ES2347239T3 - Anticuerpos dirigidos al factor de necrosis tumoral y usos de los mismos. - Google Patents
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Abstract
Anticuerpo monoclonal humano que se une de manera específica al factor de necrosis tumoral α (TNFα) y comprende un polipéptido de cadena pesada que tiene una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en SEQ ID NO: 70 y 74; y un polipéptido de cadena ligera que comprende la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 72, en el que dicho anticuerpo monoclonal humano se une al TNFα con una Kd inferior a 10-11 M.
Description
Anticuerpos dirigidos al factor de necrosis
tumoral y usos de los mismos.
La presente invención se refiere a anticuerpos
dirigidos al antígeno factor de necrosis tumoral alfa (a
continuación en el presente documento TNFa, factor de necrosis
tumoral \alpha o TNF\alpha) y a usos de tales anticuerpos. Más
específicamente, la presente invención se refiere a anticuerpos
monoclonales totalmente humanos dirigidos al antígeno TNFa y a usos
de estos anticuerpos. Los aspectos de la invención también se
refieren a hibridomas u otras líneas celulares que expresan tales
anticuerpos. Los anticuerpos del presente documento son útiles como
diagnósticos y como tratamientos para enfermedades asociadas con la
actividad y/o sobreproducción del TNFa.
Se ha demostrado que el TNFa está implicado en
enfermedades infecciosas, trastornos inmunitarios, patologías
autoinmunitarias, enfermedad de injerto contra huésped (GVHD),
neoplasia/cáncer y caquexia asociada al cáncer. Véase, Feldman M.,
2002 Nat. Rev. Immunol., 2:364. En particular, los niveles de TNFa
se inducen de manera espectacular en septicemia por Gram negativas,
choque endotóxico (Véase, Michie et al., 1989 Br. J. Surg.
76:670) enfermedad de Crohn y artritis reumatoide. Las implicaciones
del TNFa en una amplia variedad de este tipo de indicaciones
resalta la importancia de desarrollar agentes terapéuticos
biológicos específicos que seleccionan como diana esta citocina
inflamatoria.
Varios investigadores notifican la
caracterización de anticuerpos monoclonales contra el TNFa que
neutralizan su actividad in vitro. Véase, Liang CM, et
al., 1986, Biochem. Biophys Res. Commun., 137:847, y Meager A,
et al., 1987 Hybridoma 6:305. Algunos de estos anticuerpos se
usaron para mapear epítopos de TNFa humano y desarrollar
inmunoensayos enzimáticos y para ayudar en la purificación del TNFa
recombinante. Véase Fendly BM, et al., 1987 Hybridoma,
6:359; Hirai M, et al., 1987 J. Immunol Methods, 96:57;
Moller A, et al., 1990 Cytokine, 2:162; Bringman TS y
Aggarwal BB, 1987, Hybridoma, 6:489. Desafortunadamente, los
anticuerpos generados para estos estudios no serían útiles como
anticuerpos anti-TNFa neutralizantes terapéuticos
para tratar pacientes humanos puesto que derivaron de especies no
humanas y carecen de especificidad para el TNFa.
Los antisueros neutralizantes o AcM frente al
TNFa han mostrado eficacia en mamíferos no humanos suprimiendo
acontecimientos fisiopatológicos adversos y evitando la muerte tras
una exposición letal en endotoxemia experimental. Estos efectos se
han demostrado en sistemas de modelos de primates no humanos y
roedores. Véase, Beutler B, et al., 1985 Science, 229:869;
Tracey KJ, et al., 1987 Nature, 330:662; Mathison JC, et
al., 1988 J. Clin. Invest., 81:1925; Shimamoto Y, et
al., 1988, Immunol. Lett., 17:311; Opal SM, et al.,
1990, J. Infect. Dis., 161:1148; Silva AT, et al., 1990, J.
Infect. Dis., 162:454; Hinshaw LB, et al., 1990, Circ. Shock,
30:279.
Actualmente existen diversas formas de
anticuerpos neutralizantes y se revisan por Feldman. Véase, Feldman
M, 2002, Nat. Rev. Immunol., 2:364. Tal como se describe en esta
revisión, se ha dedicado un enorme esfuerzo para crear un
anticuerpo neutralizante que produjera un anticuerpo
terapéuticamente adecuado para la administración prolongada a seres
humanos. Por ejemplo, se han preparado anticuerpos quiméricos, en
los que las regiones variables de las cadenas de anticuerpo se
derivan de murino y las regiones constantes de las cadenas de
anticuerpo se derivan de ser humano, (Knight, D. M, et al.
(1993) Mol. Immunol. 30:1443-1453; publicación PCT
n.º WO 92/16553 por Daddona, P. E., et al.). Adicionalmente,
se han producido anticuerpos humanizados, en los que los dominios
hipervariables de las regiones variables de anticuerpo se derivan de
murino pero el resto de las regiones variables y las regiones
constantes de anticuerpo se derivan de humano (publicación PCT n.º
WO 92/11383 por Adair, J. R., et al.). Sin embargo, debido a
que estos anticuerpos quiméricos y humanizados todavía contienen
algunas secuencias de murino, pueden provocar una reacción
inmunitaria no deseada, la reacción de anticuerpos
anti-quiméricos humanos (HACA), especialmente cuando
se administra durante períodos prolongados, por ejemplo, para
indicaciones crónicas, tales como artritis reumatoide (véase por
ejemplo, Elliott, M. J., et al. (1994) Lancet
344:1125-1127; Elliot, M. J., et al., (1994)
Lancet 344:1105-1110).
Los autoanticuerpos monoclonales totalmente
humanos contra el hTNFa se han preparado usando técnicas de
hibridoma humano (Boyle, P., et al. (1993) Cell. Immunol.
152:556-568; Boyle, P., et al. (1993) Cell.
