129 and P130 mutations do not substantially reduce ligand binding. Thus, a GDF decoy polypeptide that is an ActRIIB-Fc fusion protein can end as early as amino acid 109 (the last cysteine), however, forms that end at or between 109 and 119 are expected to have reduced binding ligand. Amino acid 119 is weakly conserved and can therefore be easily modified or deleted. Forms that end at 128 or further retain ligand binding activity. Forms that end at or between 119 and 127 will have intermediate binding activity. Any of these forms may be suitable for use, depending on the clinical or experimental setting.

На N-конце ActRIIB, ожидается, что белок, который начинается с аминокислоты 29 или раньше, будет сохранять активность связывания лиганда. Аминокислота 29 представляет собой начальный цистеин. Мутация аланина на аспарагин в положении 24 вводит последовательность с N-связанным гликозилированием по существу без изменения связывания лиганда. Это подтверждает, что мутации в области между отщеплением сигнального пептида и областью поперечно-связанных цистеинов, соответствующей аминокислотам 20-29, хорошо переносимы. В частности, конструкции, которые начинаются с положения 20, 21, 22, 23 и 24, будут сохранять активность, и ожидается, что конструкции, которые начинаются с положений 25, 26, 27, 28 и 29, также будут сохранять активность. Данные, показанные в примерах, демонстрируют, что, неожиданно, конструкция, которая начинается с 22, 23, 24 или 25, будет иметь наибольшую активность.At the N terminus of ActRIIB, a protein that begins at amino acid 29 or earlier is expected to retain ligand binding activity. Amino acid 29 is the initial cysteine. Mutation of alanine to asparagine at position 24 introduces an N-linked glycosylation sequence with essentially no change in ligand binding. This confirms that mutations in the region between the signal peptide cleavage and the cross-linked cysteine region corresponding to amino acids 20-29 are well tolerated. In particular, constructs that begin at positions 20, 21, 22, 23, and 24 will remain active, and constructs that begin at positions 25, 26, 27, 28, and 29 are expected to also retain activity. The data shown in the examples demonstrate that, surprisingly, a construct that begins with 22, 23, 24 or 25 will have the greatest activity.

В совокупности, активная часть ActRIIB содержит аминокислоты 29-109 SEQ ID NO: 1, и конструкции ловушки GDF могут, например, содержать часть ActRIIB, которая начинается с остатка, соответствующего аминокислотам 20-29 SEQ ID NO: 1 или 39 и заканчивается в положении, соответствующем аминокислотам 109-134 SEQ ID NO: 1 или 39. Другие примеры включают конструкции, которые начинаются в положении от 20-29 или 21-29 и заканчиваются в положении от 119-134, 119-133, 129-134 или 129-133 SEQ ID NO: 1 или 39. Другие примеры включают конструкции, которые начинаются в положении от 20-24 (или 21-24 или 22-25) и заканчиваются в положении от 109-134 (или 109-133), 119-134 (или 119-133) или 129-134 (или 129-133) SEQ ID NO: 1 или 39. Варианты в пределах этих диапазонов также рассматриваются изобретением, в частности, те, которые имеют по меньшей мере 80, 85, 90, 95 или 99% идентичности с соответствующей частью SEQ ID NO: 1 или 39. В определенных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF включает, содержит по существу или содержит полипептид с аминокислотной последовательностью, которая на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99 или 100% идентична аминокислотным остаткам 25-131 SEQ ID NO: 1 или 39. В определенных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF включает, содержит по существу или содержит полипептид с аминокислотной последовательностью, которая на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99 или 100% идентична SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37 или 38. В предпочтительных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF включает или содержит по существу аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37 или 38.Collectively, the active portion of ActRIIB contains amino acids 29-109 of SEQ ID NO: 1, and GDF trap constructs may, for example, contain a portion of ActRIIB that begins at the residue corresponding to amino acids 20-29 of SEQ ID NO: 1 or 39 and ends at position , corresponding to amino acids 109-134 SEQ ID NO: 1 or 39. Other examples include constructs that begin at position 20-29 or 21-29 and end at position 119-134, 119-133, 129-134, or 129- 133 SEQ ID NO: 1 or 39. Other examples include designs that begin at position 20-24 (or 21-24 or 22-25) and end at position 109-134 (or 109-133), 119-134 (or 119-133) or 129-134 (or 129-133) SEQ ID NO: 1 or 39. Variants within these ranges are also contemplated by the invention, in particular those having at least 80, 85, 90, 95 or 99% identity with the corresponding portion of SEQ ID NO: 1 or 39. In certain embodiments, a GDF decoy polypeptide includes, contains essentially, or contains a polypeptide with an amino acid sequence that is at least 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99, or 100% identical to amino acid residues 25-131 of SEQ ID NO: 1 or 39. In certain embodiments, a GDF decoy polypeptide includes, contains substantially, or contains a polypeptide with an amino acid sequence that is at least 80, 85 , 90, 95, 96, 97, 98, 99, or 100% identical to SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37, or 38. In preferred embodiments, the GDF decoy polypeptide comprises or contains substantially the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, 26, 28, 29, 32, 37 or 38.

Изобретение включает результаты композитного анализа структур ActRIIB, показанных на фиг. 1, демонстрируя, что лиганд-связывающий карман определяется остатками Y31, N33, N35, от L38 до Т41, Е47, Е50, от Q53 до K55, L57, Н58, Y60, S62, K74, от W78 до N83, Y85, R87, А92 и от Е94 до F101. Ожидается, что в этих положениях будут допустимы консервативные мутации, хотя мутация К74А хорошо переносится, также как R40A, К55А, F82A и мутации в положении L79. R40 является К у шпорцевой лягушки (Xenopus), указывая на то, что основные аминокислоты допустимы в этом положении. Q53 является R в бычьем ActRIIB и K у Xenopus ActRIIB, и, таким образом, аминокислоты, включающие R, K, Q, N и Н, будут допустимы в этом положении. Таким образом, общей формулой для белка-ловушки GDF является та, которая содержит аминокислоты 29-109 SEQ ID NO: 1 или 39, но необязательно начинается с положения в диапазоне от 20-24 или 22-25 и заканчивается в положении в диапазоне от 129-134, и включает не более чем 1, 2, 5, 10 или 15 консервативных аминокислотных замен в лиганд-связывающем кармане, и ни одного, одно или несколько неконсервативных изменений в положениях 40, 53, 55, 74, 79 и/или 82 в лиганд-связывающем кармане. Такой белок может сохранять более чем 80, 90, 95 или 99% идентичности последовательности с последовательностью аминокислот 29-109 SEQ ID NO: 1 или 39. Участки вне лиганд-связывающего кармана, в которых вариабельность может особенно хорошо переноситься, включают амино- и карбоксиконцы внеклеточного домена (как указано выше), и положения 4246 и 65-73. Замена аспарагина на аланин в положении 65 (N65A) действительно улучшает связывание лиганда на фоне А64, и, таким образом, ожидается, что не будет разрушительного эффекта на связывание лиганда на фоне R64. Эта замена, возможно, удаляет гликозилирование в N65 на фоне А64, таким обра- 17 043601 зом, демонстрируя, что значительное изменение в этой области, по-видимому, допустимо. Хотя заменаThe invention includes the results of composite analysis of the ActRIIB structures shown in FIG. 1, demonstrating that the ligand binding pocket is defined by residues Y31, N33, N35, L38 to T41, E47, E50, Q53 to K55, L57, H58, Y60, S62, K74, W78 to N83, Y85, R87, A92 and E94 to F101. Conservative mutations are expected to be tolerated at these positions, although the K74A mutation is well tolerated, as are R40A, K55A, F82A, and mutations at position L79. R40 is K in the clawed frog (Xenopus), indicating that basic amino acids are tolerated at this position. Q53 is R in bovine ActRIIB and K in Xenopus ActRIIB, and thus amino acids including R, K, Q, N and H would be tolerated at this position. Thus, the general formula for a GDF decoy protein is one that contains amino acids 29-109 of SEQ ID NO: 1 or 39, but optionally starts at a position in the range 20-24 or 22-25 and ends at a position in the range 129 -134, and includes no more than 1, 2, 5, 10 or 15 conservative amino acid changes in the ligand binding pocket, and none, one or more non-conservative changes at positions 40, 53, 55, 74, 79 and/or 82 in the ligand binding pocket. Such a protein may retain greater than 80, 90, 95, or 99% sequence identity with amino acid sequence 29-109 of SEQ ID NO: 1 or 39. Regions outside the ligand-binding pocket in which variability may be particularly well tolerated include the amino and carboxy termini extracellular domain (as above), and positions 4246 and 65-73. Substitution of asparagine by alanine at position 65 (N65A) does improve ligand binding in the A64 background, and thus is not expected to have a deleterious effect on ligand binding in the R64 background. This substitution probably removes glycosylation at N65 in the A64 background, thus demonstrating that significant change in this region appears to be tolerated. Although replacement

R64A плохо переносится, R64K переносится хорошо, и, таким образом, другой основной остаток, такой как Н, может быть допустим в положении 64.R64A is poorly tolerated, R64K is well tolerated, and thus another basic residue such as H may be tolerated at position 64.

ActRIIB является высоко консервативным почти у всех позвоночных, с большими отрезками внеклеточного домена, которые полностью консервативны. Многие из лигандов, которые связываются с ActRIIB, также являются высоко консервативными. Таким образом, сравнения последовательностей ActRIIB из различных организмов позвоночных дают понимание того, какие остатки могут быть изменены. Таким образом, активный вариантный полипептид ActRIIB человека, подходящий в качестве ловушки GDF, может включать одну или несколько аминокислот в соответствующих положениях из последовательности ActRIIB другого позвоночного, или может включать остаток, который аналогичен остатку в последовательности человека или другого позвоночного. Следующие примеры иллюстрируют этот подход для определения активного варианта ActRIIB. L46 является валином в ActRIIB Xenopus, и, таким образом, это положение может быть изменено, и необязательно может быть изменено на другой гидрофобный остаток, такой как V, I или F, или на неполярный остаток, такой как А. Е52 является K у Xenopus, указывая на то, что в этом участке допустим широкий ряд изменений, включая полярные остатки, такие как Е, D, K, R, H, S, T, P, G, Y и, вероятно, А. Т93 является K у Xenopus, указывая на то, что обширное структурное изменение допустимо в этом положении, с предпочтительными полярными остатками, такими как S, K, R, Е, D, H, G, P, G и Y. F108 является Y у Xenopus, и, таким образом, Y или другая гидрофобная группа, такая как I, V или L, должна быть допустима. Е111 является K у Xenopus, указывая на то, что заряженные остатки будут допустимы в этом положении, включая D, R, K и Н, а также Q и N. R112 является K у Xenopus, указывая на то, что основные остатки будут допустимы в этом положении, включая R и Н. А в положении 119 относительно слабо консервативен, и является Р у грызунов и V у Xenopus, таким образом, по существу любая аминокислота будет допустима в этом положении.ActRIIB is highly conserved in almost all vertebrates, with large stretches of the extracellular domain that are completely conserved. Many of the ligands that bind to ActRIIB are also highly conserved. Thus, comparisons of ActRIIB sequences from different vertebrate organisms provide insight into which residues may be altered. Thus, an active variant human ActRIIB polypeptide suitable as a GDF trap may include one or more amino acids at corresponding positions from the ActRIIB sequence of another vertebrate, or may include a residue that is similar to a residue in a human or other vertebrate sequence. The following examples illustrate this approach for identifying the active ActRIIB variant. L46 is a valine in ActRIIB of Xenopus, and thus this position can be changed, and optionally can be changed to another hydrophobic residue such as V, I or F, or to a non-polar residue such as A. E52 is K in Xenopus , indicating that a wide range of changes are allowed in this region, including polar residues such as E, D, K, R, H, S, T, P, G, Y and probably A. T93 is K in Xenopus , indicating that extensive structural variation is tolerated at this position, with favored polar residues such as S, K, R, E, D, H, G, P, G, and Y. F108 is a Y in Xenopus, and thus thus, Y or another hydrophobic group such as I, V or L should be acceptable. E111 is a K in Xenopus, indicating that charged residues will be tolerated at this position, including D, R, K and H, as well as Q and N. R112 is a K in Xenopus, indicating that basic residues will be tolerated at at this position, including R and H. The A at position 119 is relatively weakly conserved, being P in rodents and V in Xenopus, so essentially any amino acid will be allowed at this position.

Изобретение демонстрирует, что добавление дополнительного N-связанного участка гликозилирования (N-X-S/T) увеличивает время полувыведения из сыворотки слитого белка ActRIIB-Fc по сравнению с формой ActRIIB(R64)-Fc. За счет введения аспарагина в положение 24 (конструкция A24N), создается последовательность NXT, которая может обладать более длинным полувыведением. Другие последовательности NX(T/S) обнаружены в положениях 42-44 (NQS) и 65-67 (NSS), хотя последняя может не быть эффективно гликозилирована с R в положении 64. Последовательности N-X-S/T могут быть, в основном, введены в положениях вне лиганд-связывающего кармана, определенного на фиг. 1. Особенно подходящие участки для введения не-эндогенных последовательностей N-X-S/T включают аминокислоты 20-29, 20-24, 22-25, 109-134, 120-134 или 129-134. Последовательности N-X-S/T можно также вводить в линкер между последовательностью ActRIIB и Fc или другим слитым компонентом. Такой участок может быть введен с минимальными усилиями путем введения N в правильное положение в отношении ранее существующих S или Т, или путем введения S или Т в положение, соответствующее ранее существующему N. Таким образом, желательные изменения, которые могут создавать N-связанный участок гликозилирования, представляют собой: A24N, R64N, S67N (возможно в сочетании с заменой N65A), E106N, R112N, G120N, E123N, P129N, A132N, R112S и R112T. Любой S, для которого предсказано гликозилирование, может быть изменен на Т без создания иммунногенного сайта, из-за защиты, предоставляемой гликозилированием. Аналогично, любой Т, для которого предсказано гликозилирование, может быть изменен на S. Таким образом, рассматриваются изменения S67T и S44T. Аналогично, в варианте A24N можно использовать замену S26T. Таким образом, ловушка GDF может представлять собой вариант ActRIIB с одной или несколькими дополнительными, неэндогенными консенсусными последовательностями с N-связанным гликозилированием.The invention demonstrates that the addition of an additional N-linked glycosylation site (N-X-S/T) increases the serum half-life of the ActRIIB-Fc fusion protein compared to the ActRIIB(R64)-Fc form. By introducing asparagine at position 24 (construct A24N), an NXT sequence is created that may have a longer half-life. Other NX(T/S) sequences are found at positions 42-44 (NQS) and 65-67 (NSS), although the latter may not be efficiently glycosylated with R at position 64. N-X-S/T sequences can generally be introduced into positions outside the ligand binding pocket defined in FIG. 1. Particularly suitable sites for introducing non-endogenous N-X-S/T sequences include amino acids 20-29, 20-24, 22-25, 109-134, 120-134 or 129-134. N-X-S/T sequences can also be introduced into the linker between the ActRIIB sequence and the Fc or other fusion component. Such a site can be introduced with minimal effort by introducing an N into the correct position in relation to a pre-existing S or T, or by introducing an S or T into a position corresponding to a pre-existing N. Thus, the desired changes that can create an N-linked glycosylation site , are: A24N, R64N, S67N (possibly in combination with the N65A replacement), E106N, R112N, G120N, E123N, P129N, A132N, R112S and R112T. Any S predicted to be glycosylated can be changed to T without creating an immunogenic site, due to the protection provided by glycosylation. Likewise, any T predicted to be glycosylated can be changed to S. Thus, the changes considered are S67T and S44T. Likewise, the A24N variant can use the S26T replacement. Thus, the GDF trap may be an ActRIIB variant with one or more additional, non-endogenous N-linked glycosylation consensus sequences.

Положение L79 ActRIIB может быть изменено для приобретения измененных свойств связывания активина-миостатина (GDF-11). L79P уменьшает связывание GDF-11 в большей степени, чем связывание активина. L79E или L79D сохраняет связывание GDF-11. Примечательно, что варианты L79E и L79D имеют значительно сниженное связывание активина. Эксперименты in vivo указывают на то, что эти неактивиновые рецепторы сохраняют значительную способность повышать эритроциты, но показывают сниженное воздействие на другие ткани. Эти данные демонстрируют желательность и целесообразность получения полипептидов со сниженным действием на активин. В иллюстративных вариантах осуществления, способы, описываемые в настоящем документе, используют полипептид-ловушку GDF, которая представляет собой вариантный полипептид ActRIIB, содержащий кислую аминокислоту (например, D или Е) в положении, соответствующем положению 79 SEQ ID NO: 1 или 39, необязательно в комбинации с одной или несколькими дополнительными заменами аминокислот, добавлениями или делециями.The L79 position of ActRIIB can be altered to acquire altered activin-myostatin (GDF-11) binding properties. L79P reduces GDF-11 binding to a greater extent than activin binding. L79E or L79D retains GDF-11 binding. Notably, the L79E and L79D variants have significantly reduced activin binding. In vivo experiments indicate that these non-activin receptors retain significant red blood cell-enhancing ability but show reduced effects on other tissues. These data demonstrate the desirability and feasibility of obtaining polypeptides with reduced activity on activin. In illustrative embodiments, the methods described herein use a GDF decoy polypeptide that is a variant ActRIIB polypeptide containing an acidic amino acid (e.g., D or E) at a position corresponding to SEQ ID NO: 1 or 39, optionally in combination with one or more additional amino acid substitutions, additions or deletions.

Описанные вариации можно комбинировать различными способами. Дополнительно, результаты программ по мутагенезу, описываемые в настоящем документе, указывают, что существуют аминокислотные положения в ActRIIB, которые зачастую выгодно сохранить. Эти положения включают положение 64 (основная аминокислота), положение 80 (кислая или гидрофобная аминокислота), положение 78 (гидрофобная, и конкретно триптофан), положение 37 (кислая, и конкретно аспарагиновая или глутаминовая кислота), положение 56 (основная аминокислота), положение 60 (гидрофобн аминокислота, конкретно фенилаланин или тирозин). Таким образом, в каждом из вариантов, описываемых в настоящемThe described variations can be combined in various ways. Additionally, the results of the mutagenesis programs described herein indicate that there are amino acid positions in ActRIIB that are often advantageous to maintain. These positions include position 64 (basic amino acid), position 80 (acidic or hydrophobic amino acid), position 78 (hydrophobic, and specifically tryptophan), position 37 (acidic, and specifically aspartic or glutamic acid), position 56 (basic amino acid), position 60 (hydrophobic amino acid, specifically phenylalanine or tyrosine). Thus, in each of the options described herein

- 18 043601 документе, изобретение относится к каркасу аминокислот, который может быть сохранен. Другие положения, которые может быть желательно сохранить, являются следующими: положение 52 (кислая аминокислота), положение 55 (основная аминокислота), положение 81 (кислая), 98 (полярная или заряженная, конкретно Е, D, R или K).- 18 043601 document, the invention relates to an amino acid framework that can be stored. Other positions that may be desirable to retain are: position 52 (acidic amino acid), position 55 (basic amino acid), position 81 (acidic), 98 (polar or charged, specifically E, D, R or K).

В определенных вариантах осуществления выделенные фрагменты полипептидов ActRIIB могут быть получены скринингом полипептидов, полученных рекомбинантными способами из соответствующего фрагмента нуклеиновой кислоты, кодирующей полипептид ActRIIB (например, SEQ ID NO: 4 и 5). Кроме того, фрагменты могут быть синтезированы химическим путем с применением известных в данной области способов, таких как общепринятый твердофазный пептидный синтез по Меррифильду f-Moc или t-Boc. Фрагменты могут быть получены (рекомбинантными способами или химическим синтезом) и протестированы для идентификации тех пептидильных фрагментов, которые могут действовать, например, в качестве антагонистов (ингибиторов) или агонистов (активаторов) белка ActRIIB или лиганда ActRIIB.In certain embodiments, isolated fragments of ActRIIB polypeptides can be obtained by screening polypeptides obtained by recombinant methods from a corresponding nucleic acid fragment encoding an ActRIIB polypeptide (eg, SEQ ID NOs: 4 and 5). In addition, fragments can be synthesized chemically using methods known in the art, such as the conventional Merrifield solid-phase peptide synthesis f-Moc or t-Boc. The fragments can be produced (by recombinant methods or chemical synthesis) and tested to identify those peptidyl fragments that can act, for example, as antagonists (inhibitors) or agonists (activators) of the ActRIIB protein or ActRIIB ligand.

В определенных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF представляет собой вариантный полипептид ActRIIB с аминокислотной последовательностью, которая на по меньшей мере 75% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 или 41. В определенных случаях, ловушка GDF имеет аминокислотную последовательность, на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или 100% идентичную аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 или 41. В определенных вариантах осуществления ловушка GDF включает, содержит по существу или содержит аминокислотная последовательность, на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или 100% идентичную аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 или 41, где положение, соответствующее L79 SEQ ID NO: 1, представляет собой кислую аминокислоту (например, аминокислотный остаток D или Е).In certain embodiments, the GDF decoy polypeptide is a variant ActRIIB polypeptide with an amino acid sequence that is at least 75% identical to an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40, or 41. In certain cases, the GDF trap has an amino acid sequence that is at least 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, or 100% identical to the amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2. 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40, or 41. In certain embodiments, the GDF trap includes, contains essentially, or contains an amino acid sequence of at least 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 or 100% identical to the amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2, 3, 7, 11, 26, 28, 29, 32, 37, 38, 40 or 41, where the position corresponding to L79 SEQ ID NO : 1, is an acidic amino acid (for example, amino acid residue D or E).

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к получению функциональных вариантов путем модификации структуры полипептида-ловушки GDF для таких целей, как повышение терапевтической эффективности или стабильности (например, хранение ex vivo и устойчивость к протеолитической деградации in vivo). Полипептиды-ловушки GDF также можно получать путем замены, делеции или добавления аминокислоты. Например, логично ожидать, что отдельное замещение лейцина изолейцином или валином, аспартата глутаминатом, треонина серином, или аналогичное замещение аминокислоты структурно родственной аминокислотой (например, консервативные мутации) не будет иметь большого влияния на биологическую активность полученной в результате молекулы. Консервативные замены представляют собой замены, которые имеют место в пределах семейства аминокислот, родственных по их боковым цепям. Которая из замен в аминокислотной последовательности полипептида-ловушки GDF приводит к функциональному варианту, можно легко определить по оценке способности полипептида-ловушки GDF вызывать ответ в клетках по сравнению с немодифицированным полипептидом-ловушкой GDF или полипептидом ActRIIB дикого типа, или по связыванию с одним или несколькими лигандами, такими как активин, GDF-11 или миостатин по сравнению с немодифицированным полипептидом-ловушкой GDF или полипептидом ActRIIB дикого типа.In certain embodiments, the present invention relates to the production of functional variants by modifying the structure of a GDF decoy polypeptide for purposes such as increasing therapeutic efficacy or stability (eg, ex vivo storage and resistance to in vivo proteolytic degradation). GDF decoy polypeptides can also be produced by substitution, deletion or addition of an amino acid. For example, it is logical to expect that individual substitution of isoleucine or valine for leucine, glutamate for aspartate, serine for threonine, or similar amino acid substitution for a structurally related amino acid (eg, conservative mutations) would not have much effect on the biological activity of the resulting molecule. Conservative substitutions are substitutions that occur within a family of amino acids that are related along their side chains. Which of the substitutions in the amino acid sequence of a GDF decoy polypeptide results in a functional variant can be readily determined by assessing the ability of the GDF decoy polypeptide to elicit a response in cells compared with an unmodified GDF decoy polypeptide or a wild-type ActRIIB polypeptide, or by binding to one or more ligands such as activin, GDF-11 or myostatin compared to unmodified GDF decoy polypeptide or wild-type ActRIIB polypeptide.

В определенных конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к созданию мутаций во внеклеточном домене (также обозначаемом как лиганд-связывающий домен) полипептида ActRIIB, таким образом, что полипептид ActRIIB имеет измененную активность связывания лиганда (например, аффинность связывания или специфичность связывания). В определенных случаях, такие полипептиды-ловушки GDF имеют измененную (повышенную или сниженную) аффинность связывания для конкретного лиганда. В остальных случаях полипептиды-ловушки GDF имеют измененную специфичность связывания для лигандов ActRIIB.In certain specific embodiments, the present invention relates to creating mutations in the extracellular domain (also referred to as the ligand binding domain) of an ActRIIB polypeptide such that the ActRIIB polypeptide has altered ligand binding activity (eg, binding affinity or binding specificity). In certain cases, such GDF decoy polypeptides have altered (increased or decreased) binding affinity for a particular ligand. In other cases, GDF decoy polypeptides have altered binding specificity for ActRIIB ligands.

Например, изобретение предлагает полипептиды-ловушки GDF, которые предпочтительно связываются с GDF8/GDF11 по отношению к активинам. Изобретение дополнительно устанавливает желательность таких полипептидов для уменьшения нецелевых воздействий, хотя такие селективные варианты могут быть менее желательны для лечения тяжелых заболеваний, где для терапевтического эффекта необходимы значительные улучшения в уровне эритроцитов и где приемлем некоторый уровень нецелевого воздействия. Например, аминокислотные остатки белка ActRIIB, такие как Е39, K55, Y60, K74, W78, D80 и F101 находятся в лиганд-связывающем кармане и медиируют связывание с лигандами, такими как активин и GDF8. Таким образом, настоящее изобретение относится к ловушке GDF, содержащей измененный лиганд-связывающий домен (например, GDF8-связывающий домен) рецептора ActRIIB, который содержит одну или несколько мутаций в этих аминокислотных остатках. Необязательно, измененный лиганд-связывающий домен может иметь повышенную селективность к лиганду, такому как GDF8, по сравнению с лиганд-связывающим доменом рецептора ActRIIB дикого типа. Для иллюстрации, эти мутации повышают селективность измененного лиганд-связывающего домена к GDF8 по сравнению с активином. Необязательно, измененный лиганд-связывающий домен имеет соотношение Kd для связывания активина к Kd для связывания GDF8, которое в по меньшей мере 2, 5, 10, или даже в 100 раз больше относительно соотношения для лиганд-связывающего домена дикого типа. Необязательно, изменен- 19 043601 ный лиганд-связывающий домен имеет соотношение IC50 для ингибирования активина к IC50 для ингибирования GDF8, которое в по меньшей мере 2, 5, 10 или даже в 100 раз больше относительно лигандсвязывающего домена дикого типа. Необязательно, измененный лиганд-связывающий домен ингибируетFor example, the invention provides GDF decoy polypeptides that preferentially bind to GDF8/GDF11 over activins. The invention further establishes the desirability of such polypeptides for reducing off-target effects, although such selective variants may be less desirable for the treatment of severe diseases where significant improvements in red blood cell levels are required for therapeutic effect and where some level of off-target effects is acceptable. For example, amino acid residues of the ActRIIB protein such as E39, K55, Y60, K74, W78, D80 and F101 are located in the ligand-binding pocket and mediate binding to ligands such as activin and GDF8. Thus, the present invention provides a GDF trap containing an altered ligand binding domain (eg, GDF8 binding domain) of the ActRIIB receptor that contains one or more mutations at these amino acid residues. Optionally, the altered ligand binding domain may have increased selectivity for a ligand, such as GDF8, compared to the wild type ActRIIB receptor ligand binding domain. To illustrate, these mutations increase the selectivity of the altered ligand binding domain for GDF8 over activin. Optionally, the altered ligand binding domain has a ratio of Kd for activin binding to Kd for GDF8 binding that is at least 2, 5, 10, or even 100 times greater than the ratio for the wild type ligand binding domain. Optionally, the altered ligand binding domain has a ratio of IC 50 for activin inhibition to IC 50 for GDF8 inhibition that is at least 2, 5, 10, or even 100 times greater than the wild type ligand binding domain. Optionally, the altered ligand binding domain inhibits

GDF8 с IC50, в по меньшей мере 2, 5, 10, или даже в 100 меньше, чем IC50 для ингибирования активина.GDF8 has an IC 50 of at least 2, 5, 10, or even 100 times less than the IC 50 for activin inhibition.

В качестве конкретного примера, положительно заряженный аминокислотный остаток Asp (D80) из лиганд-связывающего домена ActRIIB может быть мутирован в другой аминокислотный остаток для получения полипептида-ловушки GDF, который предпочтительно связывается с GDF8, а не с активином. Предпочтительно, остаток D80 меняют на аминокислотный остаток, выбранный из группы, состоящей из: незаряженного аминокислотного остатка, отрицательно заряженного аминокислотного остатка и гидрофобного аминокислотного остатка. В качестве дополнительного конкретного примера, гидрофобный остаток, L79, может быть изменен на кислые аминокислоты - аспарагиновую кислоту или глутаминовую кислоту, для того чтобы значительно снизить связывание активина с одновременным сохранением связывания GDF11. Специалисту в данной области будет понятно, что большинство описанных мутаций, вариантов или модификаций может быть произведено на уровне нуклеиновой кислоты или, в некоторых случаях, путем пострансляционной модификации или химического синтеза. Такие способы хорошо известны в данной области.As a specific example, the positively charged amino acid residue Asp (D80) from the ActRIIB ligand binding domain can be mutated to another amino acid residue to produce a GDF decoy polypeptide that preferentially binds to GDF8 rather than activin. Preferably, the D80 residue is changed to an amino acid residue selected from the group consisting of: an uncharged amino acid residue, a negatively charged amino acid residue and a hydrophobic amino acid residue. As an additional specific example, the hydrophobic residue, L79, can be changed to the acidic amino acids aspartic acid or glutamic acid in order to significantly reduce activin binding while maintaining GDF11 binding. One skilled in the art will appreciate that most of the mutations, variants or modifications described can be produced at the nucleic acid level or, in some cases, by post-translational modification or chemical synthesis. Such methods are well known in the art.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к полипептидамловушкам GDF, которые имеют специфические мутации в ActRIIB для изменения гликозилирования полипептида ActRIIB. Примеры сайтов гликозилирования в полипептидах-ловушках GDF показаны на фиг. 1 (например, подчеркнутые сайты NX(S/T)). Такие мутации могут быть выбраны для введения или удаления одного или нескольких сайтов гликозилирования, таких как О-связанные или N-связанные сайты гликозилирования. Сайты распознавания аспарагин-связанного гликозилирования в основном содержат трипептидную последовательность, аспарагин-Х-треонин (где X представляет собой любую аминокислоту), которая специфически распознается соответствующими клеточными ферментами гликозилирования. Изменение также может осуществляться путем добавления или заменой одного или нескольких остатков серина или треонина к последовательности полипептида ActRIIB дикого типа (для O-связанных сайтов гликозилирования). Целый ряд аминокислотных замен или делеций в одном, или как в первом, так и в третьем положениях сайта распознавания гликозилирования (и/или аминокислотная делеция во втором положении) не приводит к гликозилированию в модифицированной трипептидой последовательности. Другим способом повышения количества углеводных частей на полипептиде-ловушке GDF является химическое или ферментативное соединение гликозидов с полипептидом-ловушкой GDF. В зависимости от используемого способа соединения сахар(-а) может быть присоединен к (а) аргинину и гистидину; (b) свободным карбоксильным группам; (с) свободным сульфгидрильным группам, таким как группы цистеина; (d) свободным гидроксильным группам, таким как группы серина, треонина или гидроксипролина; (е) ароматическим остаткам, таким как остатки фенилаланина, тирозина или триптофана; или (f) амидной группе глутамина. Эти способы описаны в WO 87/05330 и у Aplin и Wriston (1981) CRC Crit. Rev. Biochem., pp. 259-306, включенным посредством ссылки в настоящий документ. Удаление одной или нескольких углеводных частей, присутствующих на полипептиде-ловушке GDF, может осуществляться химически и/или ферментативно. Химическое дегликозилирование включает, например, воздействие на полипептид-ловушку GDF соединением трифторметансульфоновой кислоты или эквивалентным соединением. Эта обработка в результате приводит к расщеплению большинства или всех сахаров, за исключением связывающего сахара (N-ацетилглюкозамина или N-ацетилгалактозамина), оставляя аминокислотную последовательность интактной. Химическое дегликозилирование дополнительно описано Hakimuddin et al. (1987) Arch. Biochem. Biophys. 259:52 и Edge et al. (1981) Anal. Biochem. 118: 131. Ферментативное расщепление углеводных частей на полипептидах-ловушках GDF может достигаться благодаря использованию целого ряда эндо- и экзогликозидаз, описанных Thotakura et al. (1987) Meth. Enzymol. 138:350.In certain embodiments, the present invention provides GDF decoy polypeptides that have specific mutations in ActRIIB to alter the glycosylation of the ActRIIB polypeptide. Examples of glycosylation sites in GDF decoy polypeptides are shown in FIG. 1 (e.g. NX(S/T) sites underlined). Such mutations may be selected to introduce or remove one or more glycosylation sites, such as O-linked or N-linked glycosylation sites. Recognition sites for asparagine-linked glycosylation generally contain a tripeptide sequence, asparagine-X-threonine (where X is any amino acid), which is specifically recognized by the corresponding cellular glycosylation enzymes. The change can also be made by adding or substituting one or more serine or threonine residues to the wild-type ActRIIB polypeptide sequence (for O-linked glycosylation sites). A number of amino acid substitutions or deletions at one or both the first and third positions of the glycosylation recognition site (and/or an amino acid deletion at the second position) do not result in glycosylation in the tripeptide-modified sequence. Another way to increase the number of carbohydrate moieties on a GDF decoy polypeptide is to chemically or enzymatically couple glycosides to the GDF decoy polypeptide. Depending on the joining method used, the sugar(s) may be attached to (a) arginine and histidine; (b) free carboxyl groups; (c) free sulfhydryl groups such as cysteine groups; (d) free hydroxyl groups such as serine, threonine or hydroxyproline groups; (e) aromatic residues such as phenylalanine, tyrosine or tryptophan residues; or (f) a glutamine amide group. These methods are described in WO 87/05330 and Aplin and Wriston (1981) CRC Crit. Rev. Biochem., pp. 259-306, incorporated by reference herein. Removal of one or more carbohydrate moieties present on a GDF decoy polypeptide can be accomplished chemically and/or enzymatically. Chemical deglycosylation includes, for example, exposing the GDF decoy polypeptide to a trifluoromethanesulfonic acid compound or an equivalent compound. This treatment results in the cleavage of most or all sugars except the binding sugar (N-acetylglucosamine or N-acetylgalactosamine), leaving the amino acid sequence intact. Chemical deglycosylation is further described by Hakimuddin et al. (1987) Arch. Biochem. Biophys. 259:52 and Edge et al. (1981) Anal. Biochem. 118: 131. Enzymatic cleavage of carbohydrate moieties on GDF decoy polypeptides can be achieved using a variety of endo- and exoglycosidases described by Thotakura et al. (1987) Meth. Enzymol. 138:350.

Последовательность полипептида-ловушки GDF может быть скорректирована соответствующим образом, в зависимости от типа используемой системы экспрессии, поскольку клетки млекопитающих, дрожжей, насекомых и растений могут вводить различные профили гликозилирования, на которые может влиять аминокислотная последовательность пептида. В основном полипептиды-ловушки GDF для использования у людей могут быть экспрессированы в клеточных линиях млекопитающих, которые обеспечивают надлежащее гликозилирование, таких как клеточные линии НЕК293 или СНО, хотя ожидается, что также подойдут и другие экспрессионные клеточные линии млекопитающих.The sequence of the GDF decoy polypeptide can be adjusted accordingly depending on the type of expression system used, since mammalian, yeast, insect and plant cells can introduce different glycosylation profiles, which can be influenced by the amino acid sequence of the peptide. In general, GDF decoy polypeptides for use in humans can be expressed in mammalian cell lines that ensure proper glycosylation, such as the HEK293 or CHO cell lines, although other mammalian expression cell lines are expected to be suitable as well.

В этом описании дополнительно предлагается способ создания вариантов, в частности, наборов комбинаторных вариантов полипептида-ловушки GDF, включая, необязательно, укороченные варианты; пулы комбинаторных мутантов особенно подходят для идентификации последовательностей ловушек GDF. Целью скрининга таких комбинаторных библиотек может быть получение, например, вариантов полипептида-ловушки GDF, которые имеют измененные свойства, такие как измененная фармакокинетика или измененное связывание с лигандом. Целый ряд скрининговых исследований представлен ниже, и такие исследования могут быть использованы для оценки вариантов. Например, вариант полипептидаловушки GDF может подвергаться скринингу на способность связываться с полипептидом ActRIIB, дляThis specification further provides a method for generating variants, particularly sets of combinatorial variants, of a GDF decoy polypeptide, including, optionally, truncated variants; combinatorial mutant pools are particularly suitable for identifying GDF trap sequences. The goal of screening such combinatorial libraries may be to obtain, for example, GDF decoy polypeptide variants that have altered properties, such as altered pharmacokinetics or altered ligand binding. A number of screening studies are presented below, and such studies can be used to evaluate options. For example, a variant of the GDF trap polypeptide may be screened for the ability to bind to the ActRIIB polypeptide to

- 20 043601 предотвращения связывания лиганда ActRIIB с полипептидом ActRIIB или для нарушения передачи сигнала, вызываемого лигандом ActRIIB.- 20 043601 to prevent the binding of an ActRIIB ligand to an ActRIIB polypeptide or to disrupt signal transduction caused by an ActRIIB ligand.

Активность полипептида-ловушки GDF или его вариантов также может быть протестирована в исследовании на основе клеток или in vivo. Например, можно оценить воздействие варианта полипептидаловушки GDF на экспрессию генов, вовлеченных в гематопоэз. При необходимости это можно выполнить в присутствии одного или нескольких рекомбинантных белков-лигандов ActRIIB (например, активина), и клетки могут быть трансфицированы таким образом, чтобы вырабатывать полипептид-ловушку GDF и/или его варианты и, необязательно, лиганд ActRIIB. Подобным образом полипептид-ловушку GDF можно ввести мыши или другому животному и можно оценить при помощи общеизвестных в данной области способов один или несколько показателей крови, таких как количество эритроцитов, уровень гемоглобина, накопление железа или количество ретикулоцитов.The activity of the GDF decoy polypeptide or variants thereof can also be tested in a cell-based or in vivo assay. For example, the impact of a GDF polypeptide trap variant on the expression of genes involved in hematopoiesis can be assessed. If desired, this can be accomplished in the presence of one or more recombinant ActRIIB ligand proteins (eg, activin), and cells can be transfected to produce a GDF decoy polypeptide and/or variants thereof and, optionally, an ActRIIB ligand. Likewise, the GDF decoy polypeptide can be administered to a mouse or other animal and can be assessed using methods well known in the art for one or more blood parameters such as red blood cell count, hemoglobin level, iron accumulation, or reticulocyte count.