Immunol. 152:569-581; publicación de solicitud de
patente europea n.º 614 984 A2 por Boyle, et al.). Se han
descrito anticuerpos humanos recombinantes que se unen al hTNFa
(Griffiths, A. D., et al. (1993) EMBO J.
12:725-734). Sin embargo, debido a sus cinéticas de
disociación relativamente rápidas, estos anticuerpos no pueden ser
adecuados para su uso terapéutico. Adicionalmente, se ha descrito un
anticuerpo anti-hTNFa humano recombinante que no
neutraliza la actividad del hTNFa, sino más bien potencia la unión
del hTNFa a la superficie de células y potencia la internalización
del hTNFa (Lidbury, A., et al. (1994) Biotechnol. Ther.
5:27-45; publicación PCT n.º WO 92103145 por Aston,
R. et al). Actualmente, las proteínas de fusión
anticuerpo/TNFR (fcIg/TNFR) (Enbrel) han mostrado cierta utilidad,
pero se enfrentan a una corta semivida en el suero conduciendo a una
administración frecuente (por ejemplo, dos veces a la semana) del
fármaco. Un anticuerpo terapéutico neutralizante frente al TNFa
para tratamiento prolongado superaría el problema de la semivida
(una inyección a las 3-4 semanas) siempre que el
propio anticuerpo no fuera inmunógeno. Otros han intentado crear
anticuerpos neutralizantes frente al TNFa que tengan las
características deseadas de baja/ninguna inmunogenicidad y una
semivida típica de sus homólogos endógenos sin éxito. Los ejemplos
de tales anticuerpos incluyen quimeras de ratón/ser humano, tales
como infliximab (cA2 o Remicade), y el anticuerpo humanizado CDP571.
Se ha dado a conocer la producción de anticuerpos humanos, tales
como anticuerpos humanos recombinantes, que se unen al hTNFa soluble
y neutralizan la actividad del hTNFa, incluyendo la citotoxicidad
inducida por el hTNFa (in vitro e in vivo) y la
activación celular inducida por el hTNFa en la patente
estadounidense 6.258.562. Éstos representan intentos para crear
anticuerpos terapéuticos neutralizantes que se asemejen
estrechamente a sus homólogos
humanos.
humanos.
Desafortunadamente, el potencial completo de
estos fármacos no puede llevarse a cabo debido a su inmunogenicidad
potencial inherente, semivida comprometida y/o avidez/afinidad
reducida por el TNFa. Las respuestas inmunitarias del huésped
inducidas por estos anticuerpos quiméricos pueden conducir al
aclaramiento de los anticuerpos de la circulación y hacen a la
administración repetida inadecuada para terapia debido a la pérdida
de eficacia. En última instancia, estos problemas reducen el
beneficio terapéutico al paciente. También pueden encontrarse
problemas adicionales en el aumento a escala y la fabricación usando
anticuerpos o fragmentos de los mismos, tal como los mencionados
anteriormente.
Por tanto, por los motivos anteriores, existe
una necesidad en la técnica de proporcionar una alternativa a los
pacientes en poblaciones clínicamente indicadas en los que el TNFa
es responsable de la fisiopatología de una enfermedad particular.
Los anticuerpos monoclonales neutralizantes, de alta afinidad,
totalmente humanos, o fragmentos de los mismos, para administración
prolongada proporcionan las características deseadas de una opción
terapéutica no inmunógena con una semivida adecuada para una
administración menos frecuente.
Las realizaciones de la invención se refieren a
anticuerpos monoclonales humanos que se unen de manera específica
al factor de necrosis tumoral \alpha (denominado en el presente
documento factor de necrosis tumoral alfa, TNFa o TNF\alpha) y
comprenden un polipéptido de cadena pesada que tiene una secuencia
de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en SEQ ID NO: 70
y 74; y un polipéptido de cadena ligera que comprende la secuencia
de aminoácidos de SEQ ID NO: 72, en los que dichos anticuerpos
monoclonales humanos se unen al TNFa con una Kd inferior a
10^{-11} M. Un ejemplo no limitativo de un anticuerpo monoclonal
humano de este tipo es el anticuerpo 299v2.
Por consiguiente, los anticuerpos monoclonales
humanos según la presente invención que se unen de manera específica
al factor de necrosis tumoral \alpha (TNF\alpha) pueden
comprender un polipéptido de cadena pesada que tiene una secuencia
de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en SEQ ID NO: 70;
y un polipéptido de cadena ligera que comprende la secuencia de
aminoácidos de SEQ ID NO: 72, en los que dichos anticuerpos
monoclonales humanos se unen al TNFa con una Kd inferior a
10^{-11} M. Alternativamente, los anticuerpos monoclonales
humanos según la presente invención que se unen de manera específica
al factor de necrosis tumoral \alpha (TNF\alpha) pueden
comprender un polipéptido de cadena pesada que comprende la
secuencia de aminoácidos mostrada en la SEQ ID NO: 74; y un
polipéptido de cadena ligera que comprende la secuencia de
aminoácidos de SEQ ID NO: 72, en los que dichos anticuerpos
monoclonales humanos se unen al TNF\alpha, con una Kd inferior a
10^{-11} M.
La invención proporciona además métodos para
someter a ensayo el nivel de factor de necrosis tumoral alfa (TNFa)
en una muestra de un paciente, que comprenden poner en contacto un
anticuerpo anti-TNFa con una muestra biológica de
un paciente, y detectar el nivel de unión entre dicho anticuerpo y
el TNFa en dicha muestra. En realizaciones más específicas, la
muestra biológica es sangre.
En otras realizaciones la invención proporciona
composiciones, que incluyen un anticuerpo o un fragmento de unión a
antígeno del mismo, y un vehículo farmacéuticamente aceptable.
Las realizaciones adicionales incluyen
anticuerpos de la invención para su uso en el tratamiento eficaz de
enfermedades inflamatorias inmunomediadas en un animal, incluyendo
artritis reumatoide, glomerulonefritis, aterosclerosis, psoriasis,
reestenosis, enfermedad autoinmunitaria, enfermedad de Crohn,
reacciones injerto-huésped, choque septicémico,
caquexia, anorexia, uveítis, artritis psoriásica, espondilitis
anquilosante, vasculitis y esclerosis múltiple. Las realizaciones
particulares adicionales incluyen anticuerpos de la invención para
su uso en el tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias
inmunomediadas en un animal, incluyendo artritis reumatoide,
psoriasis, enfermedad de Crohn, artritis psoriásica o espondilitis
anquilosante.
Usos adicionales de los anticuerpos del presente
documento pueden ser para la preparación de un medicamento para el
tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias inmunomediadas en
un animal, en los que dicho anticuerpo monoclonal se une de manera
específica al factor de necrosis tumoral alfa (TNFa). Las
enfermedades inflamatorias inmunomediadas que pueden tratarse
pueden incluir artritis reumatoide, glomerulonefritis,
aterosclerosis, psoriasis, reestenosis, enfermedad autoinmunitaria,
enfermedad de Crohn, reacciones injerto-huésped,
choque septicémico, caquexia, anorexia, uveítis, artritis
psoriásica, espondilitis anquilosante, vasculitis y esclerosis
múltiple. En realizaciones particulares adicionales, los anticuerpos
de la invención se usan para la preparación de un medicamento para
el tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias inmunomediadas
en un animal, incluyendo artritis reumatoide, psoriasis, enfermedad
de Crohn, artritis psoriásica o espondilitis anquilosante.
Las realizaciones de la invención descritas en
el presente documento se refieren a anticuerpos monoclonales que se
unen al TNFa y afectan a la función del TNFa. Otras realizaciones se
refieren a anticuerpos anti-TNFa totalmente humanos
y preparaciones de anticuerpos anti-TNFa con
propiedades deseables desde una perspectiva terapéutica, incluyendo
una fuerte afinidad de unión por el TNFa, la capacidad de
neutralizar el TNFa in vitro e in vivo, y la capacidad de
inhibir la apoptosis inducida por el TNFa.
En una realización preferida, los anticuerpos
descritos en el presente documento se unen al TNFa con afinidades
muy altas (Kd). Se mostró que los anticuerpos 299 V.1 y 299 V.2
presentan afinidades en el intervalo de 10^{-13} o bajo
10^{-12} (M). Las mediciones de afinidad y/o avidez pueden medirse
mediante KinExA® y/o BIACORE®, tal como se describe en el presente
documento.
Por consiguiente, una realización descrita en el
presente documento incluye anticuerpos aislados, o fragmentos de
unión a antígeno de aquellos anticuerpos, que se unen al TNFa. Tal
como se conoce en la técnica, los anticuerpos son de manera
ventajosa anticuerpos monoclonales, totalmente humanos. Las
realizaciones de la invención descritas en el presente documento
también proporcionan células para producir estos anticuerpos.
Se apreciará que las realizaciones de la
invención no se limitan a ninguna forma particular de un anticuerpo
o método de generación o producción. Por ejemplo, el anticuerpo
anti-TNFa puede ser un anticuerpo de longitud
completa (por ejemplo, que tiene una región Fc humana intacta) o un
fragmento de anticuerpo (por ejemplo, un Fab, Fab' o
F(ab')_{2}). Además, el anticuerpo puede fabricarse a
partir de un hibridoma que secreta el anticuerpo, o a partir de una
célula producida de manera recombinante que se ha transformado o
transfectado con un gen o genes que codifican para el
anticuerpo.
Otra realización de la invención incluye un
método de diagnosticar enfermedades o estados en los que se utiliza
un anticuerpo preparado tal como se describe en el presente
documento para detectar el nivel de TNFa en una muestra de un
paciente. En una realización, la muestra del paciente es sangre o
suero sanguíneo. En realizaciones adicionales, se presentan métodos
para la identificación de factores de riesgo, diagnóstico de la
enfermedad, y clasificación del estadio de la enfermedad que
implican la identificación de la sobreexpresión del TNFa usando
anticuerpos
anti-TNFa.
anti-TNFa.
La solicitud da a conocer métodos, herramientas
y kits para diagnosticar un estado asociado con la expresión del
TNFa en una célula poniendo en contacto la célula con un anticuerpo
anti-TNFa, y después de eso detectar la presencia
de TNFa. Los estados preferidos incluyen, pero no se limitan a,
enfermedades neoplásicas incluyendo, sin limitación, tumores,
cánceres, tales como cáncer de mama, de ovario, de estómago,
endometrial, de glándulas salivales, de pulmón, de riñón, de colon,
colorrectal, de tiroides, pancreático, de próstata y de vejiga. En
otra realización, puede usarse un anticuerpo
anti-TNFa para diagnosticar un estado inflamatorio
incluyendo, pero sin limitarse a, aterosclerosis, reestenosis,
enfermedad autoinmunitaria, enfermedades inflamatorias
inmunomediadas (IMID) incluyendo, pero sin limitarse a, artritis
reumatoide, psoriasis, uveítis (por ejemplo, infantil y
seronegativa), lupus y otras enfermedades mediadas por complejos
inmunitarios tales como pénfigo y glomerulonefritis,
hipertiroidismo congénito (CH), hipersensibilidad de tipo retardada
(DTH) tal como hipersensibilidad por contacto, sarcoidosis,
enfermedad de Behcet, artritis crónica, artritis psoriásica,
espondilitis anquilosante, enfermedad de Still del adulto,
enfermedad de Sjögren primaria, esclerodermia, arteritis de células
gigantes, síndrome de SAPHO, cirrosis biliar primaria (PBC),
sarcoidosis, síndromes mielodisplásicos, síndrome de Wegener y
otras vasculitis, neoplasias malignas hematológicas, trastornos
cocleovestibulares, síndrome de la activación de macrófagos, asma,
enfermedad pulmonar intersticial, hepatitis C, fibrosis pulmonar,
inducción de ovulación, síndromes mielodisplásicos, enfermedad de
Crohn, reacciones injerto-huésped, choque
septicémico, caquexia, anorexia y esclerosis múltiple. Otros
estados que los anticuerpos pueden diagnosticar se dan a conocer en
la patente estadounidense n.º 6.090.382 concedida a Salfeld et
al., y la patente estadounidense n.º 5.436.154 concedida a
Barbanti, et al.