Можно создать варианты комбинаторного происхождения, которые имеют селективную эффективность по сравнению с референсным полипептидом-ловушкой GDF. Такие вариантные белки, когда они экспрессируются с конструкций рекомбинантной ДНК, могут быть использованы в протоколах генной терапии. Аналогичным образом мутагенез может давать начало вариантам, которые имеют внутриклеточные периоды полужизни, резко отличающиеся от соответствующего немодифицированного полипептида-ловушки GDF. Например, измененный белок может стать либо более стабильным, либо менее стабильным в отношении протеолитического расщепления или других клеточных процессов, которые в результате приводят к деструкции или иной инактивации немодифицированного полипептида-ловушки GDF. Такие варианты и гены, которые их кодируют, могут быть использованы для изменения уровней полипептида-ловушки GDF посредством модулирования периода полужизни полипептидов-ловушек GDF. Например, короткий период полужизни может приводить к более неустойчивым биологическим эффектам и, в части индуцибельной системы экспрессии, может дать возможность осуществлять более жесткий контроль над уровнями рекомбинантного полипептида-ловушки GDF в клетке. В Fc-слитом белке мутации могут быть сделаны в линкере (при наличии) и/или в Fc части для изменения периода полужизни белка.Variants of combinatorial origin can be generated that have selective potency over the reference GDF decoy polypeptide. Such variant proteins, when expressed from recombinant DNA constructs, can be used in gene therapy protocols. Likewise, mutagenesis can give rise to variants that have intracellular half-lives that differ sharply from the corresponding unmodified GDF decoy polypeptide. For example, the modified protein may become either more stable or less stable with respect to proteolytic cleavage or other cellular processes that result in the destruction or other inactivation of the unmodified GDF decoy polypeptide. Such variants and the genes that encode them can be used to alter GDF decoy polypeptide levels by modulating the half-life of GDF decoy polypeptides. For example, a short half-life may result in more erratic biological effects and, in terms of the inducible expression system, may allow greater control over the levels of the recombinant GDF decoy polypeptide in the cell. In an Fc fusion protein, mutations can be made in the linker (if present) and/or in the Fc portion to change the half-life of the protein.

В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF по изобретению могут дополнительно содержать посттрансляционные модификации помимо любых, природным образом присутствующих в полипептидах ActRIIB. Такие модификации включают, но ими не ограничиваются, ацетилирование, карбоксилирование, гликозилирование, фосфорилирование, липидирование и ацилирование. В результате полипептиды-ловушки GDF могут содержать неаминокислотные элементы, такие как полиэтиленгликоли, липиды, поли- или моносахариды и фосфаты. Действие таких неаминокислотных элементов на функциональную активность полипептида-ловушки GDF может быть протестировано, как описано в настоящем документе для других вариантов полипептида-ловушки GDF. В тех случаях, когда полипептид-ловушка GDF продуцируется в клетках путем расщепления насцентной формы полипептида-ловушки GDF, посттрансляционный процессинг также может быть важным для правильной укладки и/или функционирования белка. Различные клетки (такие как СНО, HeLa, MDCK, 293, WI38, NIH-3T3 или НЕК293) имеют особую клеточную машинерию и характерные механизмы для таких посттрансляционных активностей и могут быть выбраны для обеспечения правильной модификации и процессинга полипептидов-ловушек GDF.In certain embodiments, the GDF decoy polypeptides of the invention may further contain post-translational modifications beyond any naturally present in the ActRIIB polypeptides. Such modifications include, but are not limited to, acetylation, carboxylation, glycosylation, phosphorylation, lipidation and acylation. As a result, GDF decoy polypeptides may contain non-amino acid elements such as polyethylene glycols, lipids, poly- or monosaccharides and phosphates. The effect of such non-amino acid elements on the functional activity of the GDF trap polypeptide can be tested as described herein for other variants of the GDF trap polypeptide. In cases where the GDF decoy polypeptide is produced in cells by cleavage of the nascent form of the GDF decoy polypeptide, post-translational processing may also be important for proper folding and/or function of the protein. Various cells (such as CHO, HeLa, MDCK, 293, WI38, NIH-3T3 or HEK293) have specific cellular machinery and characteristic mechanisms for such post-translational activities and can be selected to ensure proper modification and processing of GDF decoy polypeptides.

В определенных аспектах полипептиды-ловушки GDF включают слитые белки, имеющие по меньшей мере часть полипептида ActRIIB и один или несколько слитых доменов. Хорошо известные примеры таких слитых доменов включают, но ими не ограничиваются, полигистидин, Glu-Glu, глутатион S трансферазу (GST), тиоредоксин, белок А, белок G, константную область тяжелой цепи иммуноглобулина (Fc), белок, связывающий мальтозу (МВР) или сывороточный альбумин человека. Слитый домен может быть выбран таким образом, чтобы придать желаемые свойства. Например, некоторые слитые домены особенно подходят для выделения слитых белков с помощью аффинной хроматографии. Для целей аффинной очистки используют соответствующие матрицы для аффинной хроматографии, такие как глутатион-, амилаза- и никель- или кобальт-конъюгированные смолы. Многие из таких матриц доступны в виде набора, например, система очистки Pharmacia GST и система QIAexpress™ (Qiagen) используются с партнерами слияния (HIS6). В качестве другого примера слитый домен может быть выбран для упрощения выявления полипептидов-ловушек GDF. Примеры таких детекционных доменов включают различные флуоресцентные белки (например, GFP), а также эпитопные метки, которые обычно представляют собой короткие пептидные последовательности, для которых имеется специфическое антитело. Хорошо известные эпитопные метки, для которых специфические моноклональные антитела легкодоступны, включают FLAG, гемагглютинин вируса гриппа (НА) и метки с-myc. В некоторых случаях слитые домены имеют сайт расщепления протеазой, например, для фактора Ха или тромбина, что дает возможность соответствующим протеазам частично расщеплять слитые белки и, таким образом, высвобождать из них рекомбинантные белки. Высвобожденные белки затем могут быть выделены из слитого домена путем последующего хроматографического разделения. В определенных предпочтительных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF слит с доменом, который стабилизирует полипептидловушку GDF in vivo (стабилизирующий домен). Под стабилизирующим понимают увеличение пе- 21 043601 риода полужизни в сыворотке, независимо от того, происходит ли это из-за снижения деструкции, уменьшения выведения почками или другого фармакокинетического эффекта. Известны слияния с частью Fc иммуноглобулина для придания желаемых фармакокинетических свойств широкому диапазону белков. Подобным образом, слияния с сывороточным альбумином человека могут придать желаемые свойства. Другие слитые домены, которые могут быть выбраны, включают домены мультимеризации (например, димеризации, тетрамеризации) и функциональные домены (которые придают дополнительную биологическую функцию, такую как дополнительное увеличение уровней красных клеток крови).In certain aspects, GDF trap polypeptides include fusion proteins having at least a portion of an ActRIIB polypeptide and one or more fusion domains. Well-known examples of such fusion domains include, but are not limited to, polyhistidine, Glu-Glu, glutathione S transferase (GST), thioredoxin, protein A, protein G, immunoglobulin heavy chain constant region (Fc), maltose binding protein (MBP) or human serum albumin. The fusion domain can be selected to impart the desired properties. For example, some fusion domains are particularly suitable for isolating fusion proteins using affinity chromatography. For affinity purification purposes, appropriate affinity chromatography matrices such as glutathione-, amylase-, and nickel- or cobalt-conjugated resins are used. Many of these matrices are available in kit form, for example the Pharmacia GST purification system and the QIAexpress™ system (Qiagen) are used with fusion partners (HIS6). As another example, a fusion domain may be selected to facilitate detection of GDF decoy polypeptides. Examples of such detection domains include various fluorescent proteins (eg, GFP), as well as epitope tags, which are usually short peptide sequences for which a specific antibody is available. Well-known epitope tags for which specific monoclonal antibodies are readily available include FLAG, influenza virus hemagglutinin (HA) and c-myc tags. In some cases, the fusion domains have a protease cleavage site, for example for factor Xa or thrombin, which allows the corresponding proteases to partially cleave the fusion proteins and thus release recombinant proteins from them. The released proteins can then be isolated from the fusion domain by subsequent chromatographic separation. In certain preferred embodiments, the GDF decoy polypeptide is fused to a domain that stabilizes the GDF decoy polypeptide in vivo (stabilizing domain). By stabilizing is meant an increase in serum half-life, regardless of whether this is due to decreased degradation, decreased renal excretion, or another pharmacokinetic effect. Fusions with the Fc portion of immunoglobulin are known to impart desired pharmacokinetic properties to a wide range of proteins. Likewise, fusions with human serum albumin can impart desired properties. Other fusion domains that may be selected include multimerization domains (eg, dimerization, tetramerization) and functional domains (which confer additional biological function, such as further increasing red blood cell levels).

В качестве конкретного примера, настоящее изобретение относится к ловушке GDF, которая представляет собой слитый белок ActRIIB-Fc, включающий внеклеточный (например, лиганд-связывающий) домен полипептида ActRIIB, слитый с Fc-доменом. Последовательность примера Fc-домена показана ниже (SEQ ID NO: 6).As a specific example, the present invention relates to a GDF trap that is an ActRIIB-Fc fusion protein comprising an extracellular (eg, ligand binding) domain of an ActRIIB polypeptide fused to an Fc domain. The sequence of an example Fc domain is shown below (SEQ ID NO: 6).

THTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVD(A)VSHEDPEVKFNWYVDG IVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCK(A)VSNKALPVPIEKTISKAK GQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDG PFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHN(A)HYTQKSLSLSPGK*THTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVD(A)VSHEDPEVKFNWYVDG IVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCK(A)VSNKALPVPIEKTISKAK GQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPV LDSDG PFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHN(A)HYTQKSLSLSPGK*

Необязательно, Fc-домен имеет одну или несколько мутаций в таких остатках, как Asp-265, лизин 322 и Asn-434. В некоторых случаях мутантный Fc-домен, имеющий одну или несколько таких мутаций (например, мутацию Asp-265), имеет пониженную способность связывания с рецептором Fcy по сравнению с Fc-доменом дикого типа. В других случаях мутантный Fc-домен, имеющий одну или несколько таких мутаций (например, мутацию Asn-434), имеет повышенную способность связываться с Fcрецептором (FcRN), родственным МНС класса I по сравнению с Fc-доменом дикого типа.Optionally, the Fc domain has one or more mutations at residues such as Asp-265, lysine 322 and Asn-434. In some cases, a mutant Fc domain having one or more of these mutations (eg, the Asp-265 mutation) has a reduced ability to bind to the Fcy receptor compared to the wild-type Fc domain. In other cases, a mutant Fc domain having one or more such mutations (eg, the Asn-434 mutation) has an increased ability to bind to the MHC class I Fc receptor (FcRN) compared to the wild-type Fc domain.

Понятно, что различные элементы слитых белков могут быть расположены любым образом, который совместим с желаемой функциональной активностью. Например, полипептид-ловушка GDF может быть расположен С-концом к гетерологичному домену, или, альтернативно, гетерологичный домен может быть расположен С-концом к полипептиду-ловушке GDF. Домен полипептида-ловушки GDF и гетерологичный домен не должны быть смежными в слитом белке, и дополнительные домены или аминокислотные последовательности могут быть включены С- или N-концом в любой домен или между доменами.It is understood that the various elements of the fusion proteins can be arranged in any manner that is compatible with the desired functional activity. For example, a GDF decoy polypeptide may be C-terminal to a heterologous domain, or, alternatively, a heterologous domain may be C-terminal to a GDF decoy polypeptide. The GDF decoy polypeptide domain and the heterologous domain do not need to be contiguous in the fusion protein, and additional domains or amino acid sequences may be inserted C- or N-terminally into any domain or between domains.

В определенных вариантах осуществления слитый белок-ловушка GDF содержит аминокислотную последовательность, представленную формулой А-В-С. Часть В представляет собой полипептид ActRIIB, укороченный с N- и С-концов, который включает аминокислотную последовательность, соответствующую аминокислотам 26-132 SEQ ID NO: 26. Части А и С могут независимо быть нулем, одной или более чем одной аминокислотой, и обе части А и С, при их наличии, являются гетерологичными части В. Части А и/или С могут быть присоединены к части В посредством линкерной последовательности. Примеры линкеров включают короткие полипептидные линкеры, такие как 2-10, 2-5, 2-4, 2-3 остатков глицина, таких как, например, линкер Gly-Gly-Gly. Другие подходящие линкеры описаны в настоящем документе выше. В определенных вариантах осуществления слитый белок-ловушка GDF содержит аминокислотную последовательность, представленную формулой А-В-С, где А представляет собой лидерную последовательность, В состоит из аминокислот 26-132 SEQ ID NO: 26, и С представляет собой полипептидную часть, которая улучшает один или несколько параметров из следующих: стабильность in vivo, период полужизни in vivo, захват/введение, локализация или распределение в ткани, образование белковых комплексов и/или очистка. В определенных вариантах осуществления слитый белок-ловушка GDF содержит аминокислотную последовательность, представленную формулой А-В-С, где А представляет собой лидерную последовательность ТРА, В состоит из аминокислот 26-132 SEQ ID NO: 26, и С представляет собой Fc-домен иммуноглобулина. Предпочтительный слитый белок-ловушка GDF содержит аминокислотную последовательность, указанную в SEQ ID NO: 26.In certain embodiments, the GDF decoy fusion protein comprises an amino acid sequence represented by the formula A-B-C. Part B is an ActRIIB polypeptide truncated at the N- and C-termini, which includes the amino acid sequence corresponding to amino acids 26-132 of SEQ ID NO: 26. Parts A and C may independently be zero, one or more amino acids, and both parts A and C, if present, are heterologous to part B. Parts A and/or C may be attached to part B via a linker sequence. Examples of linkers include short polypeptide linkers such as 2-10, 2-5, 2-4, 2-3 glycine residues, such as, for example, the Gly-Gly-Gly linker. Other suitable linkers are described above herein. In certain embodiments, the GDF decoy fusion protein comprises an amino acid sequence represented by the formula A-B-C, wherein A is a leader sequence, B consists of amino acids 26-132 SEQ ID NO: 26, and C is a polypeptide moiety that improves one or more of the following: in vivo stability, in vivo half-life, uptake/administration, tissue localization or distribution, protein complexation, and/or purification. In certain embodiments, the GDF decoy fusion protein comprises an amino acid sequence represented by the formula A-B-C, wherein A is a TPA leader sequence, B consists of amino acids 26-132 of SEQ ID NO: 26, and C is an immunoglobulin Fc domain . A preferred GDF decoy fusion protein contains the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 26.

В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF по настоящему изобретению содержат одну или несколько модификаций, которые способны стабилизировать полипептидыловушки GDF. Например, такие модификации увеличивают период полужизни in vitro полипептидовловушек GDF, увеличивают период полужизни полипептидов-ловушек GDF в кровообращении или уменьшают протеолитическое расщепление полипептидов-ловушек GDF. Такие стабилизирующие модификации включают, но ими не ограничиваются, слитые белки (в том числе, например, слитые белки, содержащие полипептид-ловушку GDF и стабилизирующий домен), модификации сайта гликозилирования (в том числе, например, добавление сайта гликозилирования к полипептиду-ловушке GDF) и модификации углеводной части (в том числе, например, удаление углеводных частей из полипептидаловушки GDF). В случае слитых белков, полипептид-ловушка GDF слит со стабилизирующим доменом, таким как молекула IgG молекула (например, Fc-доменом). Используемый в настоящем описании термин стабилизирующий домен относится не только к слитому домену (например, Fc), как в случае слитых белков, но также включает небелковые модификации, например, углеводную часть или небелковый полимер, например, полиэтиленгликоль.In certain embodiments, the GDF decoy polypeptides of the present invention contain one or more modifications that are capable of stabilizing the GDF decoy polypeptides. For example, such modifications increase the in vitro half-life of GDF decoy polypeptides, increase the half-life of GDF decoy polypeptides in circulation, or reduce the proteolytic degradation of GDF decoy polypeptides. Such stabilizing modifications include, but are not limited to, fusion proteins (including, for example, fusion proteins containing a GDF decoy polypeptide and a stabilizing domain), glycosylation site modifications (including, for example, adding a glycosylation site to a GDF decoy polypeptide ) and modification of the carbohydrate moiety (including, for example, removal of carbohydrate moieties from the GDF polypeptidal trap). In the case of fusion proteins, the GDF decoy polypeptide is fused to a stabilizing domain, such as an IgG molecule (eg, an Fc domain). As used herein, the term stabilizing domain not only refers to a fusion domain (eg, Fc) as in the case of fusion proteins, but also includes non-protein modifications, such as a carbohydrate moiety or a non-protein polymer, such as polyethylene glycol.

- 22 043601- 22 043601

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение делает возможным получение изолированных и/или очищенных форм полипептидов-ловушек GDF, которые изолированы от других белков, или по существу свободны от них.In certain embodiments, the present invention makes it possible to obtain isolated and/or purified forms of GDF decoy polypeptides that are isolated from, or substantially free from, other proteins.

В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF по изобретению (немодифицированные или модифицированные) можно получать при помощи ряда известных способов. Например, такие полипептиды-ловушки GDF можно синтезировать с использованием стандартных способов белковой химии, таких как способы, описанные у Bodansky, M. Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlin (1993) и Grant G.A. (ed.), Synthetic Peptides: A User's Guide, W.H. Freeman и Company, New York (1992). Кроме того, коммерчески доступны автоматизированные пептидные синтезаторы (например, Advanced ChemTech Model 396; Milligen/Biosearch 9600). Альтернативно, полипептиды-ловушки GDF, их фрагменты или варианты могут быть получены рекомбинантным способом с использованием различных экспрессирующих систем (например, Е. coli, клетки китайского хомячка (СНО), клетки COS, бакуловирус), которые хорошо известны в данной области. В дополнительном варианте осуществления модифицированные или немодифицированные полипептиды-ловушки GDF можно получать путем расщепления рекомбинантных полноразмерных полипептидов-ловушек GDF с использованием, например, протеазы, например, трипсина, термолизина, химотрипсина, пепсина или фермента, расщепляющего белок в месте спаренных основных аминокислот (РАСЕ). Для выявления сайтов протеолитического расщепления можно использовать компьютерный анализ (с использованием коммерчески доступного программного обеспечения, например, MacVector, Omega, PCGene, Molecular Simulation, Inc.). Альтернативно, такие полипептиды-ловушки GDF можно получать из рекомбинантных полноразмерных полипептидов-ловушек GDF с использованием стандартных способов, известных в данной области, таких как химическое расщепление (например, бромистым цианогеном, гидроксиламином).In certain embodiments, the GDF decoy polypeptides of the invention (unmodified or modified) can be produced using a variety of known methods. For example, such GDF decoy polypeptides can be synthesized using standard protein chemistry methods, such as those described in Bodansky, M. Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlin (1993) and Grant G.A. (ed.), Synthetic Peptides: A User's Guide, W.H. Freeman and Company, New York (1992). In addition, automated peptide synthesizers are commercially available (eg, Advanced ChemTech Model 396; Milligen/Biosearch 9600). Alternatively, GDF decoy polypeptides, fragments or variants thereof can be produced recombinantly using various expression systems (eg, E. coli, Chinese hamster cells (CHO), COS cells, baculovirus) that are well known in the art. In a further embodiment, modified or unmodified GDF decoy polypeptides can be produced by digesting recombinant full-length GDF decoy polypeptides using, for example, a protease such as trypsin, thermolysin, chymotrypsin, pepsin, or a paired amino acid cleaving enzyme (PACE). . Computer analysis (using commercially available software, e.g., MacVector, Omega, PCGene, Molecular Simulation, Inc.) can be used to identify proteolytic cleavage sites. Alternatively, such GDF decoy polypeptides can be prepared from recombinant full-length GDF decoy polypeptides using standard methods known in the art, such as chemical digestion (eg, cyanogen bromide, hydroxylamine).

3. Нуклеиновые кислоты, кодирующие полипептиды-ловушки GDF.3. Nucleic acids encoding GDF decoy polypeptides.

В определенных аспектах изобретение относится к выделенным и/или рекомбинантным нуклеиновым кислотам, кодирующим любые из полипептидов-ловушек GDF, описываемых в настоящем документе. SEQ ID NO: 4 кодирует природный полипептид-предшественник ActRIIB, в то время как SEQ ID NO: 5 кодирует растворимый полипептид ActRIIB, и SEQ ID NO: 25, 27, 30 и 31 кодируют растворимые ловушки GDF. Указанные нуклеиновые кислоты могут быть одноцепочечными или двухцепочечными. Такие нуклеиновые кислоты могут быть ДНК или молекулами РНК. Эти нуклеиновые кислоты можно использовать, например, в способах для получения полипептидов-ловушек GDF или в качестве прямых терапевтических средств (например, при генотерапии).In certain aspects, the invention relates to isolated and/or recombinant nucleic acids encoding any of the GDF decoy polypeptides described herein. SEQ ID NO: 4 encodes the natural ActRIIB precursor polypeptide, while SEQ ID NO: 5 encodes the soluble ActRIIB polypeptide, and SEQ ID NOs: 25, 27, 30 and 31 encode soluble GDF decoys. Said nucleic acids may be single-stranded or double-stranded. Such nucleic acids may be DNA or RNA molecules. These nucleic acids can be used, for example, in methods for producing GDF decoy polypeptides or as direct therapeutic agents (eg, gene therapy).

В определенных аспектах указанные нуклеиновые кислоты, кодирующие полипептиды-ловушки GDF следует дополнительно понимать, как включающие нуклеиновые кислоты, которые являются вариантами SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 и 31. Вариантные нуклеотидные последовательности включают последовательности, которые отличаются одной или несколькими нуклеотидными заменами, добавлениями или делециями, такие как аллельные варианты; и будут, таким образом, включать кодирующие последовательности, которые отличаются от нуклеотидной последовательности из кодирующей последовательности, обозначенной в SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 и 31.In certain aspects, said nucleic acids encoding GDF decoy polypeptides should be further understood to include nucleic acids that are variants of SEQ ID NOs: 5, 25, 27, 30 and 31. Variant nucleotide sequences include sequences that differ in one or more nucleotide substitutions, additions or deletions, such as allelic variants; and will thus include coding sequences that differ from the nucleotide sequence of the coding sequence designated in SEQ ID NOs: 5, 25, 27, 30 and 31.

В определенных вариантах осуществления изобретение относится к выделенным или рекомбинантным последовательностям нуклеиновых кислот, которые на по меньшей мере 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или 100% идентичныо SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31. Специалисту в данной области будет понятно, что последовательности нуклеиновой кислоты, комплементарные SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31, и варианты SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31 также входят в объем настоящего изобретения. В дополнительных вариантах осуществления последовательности нуклеиновой кислоты по изобретению могут быть выделенными, рекомбинантными и/или слитыми с гетерологичной нуклеотидной последовательностью, или могут находиться в ДНК-библиотеке.In certain embodiments, the invention provides isolated or recombinant nucleic acid sequences that are at least 80%, 85%, 90%, 95%, 97%, 98%, 99%, or 100% identical to SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30, or 31. One skilled in the art will appreciate that nucleic acid sequences complementary to SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 or 31, and variants of SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 or 31 are also within the scope of the present invention. In additional embodiments, the nucleic acid sequences of the invention may be isolated, recombinant and/or fused to a heterologous nucleotide sequence, or may be contained in a DNA library.

В других вариантах осуществления нуклеиновые кислоты по изобретению также включают нуклеотидные последовательности, которые гибридизуются при очень жестких условиях с нуклеотидной последовательностью, обозначенной в SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31, комплементарной последовательностью SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31, или их фрагментами. Как указано выше, специалист в данной области легко поймет, что соответствующие жесткие условия, которые способствуют гибридизации ДНК, можно менять. Например, можно проводить гибридизацию при 6,0х хлорид натрия/цитрат натрия (SSC) при приблизительно 45°С, с последующей отмывкой 2,0х SSC при 50°С. Например, концентрацию соли на стадии отмывки можно выбирать от низкой жесткости приблизительно 2,0х SSC при 50°С до высокой жесткости приблизительно 0,2х SSC при 50°С. Кроме того, температура на стадии отмывки может быть повышена от условий с низкой жесткостью при комнатной температуре, приблизительно 22°С, до условий с высокой жесткостью при приблизительно 65°С. И температура, и соль могут изменяться, или температура или концентрация соли могут сохраняться постоянными, в то время как меняются другие переменные. В одном из вариантов осуществления изобретение относится к нуклеиновым кислотам, которые гибридизуются при условиях с низкой жесткостью 6х SSC при комнатной температуре с последующей отмывкой 2х SSC при комнатной температуре.In other embodiments, the nucleic acids of the invention also include nucleotide sequences that hybridize under very stringent conditions to the nucleotide sequence designated in SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 or 31, the complementary sequence of SEQ ID NO: 5, 25, 27 , 30 or 31, or fragments thereof. As stated above, one skilled in the art will readily understand that the appropriate stringent conditions that promote DNA hybridization can be varied. For example, hybridization can be performed at 6.0x sodium chloride/sodium citrate (SSC) at approximately 45°C, followed by a wash with 2.0x SSC at 50°C. For example, the salt concentration in the wash step can be selected from a low hardness of approximately 2.0x SSC at 50°C to a high hardness of approximately 0.2x SSC at 50°C. In addition, the temperature of the wash step can be increased from low severity conditions at room temperature, approximately 22°C, to high severity conditions at approximately 65°C. Both temperature and salt can change, or temperature or salt concentration can be held constant while other variables change. In one embodiment, the invention relates to nucleic acids that hybridize under low stringency conditions with 6x SSC at room temperature followed by a wash with 2x SSC at room temperature.

- 23 043601- 23 043601

Выделенные нуклеиновые кислоты, которые отличаются от нуклеиновых кислот, указанных в SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 или 31 из-за вырожденности генетического кода, также находятся в пределах объема изобретения. Например, ряд аминокислот определяются более чем одним триплетом. Кодоны, которые обозначают одну и ту же аминокислоту, или синонимы (например, CAU и САС являются синонимами для гистидина) могут приводить к молчащим мутациям, которые не влияют на аминокислотную последовательность белка. В определенных вариантах осуществления полипептид-ловушка GDF кодируется альтернативной нуклеотидной последовательностью. Альтернативные нуклеотидные последовательности являются вырожденными по отношению к нативной последовательности нуклеиновой кислоты ловушки GDF, но все еще кодируют тот же самый слитый белок. В определенных вариантах осуществления ловушка GDF из SEQ ID NO: 26 кодируется альтернативной последовательностью нуклеиновой кислоты, включающей SEQ ID NO: 30. Однако полагают, что полиморфизмы последовательности ДНК, которые все же приводят к заменам в аминокислотных последовательностях указанных белков, будут встречаться в клетках млекопитающих. Специалисту в данной области понятно, что эти вариации в одном или нескольких нуклеотидах (вплоть до приблизительно 3-5% нуклеотидов) нуклеиновых кислот, кодирующих конкретный белок, могут встречаться у индивидуумов данных видов в связи с природной аллельной вариабельностью. Любая из таких нуклеотидных вариаций и все из них, и полученные в результате аминокислотные полиморфизмы находятся в объеме настоящего изобретения.Isolated nucleic acids that differ from the nucleic acids specified in SEQ ID NO: 5, 25, 27, 30 or 31 due to degeneracy of the genetic code are also within the scope of the invention. For example, a number of amino acids are defined by more than one triplet. Codons that designate the same amino acid, or synonyms (for example, CAU and CAC are synonyms for histidine) can result in silent mutations that do not affect the amino acid sequence of the protein. In certain embodiments, the GDF decoy polypeptide is encoded by an alternative nucleotide sequence. The alternative nucleotide sequences are degenerate to the native GDF trap nucleic acid sequence but still encode the same fusion protein. In certain embodiments, the GDF trap of SEQ ID NO: 26 is encoded by an alternative nucleic acid sequence comprising SEQ ID NO: 30. However, it is believed that DNA sequence polymorphisms that still result in substitutions in the amino acid sequences of these proteins will occur in mammalian cells . One skilled in the art will appreciate that these variations in one or more nucleotides (up to about 3-5% of the nucleotides) of the nucleic acids encoding a particular protein may occur among individuals of a given species due to natural allelic variability. Any and all of such nucleotide variations, and the resulting amino acid polymorphisms, are within the scope of the present invention.

В определенных вариантах осуществления рекомбинантные нуклеиновые кислоты по изобретению могут быть функционально связаны с одной или несколькими регуляторными нуклеотидными последовательностями в экспрессирующей конструкции.In certain embodiments, the recombinant nucleic acids of the invention may be operably linked to one or more regulatory nucleotide sequences in an expression construct.

Регуляторные нуклеотидные последовательности, как правило, будут соответствовать клеткехозяину, которая применяется для экспрессии. В данной области известно множество типов подходящих экспрессирующих векторов и подходящих регуляторных последовательностей для ряда клеток-хозяев. Как правило, указанные одна или несколько регуляторных нуклеотидных последовательностей в качестве неограничивающих примеров могут включать промоторные последовательности, лидерные или сигнальные последовательности, участки связывания рибосомы, последовательности начала и терминации транскрипции, последовательности начала и терминации трансляции и энхансерные или активаторные последовательности. Конститутивные или индуцибельные промоторы, известные в данной области, рассматриваются данным изобретением. Промоторы могут быть или природными промоторами, или гибридными промоторами, которые сочетают в себе элементы более чем одного промотора. Экспрессирующая конструкция может присутствовать в клетке в эписоме, такой как плазмида, или экспрессирующая конструкция может быть вставлена в хромосому. В предпочтительном варианте осуществления экспрессирующий вектор содержит ген селективного маркера для возможности селекции трансформированных клеток-хозяев. Гены селективных маркеров хорошо известны в данной области и варьируют в зависимости от используемой клетки-хозяина.Regulatory nucleotide sequences will generally correspond to the host cell being used for expression. There are many types of suitable expression vectors and suitable regulatory sequences known in the art for a variety of host cells. Typically, the one or more regulatory nucleotide sequences may include, but are not limited to, promoter sequences, leader or signal sequences, ribosome binding sites, transcription start and termination sequences, translation start and termination sequences, and enhancer or activator sequences. Constitutive or inducible promoters known in the art are contemplated by this invention. Promoters can be either natural promoters or hybrid promoters that combine elements of more than one promoter. The expression construct may be present in the cell in an episome, such as a plasmid, or the expression construct may be inserted into a chromosome. In a preferred embodiment, the expression vector contains a selectable marker gene to enable selection of transformed host cells. Selectable marker genes are well known in the art and vary depending on the host cell used.

В определенных аспектах по изобретению, указанная нуклеиновая кислота предлагается в экспрессирующем векторе, который содержит нуклеотидную последовательность, кодирующую полипептидловушку GDF, и функционально связана, с по меньшей мере одной регуляторной последовательностью. Регуляторные последовательности являются общепринятыми в данной области и выбраны для прямой экспрессии полипептида-ловушки GDF. Таким образом, термин регуляторная последовательность включает промоторы, энхансеры и другие элементы контроля экспрессии. Примеры регуляторных последовательностей описаны у Goeddel; Gene Expression Technology: Methods in Enzymology, Academic Press, San Diego, CA (1990). Например, для экспрессии в этих векторах последовательностей ДНК, кодирующих полипептид-ловушку GDF, можно использовать любую из широкого разнообразия последовательностей для контроля экспрессии, которые управляют экспрессией последовательности ДНК, когда они функционально связаны с ней. Такие подходящие последовательности для контроля экспрессии, включают, например, ранние и поздние промоторы SV40, tet промотор, предранний промотор аденовируса или цитомегаловируса, промоторы RSV, систему lac, систему trp, систему ТАС или TRC, промотор Т7, экспрессия которого управляется РНК-полимеразой Т7, основной оператор и промотор областей фага лямбда, контрольные области для белка оболочки fd, промотор 3-фосфоглицераткиназы или других гликолитических ферментов, промоторы кислой фосфатазы, например, Pho5, промоторы α-спаривающего фактора дрожжей, полигедронный промотор бакуловирусной системы и другие последовательности, известные для контроля экспрессии генов прокариотических или эукариотических клеток или их вирусов, и их различные сочетания. Следует понимать, что конструкция экспрессирующего вектора может зависеть от таких факторов, как выбор клетки-хозяина для трансформации и/или типа белка, который желательно экспрессировать. Кроме того, также следует учитывать число копий вектора, возможность контролировать это число копий и экспрессию любого другого белка, кодируемого этим вектором, такого как маркеры антибиотиков.In certain aspects of the invention, the nucleic acid is provided in an expression vector that contains a nucleotide sequence encoding a GDF decoy polypeptide and is operably linked to at least one regulatory sequence. The regulatory sequences are generally accepted in the art and are chosen for direct expression of the GDF decoy polypeptide. Thus, the term regulatory sequence includes promoters, enhancers and other expression control elements. Examples of regulatory sequences are described in Goeddel; Gene Expression Technology: Methods in Enzymology, Academic Press, San Diego, CA (1990). For example, to express DNA sequences encoding a GDF decoy polypeptide in these vectors, any of a wide variety of expression control sequences that direct expression of the DNA sequence when operably linked thereto can be used. Such suitable expression control sequences include, for example, the SV40 early and late promoters, the tet promoter, the adenovirus or cytomegalovirus immediate early promoter, the RSV promoters, the lac system, the trp system, the TAC or TRC system, the T7 promoter, the expression of which is driven by T7 RNA polymerase , basic operator and promoter regions of phage lambda, control regions for the fd coat protein, promoter of 3-phosphoglycerate kinase or other glycolytic enzymes, acid phosphatase promoters, e.g. Pho5, yeast α-mating factor promoters, polyhedron promoter of the baculovirus system, and other sequences known for control of gene expression of prokaryotic or eukaryotic cells or their viruses, and their various combinations. It should be understood that the design of the expression vector may depend on factors such as the choice of host cell for transformation and/or the type of protein that is desired to be expressed. In addition, the copy number of the vector, the ability to control that copy number, and the expression of any other protein encoded by the vector, such as antibiotic markers, should also be considered.

Рекомбинантную нуклеиновую кислоту по изобретению можно получать путем лигирования клонированного гена или его части в вектор, подходящий для экспрессии или в прокариотических клетках, или в эукариотических клетках (дрожжей, птиц, насекомых или млекопитающих), или и в тех, и в других. Экспрессионные носители для получения рекомбинантного полипептида-ловушки GDF включаютThe recombinant nucleic acid of the invention can be produced by ligating a cloned gene or part thereof into a vector suitable for expression in either prokaryotic cells or eukaryotic cells (yeast, birds, insects or mammals), or both. Expression vehicles for producing recombinant GDF decoy polypeptide include

- 24 043601 плазмиды и другие векторы. Например, подходящие векторы включают плазмиды типов: pBR322производные плазмиды, pEMBL-производные плазмиды, рЕХ-производные плазмиды, рВТаспроизводные плазмиды и pUC-производные плазмиды для экспрессии в прокариотических клетках, таких как Е. coli.- 24 043601 plasmids and other vectors. For example, suitable vectors include plasmid types: pBR322-derived plasmids, pEMBL-derived plasmids, pEX-derived plasmids, pBT-derived plasmids and pUC-derived plasmids for expression in prokaryotic cells such as E. coli.

Некоторые векторы экспрессии млекопитающих содержат как прокариотические последовательности для облегчения размножения вектора в бактериях, так и одну или несколько эукариотических транскрипционных единиц, которые экспрессируются в эукариотических клетках. Векторы, производные от pcDNAI/amp, pcDNAI/neo, pRc/CMV, pSV2gpt, pSV2neo, pSV2-dhfr, pTk2, pRSVneo, pMSG, pSVT7, pkoneo и pHyg, являются примерами экспрессирующих векторов млекопитающих, подходящих для трансфекции эукариотических клеток. Некоторые из этих векторов модифицированы последовательностями бактериальных плазмид, таких как pBR322, для облегчения репликации и отбора по резистентности к лекарственным средствам как в прокариотических, так и в эукариотических клетках.Some mammalian expression vectors contain both prokaryotic sequences to facilitate propagation of the vector in bacteria and one or more eukaryotic transcription units that are expressed in eukaryotic cells. Vectors derived from pcDNAI/amp, pcDNAI/neo, pRc/CMV, pSV2gpt, pSV2neo, pSV2-dhfr, pTk2, pRSVneo, pMSG, pSVT7, pkoneo and pHyg are examples of mammalian expression vectors suitable for transfection of eukaryotic cells. Some of these vectors are modified with bacterial plasmid sequences, such as pBR322, to facilitate replication and selection for drug resistance in both prokaryotic and eukaryotic cells.

Альтернативно, производные вирусов, таких как вирус папилломы крупного рогатого скота (BPV1) или вирус Эпштейн-Барра (рНЕВо, pREP-производные и р205), могут быть использованы для транзиторной экспрессии белков в эукариотических клетках. Примеры других вирусных (в том числе ретровирусных) экспрессионных систем можно найти далее в описании систем доставки для генной терапии. Различные способы, используемые в получении плазмид и в трансформации организмов-хозяев, хорошо известны в данной области. Для других подходящих экспрессионных систем, как для прокариотических, так и для эукариотических клеток, а также для общих рекомбинантных способов см. Molecular Cloning A Laboratory Manual, 3rd Ed., ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001). В некоторых случаях может быть желательно экспрессировать рекомбинантные полипептиды с помощью бакуловирусной экспрессионной системы. Примеры таких бакуловирусных экспрессионных систем включают pVL-производные векторы (такие как pVL1392, pVL1393 и pVL941), pAcUWпроизводные векторы (такие как pAcUW1) и pBlueBac-производные векторы (такие как pBlueBac III, содержащий β-gal).Alternatively, derivatives of viruses such as bovine papillomavirus (BPV1) or Epstein-Barr virus (pHEBo, pREP-derivatives and p205) can be used to transiently express proteins in eukaryotic cells. Examples of other viral (including retroviral) expression systems can be found below in the description of delivery systems for gene therapy. Various methods used in the production of plasmids and in the transformation of host organisms are well known in the art. For other suitable expression systems for both prokaryotic and eukaryotic cells, as well as general recombinant methods, see Molecular Cloning A Laboratory Manual, 3rd Ed., ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001). In some cases, it may be desirable to express recombinant polypeptides using a baculovirus expression system. Examples of such baculovirus expression systems include pVL-derived vectors (such as pVL1392, pVL1393 and pVL941), pAcUW-derived vectors (such as pAcUW1) and pBlueBac-derived vectors (such as pBlueBac III containing β-gal).

В предпочтительном варианте осуществления вектор конструируют для продукции рассматриваемых полипептидов-ловушек GDF в клетках СНО, например, вектор Pcmv-Script (Stratagene, La Jolla, Calif.), векторы pcDNA4 (Invitrogen, Carlsbad, Calif.) и векторы pCI-neo (Promega, Madison, Wise). Как будет понятно, рассматриваемые генные конструкции могут быть использованы для стимуляции экспрессии рассматриваемых полипептидов-ловушек GDF в клетках, размноженных в культуре, например, для продукции белков, в том числе слитых белков или вариантов белков для очистки.In a preferred embodiment, a vector is constructed to produce the subject GDF decoy polypeptides in CHO cells, for example, Pcmv-Script vector (Stratagene, La Jolla, Calif.), pcDNA4 vectors (Invitrogen, Carlsbad, Calif.), and pCI-neo vectors (Promega , Madison, Wise). As will be appreciated, the subject gene constructs can be used to stimulate expression of the subject GDF decoy polypeptides in cells expanded in culture, for example, to produce proteins, including fusion proteins or protein variants for purification.

Настоящее изобретение также относится к клеткам-хозяевам, которые трансфицированы рекомбинантным геном, содержащим кодирующую последовательность (например, SEQ ID NO: 4, 5, 25, 27, 30 или 31) для одного или нескольких рассматриваемых полипептидов-ловушек GDF. Клетка-хозяин может быть любой прокариотической или эукариотической клеткой. Например, полипептид-ловушка GDF по изобретению может экспрессироваться в бактериальных клетках, таких как Е. coli, клетках насекомых (например, с помощью бакуловирусной экспрессионной системы), дрожжей или клетках млекопитающих. Другие подходящие клетки-хозяева известны специалистам в данной области.The present invention also provides host cells that are transfected with a recombinant gene containing a coding sequence (eg, SEQ ID NO: 4, 5, 25, 27, 30, or 31) for one or more of the subject GDF decoy polypeptides. The host cell can be any prokaryotic or eukaryotic cell. For example, the GDF decoy polypeptide of the invention can be expressed in bacterial cells such as E. coli, insect cells (eg, using a baculovirus expression system), yeast or mammalian cells. Other suitable host cells are known to those skilled in the art.

Таким образом, настоящее изобретение дополнительно относится к способам получения рассматриваемых полипептидов-ловушек GDF. Например, клетка-хозяин, которая трансфицирована экспрессирующим вектором, кодирующим полипептид-ловушку GDF, может быть культивирована в соответствующих условиях, при которых возможна экспрессия полипептида-ловушки GDF.Thus, the present invention further relates to methods for producing the subject GDF decoy polypeptides. For example, a host cell that has been transfected with an expression vector encoding a GDF decoy polypeptide can be cultured under appropriate conditions that allow expression of the GDF decoy polypeptide.

Полипептид-ловушка GDF может быть секретирован и выделен из смеси клеток и из среды, содержащей полипептид-ловушку GDF. Альтернативно, полипептид-ловушка GDF может сохраняться в цитоплазматической или в мембранной фракции, и клетки собирают, лизируют и выделяют белок. Клеточная культура содержит клетки-хозяева, среду и другие промежуточные продукты. Подходящие среды для клеточной культуры известны в данной области. Рассматриваемые полипептиды-ловушки GDF могут быть выделены из клеточной культуральной среды, клеток-хозяев или из того и другого способами, известными в данной области для очистки белков, в том числе с помощью ионообменной хроматографии, гель-фильтрации, ультрафильтрации, электрофореза, иммуноаффинной очистки с помощью антител, специфичных к конкретным эпитопам полипептидов-ловушек GDF. В предпочтительном варианте осуществления полипептид-ловушка GDF представляет собой слитый белок, содержащий домен, который облегчает его очистку.The GDF decoy polypeptide can be secreted and isolated from a mixture of cells and from a medium containing the GDF decoy polypeptide. Alternatively, the GDF decoy polypeptide may be retained in the cytoplasmic or membrane fraction, and the cells are harvested, lysed, and the protein is recovered. A cell culture contains host cells, media, and other intermediates. Suitable cell culture media are known in the art. Subject GDF decoy polypeptides can be isolated from cell culture medium, host cells, or both by methods known in the art for protein purification, including ion exchange chromatography, gel filtration, ultrafiltration, electrophoresis, immunoaffinity purification with using antibodies specific to specific epitopes of GDF trap polypeptides. In a preferred embodiment, the GDF decoy polypeptide is a fusion protein containing a domain that facilitates its purification.

В другом варианте осуществления слитый ген, кодирующий лидерную последовательность для очистки, например, последовательность сайта расщепления поли-(His)/энтерокиназой на N-конце требуемой части рекомбинантного полипептида-ловушки GDF, может дать возможность очистить экспрессированный слитый белок с помощью аффинной хроматографии, используя Ni2+-металлическую смолу. Лидерную последовательность для очистки затем можно удалить посредством обработки энтерокиназой с получением очищенного полипептида-ловушки GDF (например, см. Hochuli et al., (1987) J. Chromatography 411:177 и Janknecht et al., PNAS USA 88:8972).In another embodiment, a fusion gene encoding a purification leader sequence, for example, a poly(His)/enterokinase cleavage site sequence at the N-terminus of a desired portion of a recombinant GDF decoy polypeptide, may allow the expressed fusion protein to be purified by affinity chromatography using Ni 2+ metal resin. The purification leader sequence can then be removed by treatment with enterokinase to produce a purified GDF decoy polypeptide (eg, see Hochuli et al., (1987) J. Chromatography 411:177 and Janknecht et al., PNAS USA 88:8972).

Способы получения слитых генов хорошо известны. Главным образом, соединение различных фрагментов ДНК, кодирующих различные полипептидные последовательности, проводят в соответствииMethods for producing fusion genes are well known. Mainly, the joining of different DNA fragments encoding different polypeptide sequences is carried out in accordance with

- 25 043601 с общепринятыми методиками, используя слепые или болтающиеся концы для лигирования, расщепление ферментами рестрикции для получения соответствующих концов, заполнение липких концов при необходимости, обработку щелочной фосфатазой во избежание нежелательного соединения и ферментативное лигирование. В другом варианте осуществления слитый ген может быть синтезирован с помощью общепринятых методик, включающих автоматизированные ДНК синтезаторы. Альтернативно, амплификация генных фрагментов путем ПЦР может быть выполнена с использованием якорных праймеров, которые образуют комплементарные липкие концы между двумя последовательными генными фрагментами, которые впоследствии можно отжигать с получением химерной генной последовательности (см., например, Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al., John Wiley & Sons: 1992).- 25 043601 with conventional techniques using blind or dangling ends for ligation, restriction enzyme digestion to obtain the corresponding ends, filling of sticky ends if necessary, treatment with alkaline phosphatase to avoid unwanted connection and enzymatic ligation. In another embodiment, the fusion gene can be synthesized using conventional techniques including automated DNA synthesizers. Alternatively, PCR amplification of gene fragments can be accomplished using anchor primers that form complementary overhangs between two successive gene fragments, which can subsequently be annealed to produce a chimeric gene sequence (see, for example, Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al., John Wiley & Sons: 1992).

4. Скрининговые анализы.4. Screening tests.

В определенных аспектах настоящее изобретение относится к применению указанных полипептидов-ловушек GDF (например, растворимых вариантных полипептидов ActRIIB) для выявления соединений (веществ), которые являются агонистами или антагонистами полипептидов ActRIIB. Соединения, выявленные с помощью этого скрининга, могут быть протестированы для оценки их способности модулировать уровни эритроцитов, гемоглобина и/или ретикулоцитов in vivo или in vitro. Эти соединения могут быть протестированы, например, на моделях животных.In certain aspects, the present invention relates to the use of these GDF decoy polypeptides (eg, soluble variant ActRIIB polypeptides) to detect compounds that are agonists or antagonists of ActRIIB polypeptides. Compounds identified by this screen can be tested to assess their ability to modulate red blood cell, hemoglobin and/or reticulocyte levels in vivo or in vitro. These compounds can be tested, for example, in animal models.

Существует целый ряд подходов для скрининга терапевтических средств, повышающих уровень эритроцитов или гемоглобина нацеливанием на путь передачи сигнала ActRIIB. В некоторых вариантах осуществления высокопроизводительный скрининг соединений может проводиться для идентификации средств, которые специфически ингибируют или уменьшают связывание полипептида ActRIIB с его связывающим партнером, таким как лиганд ActRIIB. Альтернативно, анализ может быть использован для идентификации соединений, которые усиливают связывание полипептида ActRIIB с его связывающим партнером, таким как лиганд ActRIIB. В дополнительном варианте осуществления соединения могут быть идентифицированы по их способности взаимодействовать с полипептидом ActRIIB.There are a number of approaches to screen for therapeutics that increase red blood cell or hemoglobin levels by targeting the ActRIIB signaling pathway. In some embodiments, high throughput screening of compounds can be conducted to identify agents that specifically inhibit or reduce the binding of an ActRIIB polypeptide to its binding partner, such as an ActRIIB ligand. Alternatively, the assay can be used to identify compounds that enhance the binding of an ActRIIB polypeptide to its binding partner, such as an ActRIIB ligand. In a further embodiment, compounds can be identified by their ability to interact with an ActRIIB polypeptide.

Подходит целый ряд исследований различного формата, и, в свете настоящего описания, те исследования, которые не представлены в описании конкретно, тем не менее, будут понятны специалисту в данной области. Описанные в настоящем изобретении тестируемые соединения (вещества) по изобретению могут быть получены любым комбинаторным химическим способом.A variety of studies of varying formats are suitable and, in light of the present disclosure, those studies that are not specifically presented herein will nonetheless be understandable to one skilled in the art. The test compounds (substances) of the invention described in the present invention can be obtained by any combinatorial chemical method.

Альтернативно, рассматриваемые соединения могут быть природными биомолекулами, синтезированными in vivo или in vitro. Соединения (вещества), тестируемые на их способность действовать в качестве модуляторов тканевого роста, могут быть получены, например, с помощью бактерий, дрожжей, растений или других организмов (например, природные продукты), получены химически (например, малые молекулы, в том числе пептидомиметики) или получены рекомбинантным путем. Тестируемые соединения, рассматриваемые в настоящем изобретении, включают непептидильные органические молекулы, пептиды, полипептиды, пептидомиметики, сахара, гормоны и молекулы нуклеиновых кислот. В конкретном варианте осуществления тестируемое вещество представляет собой малую органическую молекулу с молекулярной массой примерно менее 2000 Да.Alternatively, the subject compounds may be natural biomolecules synthesized in vivo or in vitro. Compounds tested for their ability to act as tissue growth modulators may be produced, for example, by bacteria, yeast, plants or other organisms (e.g., natural products), chemically produced (e.g., small molecules, including peptidomimetics) or obtained recombinantly. Test compounds contemplated by the present invention include non-peptidyl organic molecules, peptides, polypeptides, peptidomimetics, sugars, hormones and nucleic acid molecules. In a specific embodiment, the test substance is a small organic molecule with a molecular weight of less than about 2000 Da.

Тестируемые соединения по изобретению могут быть представлены в виде отдельных дискретных единиц или представлены в библиотеках большей сложности, например, полученных с помощью комбинаторной химии. Эти библиотеки могут содержать, например, спирты, алкилгалогениды, амины, амиды, сложные эфиры, альдегиды, простые эфиры и другие классы органических соединений. Введение тестируемых соединений в тест-систему может быть либо в изолированной форме, либо в виде смеси соединений, особенно на начальных стадиях скрининга.The test compounds of the invention may be presented as individual discrete units or presented in libraries of greater complexity, such as those obtained using combinatorial chemistry. These libraries may contain, for example, alcohols, alkyl halides, amines, amides, esters, aldehydes, ethers and other classes of organic compounds. The introduction of test compounds into the test system can be either in isolated form or as a mixture of compounds, especially in the initial stages of screening.

Необязательно, соединения могут быть получены в виде производных с помощью других соединений и иметь производные группы, которые облегчают выделение этих соединений. Неограничивающие примеры производных групп включают биотин, флуоресцеин, дигоксигенин, зеленый флуоресцирующий белок, изотопы, полигистидин, магнитные бусы, глутатион S трансферазу (GST), фотоактивируемые поперечно-сшивающие вещества или их сочетания.Optionally, compounds can be derived from other compounds and have derivative groups that facilitate the isolation of these compounds. Non-limiting examples of derived groups include biotin, fluorescein, digoxigenin, green fluorescent protein, isotopes, polyhistidine, magnetic beads, glutathione S transferase (GST), photoactivatable cross-linkers, or combinations thereof.

Во многих программах скрининга лекарственных средств, которые тестируют библиотеки соединений и природных экстрактов, желательны исследования с высокой пропускной способностью, для того чтобы максимально увеличить число соединений, проанализированных в заданный период времени. Анализы, которые проводят в бесклеточных системах, тех, которые могут быть получены с очищенными или полуочищенными белками, зачастую являются предпочтительными в качестве первичных скринингов, в которых они могут быть созданы для быстрой разработки и относительного легкого выявления изменения в молекулярной мишени, которое опосредовано тестируемым соединением. Более того, эффекты клеточной токсичности или биодоступности тестируемого соединения, в основном, могут остаться незамеченными в системе in vitro, анализ вместо этого сфокусирован, главным образом, на действии лекарственного средства на молекулярную мишень, которое может проявляться в изменении аффинности связывания между полипептидом ActRIIB и его связывающим партнером (например, лигандом ActRIIB).In many drug screening programs that test libraries of compounds and natural extracts, high-throughput assays are desired in order to maximize the number of compounds analyzed in a given time period. Assays that are performed in cell-free systems, those that can be prepared with purified or semi-purified proteins, are often preferred as primary screens in which they can be designed for rapid development and relative ease in detecting a change in the molecular target that is mediated by the test compound . Moreover, the effects of cellular toxicity or bioavailability of the test compound may largely go undetected in an in vitro system; the assay instead focuses primarily on the effect of the drug on the molecular target, which may be manifested by a change in binding affinity between the ActRIIB polypeptide and its binding partner (eg ActRIIB ligand).

Просто для иллюстрации, в примерном скрининговом анализе по настоящему изобретению соединение, представляющее интерес, контактирует с выделенным и очищенным полипептидом ActRIIB, коJust by way of illustration, in an exemplary screening assay of the present invention, a compound of interest is contacted with an isolated and purified ActRIIB polypeptide, which

- 26 043601 торый, как правило, способен связываться с лигандом ActRIIB, подходящим для цели анализа. К смеси соединения и полипептида ActRIIB затем добавляют композицию, содержащую лиганд ActRIIB. Выявление и количественный анализ комплексов ActRIIB/лиганд ActRIIB обеспечивает способы для определения эффективности соединения в отношении ингибирования (или потенциирования) образования комплекса между полипептидом ActRIIB и его связывающим белком. Эффективность соединения можно оценить с помощью построения кривых доза-ответ на основании полученных данных, используя различные концентрации тестируемого соединения. Более того, также можно проводить контрольное исследование для получения фонового значения для сравнения. Например, в контрольном анализе выделенный и очищенный лиганд ActRIIB добавляют в композицию, содержащую полипептид ActRIIB, количественно оценивают образование комплекса ActRIIB/лиганд ActRIIB в отсутствие тестируемого соединения. Следует понимать, что, в основном, порядок, в котором реактивы могут смешиваться, может быть разным, и их можно смешивать одновременно. Более того, вместо очищенных белков можно использовать клеточные экстракты и лизаты для воспроизведения подходящей бесклеточной системы анализа.- 26 043601 which is generally capable of binding to an ActRIIB ligand suitable for the purpose of the assay. A composition containing an ActRIIB ligand is then added to the mixture of compound and ActRIIB polypeptide. Detection and quantitation of ActRIIB/ActRIIB ligand complexes provides methods for determining the effectiveness of a compound in inhibiting (or potentiating) the formation of a complex between an ActRIIB polypeptide and its binding protein. The effectiveness of a compound can be assessed by constructing dose-response curves from the data obtained using different concentrations of the test compound. Moreover, a control study can also be performed to obtain a background value for comparison. For example, in a control assay, isolated and purified ActRIIB ligand is added to a composition containing an ActRIIB polypeptide and the formation of an ActRIIB/ActRIIB ligand complex is quantified in the absence of the test compound. It should be understood that, in general, the order in which the reagents can be mixed may vary, and they can be mixed simultaneously. Moreover, instead of purified proteins, cell extracts and lysates can be used to replicate a suitable cell-free assay system.

Образование комплекса между полипептидом ActRIIB и его связывающим белком можно выявить с помощью целого ряда способов. Например, модуляция образования комплексов может быть проанализирована количественно, например, с помощью детектируемых меченных белков, например радиоактивно меченных (например, 32Р, 35S, 14C или 3Н), флуоресцентно меченных (например, FITC) или ферментативно меченых полипептидов ActRIIB или его связывающего белка, с помощью иммуноанализа или с помощью хроматографического определения.The formation of a complex between an ActRIIB polypeptide and its binding protein can be detected using a number of methods. For example, modulation of complex formation can be analyzed quantitatively, for example, using detectable labeled proteins, such as radiolabeled (eg, 32 P, 35 S, 14 C or 3 H), fluorescently labeled (eg, FITC) or enzymatically labeled ActRIIB polypeptides or its binding protein, by immunoassay or by chromatographic determination.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к применению анализов на основе флуоресцентной поляризации и анализов на основе резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET) при измерении либо напрямую, либо опосредованно степени взаимодействия между полипептидом ActRIIB и его связывающим белком. Кроме того, другие способы выявления, например способы на основе оптических волноводов (публикация РСТ WO 96/26432 и патент США No 5677196), поверхностного плазмонного резонанса (SPR), детекторов поверхностного заряда и детекторов силы поверхностного натяжения, совместимы со многими вариантами осуществления изобретения.In certain embodiments, the present invention relates to the use of fluorescence polarization assays and fluorescence resonance energy transfer (FRET) assays in measuring either directly or indirectly the extent of interaction between an ActRIIB polypeptide and its binding protein. In addition, other detection methods, such as those based on optical waveguides (PCT publication WO 96/26432 and US patent No. 5677196), surface plasmon resonance (SPR), surface charge detectors and surface tension force detectors, are compatible with many embodiments of the invention.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению анализа улавливания взаимодействия, также известного как двугибридный анализ для идентификации соединений, которые нарушают или потенцируют взаимодействие между полипептидом ActRIIB и его связывающим партнером; см., например, патент США No 5283317; Zervos et al. (1993) Cell 72:223-232; Madura et al. (1993) J. Biol. Chem. 268:12046-12054; Bartel et al. (1993) Biotechniques14:920-924 и Iwabuchi et al. (1993) Oncogene 8:16931696). В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение относится к применению обратных двугибридных систем для идентификации соединений (например, низкомолекулярных соединений или пептидов), которые разобщают взаимодействия между полипептидом ActRIIB и его связывающим белком; см., например, Vidal and Legrain, (1999) Nucleic Acids Res 27:919-29; Vidal and Legrain, (1999) Trends Biotechnol 17:374-81; патенты США №№ 5525490, 5955280 и 5965368.In addition, the present invention relates to the use of an interaction capture assay, also known as a two-hybrid assay, to identify compounds that disrupt or potentiate the interaction between an ActRIIB polypeptide and its binding partner; see, for example, US Pat. No. 5,283,317; Zervos et al. (1993) Cell 72:223-232; Madura et al. (1993) J. Biol. Chem. 268:12046-12054; Bartel et al. (1993) Biotechniques14:920-924 and Iwabuchi et al. (1993) Oncogene 8:16931696). In a specific embodiment, the present invention relates to the use of reverse two-hybrid systems to identify compounds (eg, small molecules or peptides) that uncouple interactions between an ActRIIB polypeptide and its binding protein; see, for example, Vidal and Legrain, (1999) Nucleic Acids Res 27:919-29; Vidal and Legrain, (1999) Trends Biotechnol 17:374-81; US Patent Nos. 5525490, 5955280 and 5965368.

В определенных вариантах осуществления рассматриваемые соединения идентифицируют по их способности взаимодействовать с полипептидом ActRIIB. Взаимодействие соединения и полипептида ActRIIB может быть ковалентным или нековалентным. Например, такое взаимодействие может быть идентифицировано на белковом уровне биохимическими методами in vitro, в том числе фотопоперечным связыванием, связыванием с радиоактивно меченным лигандом и аффинной хроматографией (Jakoby W.B. et al., 1974, Methods in Enzymology 46:1). В определенных случаях соединения могут подвергаться скринингу в анализе, основанном на конкретном механизме, например, в анализе для выявления соединений, которые связываются с полипептидом ActRIIB. Это исследование может включать твердофазное связывание или связывание в жидкой фазе. Альтернативно, ген, кодирующий полипептид ActRIIB, может быть трансфицирован вместе с репортерной системой (например, β-галактозидазой, люциферазой или зеленым флуоресцентным белком) в клетку и подвергнут скринингу в сравнении с библиотекой, предпочтительно с помощью высокопроизводительного скрининга, или с помощью отдельных представителей из библиотеки. Могут быть использованы другие анализы связывания, основанные на конкретном механизме, например, анализы связывания, которые выявляют изменения свободной энергии. Анализы связывания можно проводить с использованием мишени, фиксированной в лунке, на бусах или чипе, или захваченной иммобилизированным антителом, или разделенной с помощью капиллярного электрофореза. Связанные соединения могут быть выявлены обычно с помощью колориметрического, флуоресцентного или поверхностного плазмонного резонанса.In certain embodiments, the compounds of interest are identified by their ability to interact with the ActRIIB polypeptide. The interaction of the compound and the ActRIIB polypeptide may be covalent or non-covalent. For example, such interactions can be identified at the protein level by biochemical methods in vitro, including photocross-linking, radiolabeled ligand binding, and affinity chromatography (Jakoby W.B. et al., 1974, Methods in Enzymology 46:1). In certain cases, compounds may be screened in an assay based on a specific mechanism, for example, in an assay to identify compounds that bind to the ActRIIB polypeptide. This study may involve solid phase binding or liquid phase binding. Alternatively, the gene encoding the ActRIIB polypeptide can be transfected along with a reporter system (eg, β-galactosidase, luciferase, or green fluorescent protein) into a cell and screened against a library, preferably using a high-throughput screen, or using individual members from libraries. Other binding assays based on a specific mechanism may be used, such as binding assays that detect free energy changes. Binding assays can be performed using a target fixed in a well, on a bead or chip, or captured by an immobilized antibody, or separated by capillary electrophoresis. Bound compounds can be detected typically by colorimetric, fluorescence, or surface plasmon resonance.

5. Примеры терапевтических применений.5. Examples of therapeutic applications.

В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF по настоящему изобретению можно использовать для повышения уровней эритроцитов у млекопитающих, таких как грызуны и приматы, и конкретно у пациентов-людей. Полипептиды-ловушки GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, могут быть полезными для лечения неэффективного эритропоэза. Исходно отличающийся от апластической анемии, кровотечения или периферического гемолиза на основании феррокинетических исследований (Ricketts et al., 1978, Clin Nucl Med 3: 159-164), неэффективный эритропоэз описывает разнородную группу анемий, при которых выработка зрелых RBC составляет меньше,In certain embodiments, the GDF decoy polypeptides of the present invention can be used to increase red blood cell levels in mammals, such as rodents and primates, and specifically in human patients. GDF decoy polypeptides, optionally in combination with an EPO receptor activator, may be useful in the treatment of ineffective erythropoiesis. Initially distinguished from aplastic anemia, hemorrhage, or peripheral hemolysis based on ferrokinetic studies (Ricketts et al., 1978, Clin Nucl Med 3: 159-164), ineffective erythropoiesis describes a heterogeneous group of anemias in which the production of mature RBC is less than,

- 27 043601 чем можно было ожидать с учетом числа эритроидных предшественников (эритробластов), присутствующих в костном мозге (Tanno et al., 2010, Adv Hematol 2010:358283). При таких анемиях сохраняется тканевая гипоксия несмотря на повышенные уровни эритропоэтина из-за неэффективной выработки зрелых RBC. В конечном итоге развивается порочный круг, в котором повышенные уровни эритропоэтина управляют массивным увеличением числа эритробластов, потенциально приводя к спленомегалии (увеличению селезенки) из-за экстрамедуллярного эритропоэза (Aizawa et al., 2003, Am J Hematol 74:68-72), патологии костей, индуцированной эритробластами (Di Matteo et al., 2008, J Biol Regul Homeost Agents 22:211-216), и тканевой перегрузке железом, даже в отсутствие терапевтических переливаний RBC (Pippard et al., 1979, Lancet 2:819-821). Таким образом, за счет повышения эффективности эритропоэза полипептид-ловушка GDF может разорвать указанный выше круг и может облегчить не только лежащую в его основе анемию, но также осложнения, связанные с повышенными уровнями эритропоэтина, спленомегалию, патологию костей и тканевую перегрузку железом. Полипептиды-ловушки GDF могут лечить неэффективный эритропоэз, в том числе, анемию и повышенные уровни ЕРО, а также осложнения, такие как спленомегалия, патология костей, индуцированная эритробластами, и перегрузка железом, и сопутствующие им патологии. Со спленомегалией такие патологии включают боль в груди или в животе и ретикулоэндотелиальную гиперплазия. Экстрамедуллярный гемопоэз может происходить не только в селезенке, но потенциально в других тканях в форме экстрамедуллярных гематопоэтических псевдоопухолей (Musallam et al., 2012, Cold Spring Harb Perspect Med 2:a013482). С патологией костей, индуцированной эритробластами, сопутствующие патологии включают низкую минеральную плотность кости, остеопороз и боль в костях (Haidar et al., 2011, Bone 48:425-432). С перегрузкой железом, сопутствующие патологии включают супрессию гепсидина и гиперабсорбцию пищевого железа (Musallam et al., 2012, Blood Rev 26(Suppl 1):S16-S19), множественные эндокринопатии и фиброз/цирроз печени (Galanello et al., 2010, Orphanet J Rare Dis 5: 11), и кардиомиопатию, вызванную перегрузкой железом (Lekawanvijit et al., 2009, Can J Cardiol 25:213-218).- 27 043601 than would be expected given the number of erythroid precursors (erythroblasts) present in the bone marrow (Tanno et al., 2010, Adv Hematol 2010:358283). In such anemias, tissue hypoxia persists despite elevated erythropoietin levels due to ineffective production of mature RBCs. Ultimately, a vicious cycle develops in which elevated erythropoietin levels drive a massive increase in the number of erythroblasts, potentially leading to splenomegaly (enlarged spleen) due to extramedullary erythropoiesis (Aizawa et al., 2003, Am J Hematol 74:68-72), a pathology erythroblast-induced bone (Di Matteo et al., 2008, J Biol Regul Homeost Agents 22:211-216), and tissue iron overload, even in the absence of therapeutic RBC transfusions (Pippard et al., 1979, Lancet 2:819-821 ). Thus, by increasing the efficiency of erythropoiesis, the GDF decoy polypeptide may break the above cycle and may alleviate not only the underlying anemia, but also complications associated with elevated erythropoietin levels, splenomegaly, bone pathology, and tissue iron overload. GDF decoy polypeptides can treat ineffective erythropoiesis, including anemia and elevated EPO levels, as well as complications such as splenomegaly, erythroblast-induced bone pathology and iron overload, and their associated pathologies. With splenomegaly, such pathologies include chest or abdominal pain and reticuloendothelial hyperplasia. Extramedullary hematopoiesis can occur not only in the spleen, but potentially in other tissues in the form of extramedullary hematopoietic pseudotumors (Musallam et al., 2012, Cold Spring Harb Perspect Med 2:a013482). With erythroblast-induced bone pathology, associated pathologies include low bone mineral density, osteoporosis and bone pain (Haidar et al., 2011, Bone 48:425-432). With iron overload, associated pathologies include hepcidin suppression and dietary iron hyperabsorption (Musallam et al., 2012, Blood Rev 26(Suppl 1):S16-S19), multiple endocrinopathies and liver fibrosis/cirrhosis (Galanello et al., 2010, Orphanet J Rare Dis 5:11), and iron overload cardiomyopathy (Lekawanvijit et al. 2009, Can J Cardiol 25:213–218).

Наиболее частыми причинами неэффективного эритропоэза являются талассемические синдромы, наследственные гемоглобинопатии, при которых нарушение баланса выработки интактных альфа- и бета-цепей гемоглобина приводит к увеличению апоптоза во время созревания эритробластов (Schrier, 2002, Curr Opin Hematol 9:123-126). Талассемии в совокупности находятся среди наиболее частых генетических нарушений в мире, с изменяющимися эпидемиологическими паттернами, по прогнозам, вносящими вклад в растущую проблему для здравоохранения, как в США, так и во всем мире (Vichinsky, 2005, Ann NY Acad Sci 1054: 18-24). Талассемические синдромы называются согласно их тяжести. Таким образом, α-талассемии включают α-талассемию минор (также известную, как малая α-талассемия; два пораженных гена α-глобина), заболевание гемоглобина Н (три пораженных гена α-глобина) и большую αталассемию (также известную, как водянка плода; четыре пораженных гена α-глобина), β-талассемии включают β-талассемию минор (также известную, как малая β-талассемия; один пораженный ген βглобина), промежуточную β-талассемию (два пораженных гена β-глобина), талассемию с гемоглобином Е (два пораженных гена β-глобина) и большую β-талассемию (также известную, как анемия Кули; два пораженных гена β-глобина, приводящие в результате к полному отсутствию белка β-глобина). βталассемия поражает многие органы, ассоциирована со значительным уровнем заболеваемости и смертности, и в настоящее время требует пожизненного лечения. Хотя средняя продолжительность жизни у пациентов с β-талассемией в последние годы увеличилась за счет применения регулярных переливаний крови в комбинации с терапией хелаторами железа, перегрузка железом в результате переливаний и за счет избыточного желудочно-кишечного всасывания железа может вызывать серьезные осложнения, такие как заболевание сердца, тромбоз, гипогонадизм, гипотироидизм, диабет, остеопороз и остеопению (Rund et al., 2005, N Engl J Med 353: 1135-1146). Как показано в настоящем документе на мышиной модели β -талассемии, полипептид-ловушка GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, можно использовать для лечения талассемических синдромов. Полипептиды-ловушки GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, можно использовать для лечения нарушений с неэффективным эритропоэзом, помимо талассемических синдромов. Такие нарушения включают сидеробластную анемию (наследственную или приобретенную); дизэритропоэтическую анемию (Типы I и II); серповидно-клеточную анемию; наследственный сфероцитоз; дефицит пируваткиназы; мегалобластные анемии, потенциально вызванные условиями, такими как дефицит фолата (из-за врожденных заболеваний, сниженного потребления или повышенных потребностей), дефицит кобаламина (из-за врожденных заболеваний, пернициозная анемия, нарушенное всасывание, недостаточность поджелудочной железы или сниженное потребление), определенные лекарственные средства, или необъяснимые причины (наследственная дизэритропоэтическая анемия, рефрактерная мегалобластная анемия или эритролейкоз); миелофтизные анемии, в том числе миелофиброз (миелоидная метаплазия) и миелофтиз; наследственную эритропоэтическую порфирию; и отравление свинцом.The most common causes of ineffective erythropoiesis are thalassemic syndromes, hereditary hemoglobinopathies in which an imbalance in the production of intact alpha and beta chains of hemoglobin leads to increased apoptosis during erythroblast maturation (Schrier, 2002, Curr Opin Hematol 9:123-126). The thalassemias are collectively among the most common genetic disorders in the world, with changing epidemiological patterns predicted to contribute to a growing public health problem both in the United States and worldwide (Vichinsky, 2005, Ann NY Acad Sci 1054: 18- 24). Thalassemic syndromes are named according to their severity. Thus, α-thalassemias include α-thalassemia minor (also known as α-thalassemia minor; two α-globin genes affected), hemoglobin H disease (three α-globin genes affected), and α-thalassemia major (also known as hydrops fetalis ; four α-globin genes affected), β-thalassemias include β-thalassemia minor (also known as β-thalassemia minor; one β-globin gene affected), β-thalassemia intermedia (two β-globin genes affected), thalassemia with hemoglobin E (two affected β-globin genes) and β-thalassemia major (also known as Cooley's anemia; two affected β-globin genes resulting in complete absence of the β-globin protein). βthalassemia affects multiple organs, is associated with significant morbidity and mortality, and currently requires lifelong treatment. Although the average life expectancy of patients with β-thalassemia has increased in recent years due to the use of regular blood transfusions in combination with iron chelator therapy, iron overload from transfusions and from excess gastrointestinal iron absorption can cause serious complications such as heart disease , thrombosis, hypogonadism, hypothyroidism, diabetes, osteoporosis and osteopenia (Rund et al., 2005, N Engl J Med 353: 1135-1146). As demonstrated herein in a mouse model of β-thalassemia, a GDF decoy polypeptide, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to treat thalassemic syndromes. GDF decoy polypeptides, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to treat disorders of ineffective erythropoiesis, in addition to thalassemic syndromes. Such disorders include sideroblastic anemia (hereditary or acquired); dyserythropoietic anemia (Types I and II); sickle cell anemia; hereditary spherocytosis; pyruvate kinase deficiency; megaloblastic anemias, potentially caused by conditions such as folate deficiency (due to congenital diseases, decreased intake, or increased requirements), cobalamin deficiency (due to congenital diseases, pernicious anemia, impaired absorption, pancreatic insufficiency, or decreased intake), certain medications remedies, or unexplained causes (hereditary dyserythropoietic anemia, refractory megaloblastic anemia, or erythroleukemia); myelophthisis anemia, including myelofibrosis (myeloid metaplasia) and myelophthisis; hereditary erythropoietic porphyria; and lead poisoning.

Как применяют в настоящем документе, терапевтическое средство, которое предупреждает нарушение или состояние, относится к соединению, которое, на статистическом образце, уменьшает частоту возникновения нарушения или состояния у обработанного образца по сравнению с необработанным конAs used herein, a therapeutic agent that prevents a disorder or condition refers to a compound that, in a statistical sample, reduces the incidence of the disorder or condition in a treated sample compared to an untreated sample.

- 28 043601 трольным образцом, или замедляет манифестацию или уменьшает тяжесть одного или нескольких симптомов нарушения или состояния по сравнению с необработанным контрольным образцом. Применяемый в настоящем документе термин лечение включает улучшение или устранение состояния, как только оно было установлено. В любом случае, предупреждение или лечение можно различить по диагнозу, представленному врачом или другим медицинским работником, и ожидаемому результату введения терапевтического средства.- 28 043601 troll sample, or slows the manifestation or reduces the severity of one or more symptoms of a disorder or condition compared to an untreated control sample. As used herein, the term treatment includes improvement or elimination of a condition once it has been established. In any case, prevention or treatment can be distinguished by the diagnosis provided by the physician or other health care professional and the expected result of the administration of the therapeutic agent.

Как показано в настоящем документе, полипептиды-ловушки GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, можно использовать для повышения уровней эритроцитов, гемоглобина или ретикулоцитов у здоровых индивидуумов, и такие полипептиды-ловушки GDF можно использовать в выбранной популяции пациентов. Примеры подходящих популяций пациентов включают популяции с нежелательно низкими уровнями эритроцитов или гемоглобина, такие как пациенты с анемией, и популяции, которые имеют риск развития нежелательно низких уровней эритроцитов или гемоглобина, такие как пациенты, которым предстоит серьезная операция или другие процедуры, которые могут привести к существенной кровопотере. В одном из вариантов осуществления пациента с адекватными уровнями эритроцитов лечат полипептидом-ловушкой GDF для повышения уровней эритроцитов, а затем забирают кровь и хранят для дальнейшего использования в переливаниях.As shown herein, GDF decoy polypeptides, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to increase red blood cell, hemoglobin, or reticulocyte levels in healthy individuals, and such GDF decoy polypeptides can be used in a selected patient population. Examples of suitable patient populations include populations with undesirably low red blood cell or hemoglobin levels, such as patients with anemia, and populations that are at risk for developing undesirably low red blood cell or hemoglobin levels, such as patients undergoing major surgery or other procedures that may lead to significant blood loss. In one embodiment, a patient with adequate red blood cell levels is treated with a GDF decoy polypeptide to increase red blood cell levels, and then blood is collected and stored for later use in transfusions.

Полипептиды-ловушки GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, описываемые в настоящем документе, можно использовать для повышения уровней эритроцитов у пациентов с анемией. При наблюдении уровней гемоглобина у людей, уровень меньше нормы для соответствующей возрастной и гендерной категории может указывать на анемию, хотя учитываются индивидуальные вариации. Например, уровень гемоглобина 12 г/дл, как правило, считают нижней границей нормы в общей взрослой популяции. Возможные причины включают кровопотерю, дефицит питания, медикаментозную реакцию, различные проблемы с костным мозгом и множество заболеваний. Более конкретно, анемия ассоциирована с рядом нарушений, которые включают, например, хроническую почечную недостаточность, миелодиспластический синдром, ревматоидный артрит, пересадку костного мозга. Анемия может также быть ассоциирована со следующими состояниями: солидные опухоли (например, рак молочной железы, рак легких, рак толстого кишечника); опухоли лимфатической системы (например, хронический лимфолейкоз, неходжкинские лимфомы и лимфома Ходжкина); опухоли системы кроветворения (например, лейкоз, миелодиспластический синдром, множественная миелома); лучевая терапия; химиотерапия (например, схемы лечения, включающие препараты платины); воспалительные и аутоиммунные заболевания, включая в качестве неограничивающих примеров, ревматоидный артрит, другие воспалительные артриты, системная красная волчанка (SLE), острые или хронические заболевания кожи (например, псориаз), воспалительное заболевание кишечника (например, болезнь Крона и язвенный колит); острое или хроническое заболевание почек или недостаточность, включая идиопатические или врожденные состояния; острое или хроническое заболевание печени; острое или хроническое кровотечение; ситуации, когда невозможно переливание эритроцитов из-за алло- или аутоантител пациента и/или по религиозным причинам (например, у некоторых Свидетелей Иеговы); инфекции (например, малярия, остеомиелит); гемоглобинопатии, включая, например, серповидно-клеточное заболевание, талассемии; применение или злоупотребление лекарственными средствами, например, злоупотребление алкоголем; педиатрические пациенты с анемией, вызванной любой причиной, для того чтобы избежать переливания; и пожилые пациенты или пациенты с основным сердечно-легочным заболеванием с анемией, которые не могут получать переливания из-за опасений относительно перегрузки кровообращения.GDF decoy polypeptides, optionally in combination with an EPO receptor activator, described herein can be used to increase red blood cell levels in patients with anemia. When observing hemoglobin levels in people, a level less than normal for the appropriate age and gender category may indicate anemia, although individual variations are taken into account. For example, a hemoglobin level of 12 g/dL is generally considered the lower limit of normal in the general adult population. Possible causes include blood loss, nutritional deficiency, drug reaction, various bone marrow problems, and a variety of medical conditions. More specifically, anemia is associated with a number of disorders that include, for example, chronic renal failure, myelodysplastic syndrome, rheumatoid arthritis, bone marrow transplantation. Anemia may also be associated with the following conditions: solid tumors (eg, breast cancer, lung cancer, colon cancer); tumors of the lymphatic system (eg, chronic lymphocytic leukemia, non-Hodgkin's lymphomas and Hodgkin's lymphoma); tumors of the hematopoietic system (for example, leukemia, myelodysplastic syndrome, multiple myeloma); radiation therapy; chemotherapy (eg, treatment regimens that include platinum drugs); inflammatory and autoimmune diseases, including, but not limited to, rheumatoid arthritis, other inflammatory arthritis, systemic lupus erythematosus (SLE), acute or chronic skin diseases (eg, psoriasis), inflammatory bowel disease (eg, Crohn's disease and ulcerative colitis); acute or chronic kidney disease or failure, including idiopathic or congenital conditions; acute or chronic liver disease; acute or chronic bleeding; situations where red blood cell transfusion is not possible due to the patient's allo- or autoantibodies and/or for religious reasons (for example, some Jehovah's Witnesses); infections (eg, malaria, osteomyelitis); hemoglobinopathies, including, for example, sickle cell disease, thalassemia; use or abuse of drugs, such as alcohol abuse; pediatric patients with anemia from any cause to avoid transfusion; and elderly patients or patients with underlying cardiopulmonary disease with anemia who cannot receive transfusions due to concerns about circulatory overload.