En otra realización, la invención da a conocer
un kit de ensayo para detectar el TNFa y miembros de la familia del
TNFa en tejidos o células de mamífero para detectar enfermedades
neoplásicas o estados inflamatorios. El kit incluye un anticuerpo
que se une al TNFa y un medio para indicar la reacción del
anticuerpo con el TNFa, si está presente. Preferiblemente, el
anticuerpo es un anticuerpo monoclonal. En particular, el anticuerpo
que se une al TNFa está marcado. Alternativamente, el anticuerpo es
un primer anticuerpo no marcado y el kit incluye además un medio
para detectar el primer anticuerpo. El medio incluye un segundo
anticuerpo marcado que es un anticuerpo
anti-inmunoglobulina. Preferiblemente, el anticuerpo
se marca con un marcador seleccionado del grupo que consiste en un
fluorocromo, una enzima, un radionúclido y un material
radiopaco.
Otras realizaciones de la invención incluyen
composiciones farmacéuticas que tienen una cantidad eficaz de un
anticuerpo anti-TNFa en mezcla con un vehículo o
diluyente farmacéuticamente aceptable. Preferiblemente, pueden
usarse tales anticuerpos para el tratamiento de estados
inflamatorios incluyendo, pero sin limitarse a, aterosclerosis,
reestenosis, enfermedad autoinmunitaria, enfermedades inflamatorias
inmunomediadas (IMID) incluyendo, pero sin limitarse a, artritis
reumatoide, psoriasis, uveítis (por ejemplo, infantil y
seronegativa), lupus y otras enfermedades mediadas por complejos
inmunitarios tales como pénfigo y glomerulonefritis, hipertiroidismo
congénito (CH), hipersensibilidad de tipo retardada (DTH) tal como
hipersensibilidad por contacto, sarcoidosis, enfermedad de Behcet,
artritis crónica, artritis psoriásica, espondilitis anquilosante,
enfermedad de Still del adulto, enfermedad de Sjögren primaria,
esclerodermia, arteritis de células gigantes, síndrome de SAPHO,
cirrosis biliar primaria (PBC), sarcoidosis, síndromes
mielodisplásicos, síndrome de Wegener y otras vasculitis,
neoplasias malignas hematológicas, trastornos cocleovestibulares,
síndrome de la activación de macrófagos, asma, enfermedad pulmonar
intersticial, hepatitis C, fibrosis pulmonar, inducción de
ovulación, síndromes mielodisplásicos, enfermedad de Crohn,
reacciones injerto-huésped, choque septicémico,
caquexia, anorexia y esclerosis múltiple. Otros estados que los
anticuerpos pueden tratar se dan a conocer en la patente
estadounidense n.º 6.090.382 concedida a Salfeld et al., y
la patente estadounidense n.º 5.436.154 concedida a Barbanti, et
al. En particular, la presente invención engloba anticuerpos
para su uso en el tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias
inmunomediadas en un animal, en el que dichas enfermedades se
seleccionan del grupo que consiste en artritis reumatoide,
glomerulonefritis, aterosclerosis, psoriasis, reestenosis,
enfermedad autoinmunitaria, enfermedad de Crohn, reacciones
injerto-huésped, choque septicémico, caquexia,
anorexia, uveítis, artritis psoriásica, espondilitis anquilosante,
vasculitis y esclerosis múltiple.
Las realizaciones particulares adicionales
incluyen los anticuerpos de la invención para su uso en el
tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias inmunomediadas en
un animal, incluyendo artritis reumatoide, psoriasis, enfermedad de
Crohn, artritis psoriásica o espondilitis anquilosante. Por
consiguiente, la presente invención engloba el uso de anticuerpos
según la invención para la preparación de un medicamento para el
tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias inmunomediadas en
un animal, en el que dichas enfermedades se seleccionan del grupo
que consiste en artritis reumatoide, glomerulonefritis,
aterosclerosis, psoriasis, reestenosis, enfermedad autoinmunitaria,
enfermedad de Crohn, reacciones injerto-huésped,
choque septicémico, caquexia, anorexia, uveítis, artritis
psoriásica, espondilitis anquilosante, vasculitis y esclerosis
múltiple.
Más particularmente, los anticuerpos de la
invención se usan para la preparación de un medicamento para el
tratamiento eficaz de enfermedades inflamatorias inmunomediadas en
un animal, incluyendo artritis reumatoide, psoriasis, enfermedad de
Crohn, artritis psoriásica o espondilitis anquilosante.
Aún otra realización incluye métodos para tratar
enfermedades o estados asociados con la expresión del TNFa en un
paciente, administrando al paciente una cantidad eficaz de un
anticuerpo anti-TNFa. El método puede realizarse
in vivo y el paciente es preferiblemente un paciente humano.