Миелодиспластический синдром (MDS) представляет собой разнородный набор гематологических состояний, которые характеризуются неэффективной выработкой миелоидных клеток крови и риском трансформации в острый миелогенный лейкоз. У пациентов с MDS, стволовые клетки крови не созревают в здоровые эритроциты, лейкоциты или тромбоциты. Миелодиспластические нарушения включают, например, рефрактерную анемию, рефрактерную анемию с кольцевыми сидеробластами, рефрактерную анемию с избытком бластов, рефрактерную анемию с избытком бластов в трансформации, рефрактерную цитопению с мультилинейной дисплазией и миелодиспластический синдром, ассоциированный с изолированной аномалией хромосомы 5q. Поскольку эти нарушения манифестируют как необратимые дефекты, как количества, так и качества гематопоэтических клеток, большинство пациентов с MDS страдают хронической анемией. Таким образом, пациентам с MDS в конечном итоге требуются переливания крови и/или лечение факторами роста (например, эритропоэтином или G-CSF) для повышения уровней эритроцитов. Однако, у многих пациентов с MDS развиваются побочные эффекты из-за частоты такого лечения. Например, пациенты, которые получали частые переливания эритроцитов, могут иметь повреждения органов и тканей из-за накопления дополнительного железа. Как показано в примерах ниже, полипептиды-ловушки GDF применяли для лечения анемии у мышиной модели MDS. Таким образом, полипептиды-ловушки GDF, описываемые в настоящем документе, можно использовать для лечения пациентов с MDS. В определенных вариантах осуществления пациентов, страдающие от MDS, можно лечить с использованием комбинации полипептида-ловушки GDF в сочетании с активатором рецептора ЕРО. В других вариантах осуществления пациента, страдающего от MDS, можно лечить с использованием комбинации полипептида-ловушки GDF и одного или нескольких дополнительных терапевтических средствMyelodysplastic syndrome (MDS) is a heterogeneous collection of hematological conditions that are characterized by ineffective production of myeloid blood cells and the risk of transformation into acute myelogenous leukemia. In patients with MDS, blood stem cells do not mature into healthy red blood cells, white blood cells, or platelets. Myelodysplastic disorders include, for example, refractory anemia, refractory anemia with ring sideroblasts, refractory anemia with excess blasts, refractory anemia with excess blasts in transformation, refractory cytopenia with multilineage dysplasia, and myelodysplastic syndrome associated with an isolated abnormality of chromosome 5q. Because these disorders manifest as irreversible defects in both the quantity and quality of hematopoietic cells, most patients with MDS suffer from chronic anemia. Thus, patients with MDS eventually require blood transfusions and/or treatment with growth factors (eg, erythropoietin or G-CSF) to increase red blood cell levels. However, many patients with MDS develop side effects due to the frequency of this treatment. For example, patients who have received frequent red blood cell transfusions may have organ and tissue damage due to the accumulation of extra iron. As shown in the examples below, GDF decoy polypeptides have been used to treat anemia in a mouse model of MDS. Thus, the GDF decoy polypeptides described herein can be used to treat patients with MDS. In certain embodiments, patients suffering from MDS can be treated using a combination of a GDF decoy polypeptide in combination with an EPO receptor activator. In other embodiments, a patient suffering from MDS can be treated using a combination of a GDF decoy polypeptide and one or more additional therapeutic agents

- 29 043601 для лечения MDS, включающих, например, талидомид, леналидомид, азацитадин, децитабин, эритропоэтины, дефероксамин, антитимоцитарный глобулин, филграстим (G-CSF) и агонист сигнального пути эритропоэтина.- 29 043601 for the treatment of MDS, including, for example, thalidomide, lenalidomide, azacitadine, decitabine, erythropoietins, deferoxamine, antithymocyte globulin, filgrastim (G-CSF) and an erythropoietin signaling pathway agonist.

Полипептиды-ловушки GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, целесообразны для лечения анемий при гипопролиферативном костном мозге, которые, как правило, ассоциированы с незначительными изменениями в морфологии эритроцитов (RBC). Гипопролиферативные анемии включают: 1) анемию при хроническом заболевании, 2) анемию при заболевании почек, и 3) анемию, ассоциированную с гипометаболическими состояниями. При каждом из этих типов уровни эндогенного эритропоэтина являются чрезмерно низкими для наблюдаемой степени анемии. Другие гипопролиферативные анемии включают: 4) раннюю стадию железодефицитной анемии, и 5) анемию, вызванную повреждением костного мозга. При этих типах уровни эндогенного эритропоэтина повышены соответственно наблюдаемой степени анемии.GDF decoy polypeptides, optionally in combination with an EPO receptor activator, are useful for the treatment of hypoproliferative bone marrow anemias, which are typically associated with subtle changes in red blood cell (RBC) morphology. Hypoproliferative anemias include: 1) anemia of chronic disease, 2) anemia of kidney disease, and 3) anemia associated with hypometabolic conditions. In each of these types, endogenous erythropoietin levels are excessively low for the degree of anemia observed. Other hypoproliferative anemias include: 4) early stage iron deficiency anemia, and 5) anemia caused by bone marrow damage. In these types, endogenous erythropoietin levels are increased according to the observed degree of anemia.

Наиболее распространенным типом является анемия при хроническом заболевании, которое включает воспаление, инфекцию, повреждение тканей, и состояния, такие как злокачественная опухоль, и она отличается как низкими уровнями эритропоэтина, так и неадекватным ответом костного мозга на эритропоэтин (Adamson, 2008, Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th ed.; McGraw Hill, New York, pp 628-634). Многие факторы могут способствовать анемии, связанной со злокачественной опухолью. Некоторые из них сами по себе ассоциированы с патологическим процессом и выработкой провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-1, интерферон-гамма и фактор некроза опухоли (Bron et al., 2001, Semin Oncol 28 (Suppl 8): 1-6). Среди своих эффектов воспаление индуцирует ключевой пептид регуляции железа, гепсидин, таким образом, ингибируя экспорт железа из макрофагов и, как правило, ограничивая доступность железа для эритропоэза (Ganz, 2007, J Am Soc Nephrol 18:394-400). Кровопотеря посредством различных путей может также способствовать анемии, связанной со злокачественной опухолью. Частота возникновения анемии, связанной с прогрессированием злокачественной опухоли, варьирует в зависимости от типа злокачественной опухоли, в диапазоне от 5% при раке предстательной железы вплоть до 90% при множественной миеломе. Анемия, связанная со злокачественной опухолью, имеет глубокие последствия для пациентов, включая утомляемость и сниженное качество жизни, сниженную эффективность лечения и повышенную смертность.The most common type is anemia of chronic disease, which includes inflammation, infection, tissue damage, and conditions such as cancer, and is characterized by both low levels of erythropoietin and an inadequate bone marrow response to erythropoietin (Adamson, 2008, Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th ed.; McGraw Hill, New York, pp 628-634). Many factors may contribute to cancer-related anemia. Some of them are themselves associated with the pathological process and the production of pro-inflammatory cytokines such as interleukin-1, interferon-gamma and tumor necrosis factor (Bron et al., 2001, Semin Oncol 28 (Suppl 8): 1-6). Among its effects, inflammation induces the key iron regulatory peptide, hepcidin, thereby inhibiting iron export from macrophages and generally limiting the availability of iron for erythropoiesis (Ganz, 2007, J Am Soc Nephrol 18:394-400). Blood loss through various routes may also contribute to cancer-associated anemia. The incidence of anemia associated with cancer progression varies depending on the type of cancer, ranging from 5% for prostate cancer to 90% for multiple myeloma. Cancer-related anemia has profound consequences for patients, including fatigue and decreased quality of life, decreased treatment response, and increased mortality.

Хроническое заболевание почек ассоциировано с гипопролиферативной анемией, тяжесть которой меняется вместе со степенью почечной недостаточности. Такая анемия преимущественно связана с неадекватной выработкой эритропоэтина и сниженной выживаемостью эритроцитов. Хроническое заболевание почек, как правило, переходит постепенно в течение нескольких лет или десятилетий к терминальной стадии заболевания (стадия-5), на которой для выживания пациента необходимы диализ или пересадка почки. Анемия часто развивает рано при этом процессе и ухудшается с прогрессированием заболевания. Клинические последствия анемии при заболевании почек документально зафиксированы и включают развитие гипертрофии левого желудочка, ухудшение когнитивной функции, сниженное качество жизни и изменение иммунной функции (Levin et al., 1999, Am J Kidney Dis 27:347-354; Nissenson, 1992, Am J Kidney Dis 20 (Suppl l):21-24; Revicki et al.,1995, Am J Kidney Dis 25:548-554; Gafter et al., 1994, Kidney Int 45:224-231). Как показано авторами заявки на мышиной модели хронического заболевания почек (см. пример ниже), полипептид-ловушку GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, можно использовать для лечения анемии при заболевании почек.Chronic kidney disease is associated with hypoproliferative anemia, the severity of which varies with the degree of renal failure. This anemia is predominantly associated with inadequate production of erythropoietin and decreased red blood cell survival. Chronic kidney disease usually progresses gradually over several years or decades to end-stage disease (stage-5), at which dialysis or a kidney transplant is necessary for the patient's survival. Anemia often develops early in this process and worsens as the disease progresses. The clinical consequences of anemia in kidney disease have been documented and include the development of left ventricular hypertrophy, decreased cognitive function, decreased quality of life, and altered immune function (Levin et al., 1999, Am J Kidney Dis 27:347-354; Nissenson, 1992, Am J Kidney Dis 20 (Suppl l):21-24; Revicki et al., 1995, Am J Kidney Dis 25:548-554; Gafter et al., 1994, Kidney Int 45:224-231). As demonstrated by the inventors in a mouse model of chronic kidney disease (see example below), a GDF decoy polypeptide, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to treat anemia in kidney disease.

Множество состояний, приводящих к низкому уровню метаболизма, могут вызывать гипопролиферативную анемию от легкой до умеренной степени. Среди таких состояний находятся состояния эндокринной недостаточности. Например, анемия может возникать при болезни Аддисона, гипотироидизме, гиперпаратиреозе, или у мужчин, кастрированных или принимающих эстроген. Анемия от легкой до умеренной степени может также возникать при пониженном потреблении белка с пищей, состояние, особенно распространенное у пожилых людей. Наконец, анемия может развиваться у пациентов с острым заболеванием печени, возникающим практически по любой причине (Adamson, 2008, Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th ed.; McGraw Hill, New York, pp 628-634).A variety of conditions that result in a low metabolic rate can cause mild to moderate hypoproliferative anemia. Among these conditions are conditions of endocrine insufficiency. For example, anemia can occur in Addison's disease, hypothyroidism, hyperparathyroidism, or in men who are castrated or taking estrogen. Mild to moderate anemia may also occur with low dietary protein intake, a condition that is especially common in older adults. Finally, anemia can develop in patients with acute liver disease from almost any cause (Adamson, 2008, Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th ed.; McGraw Hill, New York, pp 628-634).

Анемия, возникающая в результате острой потери крови достаточного объема, такая как при травме или при послеродовом кровотечении, известна как острая постгеморрагическая анемия. Острая кровопотеря сначала вызывает гиповолемию без анемии, поскольку происходит пропорциональное истощение эритроцитов наряду с другими компонентами крови. Однако, гиповолемия быстро запускает физиологические механизмы, которые перемещают жидкость из экстраваскулярного в сосудистое пространство, что в результате приводит к разведению крови и анемии. При хроническом процессе, кровопотеря постепенно истощает запасы железа в организме и со временем приводит к дефициту железа. Как показали авторы заявки на мышиной модели (см. пример ниже), полипептид-ловушку GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, можно использовать для быстрого восстановления от анемии при острой кровопотере.Anemia resulting from acute loss of sufficient volume of blood, such as from trauma or postpartum hemorrhage, is known as acute posthemorrhagic anemia. Acute blood loss initially causes hypovolemia without anemia because there is a proportional depletion of red blood cells along with other blood components. However, hypovolemia quickly triggers physiological mechanisms that move fluid from the extravascular to the vascular space, resulting in blood dilution and anemia. When chronic, blood loss gradually depletes the body's iron stores and eventually leads to iron deficiency. As the authors have shown in a mouse model (see example below), the GDF decoy polypeptide, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to rapidly recover from anemia during acute blood loss.

Железодефицитная анемия представляет собой финальную стадию в постепенном прогрессировании увеличивающегося дефицита железа, которая включает отрицательный баланс железа и железодефицитный эритропоэз в виде промежуточных стадий. Недостаточность железа может быть результатомIron deficiency anemia is the final stage in a gradual progression of increasing iron deficiency, which includes negative iron balance and iron deficiency erythropoiesis as intermediate stages. Iron deficiency may result

- 30 043601 повышенной потребности в железе, сниженного потребления железа с пищей или повышенной потери железа, например, при состояниях, таких как беременность, неадекватная диета, нарушение всасывания в тонком кишечнике, острое или хроническое воспаление и острая или хроническая потеря крови. При анемии этого типа легкой или умеренной тяжести, костный мозг остается гипопролиферативным, и морфология эритроцитов остается, в основном, нормальной; однако, даже легкая анемия может приводить к некоторому количеству микроцитарных гипохромных RBC, и переход к тяжелой железодефицитной анемии сопровождается гиперпролиферацией в костном мозге и большим распространением микроцитарных и гипохромных RBC (Adamson, 2008, Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th ed.; McGraw Hill, New York, pp 628-634). Подходящая терапия для железодефицитной анемии зависит от ее причины и тяжести, с пероральными препаратами железа, парентеральными составами железа и переливанием эритроцитов в качестве основных общепринятых вариантов. Полипептид-ловушка GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, может быть использован для лечения хронических железодефицитных анемий по отдельности или в комбинации с общепринятыми терапевтическими подходами, в частности, для лечения анемий мультифакторного происхождения.- 30 043601 increased iron requirement, reduced dietary iron intake or increased iron loss, for example in conditions such as pregnancy, inadequate diet, small intestinal malabsorption, acute or chronic inflammation and acute or chronic blood loss. In this type of anemia of mild to moderate severity, the bone marrow remains hypoproliferative and red blood cell morphology remains essentially normal; however, even mild anemia can result in some microcytic hypochromic RBCs, and the progression to severe iron deficiency anemia is accompanied by hyperproliferation in the bone marrow and increased prevalence of microcytic and hypochromic RBCs (Adamson, 2008, Harrison's Principles of Internal Medicine, 17th ed.; McGraw Hill, 2008). New York, pp. 628-634). Appropriate therapy for iron deficiency anemia depends on its cause and severity, with oral iron supplements, parenteral iron formulations, and red blood cell transfusions as the main commonly accepted options. The GDF decoy polypeptide, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to treat chronic iron deficiency anemias alone or in combination with conventional therapeutic approaches, in particular for the treatment of anemias of multifactorial origin.

Гипопролиферативные анемии могут быть результатом первичного нарушения функции или недостаточности костного мозга, а не нарушения функции, вторичной по отношению к воспалению, инфекции или прогрессированию злокачественной опухоли. Известным примером могла бы быть миелосупрессия, вызванная химиотерапией злокачественной опухоли или лучевой терапией злокачественной опухоли. Широкий обзор клинических испытаний выявил, что легкая анемия может встречаться у 100% пациентов после химиотерапии, в то время как более тяжелая анемия может встречаться вплоть до 80% из таких пациентов (Groopman et al., 1999, J Natl Cancer Inst 91: 1616-1634). Миелосупрессивные лекарственные средства включают: 1) алкилирующие средства, такие как азотистые иприты (например, мелфалан) и нитрозомочевины (например, стрептозоцин); 2) антиметаболиты, такие как антагонисты фолиевой кислоты (например, метотрексат), аналоги пуринов (например, тиогуанин), и аналоги пиримидинов (например, гемцитабин); 3) цитотоксические антибиотики, такие как антрациклины (например, доксорубицин); 4) ингибиторы киназ (например, гефитиниб); 5) ингибиторы митоза, такие как таксаны (например, паклитаксел) и алкалоиды барвинка (например, винорелбин); 6) моноклональные антитела (например, ритуксимаб); и 7) ингибиторы топоизомеразы (например, топотекан и этопозид). Как показано на мышиной модели анемии, индуцированной химиотерапией (см. пример ниже), полипептид-ловушку GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, можно использовать для лечения анемии, вызванной химиотерапевтическими средствами и/или лучевой терапией.Hypoproliferative anemias may result from a primary bone marrow dysfunction or failure rather than a dysfunction secondary to inflammation, infection, or progression of malignancy. A well-known example would be myelosuppression caused by chemotherapy for cancer or radiation therapy for cancer. A broad review of clinical trials found that mild anemia may occur in up to 100% of patients following chemotherapy, while more severe anemia may occur in up to 80% of such patients (Groopman et al., 1999, J Natl Cancer Inst 91: 1616- 1634). Myelosuppressive drugs include: 1) alkylating agents such as nitrogen mustards (eg, melphalan) and nitrosoureas (eg, streptozocin); 2) antimetabolites such as folate antagonists (eg, methotrexate), purine analogs (eg, thioguanine), and pyrimidine analogs (eg, gemcitabine); 3) cytotoxic antibiotics such as anthracyclines (for example, doxorubicin); 4) kinase inhibitors (for example, gefitinib); 5) mitosis inhibitors such as taxanes (eg, paclitaxel) and vinca alkaloids (eg, vinorelbine); 6) monoclonal antibodies (for example, rituximab); and 7) topoisomerase inhibitors (eg, topotecan and etoposide). As demonstrated in a mouse model of chemotherapy-induced anemia (see example below), a GDF decoy polypeptide, optionally in combination with an EPO receptor activator, can be used to treat anemia caused by chemotherapeutic agents and/or radiation therapy.

Полипептиды-ловушки GDF, необязательно в сочетании с активатором рецептора ЕРО, могут также подходить для лечения анемий при нарушенном созревании RBC, которое характеризуется частично меньшим размером (микроциты), большим размером (макроциты), деформацией или ненормальной окраской (гипохромия) RBC.GDF decoy polypeptides, optionally in combination with an EPO receptor activator, may also be suitable for the treatment of anemias of impaired RBC maturation, which is characterized in part by smaller size (microcytes), larger size (macrocytes), deformation or abnormal coloration (hypochromia) of RBCs.

В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF можно использовать в сочетании (например, вводить в то же самое время или в другое время, но, как правило, таким образом, чтобы достичь перекрывающихся фармакологических воздействий) с поддерживающей терапией для неэффективного эритропоэза. Такая терапия включает переливание или эритроцитов, или цельной крови для лечения анемии. При хронических или наследственных анемиях, нормальные механизмы для гомеостаза железа перегружены частыми переливаниями, что, в конце концов, приводит к токсичному и потенциально летальному накоплению железа в жизненно важных тканях, таких как сердце, печень и эндокринные железы. Таким образом, поддерживающая терапия для пациентов, хронически страдающих от неэффективного эритропоэза, также включает лечение одной или несколькими молекулами, хелатирующими железо, для того чтобы содействовать выделению железа в моче и/или кале и, следовательно, предовращать или инвертировать перегрузку тканей железом (Hershko, 2006, Haematologica 91: 1307-1312; Cao et al., 2011, Pediatr Rep 3(2):el7). Эффективные средства-хелаторы железа должны быть способны селективно связывать и нейтрализовать трехвалентное железо, окисленную форму железа, связанного не с трансферрином, которой, вероятно, объясняется большая часть токсичности железа из-за каталитической выработки гидроксильных радикалов и продуктов окисления (Esposito et al., 2003, Кровь 102:2670-2677). Эти средства могут быть структурно разными, но все они обладают донорными атомами кислорода или азота, способными образовывать нейтрализующие октаэдрические координационные комплексы с отдельными атомами железа в стехиометрическом соотношении 1:1 (гексадентатные вещества), 2:1 (тридентатные), или 3:1 (бидентатные) (Kalinowski et al., 2005, Pharmacol Rev 57:547-583). Эффективные средства-хелаторы железа также имеют относительно низкую молекулярную массу (менее чем 700 Дальтон) с растворимостью в воде и липидах для возможности доступа в пораженные ткани. Конкретными примерами молекул-хелаторов железа являются дефероксамин, гексадентатное вещество бактериального происхождения, для которого необходимо ежедневное парентеральное введение, и перорально активные синтетические вещества деферипрон (бидентатное) и деферасирокс (тридентатное). Комбинированное лечение, включающее введение двух средств-хелаторов железа в один и тот же день, выглядит многообещающим у пациентов, не отвечающих на монотерапию хелаторами, и для преодоления проблем с плохим соблюдением пациентом схем лечения одним дефероксамином (Cao et al., 2011, Pediatr RepIn certain embodiments, GDF decoy polypeptides can be used in combination (eg, administered at the same time or at a different time, but generally in such a way as to achieve overlapping pharmacological effects) with maintenance therapy for ineffective erythropoiesis. Such therapy involves transfusion of either red blood cells or whole blood to treat anemia. In chronic or hereditary anemias, the normal mechanisms for iron homeostasis are overwhelmed by frequent transfusions, eventually leading to toxic and potentially lethal accumulation of iron in vital tissues such as the heart, liver, and endocrine glands. Thus, maintenance therapy for patients chronically suffering from ineffective erythropoiesis also includes treatment with one or more iron chelating molecules to promote iron excretion in urine and/or feces and therefore prevent or reverse tissue iron overload (Hershko, 2006, Haematologica 91: 1307-1312; Cao et al., 2011, Pediatr Rep 3(2):el7). Effective iron chelators must be able to selectively bind and neutralize ferric iron, the oxidized form of iron not bound to transferrin, which likely accounts for much of the iron toxicity due to the catalytic production of hydroxyl radicals and oxidation products (Esposito et al., 2003 , Blood 102:2670–2677). These agents may be structurally different, but they all have donor oxygen or nitrogen atoms capable of forming neutralizing octahedral coordination complexes with individual iron atoms in a stoichiometric ratio of 1:1 (hexadentate substances), 2:1 (tridentate substances), or 3:1 ( bidentate) (Kalinowski et al., 2005, Pharmacol Rev 57:547-583). Effective iron chelators also have a relatively low molecular weight (less than 700 Daltons) with water and lipid solubility to allow access to affected tissues. Specific examples of iron chelator molecules are deferoxamine, a hexadentate substance of bacterial origin that requires daily parenteral administration, and the orally active synthetic substances deferiprone (bidentate) and deferasirox (tridentate). Combination treatment, including administration of two iron chelators on the same day, appears promising in patients not responding to chelator monotherapy and in overcoming problems with poor patient compliance with deferoxamine alone treatment regimens (Cao et al., 2011, Pediatr Rep.

- 31 043601- 31 043601

3(2):el7; Galanello et al., 2010, Ann NY Acad Sci 1202:79-86).3(2):el7; Galanello et al., 2010, Ann NY Acad Sci 1202:79-86).

В определенных вариантах осуществления полипептиды-ловушки GDF можно использовать в комбинации с агонистами гепсидина для неэффективного эритропоэза. Циркулирующий полипептид, который в основном, вырабатывается в печени, гепсидин считается главным регулятором метаболизма железа в силу его способности индуцировать деградацию ферропортина, белка для экспорта железа, локализованного на всасывающих энтероцитах, гепатоцитах и макрофагах. В общих чертах, гепсидин, снижает доступность внеклеточного железа, поэтому агонисты гепсидина могут быть полезны для лечения неэффективного эритропоэза (Nemeth, 2010, Adv Hematol 2010:750643). Эта точка зрения поддерживается положительным воздействием повышенной экспрессии гепсидина на мышиной модели β-талассемии (Gardenghi et al., 2010, J Clin Invest 120:4466-4477).In certain embodiments, GDF decoy polypeptides can be used in combination with hepcidin agonists to ineffective erythropoiesis. A circulating polypeptide primarily produced in the liver, hepcidin is considered a major regulator of iron metabolism due to its ability to induce degradation of ferroportin, an iron export protein localized to absorptive enterocytes, hepatocytes, and macrophages. In general terms, hepcidin reduces the availability of extracellular iron, so hepcidin agonists may be useful for treating ineffective erythropoiesis (Nemeth 2010, Adv Hematol 2010:750643). This view is supported by the beneficial effects of overexpression of hepcidin in a mouse model of β-thalassemia (Gardenghi et al., 2010, J Clin Invest 120:4466-4477).

Дополнительно, как показано в настоящем документе, полипептиды-ловушки GDF можно использовать в комбинации с активаторами рецептора ЕРО для достижения увеличения эритроцитов с диапазоном более низких доз. Это может быть выгодно для уменьшения известных нецелевых воздействий и рисков, ассоциированных с высокими дозами активаторов рецептора ЕРО. В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам лечения или предупреждения анемии у индивидуума, которому это необходимо, посредством введения индивидууму терапевтически эффективного количества полипептида-ловушки GDF или комбинации (или сопутствующей терапии) полипептидаловушки GDF и активатора рецептора ЕРО. Эти способы можно использовать для терапевтического и профилактического лечения млекопитающих, и в частности, людей.Additionally, as shown herein, GDF decoy polypeptides can be used in combination with EPO receptor activators to achieve an increase in red blood cells at a lower dose range. This may be beneficial in reducing the known off-target effects and risks associated with high doses of EPO receptor activators. In certain embodiments, the present invention provides methods for treating or preventing anemia in an individual in need thereof by administering to the individual a therapeutically effective amount of a GDF decoy polypeptide or a combination (or concomitant therapy) of a GDF decoy polypeptide and an EPO receptor activator. These methods can be used for therapeutic and prophylactic treatment of mammals, and in particular, humans.

Полипептиды-ловушки GDF можно использовать в комбинации с активаторами рецептора ЕРО для снижения необходимой дозы этих активаторов у пациентов, которые восприимчивы к неблагоприятным воздействиям ЕРО. Первичные неблагоприятные воздействия ЕРО представляют собой чрезмерное увеличение гематокрита или уровня гемоглобина и полицитемию. Повышенные уровни гематокрита могут привести к гипертензии (более конкретно, к ухудшению гипертензии) и сосудистому тромбозу. Другие неблагоприятные воздействия ЕРО, о которых сообщалось, некоторые из которых связаны с гипертензией, представляют собой головные боли, гриппоподобный синдром, закупорку шунтов, инфаркты миокарда и мозговые судороги из-за тромбоза, гипертензивную энцефалопатию и аплазию красных клеток крови (Singibarti, (1994) J. Clin Investig 72 (suppl 6), S36-S43; Horl et al. (2000) Nephrol Dial Transplant 15 (suppl 4), 51-56; Delanty et al. (1997) Neurology 49, 686-689; Bunn (2002) N Engl J Med 346(7), 522-523).GDF decoy polypeptides can be used in combination with EPO receptor activators to reduce the required dose of these activators in patients who are susceptible to the adverse effects of EPO. The primary adverse effects of EPO are excessive increases in hematocrit or hemoglobin levels and polycythemia. Elevated hematocrit levels can lead to hypertension (more specifically, worsening hypertension) and vascular thrombosis. Other adverse effects of EPO that have been reported, some of which are associated with hypertension, are headaches, influenza-like syndrome, shunt occlusion, myocardial infarction and cerebral seizures due to thrombosis, hypertensive encephalopathy and red blood cell aplasia (Singibarti, (1994) J. Clin Investig 72 (suppl 6), S36-S43; Horl et al. (2000) Nephrol Dial Transplant 15 (suppl 4), 51-56; Delanty et al. (1997) Neurology 49, 686-689; Bunn ( 2002) N Engl J Med 346(7), 522-523).

Быстрое воздействие полипептидов-ловушек GDF, описываемых в настоящем документе, на уровни эритроцитов, указывает на то, что эти вещества действуют по другому механизму, чем ЕРО. Таким образом, эти антагонисты могут быть полезны для повышения уровней эритроцитов и гемоглобина у пациентов, которые не реагируют на ЕРО. Например, полипептид-ловушка GDF может быть благоприятен для пациента, у которого введение дозы ЕРО от нормальной до повышенной (>300 IU/кг/неделя) не приводит к повышению уровня гемоглобина до целевого уровня. Пациенты с неадекватным ответом на ЕРО встречаются при всех типах анемии, но наибольшее число пациентов, не отвечающих на лечение, наблюдали особенно часто среди пациентов со злокачественными опухолями и пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности. Неадекватный ответ на ЕРО может быть или конститутивным (т.е. наблюдается после первого лечения ЕРО), или приобретенным (например, наблюдается после повторного лечения ЕРО).The rapid effects of the GDF decoy polypeptides described herein on red blood cell levels indicate that these substances act by a different mechanism than EPO. Thus, these antagonists may be useful in increasing red blood cell and hemoglobin levels in patients who do not respond to EPO. For example, a GDF decoy polypeptide may be beneficial for a patient in whom normal to increased dosage of EPO (>300 IU/kg/week) does not increase hemoglobin levels to target. Patients with an inadequate response to EPO occur in all types of anemia, but the greatest number of patients who do not respond to treatment was observed especially often among patients with malignancies and patients with end-stage renal disease. An inadequate response to EPO can be either constitutive (ie, observed after the first EPO treatment) or acquired (eg, observed after repeated EPO treatment).

Пациентов можно лечить с режимом дозирования, предназначенным для восстановления у пациента целевого уровня гемоглобина, как правило, приблизительно от 10 г/дл и приблизительно 12,5 г/дл, и, как правило, приблизительно 11,0 г/дл (см. также Jacobs et al. (2000) Nephrol Dial Transplant 15, 15-19), хотя более низкие целевые уровни могут вызывать меньше сердечно-сосудистых побочных эффектов. Альтернативно, в качестве параметра состояния эритроцитов можно использовать уровни гематокрита (процент от объема образца крови, занятый клетками). Уровни гематокрита для здоровых индивидуумов находятся в диапазоне от 41 до 51% для взрослых мужчин и от 35 до 45% для взрослых женщин. Целевые уровни гематокрита составляют, как правило, приблизительно 30-33%. Кроме того, уровни гемоглобина/гематокрита варьируют от человека к человеку. Таким образом, оптимально, если целевые уровни гемоглобина/гематокрита могут быть установлены индивидуально для каждого пациента.Patients can be treated with a dosage regimen designed to restore the patient to a target hemoglobin level, typically between about 10 g/dL and about 12.5 g/dL, and typically around 11.0 g/dL (see also Jacobs et al (2000) Nephrol Dial Transplant 15, 15-19), although lower target levels may cause fewer cardiovascular side effects. Alternatively, hematocrit levels (the percentage of the volume of a blood sample occupied by cells) can be used as a parameter of red blood cell status. Hematocrit levels for healthy individuals range from 41 to 51% for adult men and 35 to 45% for adult women. Target hematocrit levels are typically approximately 30-33%. Additionally, hemoglobin/hematocrit levels vary from person to person. Thus, it is optimal if target hemoglobin/hematocrit levels can be set individually for each patient.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам для ведения пациента, которого лечат полипептидом-ловушкой GDF или который является кандидатом на лечение полипептидом-ловушкой GDF, путем измерения одного или нескольких гематологических параметров у пациента. Гематологическ параметры можно использовать для оценки подходящего дозирования для пациента, который является кандидатом на лечение полипептидом-ловушкой GDF, для контроля гематологических параметров во время лечения полипептидом-ловушкой GDF, для оценки, не нужно ли скорректировать дозу во время лечения полипептидом-ловушкой GDF, и/или для оценки подходящей поддерживающей дозы полипептида-ловушки GDF. Если один или несколько гематологических параметров находятся за пределами уровня нормы, дозирование полипептида-ловушки GDF может быть уменьшено, отложено или прервано.In certain embodiments, the present invention provides methods for managing a patient being treated with a GDF trap polypeptide or who is a candidate for treatment with a GDF trap polypeptide by measuring one or more hematologic parameters in the patient. Hematologic parameters can be used to evaluate appropriate dosing for a patient who is a candidate for treatment with a GDF decoy polypeptide, to monitor hematologic parameters during treatment with a GDF decoy polypeptide, to assess whether dosage adjustments need to be made during treatment with a GDF decoy polypeptide, and /or to evaluate an appropriate maintenance dose of the GDF decoy polypeptide. If one or more hematologic parameters are outside the normal range, GDF decoy polypeptide dosing may be reduced, delayed, or interrupted.

Гематологические параметры, которые можно измерять в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем документе, включают, например, уровни эритроцитов, артериальное давление, нако- 32 043601 пление железа и другие вещества, которые обнаруживаются в жидкостях организма и которые коррелируют с повышенными уровнями эритроцитов, с использованием способов, известных в данной области.Hematologic parameters that can be measured in accordance with the methods provided herein include, for example, red blood cell levels, blood pressure, iron accumulation, and other substances that are found in body fluids and that correlate with elevated red blood cell levels, with using methods known in the art.

Такие параметры можно определять с использованием образца крови от пациента. Повышение уровней эритроцитов, гемоглобина и/или уровней гематокрита может вызвать повышение артериального давления.Such parameters can be determined using a blood sample from a patient. Elevated red blood cell, hemoglobin, and/or hematocrit levels may cause increased blood pressure.

В одном из вариантов осуществления, если один или несколько гематологических параметров находятся за пределами уровня нормы, или на верхней границе нормы у пациента, который является кандидатом на лечение полипептидом-ловушкой GDF, то начало введения полипептида-ловушки GDF может быть отложено до тех пор, пока гематологические параметры не вернутся к норме или приемлемому уровню, либо естественным путем, либо при помощи терапевтического вмешательства. Например, если пациент-кандидат имеет повышенное или близкое к повышенному давление, то пациента можно лечить при помощи средства, понижающего артериальное давление, для того чтобы уменьшить артериальное давление пациента. Можно использовать любое средство, понижающее артериальное давление, которое подходит для состояния конкретного пациента, в том числе, например, диуретики, ингибиторы адренергических рецепторов (включая альфа-блокаторы и бета-блокаторы), сосудорасширяющие средства, блокаторы кальциевых каналов, ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ) или блокаторы рецептора ангиотензина II. Артериальное давление альтернативно можно лечить с использованием диеты и системы упражнений. Аналогично, если пациент-кандидат имеет запасы железа ниже нормы или на нижней границе нормы, то пациента можно лечить при помощи подходящего режима диеты и/или препаратов железа, до тех пор пока запасы железа у пациента не вернутся к нормальному или приемлемому уровню. Для пациентов, имеющих уровни эритроцитов и/или гемоглобина выше нормы, введение полипептида-ловушки GDF может быть отложено до тех пор пока уровни не вернутся к нормальному или приемлемому уровню.In one embodiment, if one or more hematologic parameters are outside the normal range, or at the upper limit of normal, in a patient who is a candidate for treatment with a GDF decoy polypeptide, then the initiation of administration of the GDF decoy polypeptide may be delayed until until hematological parameters return to normal or acceptable levels, either naturally or through therapeutic intervention. For example, if a candidate patient has elevated or near-high blood pressure, the patient may be treated with a blood pressure lowering agent to reduce the patient's blood pressure. Any blood pressure lowering agent that is appropriate for the individual patient's condition may be used, including, for example, diuretics, adrenergic receptor inhibitors (including alpha blockers and beta blockers), vasodilators, calcium channel blockers, angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors. ) or angiotensin II receptor blockers. Blood pressure can alternatively be treated using a diet and exercise system. Likewise, if a candidate patient has iron stores below normal or at the lower limit of normal, then the patient can be treated with an appropriate diet regimen and/or iron supplements until the patient's iron stores return to normal or acceptable levels. For patients who have red blood cell and/or hemoglobin levels above normal, administration of GDF decoy polypeptide may be delayed until levels return to normal or acceptable levels.

В определенных вариантах осуществления, если один или несколько гематологических параметров находятся за пределами уровня нормы, или на верхней границе нормы у пациента, который является кандидатом на лечение полипептидом-ловушкой GDF, то начало введения может быть отложено. Однако величина дозы или частота дозирования полипептида-ловушки GDF могут быть установлены в количестве, которое снижало бы риск неприемлемого повышения гематологических параметров, возникающий после введения полипептида-ловушки GDF. Альтернативно, для пациента может быть разработана схема лечения, которая сочетает полипептид-ловушку GDF с терапевтическим средством, направленным на нежелательный уровень гематологического параметра. Например, если у пациента повышенное артериальное давление, то может быть разработана схема лечения, включающая введение полипептидаловушки GDF и средства, понижающего артериальное давление. Для пациента, имеющего запасы железа ниже желаемых, может быть разработана схема лечения полипептидом-ловушкой GDF и препаратом железа.In certain embodiments, if one or more hematological parameters are outside the normal range, or at the upper limit of normal, in a patient who is a candidate for treatment with a GDF decoy polypeptide, then the start of administration may be delayed. However, the dosage amount or frequency of dosing of the GDF decoy polypeptide may be set in an amount that would reduce the risk of unacceptable increases in hematological parameters occurring after administration of the GDF decoy polypeptide. Alternatively, a treatment regimen may be developed for a patient that combines a GDF decoy polypeptide with a therapeutic agent targeting the undesired level of a hematologic parameter. For example, if a patient has high blood pressure, a treatment regimen may be developed that includes administration of a GDF polypeptide trap and a blood pressure lowering agent. For a patient with less than desirable iron stores, a treatment regimen with a GDF decoy polypeptide and an iron supplement may be developed.

В одном из вариантов осуществления может быть установлен исходный параметр(-ы) для одного или нескольких гематологических параметров для пациента, который является кандидатом на лечение полипептидом-ловушкой GDF, и установлена подходящая схема дозирования для этого пациента на основании исходного значения(-ий). Альтернативно, установленные исходные параметры на основании истории болезни пациента (анамнеза) можно было бы использовать для подходящей схемы дозирования полипептида-ловушки GDF для пациента. Например, если здоровый пациент имеет установленное исходное значение артериального давление, которое выше определенного диапазона нормы, может и нет необходимости приводить артериальное давление пациента в пределы интервала, который считается нормальным для общей популяции, перед лечением полипептидом-ловушкой GDF. Исходные величины одного или нескольких гематологических параметров пациента перед лечением полипептидом-ловушкой GDF также можно использовать в качестве соответствующих сравнительных значений для мониторинга любых изменений в гематологических параметрах перед лечением полипептидом-ловушкой GDF.In one embodiment, a baseline value(s) for one or more hematologic parameters may be established for a patient who is a candidate for treatment with a GDF decoy polypeptide, and an appropriate dosing regimen for that patient based on the baseline value(s) may be established. Alternatively, established baseline parameters based on the patient's medical history could be used to appropriately schedule the dosage of the GDF decoy polypeptide for the patient. For example, if a healthy patient has an established baseline blood pressure value that is above a certain normal range, it may not be necessary to bring the patient's blood pressure within the range considered normal in the general population before treatment with a GDF decoy polypeptide. The baseline values of one or more hematologic parameters of a patient prior to treatment with a GDF decoy polypeptide may also be used as appropriate reference values to monitor any changes in hematologic parameters prior to treatment with a GDF decoy polypeptide.

В определенных вариантах осуществления один или несколько гематологических параметров измеряют у пациентов, которых будут лечить полипептидом-ловушкой GDF. Гематологические параметры можно использовать для мониторинга пациента во время лечения и для обеспечения корректировки или прекращения дозирования полипептида-ловушки GDF или дополнительного дозирования другого терапевтического средства. Например, если введение полипептида-ловушки GDF приводит к повышению артериального давления, уровня эритроцитов или уровня гемоглобина, или к уменьшению запасов железа, то дозирование полипептида-ловушки GDF может быть уменьшено по количеству или частоте, для того чтобы уменьшить воздействие полипептида-ловушки GDF на один или несколько гематологических параметров. Если введение полипептида-ловушки GDF приводит к изменению одного или нескольких гематологических параметров, что является неблагоприятным для пациента, то дозирование полипептида-ловушки GDF может быть прекращено или временно, то тех пор пока гематологический параметр(-ы) не вернется к приемлемому уровню, или постоянно. Аналогично, если один или несколько гематологических параметров не возвращаются в приемлемый интервал после уменьшения дозы или частоты введения полипептида-ловушки GDF, то дозирование может быть прекращено. В качестве альтернативы или в дополнение к уменьшению или прекращению дозирования полипептида-ловушки GDF, пациент можетIn certain embodiments, one or more hematological parameters are measured in patients who will be treated with a GDF decoy polypeptide. Hematologic parameters can be used to monitor the patient during treatment and to allow adjustment or discontinuation of GDF decoy polypeptide dosing or additional dosing of another therapeutic agent. For example, if administration of a GDF decoy polypeptide results in an increase in blood pressure, red blood cell count, or hemoglobin level, or a decrease in iron stores, then dosing of the GDF decoy polypeptide may be reduced in amount or frequency in order to reduce the effect of the GDF decoy polypeptide on one or more hematological parameters. If administration of a GDF decoy polypeptide results in a change in one or more hematologic parameters that is unfavorable to the patient, then dosing of the GDF decoy polypeptide may be discontinued either temporarily until the hematologic parameter(s) return to an acceptable level, or constantly. Likewise, if one or more hematological parameters do not return to an acceptable range after reducing the dose or frequency of administration of the GDF decoy polypeptide, then dosing may be discontinued. As an alternative or in addition to reducing or stopping the dosage of GDF decoy polypeptide, the patient may

- 33 043601 получать дозы дополнительного терапевтического средства, которое направлено на нежелательный уровень гематологического параметра(-ов), такое как, например, средство, понижающее артериальное давление или препарат железа. Например, если у пациента, которого лечат полипептидом-ловушкой GDF, повышенное артериальное давление, то дозирование полипептида-ловушки GDF может продолжаться на том же уровне, и к схеме лечения добавляют средство, понижающее артериальное давление, дозирование полипептида-ловушки GDF может быть уменьшено (например, по количеству и/или частоте), и к схеме лечения добавляют средство, понижающее артериальное давление, или дозирование полипептидаловушки GDF может быть прекращено, и пациента могут лечить средством, понижающим артериальное давление.- 33 043601 receive doses of an additional therapeutic agent that targets an undesirable level of hematological parameter(s), such as, for example, a blood pressure lowering agent or an iron supplement. For example, if a patient being treated with a GDF decoy polypeptide has elevated blood pressure, then the dosing of the GDF decoy polypeptide may be continued at the same level and a blood pressure lowering agent is added to the treatment regimen, the dosage of the GDF decoy polypeptide may be reduced ( e.g., by amount and/or frequency), and a blood pressure lowering agent is added to the treatment regimen, or dosing of the GDF polypeptide trap may be discontinued and the patient may be treated with a blood pressure lowering agent.

6. Фармацевтические композиции.6. Pharmaceutical compositions.

В определенных вариантах осуществления соединения (например, полипептиды-ловушки GDF) по настоящему изобретению включают в состав композиции с фармацевтически приемлемым носителем. Например, полипептид-ловушку GDF можно вводить отдельно или как компонент фармацевтической композиции (терапевтической композиции). Рассматриваемые соединения могут быть введены в состав композиции, предназначенной для введения любым удобным путем и использования у людей или в ветеринарии.In certain embodiments, the compounds (eg, GDF decoy polypeptides) of the present invention are formulated with a pharmaceutically acceptable carrier. For example, the GDF decoy polypeptide can be administered alone or as a component of a pharmaceutical composition (therapeutic composition). The compounds in question can be formulated into a composition intended for administration by any convenient route and for use in humans or veterinary medicine.

В определенных вариантах осуществления терапевтический способ по изобретению включает введение композиции системно или местно в виде импланта или устройства. При введении терапевтическая композиция, используемая в соответствии с изобретением, находится, конечно, в апирогенной физиологически приемлемой форме. Терапевтически подходящие средства, отличные от полипептида-ловушки GDF, которые также необязательно могут быть введены в композицию, описанную выше, могут быть введены одновременно или последовательно с рассматриваемыми соединениями (например, полипептидами-ловушками GDF) в способах по изобретению.In certain embodiments, a therapeutic method of the invention comprises administering the composition systemically or locally in the form of an implant or device. When administered, the therapeutic composition used in accordance with the invention is, of course, in a pyrogen-free, physiologically acceptable form. Therapeutically suitable agents other than the GDF decoy polypeptide, which may also optionally be included in the composition described above, can be administered simultaneously or sequentially with the subject compounds (eg, GDF decoy polypeptides) in the methods of the invention.

Обычно соединения вводятся парентерально. Фармацевтические композиции, подходящие для парентерального введения, могут содержать один или несколько полипептидов-ловушек GDF в сочетании с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми стерильными изотоническими водными или неводными растворами, дисперсиями, суспензиями или эмульсиями либо стерильными порошками, которые могут быть восстановлены в стерильные инъекционные растворы или дисперсии непосредственно перед применением, которые могут содержать антиоксиданты, буферы, бактериостатики, растворенные вещества, которые делают композиции изотоничными с кровью заданного реципиента, или суспендирующие вещества или загустители. Примеры подходящих водных и неводных носителей, которые могут быть использованы в фармацевтических композициях по изобретению, включают воду, этанол, полиолы (такие как глицерин, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль и тому подобное) и их подходящие смеси, растительные масла, такие как оливковое масло и инъекционные органические сложные эфиры, такие как этилолеат. Можно поддерживать соответствующую текучесть, например, используя покрытия, такие как лецитин, путем поддержания требуемого размера частиц в случае дисперсий и путем использования поверхностно-активных веществ.Typically the compounds are administered parenterally. Pharmaceutical compositions suitable for parenteral administration may contain one or more GDF decoy polypeptides in combination with one or more pharmaceutically acceptable sterile isotonic aqueous or non-aqueous solutions, dispersions, suspensions or emulsions or sterile powders that can be reconstituted into sterile injectable solutions or dispersions immediately before use, which may contain antioxidants, buffers, bacteriostatic agents, solutes that render the compositions isotonic with the blood of the intended recipient, or suspending agents or thickeners. Examples of suitable aqueous and non-aqueous carriers that can be used in the pharmaceutical compositions of the invention include water, ethanol, polyols (such as glycerin, propylene glycol, polyethylene glycol and the like) and suitable mixtures thereof, vegetable oils such as olive oil and injectable organic esters such as ethyl oleate. Appropriate fluidity can be maintained, for example, by using coatings such as lecithin, by maintaining the required particle size in the case of dispersions, and by using surfactants.

Дополнительно композиция может быть инкапсулирована или инъекцирована в форме для доставки в участок ткани-мишени (например, костный мозг). В некоторых вариантах осуществления композиции по настоящему изобретению могут включать матрицу, способную доставлять одно или несколько терапевтических соединений (например, полипептиды-ловушки GDF) в участок ткани-мишени (например, костный мозг), обеспечивая структуру для развития ткани и оптимально способную к резорбции в организме. Например, матрица может обеспечивать медленное высвобождение полипептидов-ловушек GDF. Такие матрицы могут быть сформированы из материалов, используемых в настоящее время для других имплантируемых медицинских применений.Additionally, the composition may be encapsulated or injected into a form for delivery to a target tissue site (eg, bone marrow). In some embodiments, the compositions of the present invention may include a matrix capable of delivering one or more therapeutic compounds (e.g., GDF decoy polypeptides) to a target tissue site (e.g., bone marrow), providing a structure for tissue development and optimally capable of resorption into body. For example, the matrix may provide a slow release of GDF decoy polypeptides. Such matrices can be formed from materials currently used for other implantable medical applications.

Выбор материала матрицы основан на биосовместимости, биоразлагаемости, механических свойствах, косметическом виде и свойств поверхности раздела. Конкретное применение рассматриваемых композиций будет зависеть от соответствующего состава. Возможные матрицы для композиций могут представлять собой биоразлагаемый и химически определенный сульфат кальция, трикальция фосфат, гидроксиапатит, полимолочную кислоту и полиангидриды. Другие возможные материалы являются биоразлагаемыми и биологически хорошо охарактеризованными, такими как кость или кожный коллаген. Дополнительно, матрицы составлены из чистых белков или компонентов внеклеточного матрикса. Другие возможные матрицы являются биологически неразлагаемыми и химически охарактеризованными, такими как синтезированный гидроксиапатит, биологическое стекло, алюминаты или другие керамические материалы. Матрицы могут состоять из сочетаний любых упомянутых выше типов материала, например, полимолочной кислоты и гидроксиапатита или коллагена и трикальция фосфата. Биокерамические материалы могут быть изменены в композиции, например, в кальций-алюминат-фосфате, и обработаны для изменения размера пор, размера частиц, формы частиц и биоразлагаемости.The choice of matrix material is based on biocompatibility, biodegradability, mechanical properties, cosmetic appearance and interface properties. The specific use of the compositions in question will depend on the respective formulation. Possible matrices for the compositions may be biodegradable and chemically defined calcium sulfate, tricalcium phosphate, hydroxyapatite, polylactic acid and polyanhydrides. Other possible materials are biodegradable and biologically well characterized, such as bone or dermal collagen. Additionally, the matrices are composed of pure proteins or extracellular matrix components. Other possible matrices are non-biodegradable and chemically characterized, such as synthesized hydroxyapatite, biological glass, aluminates or other ceramic materials. The matrices may consist of combinations of any of the types of material mentioned above, for example polylactic acid and hydroxyapatite or collagen and tricalcium phosphate. Bioceramics can be modified in composition, such as calcium aluminate phosphate, and processed to change pore size, particle size, particle shape, and biodegradability.

В определенных вариантах осуществления способы по изобретению могут предусматривать пероральное введение, например, в форме капсул, саше, пилюль, таблеток, леденцов (используя вкусоароматическую основу, обычно сахарозу и аравийскую камедь или трагакант), порошков, гранул, или в виде раствора или суспензии в водной или неводной жикости, или в виде жидкой эмульсии масло-в-водеIn certain embodiments, the methods of the invention may involve oral administration, for example, in the form of capsules, sachets, pills, tablets, lozenges (using a flavor base, typically sucrose and acacia or tragacanth), powders, granules, or as a solution or suspension in aqueous or non-aqueous liquid, or as an oil-in-water emulsion liquid

- 34 043601 или вода-в-масле, или в виде эликсира или сиропа, или в виде пастилок (используя инертную основу, такую как желатин и глицерин или сахароза и аравийская камедь) и/или в виде полосканий для полости рта и подобного, каждое содержит заранее определенное количество средства в качестве активного ингредиента. Средство также можно вводить в виде болюса, электуария или пасты.- 34 043601 or water-in-oil, or in the form of an elixir or syrup, or in the form of lozenges (using an inert base such as gelatin and glycerin or sucrose and acacia) and/or in the form of mouth rinses and the like, each contains a predetermined amount of the product as an active ingredient. The drug can also be administered as a bolus, electuary or paste.

В твердых лекарственных формах для перорального введения (капсулах, таблетках, пилюлях, драже, порошках, гранулах и подобных) одно или несколько терапевтических соединений по настоящему изобретению могут быть смешаны с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми носителями, такими как цитрат натрия или дикальция фосфат, и/или любым из следующего: (1) наполнителями или сухими разбавителями, такими как крахмалы, лактоза, сахароза, глюкоза, маннит и/или кремниевая кислота; (2) связующими, такими как, например, карбоксиметилцеллюлоза, альгинаты, желатин, поливинилпирролидон, сахароза и/или аравийская камедь; (3) увлажнителями, такими как глицерин; (4) дезинтегрантами, такими как агар-агар, карбонат кальция, картофельный крахмал или тапиока, альгиновая кислота, некоторые силикаты и карбонат натрия; (5) раствором замедляющих агентов, таких как парафин; (6) усилителями абсорбции, такими как соединения четвертичного аммония; (7) увлажнителями, например, такими как цетиловый спирт и моностеарат глицерина; (8) абсорбентами, такими как каолиновая и бентонитовая глина; (9) смазывающими веществами, такими как тальк, стеарат кальция, стеарат магния, твердые полиэтиленгликоли, лаурилсульфат натрия и их смеси; и (10) красителями. В случае капсул, таблеток и пилюль фармацевтические композиции также могут содержать буферные агенты. Твердые композиции аналогичного типа также могут быть использованы в качестве наполнителей в мягких и твердых желатиновых капсулах, используя такие эксципиенты, как лактоза или молочные сахара, а также полиэтиленгликоли высокой молекулярной массы и подобное.In solid oral dosage forms (capsules, tablets, pills, dragees, powders, granules and the like), one or more therapeutic compounds of the present invention may be admixed with one or more pharmaceutically acceptable carriers, such as sodium citrate or dicalcium phosphate, and /or any of the following: (1) fillers or dry diluents such as starches, lactose, sucrose, glucose, mannitol and/or silicic acid; (2) binders such as, for example, carboxymethylcellulose, alginates, gelatin, polyvinylpyrrolidone, sucrose and/or gum arabic; (3) humectants such as glycerin; (4) disintegrants such as agar-agar, calcium carbonate, potato starch or tapioca, alginic acid, some silicates and sodium carbonate; (5) a solution of retarding agents such as paraffin; (6) absorption enhancers such as quaternary ammonium compounds; (7) humectants, such as cetyl alcohol and glycerol monostearate; (8) absorbents such as kaolin and bentonite clay; (9) lubricants such as talc, calcium stearate, magnesium stearate, solid polyethylene glycols, sodium lauryl sulfate and mixtures thereof; and (10) dyes. In the case of capsules, tablets and pills, the pharmaceutical compositions may also contain buffering agents. Solid compositions of a similar type can also be used as fillers in soft and hard gelatin capsules using excipients such as lactose or milk sugars, as well as high molecular weight polyethylene glycols and the like.

Жидкие лекарственные формы для перорального введения включают фармацевтически приемлемые эмульсии, микроэмульсии, растворы, суспензии, сиропы и эликсиры. Кроме активного ингредиента жидкие лекарственные формы могут содержать инертные разбавители, обычно используемые в этой области, такие как вода или другие растворители, солюбилизирующие агенты и эмульгаторы, такие как этиловый спирт, изопропиловый спирт, этилкарбонат, этилацетат, бензиловый спирт, бензилбензоат, пропиленгликоль, 1,3-бутиленгликоль, масла (в частности, хлопковое, арахисовое, кукурузное, масло ростков, оливковое, касторовое и кунжутное масла), глицерин, тетрагидрофуриловый спирт, полиэтиленгликоли и сложные эфиры жирных кислот сорбитана и их смеси. Помимо инертных разбавителей пероральные композиции также могут содержать адъюванты, такие как увлажнители, эмульгаторы и суспендирующие агенты, подсластители, вкусовые добавки, красители, ароматизаторы и консерванты.Liquid dosage forms for oral administration include pharmaceutically acceptable emulsions, microemulsions, solutions, suspensions, syrups and elixirs. In addition to the active ingredient, liquid dosage forms may contain inert diluents commonly used in this field, such as water or other solvents, solubilizing agents and emulsifiers, such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl carbonate, ethyl acetate, benzyl alcohol, benzyl benzoate, propylene glycol, 1. 3-butylene glycol, oils (especially cottonseed, peanut, corn, germ, olive, castor and sesame oils), glycerin, tetrahydrofuryl alcohol, polyethylene glycols and sorbitan fatty acid esters and mixtures thereof. In addition to inert diluents, oral compositions may also contain adjuvants such as humectants, emulsifiers and suspending agents, sweeteners, flavoring agents, colors, flavorings and preservatives.

Суспензии, кроме активных соединений, могут содержать суспендирующие агенты, такие как этоксилированные изостеариловые спирты, полиоксиэтиленсорбит и сложные эфиры сорбитана, микрокристаллическую целлюлозу, метагидроксид алюминия, бентонит, агар-агар и трагакант, и их смеси.Suspensions, in addition to the active compounds, may contain suspending agents such as ethoxylated isostearyl alcohols, polyoxyethylene sorbitol and sorbitan esters, microcrystalline cellulose, aluminum metahydroxide, bentonite, agar-agar and tragacanth, and mixtures thereof.

Композиции по изобретению также могут содержать адъюванты, такие как консерванты, увлажнители, эмульгаторы и диспергирующие агенты. Предотвращение действия микроорганизмов может быть обеспечено включением различных антибактериальных и противогрибковых средств, например, парабена, хлорбутанола, фенолсорбиновой кислоты и подобного. Также может быть желательным включение изотонических агентов, таких как сахара, хлорид натрия и подобные, в композиции. Кроме того, длительная абсорбция инъецируемой фармацевтической формы может быть вызвана включением агентов, которые задерживают абсорбцию, таких как моностеарат алюминия и желатин.The compositions of the invention may also contain adjuvants such as preservatives, humectants, emulsifiers and dispersing agents. Prevention of the action of microorganisms can be ensured by the inclusion of various antibacterial and antifungal agents, for example, paraben, chlorobutanol, phenolsorbic acid and the like. It may also be desirable to include isotonic agents such as sugars, sodium chloride and the like in the compositions. In addition, prolonged absorption of the injectable pharmaceutical form may be caused by the inclusion of agents that delay absorption, such as aluminum monostearate and gelatin.

Понятно, что режим дозирования будет определяться лечащим врачом с учетом различных факторов, которые модифицируют действие рассматриваемых соединений по изобретению (например, полипептидов-ловушек GDF). Различные факторы включают, но ими не ограничиваются, количество эритроцитов у пациента, уровень гемоглобина или другие диагностические показатели, желаемое заданное количество эритроцитов, возраст пациента, пол и рацион питания, тяжесть любого заболевания, которое может вносить вклад в снижение уровня эритроцитов, время введения и другие клинические факторы. Добавление других известных факторов роста к конечной композиции также может влиять на дозу. Прогресс можно контролировать путем периодической оценки уровней эритроцитов и гемоглобина, а также путем оценки уровней ретикулоцитов и других показателей процесса гемопоэза.It is understood that the dosage regimen will be determined by the attending physician, taking into account various factors that modify the effect of the subject compounds of the invention (eg, GDF decoy polypeptides). Various factors include, but are not limited to, the patient's red blood cell count, hemoglobin level or other diagnostic indicators, the desired target red blood cell count, the patient's age, sex and diet, the severity of any disease that may contribute to the low red blood cell count, timing of administration, and other clinical factors. The addition of other known growth factors to the final composition may also affect the dose. Progress can be monitored by periodic assessment of red blood cell and hemoglobin levels, as well as by assessment of reticulocyte levels and other indicators of the hematopoietic process.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение также относится к генной терапии для продукции полипептидов-ловушек GDF in vivo. Терапевтический эффект такого лечения может достигаться путем введения полинуклеотидных последовательностей ловушки GDF в клетки или ткани, имеющие перечисленные выше нарушения. Доставка полинуклеотидных последовательностей полипептидов-ловушек GDF может достигаться с использованием рекомбинантного вектора экспрессии, такого как химерный вирус или коллоидная дисперсионная система. Предпочтительным для терапевтической доставки полинуклеотидных последовательностей полипептидов-ловушек GDF является применение нацеленных липосом.In certain embodiments, the present invention also provides gene therapy for the production of GDF decoy polypeptides in vivo. The therapeutic effect of such treatment can be achieved by introducing GDF trap polynucleotide sequences into cells or tissues having the above disorders. Delivery of GDF decoy polypeptide polynucleotide sequences can be achieved using a recombinant expression vector such as a chimeric virus or colloidal dispersion system. Preferred for therapeutic delivery of polynucleotide sequences of GDF decoy polypeptides is the use of targeted liposomes.

Различные вирусные векторы, которые могут быть использованы для генной терапии, как сообщалось в настоящем изобретении, включают аденовирусы, герпес вирус, вирус оспы или РНК вирус, такой как ретровирус. Ретровирусный вектор может быть производным мышиного или птичьего ретровируса. Примеры ретровирусных векторов, в которые может быть вставлен единичный чужеродный ген, вклю- 35 043601 чают, но ими не ограничиваются, вирус мышиного лейкоза Молони (MoMuLV), вирус саркомы мышей Харви (HaMuSV), вирус опухоли молочной железы у мышей (MuMTV) и вирус саркомы Рауса (RSV). Целый ряд дополнительных ретровирусных векторов может заключать в себе множественные гены. Все эти векторы могут переносить или заключать в себе ген для селектируемого маркера, таким образом, чтобы трансдуцированные клетки могли быть идентифицированы и генерированы. Ретровирусные векторы можно сделать специфичными к мишени путем присоединения, например, сахара, гликолипида или белка. Предпочтительное нацеливание осуществляется путем использования антитела. Специалистам в данной области будет понятно, что специфические полинуклеотидные последовательности могут быть вставлены в ретровирусный геном или присоединены к оболочке вируса, для того чтобы была возможность осуществить специфическую доставку к мишени ретровирусного вектора, содержащего полинуклеотид ловушки GDF.Various viral vectors that can be used for gene therapy as reported in the present invention include adenoviruses, herpes virus, smallpox virus or RNA virus such as a retrovirus. The retroviral vector may be a derivative of a murine or avian retrovirus. Examples of retroviral vectors into which a single foreign gene can be inserted include, but are not limited to, Moloney murine leukemia virus (MoMuLV), Harvey murine sarcoma virus (HaMuSV), murine mammary tumor virus (MuMTV), and Rous sarcoma virus (RSV). A number of additional retroviral vectors may contain multiple genes. All of these vectors can carry or contain a gene for a selectable marker, so that transduced cells can be identified and generated. Retroviral vectors can be made target specific by attaching, for example, a sugar, glycolipid or protein. Preferred targeting is accomplished by using an antibody. Those skilled in the art will appreciate that specific polynucleotide sequences can be inserted into the retroviral genome or attached to the viral envelope to allow specific targeting of a retroviral vector containing a GDF decoy polynucleotide.

Альтернативно, клетки тканевой культуры могут быть непосредственно трансфицированы плазмидами, кодирующими структурные гены ретровирусов gag, pol и env, посредством общепринятой трансфекции с использованием фосфата кальция. Эти клетки затем трансфицируют векторной плазмидой, содержащей интересующие гены. Полученные в результате клетки высвобождают ретровирусный вектор в культуральную среду.Alternatively, tissue culture cells can be directly transfected with plasmids encoding the retroviral structural genes gag, pol and env by conventional calcium phosphate transfection. These cells are then transfected with a vector plasmid containing the genes of interest. The resulting cells release the retroviral vector into the culture medium.

Другая система направленной доставки полинуклеотидов ловушки GDF представляет собой коллоидную дисперсионную систему. Коллоидные дисперсионные системы включают макромолекулярные комплексы, нанокапсулы, микросферы, бусы и системы на основе липидов, в том числе эмульсии маслов-воде, мицеллы, смешанные мицеллы и липосомы. Предпочтительной коллоидной системой по настоящему изобретению является липосома. Липосомы представляют собой искусственные мембранные везикулы, которые используют в качестве носителей in vitro и in vivo. РНК, ДНК и интактные вирионы могут быть инкапсулированы в водном внутреннем пространстве и могут быть доставлены в клетки в биологически активной форме (см., например, Fraley, et al., Trends Biochem. Sci., 6:77, 1981). Способы эффективного генного переноса с помощью липосомных носителей известны из уровня техники, см., например, Mannino, et al., Biotechniques, 6:682, 1988. Состав липосом обычно представляет собой сочетание фосфолипидов, обычно в комбинации со стероидами, особенно холестерином. Также могут быть использованы другие фосфолипиды или другие липиды. Физические характеристики липосом зависят от рН, ионной силы и присутствия двухвалентных катионов.Another targeted delivery system for GDF decoy polynucleotides is a colloidal dispersion system. Colloidal dispersion systems include macromolecular complexes, nanocapsules, microspheres, beads, and lipid-based systems, including oil-in-water emulsions, micelles, mixed micelles, and liposomes. The preferred colloidal system of the present invention is a liposome. Liposomes are artificial membrane vesicles that are used as carriers in vitro and in vivo. RNA, DNA and intact virions can be encapsulated in an aqueous interior and can be delivered to cells in a biologically active form (see, for example, Fraley, et al., Trends Biochem. Sci., 6:77, 1981). Methods for efficient gene transfer using liposome carriers are known in the art, see, for example, Mannino, et al., Biotechniques, 6:682, 1988. The composition of liposomes is usually a combination of phospholipids, usually in combination with steroids, especially cholesterol. Other phospholipids or other lipids may also be used. The physical characteristics of liposomes depend on pH, ionic strength, and the presence of divalent cations.

Примеры липидов, используемых в получении липосом, включают соединения фосфатидила, такие как фосфатидилглицерин, фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин, сфинголипиды, цереброзиды и ганглиозиды. Иллюстративные фосфолипиды включают яичный фосфатидилхолин, дипальмитоилфосфатидилхолин и дистеароилфосфатидилхолин.Examples of lipids used in the preparation of liposomes include phosphatidyl compounds such as phosphatidylglycerol, phosphatidylcholine, phosphatidylserine, phosphatidylethanolamine, sphingolipids, cerebrosides and gangliosides. Exemplary phospholipids include egg phosphatidylcholine, dipalmitoylphosphatidylcholine, and distearoylphosphatidylcholine.

Нацеливание липосом также возможно, например, исходя из органной специфичности, клеточной специфичности и специфичности органелл, и известно из уровня техники.Targeting of liposomes is also possible, for example based on organ specificity, cell specificity and organelle specificity, and is known in the art.

ПримерыExamples

Изобретение, описанное в общем виде, будет более понятно со ссылкой на следующие примеры, которые приведены лишь с целью иллюстрации некоторых вариантов осуществления и вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения изобретения.The invention, having been described generally, will be better understood with reference to the following examples, which are given only for the purpose of illustrating certain embodiments and embodiments of the present invention and are not intended to limit the invention.

Пример 1. Создание ловушки GDF.Example 1: Creating a GDF trap.

Авторы заявки сконструировали ловушку GDF, как изложено ниже. Полипептид с модифицированным внеклеточным доменом ActRIIB со значительно сниженным связыванием активина А по сравнению с GDF11 и/или миостатином (вследствие замены лейцина на аспартат в положении 79 SEQ ID NO: 1) был слит с человеческим или мышиным Fc-доменом с минимальным линкером (три аминокислоты глицин) между ними. Конструкции обозначают как ActRIIB(L79D 20-134)-hFc и ActRIIB(L79D 20-134)-mFc, соответственно. Альтернативные формы с глутаминатом вместо аспартата в положении 79 создавали аналогично (L79E). Альтернативные формы с аланином вместо валина в положении 226 SEQ ID NO: 7, ниже, также были созданы и произведены эквивалентно во всех протестированных отношениях. Аспартат в положении 79 (относительно SEQ ID NO: 1, или положении 60 относительно SEQ ID NO: 7) выделен серым ниже. Валин в положении 226 относительно SEQ ID NO: 7 также выделен серым ниже.Applicants have constructed a GDF trap as set forth below. A polypeptide with a modified ActRIIB extracellular domain with significantly reduced activin A binding compared to GDF11 and/or myostatin (due to the substitution of leucine for aspartate at position 79 of SEQ ID NO: 1) was fused to a human or mouse Fc domain with a minimal linker (three amino acids glycine) between them. The constructs are designated ActRIIB(L79D 20-134)-hFc and ActRIIB(L79D 20-134)-mFc, respectively. Alternative forms with glutamate instead of aspartate at position 79 were created similarly (L79E). Alternative forms with alanine instead of valine at position 226 SEQ ID NO: 7 below were also created and produced equivalently in all ratios tested. Aspartate at position 79 (relative to SEQ ID NO: 1, or position 60 relative to SEQ ID NO: 7) is highlighted in gray below. Valine at position 226 relative to SEQ ID NO: 7 is also highlighted in gray below.

Ловушка GDF ActRIIB(L79D 20-134)-hFc показана ниже, очищенная из клеточных линий СНО (SEQ ID NO: 7).The GDF trap ActRIIB(L79D 20-134)-hFc is shown below, purified from CHO cell lines (SEQ ID NO: 7).

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVKK gcw||ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpevtyepppt APTGGGTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVK FNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKAL PVPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQ PENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLS LSPGKGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVKK gcw||ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpevtyepppt APTGGGTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVK FNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTY RVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKAL PVPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQ PENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLS LSPGK

ActRIIB-производная часть ловушки GDF имеет аминокислотную последовательность, представленную ниже (SEQ ID NO: 32), и эта часть может быть использована в виде мономера или в виде не слиThe ActRIIB-derived portion of the GDF trap has the amino acid sequence shown below (SEQ ID NO: 32), and this portion can be used as a monomer or as a separate

- 36 043601 того с Fc белка в виде мономера, димера или комплекса более высокого порядка.- 36 043601 that with Fc protein in the form of a monomer, dimer or higher order complex.

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIEGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIE

LVKKGCWDDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLPEAGGPEVTYELVKKGCWDDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCEGNFCNERFTHLPEAGGPEVTYE

РРРТАРТ (SEQ ID NO: 32)PPPTART (SEQ ID NO: 32)

Белок-ловушку GDF экспрессировали в клеточных линиях СНО. Рассматривались три различные лидерные последовательности:The GDF decoy protein was expressed in CHO cell lines. Three different leader sequences were considered:

(i) меллитина медоносной пчелы (HBML): MKFLVNVALVFMVVYISYIYA (SEQ ID NO: 8) (ii) тканевого активатора плазминогена (ТРА): MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP (SEQ ID NO: 9) (iii) нативная:(i) honey bee mellitin (HBML): MKFLVNVALVFMVVYISYIYA (SEQ ID NO: 8) (ii) tissue plasminogen activator (TPA): MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP (SEQ ID NO: 9) (iii) native:

MTAPWVALALLWGSLCAGS (SEQ ID NO: 10).MTAPWVALALLWGSLCAGS (SEQ ID NO: 10).

Выбранная форма использовала лидерную последовательность ТРА и имела следующую непроцес сированную аминокислотную последовательность:The selected form used the TPA leader sequence and had the following unprocessed amino acid sequence:

MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSPGASGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCE GEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVKKGCWDDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCE GNFCNERFTHLPEAGGPEVTYEPPPTAPTGGGTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKD TLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSV LTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPVPIEKTISKAKGOPREPOVYTLPPSREEMTKNO VSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQO GNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK (SEQ ID NO: 11)MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSPGASGRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCE GEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVKKGCWDDDFNCYDRQECVATEENPQVYFCCCE GNFCNERFTHLPEAGGPEVTYEPPPTAPTGGGTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKD TLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYV DGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSV LTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPVPIEKTISKAKGOPREPOVYTLPPSREEMTKNO VSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQO GNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK (SEQ ID NO: 11)

Этот полипептид кодируется следующей последовательностью нуклеиновой кислоты (SEQ ID NO:This polypeptide is encoded by the following nucleic acid sequence (SEQ ID NO:

12):12):

A TGGATGCAAT GAAGAGAGGG CTCTGCTGTG TGCTGCTGCT GTGTGGAGCA GTCTTCGTTT CGCCCGGCGC CTCTGGGCGT GGGGAGGCTG AGACACGGGA GTGCATCTAC TACAACGCCA ACTGGGAGCT GGAGCGCACC AACCAGAGCG GCCTGGAGCG CTGCGAAGGC GAGCAGGACA AGCGGCTGCA CTGCTACGCC TCCTGGCGCA ACAGCTCTGG CACCATCGAG CTCGTGAAGA AGGGCTGCTG GGACGATGAC TTCAACTGCT ACGATAGGCA GGAGTGTGTG GCCACTGAGG AGAACCCCCA GGTGTACTTC TGCTGCTGTG AAGGCAACTT CTGCAACGAG CGCTTCACTC ATTTGCCAGA GGCTGGGGGC CCGGAAGTCA CGTACGAGCC ACCCCCGACA GCCCCCACCG GTGGTGGAAC TCACACATGC CCACCGTGCC CAGCACCTGA ACTCCTGGGG GGACCGTCAG ТСТТССТСТТ ССССССАААА CCCAAGGACA CCCTCATGAT CTCCCGGACC CCTGAGGTCA CATGCGTGGT GGTGGACGTG AGCCACGAAG ACCCTGAGGT CAAGTTCAAC TGGTACGTGG ACGGCGTGGA GGTGCATAAT GCCAAGACAA AGCCGCGGGA GGAGCAGTAC AACAGCACGT ACCGTGTGGT CAGCGTCCTC ACCGTCCTGC ACCAGGACTG GCTGAATGGC AAGGAGTACA AGTGCAAGGT СТССААСААА GCCCTCCCAG TCCCCATCGA GAAAACCATC TCCAAAGCCA AAGGGCAGCC CCGAGAACCA CAGGTGTACA CCCTGCCCCC ATCCCGGGAG GAGATGACCA AGAACCAGGT CAGCCTGACC TGCCTGGTCA AAGGCTTCTA TCCCAGCGAC ATCGCCGTGG AGTGGGAGAG CAATGGGCAG CCGGAGAACA ACTACAAGAC CACGCCTCCC GTGCTGGACT CCGACGGCTC СТТСТТССТС TATAGCAAGC TCACCGTGGA CAAGAGCAGG TGGCAGCAGG GGAACGTCTT CTCATGCTCC GTGATGCATG AGGCTCTGCA СААССАСТАС ACGCAGAAGA GCCTCTCCCT GTCTCCGGGT AAATGAA TGGATGCAAT GAAGAGAGGG CTCTGCTGTG TGCTGCTGCT GTGTGGAGCA GTCTTCGTTT CGCCCGGCGC CTCTGGGCGT GGGGAGGCTG AGACACGGGA GTGCATCTAC TACAACGCCA ACTGGGAGCT GGAGCGCACC AACCAGAGCG GCCTGGAGCG CTGCGAAGGC GAGCAGGACA AGCGGCTGCA CTGCTACGCC TCCT GGCGCA ACAGCTCTGG CACCATCGAG CTCGTGAAGA AGGGCTGCTG GGACGATGAC TTCAACTGCT ACGATAGGCA GGAGTGTGTG GCCACTGAGG AGAACCCCCA GGTGTACTTC TGCTGCTGTG AAGGCAACTT CTGCAACGAG CGCTTCACTC ATTTGCCAGA GGCTGGGGGC CCGGAAGTCA CGTACGAGCC ACCCCCGACA GCCCCCACCG GTGGTGGAAC TCACACATGC CCACCGTGCC CAGCACCTGA ACTCCTGGGG GGACCGTCAG TTTTSSTT SSSSSSSAAA CCCAAGGACA CCCTCATGAT CTCCCGGACC CCTGAGGTCA CATGCGTGGT GGTGGACGTG AGCCACGAAG ACCCTGAGGT CAAGTTCAAC TGGTACGTGG ACGGCGTGGA GGTGCATAAT GCCAAGACAA AGCCGCGGGA GGAGCAGTAC AACAGCACGT ACCGTGTGGT CAGCGTCCTC ACCGTCCTGC ACCAGGACTG GCT GAATGGC AAGGAGTACA AGTGCAAGGT STSSAASAA GCCCTCCCAG TCCCCATCGA GAAAACCATC TCCAAAGCCA AAGGGCAGCC CCGAGAACCA CAGGTGTACA CCCTGCCCCC ATCCCGGGAG GAGATGACCA AGAACCAGGT CAGCCTGACC TGCCTGGTCA AAGGCTTCTA TCCCAGCGAC ATCGCCGTGG AGTGGGAGAG CAATGGGC AG CCGGAGAACA ACTACAAGAC CACGCCTCCC GTGCTGGACT CCGACGGCTC STTTTTSTS TATAGCAAGC TCACCGTGGA CAAGAGCAGG TGGCAGCAGG GGAACGTCTT CTCATGCTCC GTGATGCATG AGGCTCTGCA SAASSASTAS ACGCAGAAGA GCCTCTCCCT GTCTCCGGGT AAATGA

Очистка может быть достигнута при помощи серий хроматографических стадий на колонках, включающих, например, три или более из следующих в любом порядке: хроматография на основе белка А, хроматография на основе сефарозы Q, хроматография с фенилсефарозой, эксклюзионная хроматография и катионообменная хроматография. Очистка может завершаться вирусной фильтрацией и заменой буфера. В примере схемы очистки, среду для культивирования клеток пропускают через колонку с белком А, промывают 150 мМ Tris/NaCl (pH 8,0), затем промывают 50 мМ Tris/NaCl (pH 8,0) и элюируют 0,1М глицином, рН 3,0. Элюат с низким рН хранят при комнатной температуре в течение 30 мин в каче стве стадии вирусной очистки. Элюат затем нейтрализуют и пропускают через ионообменную колонку с сефарозой Q и промывают 50 мМ Tris рН 8,0, 50 мМ NaCl, и элюируют в 50 мМ Tris pH 8,0, с концентрацией NaCl в пределах между 150 мМ и 300 мМ. Элюат затем помещают в 50 мМ Tris pH 8,0, 1,1М сульфат аммония и пропускают через колонку с фенилсефарозой, промывают, и элюируют в 50 мМ Tris pH 8,0 с концентрацией сульфата аммония в пределах между 150 и 300 мМ. Элюат подвергают диализу и фильтруют для использования.Purification can be achieved using a series of column chromatography steps including, for example, three or more of the following in any order: Protein A chromatography, Sepharose Q chromatography, phenyl Sepharose chromatography, size exclusion chromatography, and cation exchange chromatography. Purification may be completed by virus filtration and buffer exchange. In an example purification scheme, cell culture medium is passed through a Protein A column, washed with 150 mM Tris/NaCl (pH 8.0), then washed with 50 mM Tris/NaCl (pH 8.0) and eluted with 0.1 M glycine, pH 3.0. The low pH eluate is stored at room temperature for 30 min as a viral purification step. The eluate is then neutralized and passed through a Sepharose Q ion exchange column and washed with 50 mM Tris pH 8.0, 50 mM NaCl, and eluted in 50 mM Tris pH 8.0, with a NaCl concentration ranging between 150 mM and 300 mM. The eluate is then placed in 50 mM Tris pH 8.0, 1.1 M ammonium sulfate and passed through a phenyl Sepharose column, washed, and eluted in 50 mM Tris pH 8.0 with an ammonium sulfate concentration ranging between 150 and 300 mM. The eluate is dialyzed and filtered for use.

Дополнительные ловушки GDF (слитые белки ActRIIB-Fc, модифицированные таким образом, чтобы уменьшить соотношение связывания активина А относительно миостатина или GDF11) описаны в PCT/US2008/001506 и WO 2006/012627, включенных в виде ссылок в настоящий документ.Additional GDF decoys (ActRIIB-Fc fusion proteins modified to reduce the binding ratio of activin A to myostatin or GDF11) are described in PCT/US2008/001506 and WO2006/012627, incorporated by reference herein.

Пример 2. Биотест для оценки передачи сигнала, опосредованного GDF-11 и активином.Example 2: Bioassay to evaluate GDF-11 and activin mediated signal transduction.

Для оценки воздействия белков ActRIIB-Fc и ловушек GDF на передачу сигнала посредством GDF11 и активин А использовали анализ репортерного гена А-204.The A-204 reporter gene assay was used to evaluate the effects of ActRIIB-Fc proteins and GDF decoys on signaling through GDF11 and activin A.

Клеточная линия.Cell line.

Рабдомиосаркома человека (получена из мышечной ткани). Репортерный вектор: pGL3(CAGA)12 (Описан у Dennler et al., 1998, EMBO 17: 3091-3100). Мотив CAGA12 присутствует у генов, отвечающих на TGF-β (PAI-1 ген), таким образом, этот вектор широко используется для факторов, передающих сигнал через Smad2 и 3.Human rhabdomyosarcoma (derived from muscle tissue). Reporter vector: pGL3(CAGA)12 (Described in Dennler et al., 1998, EMBO 17: 3091-3100). The CAGA12 motif is present in TGF-β response genes (PAI-1 gene), so this vector is widely used for Smad2 and 3 signaling factors.