En una realización preferida, el método se refiere al tratamiento
de enfermedades inflamatorias inmunomediadas (IMID) incluyendo, pero
sin limitarse a, artritis reumatoide, psoriasis, uveítis (por
ejemplo, infantil y seronegativa), lupus y otras enfermedades
mediadas por complejos inmunitarios tales como pénfigo y
glomerulonefritis, hipertiroidismo congénito (CH),
hipersensibilidad de tipo retardada (DTH) tal como hipersensibilidad
por contacto, sarcoidosis, enfermedad de Behcet, artritis crónica,
artritis psoriásica, espondilitis anquilosante, enfermedad de Still
del adulto, enfermedad de Sjögren primaria, esclerodermia,
arteritis de células gigantes, síndrome de SAPHO, cirrosis biliar
primaria (CBP), sarcoidosis, síndromes mielodisplásicos, síndrome de
Wegener y otras vasculitis, neoplasias malignas hematológicas,
trastornos cocleovestibulares, síndrome de la activación de
macrófagos, asma, enfermedad pulmonar intersticial, hepatitis C,
fibrosis pulmonar, inducción de ovulación, síndromes
mielodisplásicos, enfermedad de Crohn, reacciones
injerto-huésped, choque septicémico, caquexia,
anorexia y esclerosis múltiple. Otros estados que los anticuerpos
pueden tratar se dan a conocer en la patente estadounidense n.º
6.090.382 concedida a Salfeld et al., y la patente
estadounidense n.º 5.436.154 concedida a Barbanti, et al. En
particular, la presente invención engloba anticuerpos para su uso en
el tratamiento eficaz de una enfermedad asociada con la expresión
del factor de necrosis tumoral alfa en un animal, en el que dichas
enfermedades se seleccionan del grupo que consiste en artritis
reumatoide, glomerulonefritis, aterosclerosis, psoriasis,
reestenosis, enfermedad autoinmunitaria, enfermedad de Crohn,
reacciones injerto-huésped, choque septicémico,
caquexia, anorexia, uveítis, artritis psoriásica, espondilitis
anquilosante, vasculitis y esclerosis múltiple.
Las realizaciones particulares adicionales
incluyen los anticuerpos de la invención para su uso en el
tratamiento eficaz de una enfermedad asociada con la expresión del
factor de necrosis tumoral alfa en un animal, incluyendo artritis
reumatoide, psoriasis, enfermedad de Crohn, artritis psoriásica o
espondilitis anquilosante.
Por consiguiente, la presente invención engloba
el uso de anticuerpos según la invención para la preparación de un
medicamento para el tratamiento eficaz de una enfermedad asociada
con la expresión del factor de necrosis tumoral alfa en un animal,
en el que dichas enfermedades are se seleccionan del grupo que
consiste en artritis reumatoide, glomerulonefritis, aterosclerosis,
psoriasis, reestenosis, enfermedad autoinmunitaria, enfermedad de
Crohn, reacciones injerto-huésped, choque
septicémico, caquexia, anorexia, uveítis, artritis psoriásica,
espondilitis anquilosante, vasculitis y esclerosis múltiple.
Más particularmente, los anticuerpos de la
invención se usan para la preparación de un medicamento para el
tratamiento eficaz de una enfermedad asociada con la expresión del
factor de necrosis tumoral alfa en un animal, incluyendo artritis
reumatoide, psoriasis, enfermedad de Crohn, artritis psoriásica o
espondilitis anquilosante.
La invención da a conocer un artículo de
fabricación que incluye un envase. El envase incluye una composición
que contiene un anticuerpo anti-TNFa, y un prospecto
o etiqueta que indica que la composición puede usarse para tratar
enfermedades neoplásicas o inflamatorias caracterizadas por la
sobreexpresión del TNFa.
El anticuerpo anti-TNFa se
administra a un paciente, tras la administración de un agente de
aclaramiento para eliminar el exceso de anticuerpo circulante de la
sangre.
Los anticuerpos anti-TNFa pueden
modificarse para potenciar su capacidad de fijar el complemento y
participar en la citotoxicidad dependiente del complemento (CDC).
En una realización, pueden modificarse anticuerpos
anti-TNFa, tal como mediante una sustitución de
aminoácidos, para alterar su aclaramiento del organismo.
Alternativamente, algunas otras sustituciones de aminoácidos pueden
retardar el aclaramiento del anticuerpo del cuerpo.
Aún otra realización es el uso de un anticuerpo
anti-TNFa en la preparación de un medicamento para
el tratamiento de enfermedades tales como estados inflamatorios. En
una realización específica, el estado inflamatorio incluye, pero no
se limita a, aterosclerosis, reestenosis, enfermedad
autoinmunitaria, enfermedades inflamatorias inmunomediadas (IMID)
incluyendo, pero sin limitarse a artritis reumatoide, psoriasis,
uveítis (por ejemplo, infantil y seronegativa), lupus y otras
enfermedades mediadas por complejos inmunitarios tales como pénfigo
y glomerulonefritis, hipertiroidismo congénito (CH),
hipersensibilidad de tipo retardada (DTH) tal como hipersensibilidad
por contacto, sarcoidosis, enfermedad de Behcet, artritis crónica,
artritis psoriásica, espondilitis anquilosante, enfermedad de Still
del adulto, enfermedad de Sjögren primaria, esclerodermia, arteritis
de células gigantes, síndrome de SAPHO, cirrosis biliar primaria
(PBC), sarcoidosis, síndromes mielodisplásicos, síndrome de Wegener
y otras vasculitis, neoplasias malignas hematológicas, trastornos
cocleovestibulares, síndrome de la activación de macrófagos, asma,
enfermedad pulmonar intersticial, hepatitis C, fibrosis pulmonar,
inducción de ovulación, síndromes mielodisplásicos, enfermedad de
Crohn, reacciones injerto-huésped, choque
septicémico, caquexia, anorexia y esclerosis múltiple. Otros
estados que los anticuerpos pueden tratar se dan a conocer en la
patente estadounidense n.º 6.090.382 concedida a Salfeld et
al., y la patente estadounidense n.º 5.436.154 concedida a
Barbanti, et al.