- 37 043601- 37 043601

День 1. Рассадить клетки А-204 в 48-луночный планшет.Day 1. Seed A-204 cells in a 48-well plate.

День 2. Клетки А-204 транфицировали 10 мкг pGL3 (CAGA)12 или pGL3 (CAGA) 12 (10 мкг)+pRLCMV (1 мкг) и Fugene.Day 2. A-204 cells were transfected with 10 μg of pGL3 (CAGA)12 or pGL3 (CAGA) 12 (10 μg) + pRLCMV (1 μg) and Fugene.

День 3. Добавить факторы (разведенные в среде+0,1% BSA). Ингибиторы необходимо предварительно инкубировать с факторами в течение 1 ч перед добавлением к клеткам. Через шесть часов клетки промывали PBS и лизировали клетки.Day 3. Add factors (diluted in medium + 0.1% BSA). Inhibitors must be preincubated with factors for 1 hour before adding to cells. After six hours, the cells were washed with PBS and the cells were lysed.

Затем проводили люциферазный анализ. В отсутствие каких-либо ингибиторов, активин А показывал 10-кратную стимуляцию экспрессии репортерного гена и ED50 ~2 нг/мл. GDF-11: 16-кратную стимуляцию, ED50: ~1,5 нг/мл.Luciferase assay was then performed. In the absence of any inhibitors, activin A showed a 10-fold stimulation of reporter gene expression and an ED50 of ~2 ng/ml. GDF-11: 16-fold stimulation, ED50: ~1.5 ng/ml.

ActRIIB (20-134) является мощным ингибитором действия активина, GDF-8 и GDF-11 в этом анализе. Варианты также тестировали в этом анализе.ActRIIB (20-134) is a potent inhibitor of the actions of activin, GDF-8 and GDF-11 in this assay. Variants were also tested in this analysis.

Пример 3. Ингибирование GDF-11 посредством N-концевых и С-концевых усечений.Example 3 Inhibition of GDF-11 by N-terminal and C-terminal truncations.

Получали варианты ActRIIB(20-134)-hFc с усечениями на N-конце и/или С-конце и тестировали их активность в качестве ингибиторов GDF-11 и активина. Активности показаны ниже (измерены в кондиционированных средах).N-terminal and/or C-terminal truncation variants of ActRIIB(20-134)-hFc were prepared and tested for their activity as GDF-11 and activin inhibitors. Activities are shown below (measured in conditioned media).

С-концевые усечения ActRIIB-hFc:C-terminal truncations of ActRIIB-hFc:

IC50 (нг/мл) IC50 (ng/ml) GDF-11 GDF-11 Активин Activin ActRIIB(20-134)-hFc ActRIIB(20-134)-hFc 45 45 22 22 ActRIIB(20-132)-hFc ActRIIB(20-132)-hFc 87 87 32 32 ActRIIB(20-131)-hFc ActRIIB(20-131)-hFc 120 120 44 44 ActRIIB(20-128)-hFc ActRIIB(20-128)-hFc 130 130 158 158

Как можно видеть, усечения трех (заканчиваются на ...РРТ), шести (заканчиваются на ...YEP) или более аминокислот с С-конца вызывает снижение активности молекулы в три раза или больше. Усечение последних пятнадцати аминокислот части ActRIIB вызывает значительную потерю активности (см. WO2006/012627).As can be seen, truncations of three (end with ...PPT), six (end with ...YEP) or more amino acids from the C-terminus cause a decrease in the activity of the molecule by a factor of three or more. Truncation of the last fifteen amino acids of the ActRIIB portion causes a significant loss of activity (see WO2006/012627).

Аминоконцевые усечения были произведены на основе белка ActRIIB (20-131)-hFc. Активности показаны ниже (измерены в кондиционированных средах).Amino-terminal truncations were made based on the ActRIIB (20-131)-hFc protein. Activities are shown below (measured in conditioned media).

N-концевые усечения ActRIIB-hFc:N-terminal truncations of ActRIIB-hFc:

IC50 (нг/мл) IC50 (ng/ml) GDF-11 GDF-11 Активин Activin ActRIIB(20-131)-hFc (GRG...) ActRIIB(20-131)-hFc (GRG...) 183 183 201 201 ActRIIB(21-131)-hFc (RGE...) ActRIIB(21-131)-hFc (RGE...) 121 121 325 325 ActRIIB(22-131)-hFc (GEA...) ActRIIB(22-131)-hFc (GEA...) 71 71 100 100 ActRIIB(23-131)-hFc (EAE...) ActRIIB(23-131)-hFc (EAE...) 60 60 43 43 ActRIIB(24-131)-hFc (AET...) ActRIIB(24-131)-hFc (AET...) 69 69 105 105

Таким образом, усечения двух, трех или четырех аминокислот с N-конца приводят к выработке более активного белка, чем версии с полноразмерным внеклеточным доменом. Дополнительные эксперименты показывают, что усечение пяти аминокислот, ActRIIB (25-131)-hFc имеет активность, эквивалентную неусеченной форме, и дополнительные делеции на N-конце продолжают ухудшать активность белка. Таким образом, оптимальные конструкции будут иметь С-конец, заканчивающийся между аминокислотами 133-134 SEQ ID NO: 1, и N-конец, который начинается с аминокислот 22-24 SEQ ID NO: 1. Nконец, соответствующий аминокислотам 21 или 25 будет давать активность, аналогичную активности конструкции ActRIIB (20-134)-hFc. Эти усечения также можно использовать в отношении ловушек GDF, таких как вариант L79D или L79E.Thus, truncations of two, three, or four amino acids from the N-terminus result in the production of a more active protein than versions with the full-length extracellular domain. Additional experiments show that a five amino acid truncation, ActRIIB(25-131)-hFc, has activity equivalent to the non-truncated form, and additional deletions at the N terminus continue to impair the activity of the protein. Thus, optimal designs will have a C-terminus that ends between amino acids 133-134 of SEQ ID NO: 1, and an N-terminus that begins with amino acids 22-24 of SEQ ID NO: 1. An N-terminus corresponding to amino acids 21 or 25 will give activity similar to that of the ActRIIB (20-134)-hFc construct. These truncations can also be used against GDF traps such as the L79D or L79E variant.

Пример 4. Варианты ActRIIB-Fc, клеточная активность.Example 4. ActRIIB-Fc variants, cellular activity.

Активность белков ActRIIB-Fc и ловушек GDF тестировали в анализе на клетках, как описано выше. Результаты обобщены в таблице ниже. Некоторые варианты тестировали на различных конструкциях, усеченных с С-конца. Как указано выше, усечения пяти или пятнадцати аминокислот приводит к уменьшению активности. Ловушки GDF (варианты L79D и L79E) показали существенное уменьшениеThe activity of ActRIIB-Fc and GDF trap proteins was tested in a cell assay as described above. The results are summarized in the table below. Some variants were tested on various C-terminally truncated constructs. As stated above, truncation of five or fifteen amino acids results in decreased activity. GDF traps (variants L79D and L79E) showed a significant reduction

- 38 043601 связывания активина с одновременным сохранением ингибирования GDF11 дикого типа почти на уровне дикого типа.- 38 043601 activin binding while maintaining wild-type GDF11 inhibition at near wild-type levels.

Связывание растворимого ActRIIB-Fc с GDF 11 и активином А:Binding of soluble ActRIIB-Fc to GDF 11 and activin A:

Вариации ActRIIBFc Variations ActRIIBFc Часть ActRIIB-Fc (соответствует аминокислотам SEQ ID NO: 1) ActRIIB-Fc portion (corresponding to amino acids SEQ ID NO: 1) Активность ингибирования GDF11 GDF11 inhibition activity Активность ингибирования активина Activin inhibition activity R64 R64 20-134 20-134 +++ (примерно 10~8М Κι)+++ (approximately 10~ 8 M Κι) +++ (примерно 10~8М Кт)+++ (approximately 10~ 8 M Kt) А64 A64 20-134 20-134 + (примерно 10~6М Кт)+ (approximately 10~ 6 M Kt) + (примерно 10~6М Кт)+ (approximately 10~ 6 M Kt) R64 R64 20-129 20-129 +++ +++ +++ +++ R64 К74А R64 K74A 20-134 20-134 ++++ ++++ +++ + +++ + R64 A24N R64A24N 20-134 20-134 +++ +++ +++ +++ R64 A24N R64A24N 20-119 20-119 ++ ++ ++ ++ R64 A24N К74А R64 A24N K74A 20-119 20-119 + + + + R64 L79P R64 L79P 20-134 20-134 + + + + R64 L79P К74А R64 L79P K74A 20-134 20-134 + + + + R64 L79D R64 L79D 20-134 20-134 +++ +++ + + R64 L79E R64 L79E 20-134 20-134 +++ +++ + + R64K R64K 20-134 20-134 +++ +++ +++ +++ R64K R64K 20-129 20-129 +++ +++ +++ +++ R64 P129S Р130А R64 P129S P130A 20-134 20-134 +++ +++ +++ +++ R64N R64N 20-134 20-134 + + + +

+ Слабая активность (примерно 1х10-6М KI).+ Weak activity (approximately 1x10 -6 M K I ).

++ Умеренная активность (примерно 1х10-7М KI).++ Moderate activity (approximately 1x10 -7 M K I ).

+++ Хорошая активность (дикого типа) (примерно 1х10-8М KI).+++ Good activity (wild type) (approximately 1x10 -8 M K I ).

++++ Выше, чем активность дикого типа.++++ Higher than wild type activity.

Для некоторых вариантов оценивали время полувыведения из сыворотки крыс. ActRIIB (20-134)-Fc имел время полувыведения из сыворотки приблизительно 70 ч. ActRIIB (A24N 20-134)-Fc имел время полувыведения из сыворотки приблизительно 100-150 ч. Вариант A24N вариант в анализе на клетках (выше) и в анализах in vivo (ниже) имел активность, эквивалентную молекуле дикого типа. В сочетании с более долгим полувыведением, это означает, что с течением времени вариант A24N будет давать больший эффект на единицу белка, чем молекула дикого типа. Вариант A24N, и любые другие варианты, исследованные выше, можно комбинировать с молекулами ловушек GDF, такими как варианты L79D или L79E.For some variants, half-life in rat serum was assessed. ActRIIB (20-134)-Fc had a serum half-life of approximately 70 hours. ActRIIB (A24N 20-134)-Fc had a serum half-life of approximately 100-150 hours. The A24N variant in the cell assay (above) and in the assays in vivo (below) had activity equivalent to the wild type molecule. Combined with its longer half-life, this means that over time the A24N variant will have a greater effect per unit of protein than the wild-type molecule. The A24N variant, and any of the other variants examined above, can be combined with GDF decoy molecules such as the L79D or L79E variants.

Пример 5. Связывание GDF-11 и активина А.Example 5: Binding of GDF-11 and Activin A.

Связывание конкретных белков ActRIIB-Fc и ловушек GDF с лигандами тестировали в анализе BiaCore™.Binding of specific ActRIIB-Fc proteins and GDF decoys to ligands was tested in the BiaCore™ assay.

Варианты ActRIIB-Fc или белок дикого типа белок захватывались системой с использованием антитела к hFc. Инжектировали лиганды, и они протекали через захваченные рецепторные белки. Результаты обобщены в таблицах ниже.ActRIIB-Fc variants or wild-type protein were captured by the system using an anti-hFc antibody. Ligands were injected and flowed through the captured receptor proteins. The results are summarized in the tables below.

Специфичность связывания лиганда для вариантов IIB:Ligand binding specificity for IIB variants:

- 39 043601- 39 043601

GDF11 GDF11 Белок Protein КоП(1/мс)Ko P (1/ms) Koff (1/c)K off (1/c) KD (M) KD(M) ActRIIB(20-134)-hFc ActRIIB(20-134)-hFc 1,34e-6 1.34e-6 1,13e-4 1.13e-4 8,42e-ll 8.42e-ll ActRIIB(A24N 20-134)-hFc ActRIIB(A24N 20-134)-hFc 1,21e-6 1.21e-6 6,35e-5 6.35e-5 5,19e-ll 5.19e-ll ActRIIB(L79D 20-134)-hFc ActRIIB(L79D 20-134)-hFc 6,7e-5 6.7e-5 4,39e-4 4.39e-4 6,55e-10 6.55e-10 ActRIIB(L79E 20-134)-hFc ActRIIB(L79E 20-134)-hFc 3,8e-5 3.8e-5 2,74e-4 2.74e-4 7,16e-10 7.16e-10 ActRIIB(R64K 20-134)-hFc ActRIIB(R64K 20-134)-hFc 6,77e-5 6.77e-5 2,41e-5 2.41e-5 3,56e-ll 3.56e-ll GDF8 GDF8 Белок Protein КоП(1/мс)Ko P (1/ms) Koff (1/c)K off (1/c) KD (M) KD(M) ActRIIB(20-134)-hFc ActRIIB(20-134)-hFc 3,69e-5 3.69e-5 3,45e-5 3.45e-5 9,35e-ll 9.35e-ll ActRIIB(A24N 20-134)-hFc ActRIIB(A24N 20-134)-hFc ActRIIB(L79D 20-134)-hFc ActRIIB(L79D 20-134)-hFc 3,85e-5 3.85e-5 8,3e-4 8.3e-4 2,15e-9 2.15e-9 ActRIIB(L79E 20-134)-hFc ActRIIB(L79E 20-134)-hFc 3,74e-5 3.74e-5 9e-4 9e-4 2,41e-9 2.41e-9 ActRIIB(R64K 20-134)-hFc ActRIIB(R64K 20-134)-hFc 2,25e-5 2.25e-5 4,71e-5 4.71e-5 2,le-10 2,le-10 ActRIIB(R64K 20-129)-hFc ActRIIB(R64K 20-129)-hFc 9,74e-4 9.74e-4 2,09e-4 2.09e-4 2,15e-9 2.15e-9 ActRIIB(P129S, P130R 20134)-hFc ActRIIB(P129S, P130R 20134)-hFc 1,08e-5 1.08e-5 1,8e-4 1.8e-4 1,67e-9 1.67e-9 ActRIIB(K74A 20-134)-hFc ActRIIB(K74A 20-134)-hFc 2,8e-5 2.8e-5 2,03e-5 2.03e-5 7,18e-ll 7.18e-ll Активин A Activin A Белок Protein Коп(1/мс)K op (1/ms) Koff (1/c) Koff (1/c) KD (M) KD(M) ActRIIB(20-134)-hFc ActRIIB(20-134)-hFc 5,94e6 5.94e6 1,59e-4 1.59e-4 2,68e-ll 2.68e-ll ActRIIB(A24N 20-134)-hFc ActRIIB(A24N 20-134)-hFc 3,34e6 3.34e6 3,46e-4 3.46e-4 1,04e-10 1.04e-10 ActRIIB(L79D 20-134)-hFc ActRIIB(L79D 20-134)-hFc Слабая связь Weak connection ActRIIB(L79E 20-134)-hFc ActRIIB(L79E 20-134)-hFc Слабая связь Weak connection ActRIIB(R64K 20-134)-hFc ActRIIB(R64K 20-134)-hFc 6, 8 2 e 6 6, 8 2 e 6 3,25e-4 3.25e-4 4,76е-11 4.76e-11 ActRIIB(R64K 20-129)-hFc ActRIIB(R64K 20-129)-hFc 7,4 6e6 7.4 6e6 6,28e-4 6.28e-4 8,41е-11 8.41e-11 ActRIIB(P129S, P130R 20134)-hFc ActRIIB(P129S, P130R 20134)-hFc 5,02e6 5.02e6 4,17e-4 4.17e-4 8,31е-11 8.31e-11

Эти данные подтверждают данные анализа на клетках, демонстрируя, что вариант A24N сохраняет активность связывания лиганда, которая аналогична активности связывания молекулы ActRIIB (20-134)hFc, и что молекулы L79D или L79E сохраняют связывание миостатина GDF11, но демонстрируют заметное снижение (не поддающееся количественному измерению) связывания с активином А.These data support the cellular assays by demonstrating that the A24N variant retains ligand binding activity that is similar to that of the ActRIIB(20-134)hFc molecule, and that L79D or L79E retains myostatin GDF11 binding but shows a marked decrease (not quantifiable). measurement) binding to activin A.

Были созданы и протестированы другие варианты, описанные в WO2006/012627 (включена в настоящий документ в качестве ссылки в полном объеме) см. например, стр. 59-60, с использованием лигандов, присоединенных к устройству и протекания рецептора через присоединенные лиганды. Примечательно, что K74Y, K74F, K74I (и предположительно другие гидрофобные замены в положении К74, такие как K74L), и D80I, вызывают снижение соотношения связывания активина А к связыванию GDF11, по сравнению с молекулой дикого типа K74. Таблица с данными, относящимися к этим вариантом, представлена ниже.Other variations have been created and tested, as described in WO2006/012627 (incorporated herein by reference in its entirety), see for example pages 59-60, using ligands attached to the device and flow of the receptor through the attached ligands. Notably, K74Y, K74F, K74I (and presumably other hydrophobic substitutions at position K74, such as K74L), and D80I cause a decrease in the ratio of activin A binding to GDF11 binding compared with the wild-type K74 molecule. A table with data related to these options is presented below.

Связывание растворимых вариантов ActRIIB-Fc с GDF11 и активином А (анализ BiaCore):Binding of soluble ActRIIB-Fc variants to GDF11 and activin A (BiaCore assay):

- 40 043601- 40 043601

ActRIIB ActRIIB ActA ActA GDF11 GDF11 WT (64А) WT (64A) KD=l,8e-7M (+) KD=l,8e-7M (+) KD=2,6e-7M (+) KD=2.6e-7M (+) WT (64R) WT (64R) па pa KD=8,6е-8М ( + + +) KD=8.6е-8М ( + + +) +15 хвост +15 tail KD ~2,6е-8М ( + + +) KD ~2.6е-8М ( + + +) KD=1.9е-8М (++++) KD=1.9е-8М (++++) Е37А E37A * * 4g R4 0A R4 0A - - - - D54A D54A - - 4g К55А K55A ++ ++ 4g R5 6A R5 6A * * 4g К7 4А K7 4A KD=4,35е-9М + + + + + KD=4.35е-9М + + + + + KD=5,Зе-9М + + + + + KD=5,Ze-9M + + + + + K74Y K74Y * * K74F K74F * * -- -- K74I K74I 4g W7 8A W7 8A * * * * L7 9A L7 9A + + 4g D80K D80K 4g 4g D80R D80R 4g 4g D8 0A D8 0A 4g 4g D80F D80F 4g 4g D80G D80G 4g 4g D8 0M D8 0M 4g 4g D80N D80N 4g 4g D80I D80I 4g -- -- F82A F82A ++ ++ - -

* Не наблюдали связывания.*No binding observed.

- <1/5 от связывания дикого типа.- <1/5 of wild type binding.

- ~1/2 от связывания дикого типа + дикий тип.- ~1/2 of wild type + wild type binding.

++ <2х увеличение связывания +++ ~5х увеличение связывания ++++ ~10х увеличение связывания +++++ ~ 40х увеличение связывания.++ <2x increase in binding +++ ~5x increase in binding ++++ ~10x increase in binding +++++ ~ 40x increase in binding.

Пример 6. ActRIIB-hFc стимулирует эритропоэз у приматов, не являющихся человеком.Example 6 ActRIIB-hFc stimulates erythropoiesis in non-human primates.

ActRIIB (20-134)-hFc (IgG1) вводили раз в неделю в течение 1 месяца самцам и самкам яванских макак путем подкожной инъекции. Сорок восемь яванских макак (24/на пол) распределяли в одну из четырех групп лечения (6 животных/на пол/на группу) и вводили подкожные инъекции или растворителя, или ActRIIB-hFc в концентрации 3, 10 или 30 мг/кг раз в неделю в течение четырех недель (всего 5 доз). Оценивали параметры, включая общую клиническую патологию (гематология, клиническая химия, свертывание и анализ мочи). ActRIIB-hFc вызвал статистически значимое увеличение средних абсолютных значений ретикулоцитов к 15 дню у обработанных животных. Ко дню 36, ActRIIB-hFc вызвал серьезные гематологические изменения, включая увеличение средних абсолютных значений ретикулоцитов и величин распределения эритроцитов по объему и снижение средней корпускулярной концентрации гемоглобина. Были затронуты оба пола и все обработанные группы. Эти эффекты соответствуют положительному воздействию ActRIIB-hFc на высвобождение незрелых ретикулоцитов из костного мозга. Этот эффект был обратим после вымывания лекарственного средства у обработанных животных (ко дню исследования 56). Таким образом, делается вывод, что ActRIIB-hFc стимулирует эритропоэз.ActRIIB (20-134)-hFc (IgG1) was administered once a week for 1 month to male and female cynomolgus monkeys by subcutaneous injection. Forty-eight cynomolgus monkeys (24/sex) were assigned to one of four treatment groups (6 animals/sex/group) and received subcutaneous injections of either vehicle or ActRIIB-hFc at concentrations of 3, 10, or 30 mg/kg q.i. week for four weeks (total 5 doses). Parameters including general clinical pathology (hematology, clinical chemistry, coagulation, and urinalysis) were assessed. ActRIIB-hFc caused a statistically significant increase in mean absolute reticulocyte values by day 15 in treated animals. By day 36, ActRIIB-hFc caused significant hematologic changes, including an increase in mean absolute reticulocyte values and red cell volume distribution values and a decrease in mean corpuscular hemoglobin concentration. Both sexes and all treated groups were affected. These effects are consistent with the positive effects of ActRIIB-hFc on the release of immature reticulocytes from the bone marrow. This effect was reversible after drug washout from treated animals (by study day 56). Thus, it is concluded that ActRIIB-hFc stimulates erythropoiesis.

Пример 7. ActRIIB-mFc способствует аспектам эритропоэза у мышей путем стимуляции эритропоэтической активности селезенки.Example 7 ActRIIB-mFc promotes aspects of erythropoiesis in mice by stimulating spleen erythropoietic activity.

В этом исследовании анализировали эффекты введения ActRIIB (20-134)-mFc in vivo на частоту гематопоэтических предшественников в костном мозге и селезенке. Одну группу мышей C57BL/6 инъецировали PBS в качестве контроля, а второй группе мышей вводили две дозы ActRIIB-mFc в концентрации 10 мг/кг, и умерщвляли обе группы через 8 суток. Для проведения полного анализа крови использовалиThis study analyzed the effects of in vivo administration of ActRIIB(20-134)-mFc on the frequency of hematopoietic progenitors in the bone marrow and spleen. One group of C57BL/6 mice was injected with PBS as a control, and a second group of mice was injected with two doses of ActRIIB-mFc at a concentration of 10 mg/kg, and both groups were sacrificed after 8 days. To perform a complete blood count, we used

- 41 043601 периферическую кровь, а бедренные кости и селезенки использовали для проведения клоногенных анализов in vitro для оценки содержания лимфоидных, эритроидных и миелоидных клетокпредшественников в каждом органе. За краткий период этого исследования не наблюдали никаких значительных изменений в уровнях эритроцитов, гемоглобина или лейкоцитов у обработанных мышей. В бедренной кости не было различий между числом ядросодержащих клеток или содержанием предшественников между контрольной и обработанной группами. В селезенках, группа, обработанная соединением, показала статистически значимое увеличение числа колоний зрелых эритроидных предшественников (CFU-E) на чашку, частоты и общего числа предшественников на селезенку. Кроме того, было показано увеличение числа миелоидных (CFU-GM), незрелых эритроидных (BFU-E) предшественников и общего числа предшественников на селезенку.- 41 043601 peripheral blood, and femurs and spleens were used to perform in vitro clonogenic assays to assess the content of lymphoid, erythroid and myeloid progenitor cells in each organ. During the short period of this study, no significant changes in red blood cell, hemoglobin, or white blood cell levels were observed in the treated mice. In the femur, there were no differences in the number of nucleated cells or progenitor content between the control and treated groups. In spleens, the compound-treated group showed a statistically significant increase in the number of colonies of mature erythroid progenitors (CFU-E) per plate, frequency and total number of progenitors per spleen. In addition, an increase in the number of myeloid (CFU-GM), immature erythroid (BFU-E) progenitors, and total progenitors per spleen was shown.

Животные.Animals.

В исследовании использовали шестнадцать самок мышей C57BL/6 в возрасте 6-8 недель. Восемь мышей инъецировали подкожно тестируемым соединением ActRIIB-mFc в дни 1 и 3 в дозе 10 мг/кг, и восемь мышей инъецировали подкожно контрольным растворителем, фосфатно-солевым буфером (PBS), в объеме 100 на мышь. Всех мышей умерщвляли через 8 суток после первой инъекции согласно соответствующему Руководству по обращению с животными. Собирали образцы периферической крови (РВ) от индивидуальных животных путем сердечной пункции и использовали для полного анализа крови и лейкоцитарной формулы (CBC/Diff). От каждой мыши собирали бедренные кости и селезенки.Sixteen female C57BL/6 mice, 6–8 weeks of age, were used in the study. Eight mice were injected subcutaneously with test compound ActRIIB-mFc on days 1 and 3 at a dose of 10 mg/kg, and eight mice were injected subcutaneously with the vehicle control, phosphate-buffered saline (PBS), at a volume of 100 per mouse. All mice were sacrificed 8 days after the first injection according to the appropriate Animal Handling Guidelines. Peripheral blood (PB) samples were collected from individual animals by cardiac puncture and used for complete blood count and leukocyte count (CBC/Diff). Femurs and spleens were collected from each mouse.

Проведенные анализы.Performed tests.

Анализы CBC/Diff.CBC/Diff analyses.

Собирали РВ от каждой мыши путем сердечной пункции и помещали в соответствующие пробирки Microtamer. Образцы отправляли в CLV для анализа на счетчике CellDyn 3500.PB was collected from each mouse by cardiac puncture and placed into appropriate Microtamer tubes. Samples were sent to CLV for analysis on a CellDyn 3500 counter.

Клоногенные анализы.Clonogenic assays.

Клоногенных предшественников миелоидной, эритроидной и лимфоидной линий дифференцировки оценивали in vitro с использованием систем сред на основе метилцеллюлозы, описанных ниже.Clonogenic progenitors of the myeloid, erythroid and lymphoid lineages were assessed in vitro using the methylcellulose-based media systems described below.

Зрелые эритроидные предшественники.Mature erythroid precursors.

Клоногенные предшественники зрелых эритроидных (CFU-E) линий культивировали в MethoCult™ 3334, среде на основе метилцеллюлозы, содержащей рекомбинантный человеческий (rh) эритропоэтин (3 Ед/мл).Clonogenic progenitors of mature erythroid (CFU-E) lines were cultured in MethoCult™ 3334, a methylcellulose-based medium containing recombinant human (rh) erythropoietin (3 U/ml).

Лимфоидные предшественники.Lymphoid precursors.

Клоногенные предшественники лимфоидной (CFU-pre-B) линии культивировали в MethoCult® 3630, среде на основе метилцеллюлозы, содержащей rh Интерлейкин 7 (10 нг/мл).Clonogenic precursors of the lymphoid (CFU-pre-B) lineage were cultured in MethoCult® 3630, a methylcellulose-based medium containing rh Interleukin 7 (10 ng/ml).

Миелоидные и незрелые эритроидные предшественники.Myeloid and immature erythroid precursors.

Клоногенные предшественники гранулоцитарно-моноцитарной (CFU-GM), эритроидной (BFU-E) и мультипотентной (CFU-GEMM) линий культивировали в MethoCult™ 3434, среде на основе метилцеллюлозы, содержащей рекомбинантный мышиный (rm) фактор стволовых клеток (50 нг/мл), rh Интерлейкин 6 (10 нг/мл), rm Интерлейкин 3 (10 нг/мл) и rh Эритропоэтин (3 Ед/мл).Clonogenic progenitors of the granulocyte-monocyte (CFU-GM), erythroid (BFU-E) and multipotent (CFU-GEMM) lineages were cultured in MethoCult™ 3434, a methylcellulose-based medium containing recombinant murine (rm) stem cell factor (50 ng/ml ), rh Interleukin 6 (10 ng/ml), rm Interleukin 3 (10 ng/ml) and rh Erythropoietin (3 U/ml).

Способы.Ways.

Бедренные кости и селезенки мышей обрабатывали по стандартным протоколам. В кратком изложении, костный мозг получали промывкой полости бедренной кости средой Дульбекко, модифицированной по способу Исков, содержащей 2% эмбриональную телячью сыворотку (IMDM 2% FBS), с использованием иглы калибра 21 и шприца 1 см3. Клетки селезенки получали путем дробления селезенки через 70 мкм фильтр и промывания фильтра IMDM 2% FBS. Подсчет ядросодержащих клеток в 3% ледяной уксусной кислоте затем выполняли на суспензиях одиночных клеток с использованием счетной камеры Нейбауэра таким образом, что можно было посчитать общее число клеток на орган. Для удаления загрязняющих эритроцитов все клетки селезенки затем разводили трехкратным объемом лизирующего буфера с хлоридом аммония и инкубировали на льду 10 мин. Клетки затем отмывали и ресуспендировали в IMDM 2% FBS, и проводили второй подсчет клеток для определения концентрацию клеток после лизиса.Mouse femurs and spleens were processed according to standard protocols. Briefly, bone marrow was obtained by flushing the femoral cavity with Iscove's modified Dulbecco's medium containing 2% fetal bovine serum (IMDM 2% FBS) using a 21-gauge needle and 1 cc syringe. Spleen cells were obtained by crushing the spleen through a 70 μm filter and washing the IMDM filter with 2% FBS. Counts of nucleated cells in 3% glacial acetic acid were then performed on single cell suspensions using a Neubauer counting chamber so that the total number of cells per organ could be counted. To remove contaminating erythrocytes, all spleen cells were then diluted with three times the volume of ammonium chloride lysis buffer and incubated on ice for 10 min. The cells were then washed and resuspended in IMDM 2% FBS, and a second cell count was performed to determine the cell concentration after lysis.

Были приготовлены стоки клеток, и к каждому добавлен состав среды на основе метилцеллюлозы для получения оптимальных концентраций для засевания для каждой ткани в каждом составе среды. Клетки костного мозга высевали в концентрации 1x105 клеток на чашку в MethoCult™ 3334 для оценки зрелых эритроидных предшественников, 2x105 клеток на чашку в MethoCult™ 3630 для оценки лимфоидных предшественников и 3x104 клеток на чашку в MethoCult™ 3434 для оценки незрелых эритроидных и миелоидных предшественников. Клетки селезенки высевали в концентрации 4x105 клеток на чашку в MethoCult™ 3334 для оценки зрелых эритроидных предшественников, 4x105 клеток на чашку в MethoCult™ 3630 для оценки лимфоидных предшественников и 2x105 клеток на чашку в MethoCult™ 3434 для оценки незрелых эритроидных и миелоидных предшественников. Культуры высевали на чашки в трех дублях и инкубировали при 37°С, 5% СО2 до учета и оценки колоний, которые проводил обученный персонал. Зрелые эритроидные предшественники культивировали в течение 2 суток, лимфоидные предшественники культивировали в течение 7 суток, и незрелые эритроидные и миелоидные предшественникиCell stocks were prepared and a methylcellulose-based media formulation was added to each to obtain optimal seeding concentrations for each tissue in each media formulation. Bone marrow cells were plated at a concentration of 1x105 cells per plate in MethoCult™ 3334 to assess mature erythroid progenitors, 2x105 cells per plate in MethoCult™ 3630 to assess lymphoid progenitors, and 3x10 4 cells per plate in MethoCult™ 3434 to assess immature erythroid and myeloid progenitors. Spleen cells were plated at a concentration of 4x105 cells per plate in MethoCult™ 3334 to evaluate mature erythroid progenitors, 4x105 cells per plate in MethoCult™ 3630 to evaluate lymphoid progenitors, and 2x105 cells per plate in MethoCult™ 3434 to evaluate immature erythroid and myeloid progenitors. Cultures were plated in triplicate and incubated at 37°C, 5% CO 2 until colonies were counted and scored by trained personnel. Mature erythroid progenitors were cultured for 2 days, lymphoid progenitors were cultured for 7 days, and immature erythroid and myeloid progenitors

- 42 043601 культивировали в течение 12 суток.- 42 043601 were cultivated for 12 days.

Анализ.Analysis.

Среднее ±1 стандартное отклонение рассчитывали для трех повторов культур из клоногенных анализов и для контроля и групп лечения для всех наборов данных.Mean ±1 standard deviation was calculated for triplicate cultures from clonogenic assays and for control and treatment groups for all data sets.

Частоту колониеобразующих клеток (CFC) в каждой ткани рассчитывали следующим образом: клетки, засеянные на чашку;The frequency of colony-forming cells (CFC) in each tissue was calculated as follows: cells plated per plate;

средняя CFC, подсчитанная на чашке.average CFC calculated per plate.

Общую CFC на бедренную кость или селезенку рассчитывали следующим образом:Total CFC per femur or spleen was calculated as follows:

общая подсчитанная CFC x количество ядросодержащих клеток на бедренную кость или селезенку (после лизиса эритроцитов);total counted CFC x number of nucleated cells per femur or spleen (after erythrocyte lysis);

количество культивированных ядросодержащих клеток.number of cultured nucleated cells.

Стандартные t-тесты проводили для оценки того, есть ли различия в среднем количестве клеток или гематопоэтических предшественников между мышами с контрольным PBS и мышами, обработанными соединением. В связи с потенциальной субъективностью учета колоний, значимой считали величину р, меньшую, чем 0,01. Сердние значения (±SD) для каждой группы показаны в таблицах ниже.Standard t tests were performed to evaluate whether there were differences in the mean number of cells or hematopoietic progenitors between PBS control and compound-treated mice. Due to the potential subjectivity of counting colonies, a p value less than 0.01 was considered significant. Mean values (±SD) for each group are shown in the tables below.

Г ематологические параметрыHematological parameters

Группа лечения Treatment group Белые клетки крови (х109/л)White blood cells (x10 9 /l) Красные клетки крови (х109/л)Red blood cells (x10 9 /l) Гемоглобин (г/л) Hemoglobin (g/l) Гематокрит (л/л) Hematocrit (l/l) PBS (п=8) ActRIIB-mFc (п=8) PBS (n=8) ActRIIB-mFc (n=8) 9,53+1,44 9,77+1,19 CFC из бед 9.53+1.44 9.77+1.19 CFC out of trouble 10,5+1,1 10,8+0,3 I ренной кости ι 10.5+1.1 10.8+0.3 I renal bone ι 160,9+13,3 162,1+4,1 ι селезенки 160.9+13.3 162.1+4.1 ι spleen 0,552+0,057 0,567+0,019 0.552+0.057 0.567+0.019 Группа лечения Treatment group Общая CFC на бедренную кость Total CFC per femur Общая CFC на селезенку General CFC to the spleen Общая CFU-E на бедренную кость Total CFU-E per femur Общая CFU-E на селезенку Total CFU-E to spleen PBS (п=8) PBS (n=8) 88+10 88+10 54+14 54+14 156+27 156+27 131+71 131+71 ActRIIB-mFc (п=8) ActRIIB-mFc (n=8) 8 5+9 8 5+9 7 9+6* 7 9+6* 164+23 164+23 436+86* 436+86*

* предварительный анализ показывает р<0,05.*preliminary analysis shows p<0.05.

Обработка мышей ActRIIB (20-134)-mFc за краткий период данного исследования не привела к значительному повышению содержания эритроцитов или гемоглобина. Однако воздействие на содержание клеток-предшественников было заметным. В бедренных костях не было различий в количестве ядросодержащих клеток или содержании предшественников между контрольной и обработанной группами. В селезенках, группа, обработанная соединением, показала статистически значимое увеличение количества ядросодержащих клеток до лизиса эритроцитов и числа колоний зрелых эритроидных предшественников (CFU-E) на чашку, частоты и общего числа предшественников на селезенку. Кроме того, наблюдали увеличение количества миелоидных (CFU-GM), незрелых эритроидных (BFU-E) предшественников и общего количества предшественников на селезенку. Таким образом, ожидается, что после более долгого периода времени, обработка ActRIIB(20-134)-mFc может привести к повышенному содержанию эритроцитов и гемоглобина.Treatment of mice with ActRIIB(20-134)-mFc during the short period of this study did not result in a significant increase in red blood cell or hemoglobin levels. However, the effect on progenitor cell content was noticeable. In the femurs, there were no differences in the number of nucleated cells or progenitor content between the control and treated groups. In spleens, the compound-treated group showed a statistically significant increase in the number of nucleated cells before erythrocyte lysis and the number of colonies of mature erythroid progenitors (CFU-E) per plate, frequency and total number of progenitors per spleen. In addition, an increase in the number of myeloid (CFU-GM), immature erythroid (BFU-E) progenitors, and total progenitors per spleen was observed. Thus, it is expected that after a longer period of time, treatment with ActRIIB(20-134)-mFc may lead to increased red blood cell and hemoglobin levels.

Пример 8. Ловушка GDF повышает уровни эритроцитов in vivo.Example 8 GDF Trap Increases RBC Levels in Vivo.

Самцов мыши C57BL/6NTac в возрасте двенадцати недель распределяли в одну из двух групп лечения (N=10). Мышей дозировали или растворителем или вариантным полипептидом ActRIIB (Ловушка GDF) [ActRIIB(L79D 20-134)-hFc] путем подкожной инъекции (п/к) в концентрации 10 мг/кг дважды в неделю в течение четырех недель. В конце исследования собирали цельную кровь посредством сердечной пункции в пробирки, содержащие EDTA, и анализировали распределение клеток с использованием гематологического анализатора НМ2 (Abaxis, Inc).Twelve-week-old male C57BL/6NTac mice were assigned to one of two treatment groups (N=10). Mice were dosed with either vehicle or ActRIIB variant polypeptide (GDF Trap) [ActRIIB(L79D 20-134)-hFc] by subcutaneous injection (SC) at a concentration of 10 mg/kg twice weekly for four weeks. At the end of the study, whole blood was collected by cardiac puncture into tubes containing EDTA, and cell distribution was analyzed using an HM2 hematology analyzer (Abaxis, Inc).

- 43 043601- 43 043601

Обозначения групп.Group designations.

Группа Group N N Мыши Mice Инъекция Injection Доза (мг/кг) Dose (mg/kg) Путь введения Route of administration Частота Frequency 1 1 10 10 C57BL/6 C57BL/6 BBS BBS 0 0 п/к PC Дважды в неделю Twice a week 2 2 10 10 C57BL/6 C57BL/6 Ловушка gdf [ActRIIB(L79D 20-134)-hFc] Trap gdf [ActRIIB(L79D 20-134)-hFc] 10 10 п/к PC Дважды в неделю Twice a week

Лечение ловушкой GDF не оказало статистически достоверного эффекта на количество лейкоцитов (WBC) по сравнению с контролями с растворителем. Количество эритроцитов (RBC) было повышено в группе лечения по сравнению с контролями (см. таблицу ниже). Как содержание гемоглобина (HGB), так и гематокрит (НСТ) были также повышены из-за дополнительных эритроцитов. Средняя ширина эритроцитов (RDWc) была выше у обработанных животных, указывая на увеличение пула незрелых эритроцитов. Таким образом, лечение ловушкой GDF приводит к повышению эритроцитов, без каких-либо различимых эффектов на популяции лейкоцитов.GDF trap treatment had no statistically significant effect on white blood cell (WBC) counts compared with vehicle controls. Red blood cell (RBC) counts were increased in the treatment group compared to controls (see table below). Both hemoglobin (HGB) and hematocrit (HCT) were also elevated due to the extra red blood cells. Mean erythrocyte width (RDWc) was higher in treated animals, indicating an increased pool of immature erythrocytes. Thus, GDF trap treatment results in an increase in red blood cell counts, without any discernible effects on leukocyte populations.

Гематологические результаты.Hematological results.

RBC (1012/л)RBC (10 12 /l) HGB (г/дл) HGB (g/dl) НСТ (%) NST (%) RDWc (%) RDWc (%) PBS PBS 10,7+0,1 10.7+0.1 14,8+0,6 14.8+0.6 44,8+0,4 44.8+0.4 17,0+0,1 17.0+0.1 Ловушка GDF GDF trap 12,4+0,4** 12.4+0.4** 17,0±0,7* 17.0±0.7* 48,8+1,8* 48.8+1.8* 18,4+0,2** 18.4+0.2**

*=р<0,05, **=р<0,01.*=p<0.05, **=p<0.01.

Пример 9. Ловушка GDF превосходит ActRIIB-Fc по увеличению уровней эритроцитов in vivo.Example 9: GDF Trap is superior to ActRIIB-Fc in increasing red blood cell levels in vivo.

Самцов мыши C57BL/6NTac в возрасте девятнадцати недель случайным образом распределяли в одну из тех групп. Мышей дозировали растворителем (10 мМ физиологический раствор, забуференный трисом, TBS), ActRIIB(20-134)-mFc дикого типа, или ловушкой GDF ActRIIB(L79D 20-134)-hFc путем подкожной инъекции дважды в неделю в течение трех недель. Кровь собирали из щеки в начале и через три недели дозирования и распределение клеток с использованием гематологического анализатора (НМ2, Abaxis, Inc.).Nineteen-week-old male C57BL/6NTac mice were randomly assigned to one of those groups. Mice were dosed with vehicle (10 mM Tris-buffered saline, TBS), wild-type ActRIIB(20-134)-mFc, or GDF trap ActRIIB(L79D 20-134)-hFc by subcutaneous injection twice weekly for three weeks. Blood was collected from the cheek at baseline and after three weeks of dosing and cell distribution using a hematology analyzer (HM2, Abaxis, Inc.).

Лечение ActRIIB-Fc или ловушкой GDF не имело достоверного действия на число лейкоцитов (WBC) по сравнению с контролями с растворителем. Количество эритроцитов (RBC), гематокрит (НСТ) и уровни гемоглобина были повышены у мышей, обработанных ловушкой GDF, по сравнению или с контролями, или с конструкцией дикого типа (см. таблицу ниже). Таким образом, при прямом сравнении, ловушка GDF способствует повышению эритроцитов в значительно большей степени, чем белок ActRIIB-Fc дикого типа. Фактически, в этом эксперименте, белок ActRIIB-Fc дикого типа не вызвал статистически значимого повышения эритроцитов, и предполагается, что для выявления этого эффекта необходимо более длительное дозирование или более высокие дозы.Treatment with ActRIIB-Fc or GDF trap had no significant effect on white blood cell (WBC) counts compared with vehicle controls. Red blood cell count (RBC), hematocrit (HCT), and hemoglobin levels were increased in GDF trap-treated mice compared with either controls or the wild-type construct (see table below). Thus, in a direct comparison, the GDF trap promoted red blood cell production to a significantly greater extent than the wild-type ActRIIB-Fc protein. In fact, in this experiment, wild-type ActRIIB-Fc protein did not cause a statistically significant increase in red blood cells, suggesting that longer dosing or higher doses would be necessary to detect this effect.

Гематологические результаты после трех недель дозирования.Hematologic results after three weeks of dosing.

RBC (1012/мл)RBC (10 12 /ml) НСТ (%) NST (%) HGB (г/дл) HGB (g/dl) TBS TBS 11,06+0,46 11.06+0.46 46, 78+1,9 46, 78+1.9 15,7+0,7 15.7+0.7 ActRIIB-mFc ActRIIB-mFc 11,64+0,09 11.64+0.09 49,03+0,3 49.03+0.3 16, 5+1,5 16.5+1.5 Ловушка GDF GDF trap 13,19+0,2** 13.19+0.2** 53,04+0,8** 53.04+0.8** 18,4+0,3** 18.4+0.3**

**=р<0,01.**=p<0.01.

Пример 10. Создание ловушки GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB.Example 10: Construction of a GDF Trap with a Truncated ActRIIB Extracellular Domain.

Как описано в примере 1, ловушку GDF, обозначаемую как ActRIIB(L79D 20-134)-hFc получали посредством N-концевого слияния лидерной последовательности ТРА с внеклеточным доменом ActRIIB (остатки 20-134 в SEQ ID NO: 1), содержащим замену лейцина на аспартат (в остатке 79 в SEQ ID NO: 1) и С-концевого слияния человеческого Fc-домена с минимальным линкером (три остатка глицина) (фиг. 3). Нуклеотидная последовательность, соответствующая этому слитому белку, показана на фиг. 4.As described in Example 1, a GDF trap, designated ActRIIB(L79D 20-134)-hFc, was generated by N-terminal fusion of the TPA leader sequence to the extracellular domain of ActRIIB (residues 20-134 in SEQ ID NO: 1) containing a leucine substitution for aspartate (at residue 79 in SEQ ID NO: 1) and a C-terminal fusion of the human Fc domain with a minimal linker (three glycine residues) (Fig. 3). The nucleotide sequence corresponding to this fusion protein is shown in FIG. 4.

Ловушку GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB, обозначаемую как ActRIIB(L79D 25131)-hFc, посредством N-концевого слияния лидерной последовательности ТРА с усеченным внеклеточным доменом (остатки 25-131 в SEQ ID NO: 1), содержащим замену лейцина на аспартат (в остатке 79 вA GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB, designated ActRIIB(L79D 25131)-hFc, by N-terminal fusion of the TPA leader sequence with a truncated extracellular domain (residues 25-131 in SEQ ID NO: 1) containing a leucine to aspartate substitution (in balance 79 in

- 44 043601- 44 043601

SEQ ID NO: 1) и С-концевого слияния человеческого Fc-домена с минимальным линкером (три остатка глицина) (фиг. 5).SEQ ID NO: 1) and a C-terminal fusion of the human Fc domain with a minimal linker (three glycine residues) (Fig. 5).

Нуклеотидная последовательность, соответствующая этому слитому белку, показана на фиг. 6.The nucleotide sequence corresponding to this fusion protein is shown in FIG. 6.

Пример 11. Селективное связывание лиганда ловушкой GDF с двойным усечением внеклеточного домена ActRIIB.Example 11: Selective Ligand Binding by GDF Trap Double Truncation of ActRIIB Extracellular Domain.

Аффинность ловушек GDF и других белков ActRIIB-hFc к нескольким лигандам оценивали in vitro при помощи прибора Biacore™. Результаты обощены в таблице ниже. Значения Kd получали путем подгонки равновесной аффинности из-за очень быстрой ассоциации и диссоциации комплекса, что мешает точному определению kon и kof.The affinities of GDF decoys and other ActRIIB-hFc proteins for several ligands were assessed in vitro using the Biacore™ instrument. The results are summarized in the table below. Kd values were obtained by equilibrium affinity fitting due to the very rapid association and dissociation of the complex, which prevents the accurate determination of k on and kof.

Селективность к лигандам для вариантов ActRIIB-hFc.Ligand selectivity for ActRIIB-hFc variants.

Слитая конструкция Fused design Активин A (Kd e-11) Activin A (Kd e-11) Активин В (Kd e-11) Activin B (Kd e-11) GDF 11 (Kd e-11) GDF 11 (Kd e-11) ActRIIB(L79 20-134)-hFc ActRIIB(L79 20-134)-hFc 1, 6 16 1,2 1.2 3, 6 3, 6 ActRIIB(L79D 20-134)-hFc ActRIIB(L79D 20-134)-hFc 1350,0 1350.0 78, 8 78, 8 12,3 12.3 ActRIIB(L79 25-131)-hFc ActRIIB(L79 25-131)-hFc 1, 8 18 1,2 1.2 3, 1 3, 1 ActRIIB(L79D 25-131)-hFc ActRIIB(L79D 25-131)-hFc 2290,0 2290.0 62,1 62.1 7,4 7.4

Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом, ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, имела равную или более высокую селективность к лиганду, показанную для более длинного варианта, ActRIIB(L79D 20134)-hFc, с ярко выраженной потерей связывания активина А и активина В и практически полным сохранением связывания GDF11 по сравнению с партнерами ActRIIB-hFc без замены L79D. Обратите внимание, что усечение само по себе (без замены L79D) не изменяет селективности к лигандам, показанным здесь [сравните ActRIIB(L79 25-131)-hFc с ActRIIB(L79 20-134)-hFc].A GDF trap with a truncated extracellular domain, ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, had equal or greater ligand selectivity shown for the longer variant, ActRIIB(L79D 20134)-hFc, with a pronounced loss of activin A and activin B binding and almost complete preservation of GDF11 binding compared to ActRIIB-hFc partners without the L79D substitution. Note that truncation alone (without the L79D substitution) does not change selectivity for the ligands shown here [compare ActRIIB(L79 25-131)-hFc with ActRIIB(L79 20-134)-hFc].

Пример 12. Создание ActRIIB(L79D 25-131)-hFc с альтернативными нуклеотидными последовательностями.Example 12. Construction of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc with alternative nucleotide sequences.

Для создания ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, внеклеточный домен ActRIIB человек с заменой аспартата в нативном положении положение 79 (SEQ ID NO: 1) и с N-концевыми и С-концевыми усечениями (остатки 25-131 в SEQ ID NO: 1) сливали с N-конца с лидерной последовательностью ТРА вместо нативной лидерной последовательности ActRIIB и с С-конца с человеческим Fc-доменом с минимальным линкером (три остатка глицина) (фиг. 5). Одна нуклеотидная последовательность, кодирующая этот слитый белок, показана на фиг. 6 (SEQ ID NO: 27), и альтернативная нуклеотидная последовательность, кодирующая точно такой же слитый белок, показана на фиг. 9 (SEQ ID NO: 30). Этот белок экпрессировали и очищали с использованием способов, описанных в примере 1.To create ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, the extracellular domain of human ActRIIB with an aspartate substitution at the native position position 79 (SEQ ID NO: 1) and with N-terminal and C-terminal truncations (residues 25-131 in SEQ ID NO : 1) fused from the N-terminus to the TPA leader sequence instead of the native ActRIIB leader sequence and from the C-terminus to the human Fc domain with a minimal linker (three glycine residues) (Fig. 5). One nucleotide sequence encoding this fusion protein is shown in FIG. 6 (SEQ ID NO: 27), and an alternative nucleotide sequence encoding the exact same fusion protein is shown in FIG. 9 (SEQ ID NO: 30). This protein was expressed and purified using the methods described in Example 1.

Пример 13. Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB повышает пролиферацию эритроидных предшественников у мышей.Example 13: ActRIIB Extracellular Domain Truncated GDF Trap Enhances Proliferation of Erythroid Progenitors in Mice.

ActRIIB(L79D 25-131)-hFc оценивали для того, чтобы определить его воздействие на пролиферацию эритроидных предшественникой. Самцов мышей C57BL/6 (в возрасте 8 недель) обрабатывали ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 мг/кг, п/к; n=6) или растворителем (TBS; n=6) в дни 1 и 4, затем усыпляли в день 8 для сбора селезенок, большеберцовых костей, бедренных костей и крови. Выделяли клетки селезенки и костного мозга, разводили средой Дульбекко, модифицированной по способу Исков, содержащей 5% эмбриональную телячью сыворотку, суспендировали в специальной среде на основе метилцеллюлозы, и культивировали или 2 или 12 дней для оценки уровней клоногенных предшественников на стадии колониеобразующей единицы эритроидного ряда (CFU-E) и на стадии бурстообразующей единицы эритроидного ряда (BFU-E), соответственно.ActRIIB(L79D 25-131)-hFc was evaluated to determine its effect on erythroid progenitor proliferation. Male C57BL/6 mice (8 weeks old) were treated with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 mg/kg, s.c.; n=6) or vehicle (TBS; n=6) on days 1 and 4. then euthanized on day 8 to collect spleens, tibias, femurs, and blood. Spleen and bone marrow cells were isolated, diluted in Iscove's modified Dulbecco's medium containing 5% fetal bovine serum, suspended in a special methylcellulose-based medium, and cultured for either 2 or 12 days to assess the levels of clonogenic precursors at the colony-forming unit stage of the erythroid series ( CFU-E) and at the burst-forming unit erythroid stage (BFU-E), respectively.

Среда на основе метилцеллюлозы для определения BFU-E (MethoCult M3434, Stem Cell Technologies) включала мышиный рекомбинантный фактор стволовых клеток, интерлейкин-3 и интерлейкин-6, которые отсутствовали в среде с метилцеллюлозой для определения CFU-E (MethoCult M3334, Stem Cell Technologies), в то время как обе среды содержали среди прочих компонентов эритропоэтин. Для BFU-E и CFU-E, определяли количество колоний в чашках для культивирования в двух повторениях от каждого образца ткани, и статистический анализ результатов был основан на количестве мышей на группу обработки.Methylcellulose BFU-E medium (MethoCult M3434, Stem Cell Technologies) included murine recombinant stem cell factor, interleukin-3, and interleukin-6, which were not present in methylcellulose CFU-E medium (MethoCult M3334, Stem Cell Technologies ), while both media contained erythropoietin, among other components. For BFU-E and CFU-E, the number of colonies in culture dishes was determined in duplicate from each tissue sample, and statistical analysis of the results was based on the number of mice per treatment group.

Культуры, полученные из селезенок мышей, обработанных ActRIIB(L79D 25-131)-hFc имели вдвое больше колоний CFU-E, чем соответствующие культуры от контрольных мышей (Р<0,05), в то время как число колоний BFU-E не отличалось значительно при обработке in vivo. Количество колоний CFU-E или BFU-E из культур костного мозга также не отличалось значительно при обработке. Как и ожидалось, повышенное число колоний CFU-E в культурах, полученных из селезенки, сопровождалось весьма значительными (Р<0,001) изменениями уровней эритроцитов (повышение на 11,6%), концентрации гемоглобина (повышение на 12%) и уровня гематокрита (повышение на 11,6%) при эвтаназии у мышей, обработанных ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, по сравнению с контрольными. Эти результаты указывают на то,Cultures obtained from the spleens of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc-treated mice had twice as many CFU-E colonies as corresponding cultures from control mice (P<0.05), while the number of BFU-E colonies did not differ significant when processed in vivo. The number of CFU-E or BFU-E colonies from bone marrow cultures also did not differ significantly between treatments. As expected, increased CFU-E colony counts in spleen-derived cultures were accompanied by highly significant (P < 0.001) changes in red blood cell levels (11.6% increase), hemoglobin concentration (12% increase), and hematocrit level (increase). by 11.6%) upon euthanasia in mice treated with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc compared to controls. These results indicate that

- 45 043601 что введение ловушки GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB in vivo может стимулировать пролиферацию эритроидных предшественников как часть своего общего воздействия для повышения уровней эритроцитов.- 45 043601 that administration of a GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB in vivo can stimulate the proliferation of erythroid progenitors as part of its overall effect to increase red blood cell levels.

Пример 14. Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB компенсирует анемию, индуцированную химиотерапией, у мышей.Example 14: ActRIIB Extracellular Domain Truncated GDF Trap Compensates for Chemotherapy-Induced Anemia in Mice.

Авторы заявки исследовали действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на параметры эритропоэза на мышиной модели анемии, индуцированной химиотерапией на основе паклитаксела, который ингибирует деление клеток, блокируя полимеризацию микротрубочек. Самцов мышей C57BL/6 (в возрасте 8 недель) распределяли в одну из четырех групп лечения:The authors of the application investigated the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on erythropoiesis parameters in a mouse model of anemia induced by paclitaxel-based chemotherapy, which inhibits cell division by blocking microtubule polymerization. Male C57BL/6 mice (8 weeks old) were assigned to one of four treatment groups:

1) паклитаксел (25 мг/кг, и./п.);1) paclitaxel (25 mg/kg, i./p.);

2) ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 мг/кг, и/п);2) ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 mg/kg, i/p);

3) паклитаксел + ActRIIB(L79D 25-131)-hFc;3) paclitaxel + ActRIIB(L79D 25-131)-hFc;

4) растворитель (TBS).4) solvent (TBS).

Паклитаксел вводили в день 0, в то время как ActRIIB(L79D 25-131)-hFc или растворитель вводили в дни 0 и 3. Собирали образцы крови для анализа СВС от раздельных групп в дни 1, 3 и 5, и результаты для групп лечения 1-3 (выше) выражали как процент отличия от растворителя в данный момент времени. Стираемость зубов из-за токсичности паклитаксела было проблемой в группе, получавшей только паклитаксел, в день 3 (где n=1); в иных случаях, n=3-5 на группу лечения на момент времени. По сравнению с растворителем паклитаксел по отдельности снижал концентрацию гемоглобина почти на 13% ко дню 5, в то время как добавление ActRIIB(L79D 25-131)-hFc предотвращало это индуцированное паклитакселом снижение (фиг. 11). Аналогичные эффекты наблюдали для уровней гематокрита и RBC. В отсутствие паклитаксела, ActRIIB(L79D 25-131)-hFc повысил концентрацию гемоглобина на 10% по сравнению с растворителем в дни 3 и 5 (фиг. 11). Таким образом, ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB может повышать уровни эритроцитов в достаточной степени, чтобы компенсировать анемию, индуцированную химиотерапией.Paclitaxel was administered on day 0, while ActRIIB(L79D 25-131)-hFc or vehicle was administered on days 0 and 3. Blood samples for CBC analysis were collected from separate groups on days 1, 3 and 5, and results for treatment groups 1-3 (above) were expressed as the percentage difference from the solvent at a given time. Tooth wear due to paclitaxel toxicity was a problem in the paclitaxel-only group on day 3 (where n=1); otherwise, n=3-5 per treatment group per time point. Compared with vehicle, paclitaxel alone reduced hemoglobin concentration by almost 13% by day 5, while addition of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc prevented this paclitaxel-induced decrease (Fig. 11). Similar effects were observed for hematocrit and RBC levels. In the absence of paclitaxel, ActRIIB(L79D 25-131)-hFc increased hemoglobin concentration by 10% compared to vehicle on days 3 and 5 (Fig. 11). Thus, a GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB may increase red blood cell levels sufficiently to compensate for chemotherapy-induced anemia.

Пример 15. Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB способствует регрессии анемии, индуцированной нефрэктомией, у мышей.Example 15 GDF trap with truncated extracellular domain ActRIIB promotes regression of nephrectomy-induced anemia in mice.

Авторы заявки исследовали действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на анемию у мышиной модели с нефрэктомией при хроническом заболевании почек. Самцы мышей C57BL/6 (в возрасте 11 недель) подвергались или ложной операции, или односторонней нефрэктомии для снижения способности вырабатывать эритропоэтин. Мышей оставляли на неделю для послеоперационного восстановления, а затем лечили дважды в неделю ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 мг/кг, и/п; n=15 на каждое состояние) или растворителем (TBS; n=15 на каждое состояние) всего в течение 4 недель. Образцы крови собирали перед началом дозирования и через 4 недели лечения. В то время как мыши с нефрэктомией, которых лечили растворителем, показали значительное снижение числа эритроцитов после 4-недельного периода лечения, лечение ActRIIB(L79D 25-131)-hFc не только предотвратило снижение, но повысило уровни эритроцитов на 17% (Р<0,001) от исходных (фиг. 12), несмотря на сниженную способность почек вырабатывать эритропоэтин. У мышей с нефрэктомией, ActRIIB(L79D 25-131)-hFc также вызвал значительное повышение исходных уровней гемоглобина и гематокрита, и в частности, стимулировал каждый из этих эти эритропоэтических параметров приблизительно в той же степени в условиях нефрэктомии, что и в условиях ложной операции (фиг. 13). Таким образом, ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB может повышать уровни эритроцитов в достаточной степени, чтобы обращать течение анемии на модели с хроническим заболеванием почек.We investigated the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on anemia in a nephrectomy mouse model of chronic kidney disease. Male C57BL/6 mice (11 weeks old) underwent either sham surgery or unilateral nephrectomy to reduce the ability to produce erythropoietin. Mice were allowed to recover for a week postoperatively and were then treated twice weekly with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 mg/kg, i.p.; n=15 per condition) or vehicle (TBS; n=15 per condition). condition) in just 4 weeks. Blood samples were collected before dosing and after 4 weeks of treatment. While vehicle-treated nephrectomy mice showed a significant reduction in red blood cell counts after a 4-week treatment period, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc not only prevented the decline but increased red blood cell levels by 17% (P<0.001). ) from the original ones (Fig. 12), despite the reduced ability of the kidneys to produce erythropoietin. In nephrectomy mice, ActRIIB(L79D 25-131)-hFc also caused a significant increase in baseline hemoglobin and hematocrit levels, and in particular stimulated each of these erythropoietic parameters to approximately the same extent in the nephrectomy condition as in the sham-operated condition. (Fig. 13). Thus, a GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB can increase red blood cell levels sufficiently to reverse anemia in a model of chronic kidney disease.

Пример 16. Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB улучшает восстановление от анемии, вызванной потерей крови, у крыс.Example 16 ActRIIB extracellular domain truncated GDF trap improves recovery from blood loss anemia in rats.

Авторы заявки исследовали действие ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на параметры эритропоэза на крысиной модели анемии, вызванной острой кровопотерей (острая постгеморрагическая анемия). Самцам крыс линии Спраг-Доули (весом приблизительно 300 г) у производителя регулярно вводили катетер в яремную вену (Harlan). В день -1 забирали 20% общего объема крови у каждой крысы в течение 5минутного периода через катетер с анестезией изофлураном. Объем крови забирали на основании общего объема крови, рассчитанного согласно следующему соотношению, полученному Lee и коллегами (J Nucl Med 25:72-76, 1985) для крыс с масой тела, большей, чем 120 г.The authors of the application investigated the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on erythropoiesis parameters in a rat model of anemia caused by acute blood loss (acute posthemorrhagic anemia). Male Sprague-Dawley rats (weighing approximately 300 g) were regularly injected with a jugular vein catheter (Harlan) from the manufacturer. On day -1, 20% of the total blood volume was collected from each rat over a 5-minute period through an isoflurane anesthetized catheter. Blood volume was collected based on total blood volume calculated according to the following relationship obtained by Lee et al (J Nucl Med 25:72-76, 1985) for rats with body weight greater than 120 g.

Общий объем крови (мл) = 0,062хмасса тела (г)+0,0012.Total blood volume (ml) = 0.062 x body weight (g) + 0.0012.

Возмещали объем равным объемом физиологического раствора, забуференного фосфатом, через катетер во время забора крови. Крыс лечили ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 мг/кг, п/к; n=5) или растворителем (TBS; n=5) в дни 0 и 3. Образцы крови для анализа СВС забирали через катетер в дни -1 (исходный), 0, 2, 4 и 6.Volume was replaced with an equal volume of phosphate-buffered saline through the catheter at the time of blood collection. Rats were treated with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 mg/kg, SC; n=5) or vehicle (TBS; n=5) on days 0 and 3. Blood samples for SBC analysis were collected via catheter on days -1 (original), 0, 2, 4 and 6.

Контрольные крысы отвечали на потерю 20% крови падением уровня эритроцитов почти на 15% на день 0. Эти уровни оставались значительно ниже, чем исходные в дни 2 и 4, и полностью не восстановились на день 6 (фиг. 14). Хотя крысы, которых лечили ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, показали практически идентичное падение уровней эритроцитов после потери 20% крови, эти крысы затем продемонстрировали полное восстановление этих уровней на день 2, с последующим возрастанием на дни 4 и 6, что пред- 46 043601 ставляет собой весьма значительное улучшение по сравнению с контрольными уровнями в соответствующие моменты времени (фиг. 14). Аналогичные результаты получали для концентрации гемоглобина.Control rats responded to a 20% blood loss by dropping red blood cell levels by almost 15% on day 0. These levels remained significantly lower than baseline on days 2 and 4 and had not fully recovered by day 6 (FIG. 14). Although rats treated with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc showed an almost identical drop in red blood cell levels after 20% blood loss, these rats then showed a complete recovery of these levels on day 2, followed by an increase on days 4 and 6, which - 46 043601 represents a very significant improvement compared to control levels at the corresponding time points (Fig. 14). Similar results were obtained for hemoglobin concentration.

Эти открытия демонстрируют, что ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB может создавать более быстрое восстановление уровней эритроцитов при анемии, вызванной острым кровотечением.These findings demonstrate that a GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB can create a more rapid recovery of red blood cell levels in anemia caused by acute bleeding.

Пример 17. Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB повышает уровни эритроцитов у приматов, не являющихся человеком.Example 17: ActRIIB Extracellular Domain Truncated GDF Trap Increases RBC Levels in Non-Human Primates.

Две ловушки GDF, ActRIIB(L79D 20-134)-hFc и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, оценивали на их способность стимулировать выработку эритроцитов у яванской макаки. Обезьян обрабатывали подкожно ловушкой GDF (10 мг/кг; n=4 самца/4 самки), или растворителем (n=2 самца/2 самки) в дни 1 и 8. Образцы крови собирали в день 1 (исходный перед обработкой), 3, 8, 15, 29 и 44, и анализировали уровни эритроцитов (фиг. 15), гематокрит (фиг. 16), уровни гемоглобина (фиг. 17), и уровни ретикулоцитов (фиг. 18). Обезьяны, получавшие растворитель, демонстрировали сниженные уровни эритроцитов, гематокрита и гемоглобина во все моменты времени после обработки, ожидаемый эффект неоднократных заборов крови. Напротив, обработка ActRIIB(L79D 20-134)-hFc или ActRIIB(L79D 25-131)-hFc повысила эти параметры к первому моменту времени после обработки (день 3) и поддерживала их на существенно повышенных уровнях в течение исследования (фиг. 15-17). Важно, что уровни ретикулоцитов у обезьян, обработанных ActRIIB(L79D 20-134)-hFc или ActRIIB(L79D 25-131)-hFc были существенно повышены в дни 8, 15 и 29 по сравнению с растворителем (фиг. 18). Этот результат демонстрирует, что лечение ловушкой GDF повышает выработку предшественников эритроцитов, приводя к повышенным уровням эритроцитов.Two GDF traps, ActRIIB(L79D 20-134)-hFc and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc, were evaluated for their ability to stimulate red blood cell production in cynomolgus monkeys. Monkeys were treated subcutaneously with GDF trap (10 mg/kg; n=4 males/4 females), or vehicle (n=2 males/2 females) on days 1 and 8. Blood samples were collected on day 1 (baseline before treatment), 3 8, 15, 29, and 44, and red blood cell levels (FIG. 15), hematocrit (FIG. 16), hemoglobin levels (FIG. 17), and reticulocyte levels (FIG. 18) were analyzed. Vehicle-treated monkeys exhibited decreased red blood cell, hematocrit, and hemoglobin levels at all time points after treatment, an expected effect of repeated blood draws. In contrast, treatment with ActRIIB(L79D 20-134)-hFc or ActRIIB(L79D 25-131)-hFc increased these parameters at the first time point after treatment (day 3) and maintained them at significantly elevated levels throughout the study (Fig. 15- 17). Importantly, reticulocyte levels in monkeys treated with ActRIIB(L79D 20-134)-hFc or ActRIIB(L79D 25-131)-hFc were significantly increased on days 8, 15 and 29 compared to vehicle (FIG. 18). This result demonstrates that GDF trap treatment increases the production of red blood cell precursors, leading to increased levels of red blood cells.

В совокупности, эти данные демонстрируют, что усеченные ловушки GDF, а также полноразмерные варианты, можно использовать в качестве селективных антагонистов GDF11 и потенциально родственных лигандов для повышения образования эритроцитов in vivo.Taken together, these data demonstrate that truncated GDF traps, as well as full-length variants, can be used as selective antagonists of GDF11 and potentially related ligands to enhance red blood cell production in vivo.

Пример 18. Ловушка GDF, полученная из ActRIIB5.Example 18 GDF Trap Derived from ActRIIB5.

Другие сообщают об альтернативной растворимой форме ActRIIB (которая обозначается ActRIIB5), в которой экзон 4, включающий трансмембранный домен ActRIIB, замещен другой С-концевой последовательностью (WO2007/053775).Others have reported an alternative soluble form of ActRIIB (designated ActRIIB5) in which exon 4, including the transmembrane domain of ActRIIB, is replaced by a different C-terminal sequence (WO2007/053775).

Последовательность нативного ActRIIB5 человека без лидерной последовательности представлена ниже:The sequence of native human ActRIIB5 without the leader sequence is presented below:

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVK kgcw|ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpegpwast TIPSGGPEATAAAGDQGSGALWLCLEGPAHE (SEQ ID NO: 36)GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVK kgcw|ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpegpwast TIPSGGPEATAAAGDQGSGALWLCLEGPAHE (SEQ ID NO: 36)

Замену лейцина на аспартат или другую замену кислым остатком можно проводить в нативном положении 79 (подчеркнуто и выделено цветом), как описано для создания варианта ActRIIB5(L79D), который имеет следующую последовательность:Substitution of leucine by aspartate or other acidic residue substitution can be made at the native position 79 (underlined and color coded) as described to create the ActRIIB5(L79D) variant, which has the following sequence:

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVK kgcw|ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpegpwast TIPSGGPEATAAAGDQGSGALWLCLEGPAHE (SEQ ID NO: 37)GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVK kgcw|ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpegpwast TIPSGGPEATAAAGDQGSGALWLCLEGPAHE (SEQ ID NO: 37)

Этот вариант может быть присоединен к человеческому Fc при помощи линкера TGGG для создания слитого белка человека ActRIIB5(L79D)-hFc со следующей последовательностью:This variant can be linked to a human Fc using the TGGG linker to create a human ActRIIB5(L79D)-hFc fusion protein with the following sequence:

GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVK kgcw|ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpegpwast TIPSGGPEATAAAGDQGSGALWLCLEGPAHEiiliTHTCPPCPAPELLGGPSVFL FPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYN STYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLP PSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLY SKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK (SEQ ID NO: 38) Эта конструкция может экспрессироваться в клетках СНО.GRGEAETRECIYYNANWELERTNQSGLERCEGEQDKRLHCYASWRNSSGTIELVK kgcw|ddfncydrqecvateenpqvyfcccegnfcnerfthlpeaggpegpwast TIPSGGPEATAAAGDQGSGALWLCLEGPAHEiiliTHTCPPCPAPELLGGPSVFL FPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYV DGVEVHNAKTKPREEQYN STYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLP PSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLY SKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK (SEQ ID NO: 38) This construct can be expressed in CHO cells.

Пример 19. Эффекты у мышей с комбинированным лечением ЕРО и ловушкой GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB.Example 19: Effects in mice with combination treatment of EPO and ActRIIB extracellular domain truncated GDF trap.

ЕРО индуцирует образование эритроцитов за счет увеличения пролиферации эритроидных предшественников, в то время как ловушки GDF могли бы потенциально влиять на образование эритроцитов, таким образом, чтобы дополнять или усиливать эффекты ЕРО. Таким образом, авторы заявки исследова- 47 043601 ли воздействие комбинированного лечения ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на параметры эритропоэза. Самцы мышей C57BL/6 (в возрасте 9 недель) получали одну и/п инъекцию рекомбинантного человеческого ЕРО отдельно (эпоэтин альфа, 1800 единиц/кг), ActRIIB(L79D 25-131)-hFc отдельно (10 мг/кг), ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc вместе, или растворитель (физиологический раствор, забуференный трисом). Мышей подвергали эвтаназии через 72 ч после дозирования и собирали кровь, селезенки и бедренные кости.EPO induces red blood cell formation by increasing the proliferation of erythroid precursors, while GDF decoys could potentially influence red blood cell formation in a manner that complements or enhances the effects of EPO. Thus, the authors of the application studied the effect of combined treatment with EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on erythropoiesis parameters. Male C57BL/6 mice (9 weeks old) received a single i/p injection of recombinant human EPO alone (epoetin alfa, 1800 units/kg), ActRIIB(L79D 25-131)-hFc alone (10 mg/kg), EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc together, or vehicle (Tris-buffered saline). Mice were euthanized 72 h after dosing and blood, spleens, and femurs were collected.

Селезенки и бедренные кости обрабатывали для получения эритроидных клеток-предшественников для проточного цитометрического анализа. После удаления селезенку измельчали в среде Дульбекко, модифицированной по способу Исков, содержащей 5% эмбриональную телячью сыворотку, и механически разделяли проталкиванием через 70-мкм клеточный фильтр с поршнем от стерильного шприца на 1 мл. Бедренные кости очищали от всех остатков мышечной или соединительной ткани и отрезали концы, чтобы обеспечить сбор мозга путем промывки оставшегося тела кости средой Дульбекко, модифицированной по способу Исков, содержащей 5% эмбриональную телячью сыворотку, при помощи иглы калибра 21, соединенной со шприцем на 3 мл. Клеточные суспензии центрифугировали (2000 об/мин в течение 10 мин), и клеточные осадки ресуспендировали в PBS, содержащем 5% эмбриональную телячью сыворотку. Клетки (106) из каждой ткани инкубировали с антимышиным IgG, чтобы заблокировать неспецифическое связывание, затем инкубировали с флуоресцентно мечеными антителами против мышиных маркеров клеточной поверхности CD71 (рецептор трансферрина) и Ter119 (антиген, ассоциированный с гликофорином А клеточной поверхности), отмывали и анализировали путем проточной цитометрии. Мертвые клетки в образцах были исключены из анализа путем контрастного окрашивания йодидом пропидия. Эритроидную дифференцировку в селезенке или костном мозге оценивали по степени мечения CD71, который уменьшается с течением дифференцировки, и мечения Ter119, который повышается в процессе конечной эритроидной дифференцировки, начиная со стадии проэритробластов (Socolovsky et al., 2001, Blood 98:3261-3273; Ying et al., 2006, Blood 108: 123-133). Таким образом, использовали проточную цитометрию для определения числа проэритробластов (CD71highTer119low), базофильных эритробластов (CD71highTer119“gh), полихроматофильных + ортохроматофильных эритробластов (CD71medTer119high), и поздних ортохроматофильных эритробластов и ретикулоцитов (CD71lowTer119high), как описано.Spleens and femurs were processed to obtain erythroid progenitor cells for flow cytometric analysis. After removal, the spleen was ground in Iscove's modified Dulbecco's medium containing 5% fetal bovine serum and mechanically separated by pushing through a 70-μm cell filter with a plunger from a sterile 1-ml syringe. The femurs were cleared of any remaining muscle or connective tissue and the ends were cut off to allow collection of the marrow by washing the remaining bone body with Iscove's Modified Dulbecco's Medium containing 5% Fetal Bovine Serum using a 21-gauge needle connected to a 3-mL syringe. . Cell suspensions were centrifuged (2000 rpm for 10 min), and cell pellets were resuspended in PBS containing 5% fetal bovine serum. Cells (106) from each tissue were incubated with anti-mouse IgG to block nonspecific binding, then incubated with fluorescently labeled antibodies against the mouse cell surface markers CD71 (transferrin receptor) and Ter119 (cell surface glycophorin A-associated antigen), washed and analyzed by flow cytometry. Dead cells in the samples were excluded from analysis by counterstaining with propidium iodide. Erythroid differentiation in the spleen or bone marrow was assessed by CD71 labeling, which decreases with differentiation, and Ter119 labeling, which increases during terminal erythroid differentiation, starting at the proerythroblast stage (Socolovsky et al., 2001, Blood 98:3261-3273; Ying et al., 2006, Blood 108: 123-133). Thus, flow cytometry was used to determine the number of proerythroblasts (CD71 high Ter119 low ), basophilic erythroblasts (CD71 high Ter119“ gh ), polychromatophil + orthochromatophilic erythroblasts (CD71 med Ter119 high ), and late orthochromatophilic erythroblasts and reticulocytes (CD71 low Ter119 high ) as described.

Комбинированное лечение ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc привело к удивительно энергичному росту эритроцитов. В 72-часовом временном периоде этого эксперимента, ни ЕРО, ни ActRIIB(L79D 25131)-hFc по отдельности не повысили гематокрит значительно по сравнению с растворителем, в то время как комбинированное лечение двумя средствами привело к почти 25% повышению гематокрита, что было неожиданно синергетически, т.е., больше, чем сумма их эффектов по отдельности (фиг. 19). Синергия этого типа, как правило, рассматривается в качестве доказательства, что отдельные средства действуют через разные клеточные механизмы. Аналогичные результаты также наблюдали для концентраций гемоглобина (фиг. 20) и концентраций эритроцитов (фиг. 21), каждая из которых также повышалась синергетически за счет комбинированного лечения.Combined treatment with EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc resulted in surprisingly vigorous growth of red blood cells. In the 72-hour time period of this experiment, neither EPO nor ActRIIB(L79D 25131)-hFc alone increased hematocrit significantly compared to vehicle, while combination treatment of the two agents resulted in an almost 25% increase in hematocrit, which was unexpected synergistically, i.e., greater than the sum of their individual effects (Fig. 19). Synergy of this type is generally taken as evidence that the individual agents act through different cellular mechanisms. Similar results were also observed for hemoglobin concentrations (Fig. 20) and red blood cell concentrations (Fig. 21), each of which was also increased synergistically by the combination treatment.

Анализ уровней эритроидных предшественников выявил более сложный паттерн. У мыши селезенка считается первичным органом, который отвечает за индуцибельный (стрессовый) эритропоэз. Проточный цитометрический анализ ткани селезенки через 72 ч выявил, что ЕРО заметно изменил профиль эритропоэтических предшественников по сравнению с растворителем, повысив количество базофильных эритробластов более чем на 170% за счет поздних предшественников (поздних ортохроматофильных эритробластов и ретикулоцитов), которые снизились более чем на треть (фиг. 22). Важно отметить, что комбинированное лечение значительно повысило базофильные эритробласты по сравнению с растворителем, но в меньшей степени, чем ЕРО по отдельности, одновременно поддерживая неослабевающее созревание предшественников поздней стадии (фиг. 22). Таким образом, комбинированное лечение ЕРО и ActRIIB(L79D 25-131)-hFc увеличило эритропоэз на основе сбалансированного повышения пролиферации предшественников и созревания. В отличие от селезенки, профиль клеток-предшественников в костном мозге после комбинированного лечения существенно не отличался от профиля после ЕРО по отдельности. Авторы заявки предсказывают, исходя из профиля предшественников в селезенке, что комбинированное лечение могло бы привести к повышенным уровням ретикулоцитов и могло бы сопровождаться устойчивым повышением уровней зрелых эритроцитов, если бы эксперимент продолжался дольше 72 ч.Analysis of erythroid precursor levels revealed a more complex pattern. In mice, the spleen is considered the primary organ responsible for inducible (stress) erythropoiesis. Flow cytometric analysis of spleen tissue after 72 hours revealed that EPO markedly changed the profile of erythropoietic progenitors compared to vehicle, increasing the number of basophilic erythroblasts by more than 170% at the expense of late progenitors (late orthochromatophilic erythroblasts and reticulocytes), which decreased by more than a third ( Fig. 22). Importantly, the combination treatment significantly increased basophilic erythroblasts compared to vehicle, but to a lesser extent than EPO alone, while maintaining unabated maturation of late-stage progenitors (Figure 22). Thus, combined treatment with EPO and ActRIIB(L79D 25-131)-hFc increased erythropoiesis based on a balanced increase in progenitor proliferation and maturation. In contrast to the spleen, the profile of progenitor cells in the bone marrow after combination treatment was not significantly different from the profile after EPO alone. The authors of the application predict, based on the profile of progenitors in the spleen, that the combination treatment could lead to increased levels of reticulocytes and could be accompanied by a sustained increase in levels of mature red blood cells if the experiment was continued longer than 72 hours.