La figura 1 es un gráfico de barras que ilustra
el efecto que diversos anticuerpos de unión
anti-TNFa humanos, derivados de hibridomas tienen en
la neutralización de la apoptosis celular inducida por TNFa en
células WM266 humanas. El gráfico muestra la actividad caspasa como
una medida de la apoptosis inducida por TNFa.
La figura 2 es un gráfico de puntos que compara
la unión a antígeno limitado por anticuerpo
anti-TNFa entre anticuerpos en sobrenadantes de
cultivo de células B con la de un anticuerpo control (4.17 IgG2) a
lo largo de un intervalo de concentración. Los triángulos
representan los clones del sobrenadante del cultivo de células B, y
los bloques representan anticuerpo Bar (4.17 IgG2). Los clones de
sobrenadantes de cultivo de células B con puntos por encima de la
curva de anticuerpos en barra se clasifican como que tienen una
afinidad potencialmente
superior.
superior.
La figura 3 es un gráfico de barras
representativo que compara la eficacia de diversos sobrenadantes de
cultivo de células B de XENOMAX® en la inhibición de la apoptosis
celular inducida por TNFa en células MCF-7
humanas.
La figura 4 es un gráfico de puntos
representativo que muestra comparaciones de potencia calculadas para
la neutralización de la apoptosis inducida por TNFa en células
MCF-7 humanas mediante sobrenadantes de cultivo de
células B de XENOMAX®. Los triángulos representan la potencia de los
sobrenadantes de cultivo de células B, mientras que los cuadrados
representan la potencia de un control en barra, 3.2 IgG2.
La figura 5 es un gráfico lineal de reactivos
anti-TNF que se unen a TNF humano soluble expresado
por E. coli mediante ELISA.
La figura 6 es un gráfico lineal de reactivos
anti-TNF que se unen y que reaccionan de manera
cruzada con TNF de mono macaco cynomolgus soluble expresado por
E. coli mediante ELISA.
La figura 7 es un gráfico lineal representativo
que muestra un ejemplo de curvas de valoración de anticuerpo
anti-TNFa neutralizante usadas para generar valores
de CI_{50}. Se incubaron previamente los reactivos
anti-TNFa con 100 pg/ml del TNFa durante 1 hora a
37ºC. Se sometió a ensayo la neutralización usando células
MCF-7 y se detectó como una razón de yoduro de
propidio y tinción con Heochst 33342.
La figura 8 es un gráfico lineal representativo
que muestra un ejemplo de curvas de valoración de reactivos
anti-TNFa neutralizantes usadas para generar valores
de CI_{50}. Se incubaron previamente los anticuerpos
anti-TNFa con 100 pg/ml del TNFa durante 18 horas a
37ºC. Se sometió a ensayo la neutralización usando células
MCF-7 y se detectó como una razón de yoduro de
propidio y tinción con Heochst 33342.
La figura 9 es un gráfico de barras que muestra
los valores de CI_{50} promedio para la neutralización de
anticuerpo anti-TNFa. Se realizaron los cálculos de
neutralización y de CI_{50} tal como se describió en la breve
descripción de la figura 8.
La figura 10 es un gráfico de barras que muestra
los valores de CI_{50} promedio para la neutralización de
anticuerpo anti-TNFa. Se realizó la neutralización
en células WM266 humanas y se midió la actividad caspasa como una
indicación de la apoptosis inducida por TNFa. Se realizaron los
cálculos de CI_{50} del anticuerpo tal como se describió en la
breve descripción de la figura 7.
La figura 11 es un gráfico lineal que representa
un ensayo de sangre completa para determinar la inhibición de la
inducción de IL-8 por el TNF, medida mediante ELISA.
Se usaron curvas de valoración para generar valores de
CI_{50}.
CI_{50}.
La figura 12 es un gráfico lineal representativo
de la inhibición in vivo de la insuficiencia hepática
inducida por TNFa usando reactivos anti-TNF. La
lesión hepática inducida por TNFa y D-GaIN se evaluó
midiendo las actividades enzimáticas en suero de alanina
aminotransferasa (ALT). Se usaron curvas de valoración para generar
valores de CI_{50}.
La figura 13 es un gráfico lineal representativo
de la inhibición in vivo de IL-6 inducida por
TNFa usando reactivos anti-TNF y medida mediante
ELISA. Se usaron curvas de valoración para generar valores de
CI_{50}.
Las realizaciones de la invención proporcionan
anticuerpos anti-TNFa monoclonales humanos y
preparaciones de anticuerpos anti-TNFa con
propiedades deseables desde una perspectiva terapéutica, incluyendo
una fuerte afinidad de unión por el TNFa, la capacidad de
neutralizar el TNFa in vitro, la capacidad de inhibir la
lesión hepática inducida por TNFa in vivo, y la capacidad de
inhibir la producción de IL-6 inducida por TNFa
in vivo.
Por consiguiente, las realizaciones de la
invención incluyen anticuerpos aislados, o fragmentos de unión a
antígeno de aquellos anticuerpos, que se unen al TNFa. Tal como se
conoce en la técnica, los anticuerpos pueden ser de manera
ventajosa anticuerpos monoclonales totalmente humanos. Las
realizaciones de la invención también proporcionan células para
producir estos anticuerpos.
Además, las realizaciones de la invención
proporcionan el uso de estos anticuerpos para el tratamiento de una
enfermedad. Por ejemplo, las realizaciones de la invención
proporcionan métodos y anticuerpos para inhibir la expresión del
TNFa asociado con enfermedades infecciosas, trastornos inmunitarios,
patologías autoinmunitarias, enfermedad del injerto contra huésped
(GVHD), caquexia asociada, septicemia por Gram negativas, choque
endotóxico, enfermedad de Crohn y artritis reumatoide.
Preferiblemente, los anticuerpos se usan para tratar estados
inflamatorios, incluyendo, pero sin limitarse a, artritis
reumatoide, glomerulonefritis, aterosclerosis, psoriasis,
trasplantes de órganos, reestenosis y enfermedades
autoinmunitarias. En asociación con tal tratamiento, se proporcionan
artículos de fabricación que incluyen anticuerpos tal como se
describe en el presente documento. Adicionalmente, se proporciona
un kit de ensayo que tiene anticuerpos tal como se describen en el
presente documento para detectar tumores y estados
inflamatorios.
Adicionalmente, los ácidos nucleicos descritos
en el presente documento, y fragmentos y variantes de los mismos,
pueden usarse, a modo de ejemplo no limitativo, (a) para dirigir la
biosíntesis de las proteínas, polipéptidos, fragmentos y variantes
codificados correspondientes como productos génicos recombinantes o
heterólogos, (b) como sondas para la detección y cuantificación de
los ácidos nucleicos dados a conocer en el presente documento, (c)
como moldes de secuencia para preparar moléculas antisentido, y
similares. Tales usos se describen más completamente en la siguiente
descripción.
Además, las proteínas y los polipéptidos
descritos en el presente documento, y fragmentos y variantes de los
mismos, pueden usarse de maneras que incluyen (a) servir como
inmunógeno para estimular la producción de un anticuerpo
anti-TNFa, (b) un antígeno de captura en un ensayo
inmunógeno para un anticuerpo de este tipo, (c) como diana para la
selección de sustancias que se unen a un polipéptido de TNFa
descrito en el presente documento, y (d) una diana para un
anticuerpo específico para el TNFa tal que el tratamiento con el
anticuerpo afecta a la función molecular y/o celular mediada por la
diana.
Realizaciones, características, y similares
adicionales referentes a los anticuerpos anti-TNFa,
se proporcionan con mayor detalle a continuación.
Las secuencias de aminoácidos y nucleótidos de
las regiones variables de la cadena ligera y la cadena pesada de
anticuerpos anti-TNFa humanos representativos se
proporcionan en la lista de secuencias, cuyo contenido se resume a
continuación en la tabla 1.
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\vskip1.000000\baselineskip
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(Tabla pasa a página
siguiente)
A menos que se indique lo contrario, los
términos científicos y técnicos usados en el presente documento
deben tener los significados que se entienden comúnmente por los
expertos en la técnica. Además, a menos que se requiera lo
contrario por el contexto, los términos singulares deben incluir
plurales y los términos plurales deben incluir el singular.
Generalmente, las nomenclaturas utilizadas en relación con, y
técnicas de, cultivo celular y tisular, biología molecular, y
química e hibridación de proteínas y oligo o polinucleótido
descritas en el presente documento son aquéllas bien conocidas y
usadas comúnmente en la técnica. Las técnicas convencionales se
usan para ADN recombinante, síntesis de oligonucleótidos, y
transformación y cultivo tisular (por ejemplo, electroporación,
lipofección). Las reacciones enzimáticas y técnicas de purificación
se realizan según las especificaciones del fabricante o tal como se
efectúan comúnmente en la técnica o tal como se describe en el
presente documento. Las técnicas y procedimientos anteriores se
realizan generalmente según métodos convencionales bien conocidos
en la técnica y tal como se describe en diversas referencias
generales y más específicas que las citadas y comentadas a lo largo
de la presente memoria descriptiva. Véase por ejemplo, Sambrook
et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2ª ed., Cold
Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989)).
Las nomenclaturas utilizadas en relación con, y los procedimientos y
las técnicas de laboratorio de, química analítica, química orgánica
sintética, y química médica y farmacéutica descritas en el presente
documento son aquéllas bien conocidas y comúnmente usadas en la
técnica. Las técnicas convencionales se usan para síntesis
químicas, análisis químicos, administración, formulación y
preparación farmacéutica, y tratamiento de pacientes.
Tal como se utiliza según la presente
descripción, debe entenderse que los siguientes términos, a menos
que se indique lo contrario, tienen los siguientes significados:
El término "TNFa" se refiere a la citocina,
factor de necrosis tumoral alfa (Pennica, D. et al., 1984,
Nature 312: 724-729). El TNFa también se conoce en
la técnica como caquectina.
El término "neutralizante" cuando se
refiere a un anticuerpo se refiere a la capacidad un anticuerpo de
eliminar o reducir significativamente una función efectora de un
antígeno diana al que se une. Por consiguiente, un anticuerpo
anti-TNFa "neutralizante" puede eliminar o
reducir significativamente una función efectora, tal como la
actividad del TNFa.
La expresión "polinucleótido aislado" tal
como se usa en el presente documento debe significar un
polinucleótido de origen genómico, ADNc, o sintético o alguna
combinación de los mismos, que en virtud de su origen el
"polinucleótido aislado" (1) no se asocia con todo o una parte
de un polinucleótido en el que el "polinucleótido aislado" se
encuentra en la naturaleza, (2) esté operativamente unido a un
polinucleótido al que no está unido en la naturaleza, o (3) no se
produce en la naturaleza como parte de una secuencia más grande.
La expresión "proteína aislada" a la que se
hace referencia en el presente documento significa una proteína de
origen de ADNc, ARN recombinante, o de origen sintético o alguna
combinación de los mismos, que en virtud de su origen, o fuente de
derivación, la "proteína aislada" (1) no se asocia con
proteínas encontradas en la naturaleza, (2) está libre de otras
proteínas de la misma fuente, por ejemplo libre de proteínas de
murino, (3) se expresa mediante una célula de una especie
diferente, o (4) no se produce en la naturaleza.