В совокупности эти результаты показывают, что ловушку GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB можно вводить в комбинации с ЕРО для синергетического повышения образования эритроцитов in vivo. Действуя через дополнительный, но неопределенный механизм, ловушка GDF может смягчать сильное пролиферативное действие активатора рецептора ЕРО в чистом виде и одновременно позволяет достигать целевых уровней эритроцитов с более низкими дозами активатора рецептора ЕРО, что позволяет избежать потенциальных неблагоприятных воздействий или других проблем, связанных с высокими уровнями активации рецептора ЕРО.Taken together, these results indicate that the GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB can be administered in combination with EPO to synergistically enhance red blood cell formation in vivo. Acting through an additional but undefined mechanism, the GDF Trap may mitigate the potent proliferative effects of pure EPO receptor activator while allowing target red blood cell levels to be achieved with lower doses of EPO receptor activator, thereby avoiding the potential adverse effects or other problems associated with high levels. activation of the EPO receptor.

Пример 20. Ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB повышает уровни эритроцитов у мышиной модели миелодиспластического синдрома.Example 20 GDF trap with truncated extracellular domain ActRIIB increases red blood cell levels in a mouse model of myelodysplastic syndrome.

- 48 043601- 48 043601

Миелодиспластические синдромы (MDS) представляют собой разнородные заболевания, связанные с недостаточностью костного мозга, которые клинически характеризуются периферической цитопенией, рефрактерной анемией и риском прогрессирования в острый миелолейкоз. Переливание эритроцитов является ключевой поддерживающей терапией при MDS для облегчения усталости, улучшения качества жизни и продления выживаемости; однако, постоянные переливания, как правило, приводят к перегрузке железом у этих пациентов с неблагоприятными воздействиями на заболеваемость и смертность, что может приводить к использованию лекарственных средств, таких как терапия хелаторами железа (Dreyfus, 2008, Blood Rev 22 Suppl 2:S29-34; Jabbour et al., 2009, Oncologist 14:489-496). Хотя рекомбинантый эритропоэтин (ЕРО) и его производные являются альтернативным терапевтическим подходом для небольшого процента пациентов с MDS (Estey, 2003, Curr Opin Hematol 10:60-67), последние исследования позволяют предположить, что этот класс средств ассоциирован с повышенным риском заболеваемости и смертности при некоторых дозах из-за тромбоэмболических событий и роста опухоли (Krapf et al., 2009, Clin J Am Soc Nephrol 4:470-480; Glaspy, 2009, Annu Rev Med 60: 181-192). Таким образом, существует потребность в альтернативной терапии MDS, которая повышала бы уровни эритроцитов без перегрузки железом, которая сопровождает постоянные переливания или рисков, присущих экзогенному ЕРО и его производным.Myelodysplastic syndromes (MDS) are heterogeneous diseases associated with bone marrow failure that are clinically characterized by peripheral cytopenia, refractory anemia, and risk of progression to acute myeloid leukemia. Red blood cell transfusion is a key supportive therapy in MDS to alleviate fatigue, improve quality of life, and prolong survival; however, chronic transfusions typically result in iron overload in these patients with adverse effects on morbidity and mortality, which may lead to the use of medications such as iron chelator therapy (Dreyfus, 2008, Blood Rev 22 Suppl 2:S29-34 ; Jabbour et al., 2009, Oncologist 14:489-496). Although recombinant erythropoietin (EPO) and its derivatives are an alternative therapeutic approach for a small percentage of patients with MDS (Estey, 2003, Curr Opin Hematol 10:60-67), recent studies suggest that this class of agents is associated with an increased risk of morbidity and mortality at some doses due to thromboembolic events and tumor growth (Krapf et al., 2009, Clin J Am Soc Nephrol 4:470-480; Glaspy, 2009, Annu Rev Med 60: 181-192). Thus, there is a need for an alternative therapy for MDS that increases red blood cell levels without the iron overload that accompanies chronic transfusions or the risks inherent with exogenous EPO and its derivatives.

Таким образом, авторы заявки исследовали влияние ActRIIB(L79D 25-131)-hFc на уровни RBC у трансгенной мышиной модели, которая повторяет основные признаки MDS, в том числе трансформацию в острый лейкоз (Lin et al., 2005, Blood 106:287-295; Beachy et al., 2010, Hematol Oncol Clin North Am 24:361-375). Начиная с трехмесячного возраста, самцов и самок мышей NUP98-HOXD13 лечили дважды в неделю ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 мг/кг, п/к) или растворителем (TBS). Помет дикого типа дозировали ActRIIB(L79D 25-131)-hFc или растворителем и использовали в качестве контроля. Образцы крови собирали перед началом дозирования и с интервалом раз в месяц после этого для проведения измерений СВС.Therefore, we investigated the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-hFc on RBC levels in a transgenic mouse model that recapitulates the core features of MDS, including transformation to acute leukemia (Lin et al., 2005, Blood 106:287- 295; Beachy et al., 2010, Hematol Oncol Clin North Am 24:361-375). Beginning at three months of age, male and female NUP98-HOXD13 mice were treated twice weekly with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc (10 mg/kg, SC) or vehicle (TBS). Wild-type litter was dosed with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc or vehicle and used as a control. Blood samples were collected before dosing and at monthly intervals thereafter for CVS measurements.

Некоторые различия были отмечены в начале исследования между мышами NUP98-HOXD13 и контролями дикого типа. Конкретно, самцы мышей NUP98-HOXD13 показали значительно сниженные концентрации RBC (-8,8%, р<0,05) и гематокрита (-8,4%, р<0,05) по сравнению с мышами дикого типа, и самки мышей NUP98-HOXD13 показали аналогичные тенденции. Результаты через три месяца дозирования (среднее ±SD) показаны в следующей таблице.Some differences were noted early in the study between NUP98-HOXD13 mice and wild-type controls. Specifically, male NUP98-HOXD13 mice showed significantly reduced RBC concentrations (-8.8%, p<0.05) and hematocrit (-8.4%, p<0.05) compared to wild-type mice and female mice NUP98-HOXD13 showed similar trends. Results after three months of dosing (mean ±SD) are shown in the following table.

Мыши NUP98-HOXD13 NUP98-HOXD13 mice Концентрация RBC (1012 клеток/л)RBC concentration (10 12 cells/l) Концентрация гемоглобина (г/дл) Hemoglobin concentration (g/dL) Гематокрит (%) Hematocrit (%) Самцы Males Растворитель (п=6) Solvent (n=6) 6,5 6±0,51 6.5 6±0.51 10,68±0,68 10.68±0.68 31,83±2,13 31.83±2.13 ActRIIB(L79D 25131)-hFc (n=8) ActRIIB(L79D 25131)-hFc (n=8) 8,65±0,54*** 8.65±0.54*** 13,54±0,91*** 13.54±0.91*** 39,20±2,82*** 39.20±2.82*** Самки Females Растворитель (n=5) Solvent (n=5) 6,38±1,61 6.38±1.61 10,30±2,58 10.30±2.58 31,96±8,73 31.96±8.73 ActRIIB(L79D 25131)-hFc (n=6) ActRIIB(L79D 25131)-hFc (n=6) 8,52±0,70* 8.52±0.70* 13,52±0,56* 13.52±0.56* 42,23±2,53t 42.23±2.53t

*** р<0,001 по сравнению с самцами + растворитель * р<0,05 по сравнению с самками + растворитель f p=0,056 по сравнению с самками + растворитель*** p<0.001 compared to males + solvent * p<0.05 compared to females + solvent f p=0.056 compared to females + solvent

По сравнению с растворителем, лечение ActRIIB(L79D 25-131)-hFc в течение трех месяцев значимо повысило концентрации RBC и гемоглобина (приблизительно на 30%) как у самцов, так и у самок мышей NUP98-HOXD13. Гематокрит также значимо повысился у этих самцов мышей и повысился с тенденцией к значимости у самок мышей. Таким образом, ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB может значительно повышать уровни эритроцитов у мышиной модели MDS. В то время как переливания по своей природе являются источником экзогенного железа, ловушка GDF повышает уровни RBC, способствуя использованию запасов эндогенного железа путем эритропоэза, тем самым избегая перегрузки железом и его негативных последствий. Кроме того, как отмечено в примере 19, ловушка GDF действует через другой (хотя и дополняющий) клеточный механизм, чем тот, который используют активаторы рецептора ЕРО для стимуляции эритропоэз, и тем самым обходит потенциальные неблагоприятные воздействия, связанные с активацией рецептора ЕРО.Compared with vehicle, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-hFc for three months significantly increased RBC and hemoglobin concentrations (by approximately 30%) in both male and female NUP98-HOXD13 mice. Hematocrit also increased significantly in these male mice and increased with a trend towards significance in female mice. Thus, a GDF trap with a truncated extracellular domain of ActRIIB can significantly increase red blood cell levels in a mouse model of MDS. While transfusions inherently provide a source of exogenous iron, the GDF trap increases RBC levels, promoting the utilization of endogenous iron stores through erythropoiesis, thereby avoiding iron overload and its negative consequences. In addition, as noted in Example 19, the GDF trap acts through a different (albeit complementary) cellular mechanism than that used by EPO receptor activators to stimulate erythropoiesis, and thereby bypasses the potential adverse effects associated with EPO receptor activation.

Пример 21. Воздействие ловушки GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB на уровни и морфологию RBC на мышиной модели β-талассемии.Example 21: Effects of ActRIIB extracellular domain truncated GDF trap on RBC levels and morphology in a mouse model of β-thalassemia.

При талассемических синдромах, которые представляют собой наиболее распространенные причины неэффективного эритропоэза, нарушение баланса в экспрессии цепей α- и β-глобина приводит к анемии из-за повышенного апоптоза во время созревания эритробластов. Переливание эритроцитов в настоящее время является ключевой поддерживающей терапией при талассемии, но со временем вызывает потенциально смертельное накопление железа в определенных тканях (Tanno et al., 2010, Adv HematolIn thalassemic syndromes, which represent the most common causes of ineffective erythropoiesis, an imbalance in the expression of α- and β-globin chains leads to anemia due to increased apoptosis during erythroblast maturation. Red blood cell transfusion is currently a key supportive therapy for thalassemia, but over time causes potentially fatal iron accumulation in certain tissues (Tanno et al., 2010, Adv Hematol

- 49 043601- 49 043601

2010:358283). Например, сердечное заболевание, связанное с перегрузкой железом, может служить причиной 50% смертности у пациентов с большой талассемией (Borgna-Pignatti et al., 2005, Ann NY Acad Sci 1054:40-47). Важно отметить, что уровни эндогенного ЕРО, как правило, повышены и вносят вклад в этиологию заболевания при талассемических синдромах, а также других нарушениях с неэффективным эритропоэзом; таким образом, терапевтическое применение рекомбинантного ЕРО может быть неуместным. Таким образом, существует потребность в альтернативной терапии для талассемии и других нарушений с неэффективным эритропоэзом, которая повышала бы уровни эритроцитов без перегрузки железом, которая сопровождает постоянные переливания.2010:358283). For example, heart disease associated with iron overload may account for 50% of the mortality in patients with thalassemia major (Borgna-Pignatti et al., 2005, Ann NY Acad Sci 1054:40-47). It is important to note that endogenous EPO levels are typically elevated and contribute to the etiology of disease in thalassemic syndromes as well as other disorders of ineffective erythropoiesis; thus, therapeutic use of recombinant EPO may be inappropriate. Thus, there is a need for an alternative therapy for thalassemia and other disorders of ineffective erythropoiesis that increases red blood cell levels without the iron overload that accompanies chronic transfusions.

Авторы заявки исследовали воздействие ActRIIB(L79D 25-131)-mFc на образование RBC у мышиной модели промежуточной β-талассемии, у которой целиком удалена кодирующая область основного гена, кодирующего β-глобин. Мыши, гомозиготные по такому аллелю Hbbth1 демонстрируют гипохромную микроцитарную анемию с тельцами включения у высокой доли циркулирующих RBC (Skow et al., 1983, Cell 1043: 1043-1052). В предварительном эксперименте, Hbb-- β-талассемических мышей (C57BL/6J-Hbbd3th/J) в возрасте 2-5 месяцев случайным образом распределяли для получения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc (10 мг/кг) или растворителя (физиологический раствор, забуференный трисом) путем подкожной инъекции дважды в неделю. Помет дикого типа, который дозировали растворителем, служил в качестве дополнительного контроля. Образцы крови (100 мкл) собирали из щеки перед началом дозирования и через одинаковые интервалы после дозирования для анализа СВС. Характеристика гематологических параметров в начале исследования подтвердила, что эти Hbb’/_ βталассемические мыши имели тяжелую анемию (фиг. 23), и лечение Hbb’/_ мышей ActRIIB(L79D 25-131)mFc в течение 4 недель заметно повысило количество эритроцитов по сравнению с Hbb’/_ мышами, которых лечили растворителем, тем самым наполовину уменьшая анемию, наблюдаемую у этой модели (фиг. 24). Также наблюдали повышения гематокрита и концентрации гемоглобина, ассоциированные с лечением. Важно заметить, что лечение Hbb’/_ мышей ActRIIB(L79D 25-131)-mFc также привело к улучшению морфологии RBC и к уменьшению гемолиза и эритроцитарного детрита по сравнению с Hbb’/_ мышами, которых лечили растворителем (фиг. 25), таким образом, указывая на коренное улучшение эритропоэза. Таким образом, полипептид-ловушка GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB может обеспечить терапевтическую пользу для анемии у мышиной модели β-талассемии за счет как повышения количества RBC, так и за счет морфологии. Способствуя созреванию ээритробластов с одновременным уменьшением анемии, полипептиды-ловушки GDF могут лечить неэффективный эритропоэз. В отличие от переливаний, которые по своей природе являются источником экзогенного железа, полипептидловушка GDF может повышать уровни RBC, способствуя использованию запасов эндогенного железа путем эритропоэза, тем самым избегая перегрузки железом и его негативных последствий.We investigated the effect of ActRIIB(L79D 25-131)-mFc on RBC formation in a mouse model of β-thalassemia intermedia in which the entire coding region of the major β-globin coding gene is deleted. Mice homozygous for this Hbb th 1 allele exhibit a hypochromic microcytic anemia with inclusion bodies in a high proportion of circulating RBCs (Skow et al., 1983, Cell 1043: 1043-1052). In a preliminary experiment, Hbb--β-thalassemic mice (C57BL/6J-Hbb d3th /J) aged 2-5 months were randomly assigned to receive ActRIIB(L79D 25-131)-mFc (10 mg/kg) or vehicle ( Tris-buffered saline) by subcutaneous injection twice weekly. Diluent-dosed wild-type litter served as an additional control. Blood samples (100 μl) were collected from the cheek before dosing and at regular intervals after dosing for SBC analysis. Characterization of hematological parameters at the start of the study confirmed that these Hbb' /_ βthalassemic mice had severe anemia (Fig. 23), and treatment of Hbb' /_ mice with ActRIIB(L79D 25-131)mFc for 4 weeks markedly increased the number of red blood cells compared with Hbb' /_ mice treated with vehicle, thereby halving the anemia observed in this model (Fig. 24). Treatment-associated increases in hematocrit and hemoglobin concentration were also observed. It is important to note that treatment of Hbb' /_ mice with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc also resulted in improved RBC morphology and decreased hemolysis and erythrocyte debris compared to vehicle-treated Hbb' /_ mice (Figure 25). thus indicating a dramatic improvement in erythropoiesis. Thus, a GDF decoy polypeptide with a truncated extracellular domain of ActRIIB may provide a therapeutic benefit for anemia in a mouse model of β-thalassemia by both increasing RBC number and morphology. By promoting erythroblast maturation while reducing anemia, GDF decoy polypeptides may treat ineffective erythropoiesis. Unlike transfusions, which by nature provide a source of exogenous iron, GDF trap polypeptide can increase RBC levels, promoting the utilization of endogenous iron stores through erythropoiesis, thereby avoiding iron overload and its negative consequences.

Пример 22. Действие ловушки GDF с усеченным внеклеточным доменом ActRIIB на уровни ЕРО, спленомегалию, плотность кости и перегрузку железом на мышиной модели β-талассемии.Example 22: Effect of ActRIIB Extracellular Domain Truncated GDF Trap on EPO Levels, Splenomegaly, Bone Density, and Iron Overload in a Murine Model of β-Thalassemia.

Гипоксия, связанная с неэффективным эритропоэзом, приводит к повышенным уровням ЕРО, которые могут управлять массивным размножением эритробластов внутри и снаружи костного мозга, приводя к спленомегалии (увеличению селезенки), патологии костей, индуцированной эритробластами, и тканевой перегрузке железом, даже в отсутствие терапевтических переливаний эритроцитов. Нелеченная перегрузка железом к накоплению железа в тканях, полиорганной дисфункции и преждевременной смерти (Borgna-Pignatti et al., 2005, Ann NY Acad Sci 1054:40-47; Borgna-Pignatti et al., 2011, Expert Rev Hematol 4:353-366), наиболее часто из-за кардиомиопатии при тяжелых формах талассемии (Lekawanvijit et al., 2009, Can J Cardiol 25:213-218). За счет повышения эффективности эритропоэза полипептид-ловушка GDF может не только облегчить первопричинную анемию и повышенные уровни ЕРО, но также и сопутствующие осложнения в виде спленомегалии, патологии костей и перегрузки железом.Hypoxia associated with ineffective erythropoiesis results in elevated EPO levels, which can drive massive proliferation of erythroblasts within and outside the bone marrow, leading to splenomegaly (enlarged spleen), erythroblast-induced bone pathology, and tissue iron overload, even in the absence of therapeutic red blood cell transfusions . Untreated iron overload leads to iron accumulation in tissues, multiple organ dysfunction and premature death (Borgna-Pignatti et al., 2005, Ann NY Acad Sci 1054:40-47; Borgna-Pignatti et al., 2011, Expert Rev Hematol 4:353- 366), most often due to cardiomyopathy in severe forms of thalassemia (Lekawanvijit et al., 2009, Can J Cardiol 25:213-218). By increasing the efficiency of erythropoiesis, the GDF decoy polypeptide may not only alleviate the underlying anemia and elevated EPO levels, but also the associated complications of splenomegaly, bone pathology, and iron overload.

Авторы заявки исследовали действие полипептида-ловушка GDF на эти параметры на той же самой мышиной модели промежуточной β-талассемии, исследованной в примере 21. Hbb’/_ β-талассемических мышей (C57BL/6J-Hbbd3th/ J) в возрасте трех месяцев случайным образом распределяли для получения ActRIIB(L79D 25-131)-mFc (1 мг/кг, n=7) или растворителя (физиологический раствор, забуференный трисом, n=7) путем подкожной инъекции дважды в неделю в течение 2 месяцев. Помет дикого типа (n=13), который дозировали растворителем, служил в качестве дополнительного контроля. Образцы крови (100 мкл) собирали в конце исследования для анализа СВС. В конце исследования, определяли минеральную плотность кости при помощи двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DEXA), уровни сывороточного ЕРО определяли путем иммуноферментного анализа (ELISA), активные формы кислорода (ROS) количественно определяли при помощи 2',7'-дихлордигидрофлуоресцеин диацетата и проточной цитометрии (Suragani et al., 2012, Blood 119:5276-5284), и уровни мРНК гепсидина определяли при помощи количественной полимеразной цепной реакции.Applicants examined the effect of the GDF decoy polypeptide on these parameters in the same β-thalassemia intermedia mouse model studied in Example 21. Hbb' /_ β-thalassemic mice (C57BL/6J-Hbb d3th /J) at three months of age at random dispensed to receive ActRIIB(L79D 25-131)-mFc (1 mg/kg, n=7) or vehicle (Tris-buffered saline, n=7) by subcutaneous injection twice weekly for 2 months. Wild-type litter (n=13) dosed with vehicle served as an additional control. Blood samples (100 μl) were collected at the end of the study for CVS analysis. At the end of the study, bone mineral density was determined using dual-energy x-ray absorptiometry (DEXA), serum EPO levels were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), reactive oxygen species (ROS) were quantified using 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate and flow cytometry ( Suragani et al., 2012, Blood 119:5276-5284), and hepcidin mRNA levels were determined using quantitative polymerase chain reaction.

Этот полипептид-ловушка GDF оказал множество гематологических воздействий, указывающих на облегчение неэффективного эритропоэза. Лечение Hbb’/_ мышей ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение 2 месяцев повысило количество RBC на 25% по сравнению с Hbb’/_ мышами, которых лечили растворителем (фиг. 26). У Hbb’/_ мышей лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc также значительно повысило конценThis GDF decoy polypeptide had multiple hematological effects indicating relief of ineffective erythropoiesis. Treatment of Hbb' /_ mice with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc for 2 months increased the number of RBCs by 25% compared to vehicle-treated Hbb' /_ mice (Fig. 26). In Hbb' /_ mice, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc also significantly increased the concentration

- 50 043601 трацию гемоглобина и гематокрит через 2 месяца по сравнению с контролями с растворителем. Эти изменения сопровождались снижением уровня циркулирующих ретикулоцитов (31,3±2,3% по сравнению с 44,8±5,0% для Hbb’/’мышей, которых лечили ActRIIB(L79D 25-131)-mFc или растворителем, соответственно), что соответствует уменьшению анемии. Как и в примере 21, лечение Hbb’/_ мышей ActRIIB(L79D 25-131)-mFc привело к улучшению морфологии RBC и уменьшению эритроцитарного детрита по сравнению с Hbb-/’ мышами, которых дозировали растворителем. По сравнению со здоровыми индивидуумами, пациенты с талассемией демонстрируют повышенную скорость разрушения эритроцитов и повышенные уровни билирубина в сыворотке, который является продуктом катаболизма гема и маркером гемолиза (Orten, 1971, Ann Clin Lab Sci 1:113-124). У Hbb’/_ мышей, лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc снизило уровни билирубина в сыворотке через 2 месяца почти наполовину по сравнению с растворителем (фиг. 27), тем самым обеспечивая доказательства того, что ActRIIB(L79D 25-131)-mFc неожиданно может улучшать структурную/функциональную целостность зрелых эритроцитов, поскольку он способствует формированию эритроцитов. Важно отметить, что, лечение Hbb’/_ мышей ActRIIB(L79D 25-131)mFc снизило уровни сывороточного ЕРО через 2 месяца более чем на 60% по сравнению с растворителем у той же модели (фиг. 28). Поскольку повышенные уровни ЕРО являются отличительным признаком неэффективного эритропоэза при β-талассемии, снижение этих уровней является убедительным доказательством, что ActRIIB(L79D 25-131)-mFc уменьшает неэффективный эритропоэз сам по себе, а не только анемию, которую он вызывает, у этой мышиной модели талассемии.- 50 043601 hemoglobin rate and hematocrit after 2 months compared to vehicle controls. These changes were accompanied by a decrease in the level of circulating reticulocytes (31.3±2.3% compared with 44.8±5.0% for Hbb'/'mice treated with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc or vehicle, respectively) , which corresponds to a decrease in anemia. As in Example 21, treatment of Hbb' /_ mice with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc resulted in improved RBC morphology and reduced erythrocyte debris compared to vehicle-dosed Hbb -/ ' mice. Compared with healthy individuals, patients with thalassemia exhibit an increased rate of red blood cell destruction and elevated serum levels of bilirubin, which is a product of heme catabolism and a marker of hemolysis (Orten, 1971, Ann Clin Lab Sci 1:113-124). In Hbb' /_ mice, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc reduced serum bilirubin levels at 2 months by almost half compared with vehicle (Fig. 27), thereby providing evidence that ActRIIB(L79D 25-131 )-mFc may unexpectedly improve the structural/functional integrity of mature red blood cells because it promotes red blood cell formation. Importantly, treatment of Hbb' /_ mice with ActRIIB(L79D 25-131)mFc reduced serum EPO levels at 2 months by more than 60% compared to vehicle in the same model (Figure 28). Since elevated EPO levels are the hallmark of ineffective erythropoiesis in β-thalassemia, the reduction in these levels provides strong evidence that ActRIIB(L79D 25-131)-mFc reduces ineffective erythropoiesis itself, and not just the anemia it causes, in this mouse models of thalassemia.

Этот полипептид-ловушка GDF также производит положительные изменения в конечных точках, представляющих основные осложнения неэффективного эритропоэза. У пациентов с талассемией, как спленомегалия, так и повреждения костей вызваны эритроидной гиперплазией и экстрамедуллярным эритропоэзом, стимулированными ЕРО. У Hbb’/_ мышей, лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение 2 месяцев значительно уменьшило массу селезенки по сравнению с растворителем (фиг. 29) и полностью восстановило минеральную плотности кости до значений у дикого типа (фиг. 30). Гомеостаз железа также значительно улучшился при лечении этим полипептидом-ловушкой GDF. Сывороточное железо состоит из несвязанного (свободного) железа и железа, связанного с апотрансферином (образуя трансферин), специализированный белок для транспорта элементарного железа в циркуляции. Сывороточное железо представляет собой относительно небольшой и лабильный компонент общего железа в организме, тогда как сывороточные уровни ферритина, другой формы хранения железа, выявляемая, в основном, внутриклеточно, представляет собой больший и менее лабильный компонент. Третьим параметром нагрузки железом является насыщение трансферина, степень, с которой занята железо-связывающая способность трансферина. У Hbb’/_ мышей, лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc в течение 2 месяцев значительно уменьшило каждый из этих индикаторов перегрузки железом по сравнению с растворителем (фиг. 31). В дополнение к его влиянию на эти разнообразные параметры гомеостаза железа ActRIIB(L79D 25131)-mFc нормализует тканевую перегрузку железом у Hbb’/_ мышей, как было выявлено путем гистохимического анализа селезенки, печени и почки (фиг. 32). Кроме того, этот полипептид-ловушка GDF оказал положительное воздействие на экспрессию гепсидина, белка печени, который считается основным регулятором гомеостаза железа (Gantz, 2011, Blood 117:4425-4433), и чьи уровни изменяются обратно пропорционально захвату пищевого железа. Лечение ActRIIB(L79D 25-131)-mFc восстановило аномально низкую экспрессию гепсидина в печени у Hbb’/_ мышей (фиг. 33). Наконец, проводили другое исследование с аналогичным дизайном для определения воздействия этой ловушки GDF на активные формы кислорода (ROS), которые, как полагают, опосредуют многие токсические эффекты перегрузки железом (Rund et al., 2005, N Engl J Med 353: 1135-1146). У трехмесячных Hbb’/’мышей лечение ActRIIB(L79D 25131)-mFc в дозе 1 мг/кг дважды в неделю в течение 2 месяцев практически нормализовало уровни ROS (фиг. 34), и можно было бы предсказать, таким образом, что оно значительно уменьшит повреждения тканей, опосредованное ROS, при талассемии и других заболеваниях, характеризующихся неэффективным эритропоэзом.This GDF decoy polypeptide also produces positive changes in endpoints that represent major complications of ineffective erythropoiesis. In patients with thalassemia, both splenomegaly and bone damage are caused by EPO-stimulated erythroid hyperplasia and extramedullary erythropoiesis. In Hbb' /_ mice, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc for 2 months significantly reduced spleen weight compared to vehicle (Figure 29) and completely restored bone mineral density to wild-type values (Figure 30) . Iron homeostasis was also significantly improved by treatment with this GDF decoy polypeptide. Serum iron consists of unbound (free) iron and iron bound to apotransferin (forming transferrin), a specialized protein for transporting elemental iron in the circulation. Serum iron represents a relatively small and labile component of total body iron, whereas serum levels of ferritin, another storage form of iron detected primarily intracellularly, represents a larger and less labile component. The third parameter of iron loading is transferrin saturation, the degree to which the iron-binding capacity of transferrin is occupied. In Hbb' /_ mice, treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc for 2 months significantly reduced each of these indicators of iron overload compared to vehicle (FIG. 31). In addition to its effect on these various parameters of iron homeostasis, ActRIIB(L79D 25131)-mFc normalizes tissue iron overload in Hbb' /_ mice, as determined by histochemical analysis of the spleen, liver and kidney (Fig. 32). In addition, this GDF decoy polypeptide had a positive effect on the expression of hepcidin, a liver protein that is considered a master regulator of iron homeostasis (Gantz, 2011, Blood 117:4425-4433), and whose levels vary inversely with dietary iron uptake. Treatment with ActRIIB(L79D 25-131)-mFc restored the abnormally low expression of hepcidin in the liver of Hbb' /_ mice (Fig. 33). Finally, another study with a similar design was conducted to determine the effects of this GDF trap on reactive oxygen species (ROS), which are believed to mediate many of the toxic effects of iron overload (Rund et al., 2005, N Engl J Med 353: 1135-1146 ). In 3-month-old Hbb'/'mice, treatment with ActRIIB(L79D 25131)-mFc at 1 mg/kg twice weekly for 2 months virtually normalized ROS levels (Figure 34) and would therefore be predicted to significantly will reduce ROS-mediated tissue damage in thalassemia and other diseases characterized by ineffective erythropoiesis.

В совокупности, вышеизложенные результаты демонстрируют, что полипептиды-ловушки GDF могут лечить неэффективный эритропоэз, включая анемию и повышенные уровни ЕРО, а также осложнения, такие как спленомегалия, патология костей, индуцированная эритробластами, и перегрузка железом, и сопутствующие им патологии. При спленомегалии такие патологии включают боль в груди или в животе и ретикулоэндотелиальную гиперплазию. Экстрамедуллярный гемопоэз может происходить не только в селезенке, но потенциально в других тканях в форме экстрамедуллярных гематопоэтических псевдоопухолей (Musallam et al., 2012, Cold Spring Harb Perspect Med 2:a013482). При патологии костей, индуцированной эритробластами, сопутствующие патологии включают низкую минеральную плотность кости, остеопороз и боль в костях (Haidar et al., 2011, Bone 48:425-432). При перегрузке железом сопутствующие патологии включают супрессию гепсидина и повышенное всасывание пищевого железа (Musallam et al., 2012, Blood Rev 26(Suppl 1):S16-S19), множественные эндокринопатии и фиброз/цирроз печени (Galanello et al., 2010, Orphanet J Rare Dis 5:11), и кардиомиопатию, вызванную перегрузкой железом (Lekawanvijit et al., 2009, Can J Cardiol 25:213-218). В отличие от существующей терапии для неэффективного эритропоэза, полипептиды-ловушки GDF, такие как ActRIIB(L79D 25-131)-mFc, способныTaken together, the above results demonstrate that GDF decoy polypeptides can treat ineffective erythropoiesis, including anemia and elevated EPO levels, as well as complications such as splenomegaly, erythroblast-induced bone pathology and iron overload, and their associated pathologies. In splenomegaly, such pathologies include chest or abdominal pain and reticuloendothelial hyperplasia. Extramedullary hematopoiesis can occur not only in the spleen, but potentially in other tissues in the form of extramedullary hematopoietic pseudotumors (Musallam et al., 2012, Cold Spring Harb Perspect Med 2:a013482). In erythroblast-induced bone pathology, associated pathologies include low bone mineral density, osteoporosis, and bone pain (Haidar et al., 2011, Bone 48:425-432). Associated pathologies with iron overload include hepcidin suppression and increased absorption of dietary iron (Musallam et al., 2012, Blood Rev 26(Suppl 1):S16-S19), multiple endocrinopathies and liver fibrosis/cirrhosis (Galanello et al., 2010, Orphanet J Rare Dis 5:11), and iron overload cardiomyopathy (Lekawanvijit et al. 2009, Can J Cardiol 25:213–218). In contrast to existing therapies for ineffective erythropoiesis, GDF decoy polypeptides such as ActRIIB(L79D 25-131)-mFc are capable of

--

Claims (20)

уменьшать перегрузку железом у мышиных моделей, с одновременным повышением уровней эритроцитов. Эта новая способность отличает полипептиды-ловушки GDF от переливаний крови, которые по своей сути нагружают организм экзогенным железом в процессе лечения анемии и делают это без облегчения состояния, лежащего в основе неэффективного эритропоэза.reduce iron overload in mouse models while increasing red blood cell levels. This new ability distinguishes GDF decoy polypeptides from blood transfusions, which inherently load the body with exogenous iron in the process of treating anemia and do so without alleviating the underlying condition of ineffective erythropoiesis. Включение посредством ссылкиIncorporation by reference Все публикации и патенты, упомянутые в настоящем документе, включены, таким образом, посредством ссылки в полном объеме, как если бы было особо оговорено и отдельно указано, что каждая отдельная публикация или патент включены посредством ссылки.All publications and patents mentioned herein are hereby incorporated by reference in their entirety as if each individual publication or patent were specifically stated to be incorporated by reference. Хотя были рассмотрены конкретные варианты осуществления объекта изобретения, представленное выше описание является иллюстрирующим и неограничивающим. Многие варианты будут очевидны специалистам в данной области после ознакомления с настоящим описанием и представленной ниже формулой изобретения. Полный объем изобретения должен определяться ссылкой на формулу изобретения, наряду с полным объемом ее эквивалентов, и описанием, наряду с вариантами.Although specific embodiments of the subject matter of the invention have been discussed, the above description is illustrative and non-limiting. Many variations will be apparent to those skilled in the art upon reading the present specification and the following claims. The entire scope of the invention is to be determined by reference to the claims, along with the full scope of their equivalents, and the description, along with variations. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Применение фармацевтической композиции для лечения миелофиброза у пациента, где композиция содержит полипептид, содержащий аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 90% идентична последовательности аминокислот 29-109 SEQ ID NO: 1, при этом полипептид содержит кислую аминокислоту в положении, соответствующем положению 79 SEQ ID NO: 1.1. The use of a pharmaceutical composition for the treatment of myelofibrosis in a patient, wherein the composition contains a polypeptide containing an amino acid sequence that is at least 90% identical to the amino acid sequence 29-109 of SEQ ID NO: 1, wherein the polypeptide contains an acidic amino acid at a position corresponding to the position 79 SEQ ID NO: 1. 2. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 95% идентична последовательности аминокислот 29-109 SEQ ID NO: 1.2. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is at least 95% identical to the sequence of amino acids 29-109 SEQ ID NO: 1. 3. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 98% идентична последовательности аминокислот 29-109 SEQ ID NO: 1.3. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is at least 98% identical to the sequence of amino acids 29-109 SEQ ID NO: 1. 4. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая идентична последовательности аминокислот 29-109 SEQ ID NO: 1, но при этом полипептид содержит кислую аминокислоту в положении, соответствующем положению 79 SEQ ID NO: 1.4. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is identical to the sequence of amino acids 29-109 of SEQ ID NO: 1, but the polypeptide contains an acidic amino acid at a position corresponding to position 79 of SEQ ID NO: 1. 5. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 90% идентична последовательности аминокислот 25-131 SEQ ID NO: 1.5. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is at least 90% identical to the sequence of amino acids 25-131 of SEQ ID NO: 1. 6. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 95% идентична последовательности аминокислот 25-131 SEQ ID NO: 1.6. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is at least 95% identical to the sequence of amino acids 25-131 of SEQ ID NO: 1. 7. Применение по п.1, где полипептид содержит последовательность аминокислот 25-131 SEQ ID NO: 1, но при этом полипептид содержит кислую аминокислоту в положении, соответствующем положению 79 SEQ ID NO: 1.7. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains the sequence of amino acids 25-131 of SEQ ID NO: 1, but the polypeptide contains an acidic amino acid at a position corresponding to position 79 of SEQ ID NO: 1. 8. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 90% идентична аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 28.8. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is at least 90% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 28. 9. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность, которая на по меньшей мере 95% идентична аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 28.9. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains an amino acid sequence that is at least 95% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 28. 10. Применение по п.1, где полипептид содержит аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 28.10. Use according to claim 1, wherein the polypeptide contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: 28. 11. Применение по п.1, где полипептид состоит из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 28.11. Use according to claim 1, wherein the polypeptide consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 28. 12. Применение по любому из пп.1-11, где полипептид связывается с GDF11.12. Use according to any one of claims 1 to 11, wherein the polypeptide binds to GDF11. 13. Применение по любому из пп.1-12, где полипептид связывается с GDF8.13. Use according to any one of claims 1 to 12, wherein the polypeptide binds to GDF8. 14. Применение по любому из пп.1-13, где полипептид связывается с GDF11 и GDF8.14. Use according to any one of claims 1 to 13, wherein the polypeptide binds to GDF11 and GDF8. 15. Применение по любому из пп.1-9, где кислая аминокислота представляет собой аспарагиновую кислоту (D).15. Use according to any one of claims 1 to 9, wherein the acidic amino acid is aspartic acid (D). 16. Применение по любому из пп.1-9, где кислая аминокислота представляет собой глутаминовую кислоту (Е).16. Use according to any one of claims 1 to 9, wherein the acidic amino acid is glutamic acid (E). 17. Применение по любому из пп.1-16, где полипептид находится в составе для подкожного введения.17. Use according to any one of claims 1 to 16, wherein the polypeptide is in a composition for subcutaneous administration. 18. Применение по любому из пп.1-17, где у пациента есть спленомегалия, и где фармацевтическая композиция лечит спленомегалию у пациента.18. Use according to any one of claims 1 to 17, wherein the patient has splenomegaly, and wherein the pharmaceutical composition treats splenomegaly in the patient. 19. Применение по любому из пп.1-18, где у пациента есть экстрамедуллярный эритропоэз, и где фармацевтическая композиция уменьшает экстрамедуллярный эритропоэз у пациента.19. Use according to any one of claims 1 to 18, wherein the patient has extramedullary erythropoiesis, and wherein the pharmaceutical composition reduces extramedullary erythropoiesis in the patient. 20. Применение по любому из пп.1-19, где у пациента есть анемия, и где фармацевтическая композиция лечит анемию у пациента.20. Use according to any one of claims 1 to 19, wherein the patient has anemia, and wherein the pharmaceutical composition treats the anemia in the patient. --
EA202090053 2011-10-17 2012-10-17 METHODS AND COMPOSITIONS FOR TREATING INEFFECTIVE ERYTHROPOIESIS EA043601B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61/547,932 2011-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043601B1 true EA043601B1 (en) 2023-06-05

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210207107A1 (en) Methods and compositions for treating ineffective erythropoiesis
US10889626B2 (en) Combined use of GDF traps and erythropoietin receptor activators to increase red blood cell levels
RU2592670C2 (en) Combined application of traps of gdf and erythropoietin receptor activators for increasing erythrocyte content
AU2009282441B2 (en) Use of GDF traps to increase red blood cell levels
AU2017204230B2 (en) Use of GDF traps to increase red blood cell levels
EA043601B1 (en) METHODS AND COMPOSITIONS FOR TREATING INEFFECTIVE ERYTHROPOIESIS
AU2019204127A1 (en) Combined use of GDF traps and erythropoietin receptor activators to increase red blood cell levels