El término "polipéptido" se usa en el
presente documento como un término genérico para referirse a la
proteína nativa, fragmentos, o análogos de una secuencia de
polipéptido. Por tanto, la proteína nativa, fragmentos, y análogos
son especies del género polipeptídico. Los polipéptidos preferidos
según la invención comprenden las moléculas de inmunoglobulina de
cadena pesada humana y las moléculas de inmunoglobulina de cadena
ligera de kappa humana, así como moléculas de anticuerpo formadas
por combinaciones que comprenden las moléculas de inmunoglobulina
de cadena pesada con moléculas de inmunoglobulina de cadena ligera,
tales como moléculas de inmunoglobulina de cadena ligera de kappa, y
viceversa, así como fragmentos y análogos de las mismas.
La expresión "que se produce de manera
natural" tal como se usa en el presente documento tal como se
aplica a un objeto se refiere al hecho de que un objeto puede
encontrarse en la naturaleza. Por ejemplo, una secuencia de
polipéptido o polinucleótido que está presente en un organismo
(incluyendo virus) que puede aislarse de una fuente en la
naturaleza y que no se han modificado intencionalmente por el hombre
en el laboratorio o que se produce de otro modo de manera
natural.
La expresión "operativamente unido" tal
como se usa en el presente documento se refiere a las posiciones de
los componentes descritos de tal manera que están en una relación
que les permite funcionar de su manera prevista. Por ejemplo, una
secuencia control "operativamente unida" a una secuencia
codificante se conecta de tal manera que la expresión de la
secuencia codificante se logra en condiciones compatibles con las
secuencias control.
La expresión "secuencia control" tal como
se usa en el presente documento se refiere a secuencias de
polinucleótido que son necesarias para efectuar la expresión y el
procesamiento de las secuencias codificantes con las que se
conectan. La naturaleza de tales secuencias control difiere
dependiendo del organismo huésped; en procariotas, tales secuencias
control generalmente incluyen promotor, sitio de unión ribosómico, y
secuencia de terminación de la transcripción; en eucariotas,
generalmente, tales secuencias control incluyen promotores y
secuencia de terminación de la transcripción. La expresión
"secuencias control" pretende incluir, como mínimo, todos los
componentes cuya presencia es esencial para la expresión y el
procesamiento, y también puede incluir componentes adicionales cuya
presencia es ventajosa, por ejemplo, secuencias líder y secuencias
de componentes de fusión.
El término "polinucleótido" tal como se
hace referencia en el presente documento significa una forma
polimérica de nucleótidos de al menos 10 bases de longitud, o bien
ribonucleótidos o desoxinucleótidos o bien una forma modificada de
cualquier tipo de nucleótido. El término incluye formas mono y
bicatenarias de ADN.
El término "oligonucleótido" al que se hace
referencia en el presente documento incluye nucleótidos que se
producen de manera natural, y modificados, unidos entre sí mediante
enlaces de oligonucleótidos que se producen de manera natural, y
que se producen de manera no natural. Los oligonucleótidos son
generalmente un subconjunto de polinucleótidos que comprende una
longitud de 200 bases o menos. Preferiblemente, los oligonucleótidos
son de 10 a 60 bases de longitud y lo más preferiblemente 12, 13,
14, 15, 16, 17, 18, 19 ó 20 a 40 bases de longitud. Los
oligonucleótidos son habitualmente monocatenarios, por ejemplo para
sondas; aunque los oligonucleótidos pueden ser bicatenarios, por
ejemplo para su uso en la construcción de un mutante génico. Los
oligonucleótidos pueden ser oligonucleótidos o bien sentido o bien
antisentido.
La expresión "nucleótidos que se producen de
manera natural" a la que se hace referencia en el presente
documento incluye desoxirribonucleótidos y ribonucleótidos. La
expresión "nucleótidos modificados" a la que se hace
referencia en el presente documento incluye nucleótidos con grupos
de azúcar modificados o sustituidos y similares. La expresión
"enlaces de oligonucleótidos" a la que se hace referencia en el
presente documento incluye enlaces de oligonucleótidos tales como
fosforotioato, fosforoditioato, fosforoselenoato,
fosforodiselenoato, fosforoanilotioato, fosforaniladato,
fosforoamidato, y similares. Véase por ejemplo, LaPlanche et
al. Nucl. Acids Res. 14:9081 (1986); Stec et al. J. Am.
Chem. Soc. 106:6077 (1984); Stein et al. Nucl. Acids Res.
16:3209 (1988); Zon et al. Anti-Cancer Drug
Design 6:539 (1991); Zon et al. Olygonucleotides and
Analogues: A Practical Approach, págs. 87-108 (F.
Eckstein, Ed., Oxford University Press, Oxford England (1991)); Stec
et al. patente estadounidense n.º 5.151.510; Uhlmann y
Peyman Chemical Reviews 90:543 (1990). Un oligonucleótido puede
incluir una etiqueta para su detección, si se desea.
La expresión "hibridar selectivamente" a la
que se hace referencia en el presente documento significa unir de
manera detectable y específica. Los polinucleótidos,
oligonucleótidos y fragmentos de los mismos hibridan selectivamente
con cadenas de ácido nucleico en condiciones de hibridación y lavado
que minimizan cantidades apreciables de unión detectable a ácidos
nucleicos no específicos. Pueden usarse condiciones de alta
rigurosidad para lograr condiciones de hibridación selectiva tal
como se conoce en la técnica y como se comenta en el presente
documento. Generalmente, la homología de secuencia de ácido nucleico
entre los polinucleótidos, oligonucleótidos, o fragmentos de
anticuerpo y una secuencia de ácido nucleico de interés será de al
menos el 80%, y más normalmente con homologías preferiblemente
crecientes de al menos el 85%, 90%, 95%, 99% y 100%.
Dos secuencias de aminoácidos son
"homólogas" si hay una identidad parcial o completa entre sus
secuencias. Por ejemplo, una homología del 85% significa que el 85%
de los aminoácidos son idénticos cuando las dos secuencias se
alinean para la máxima coincidencia. Se permiten espacios (en
cualquiera de las dos secuencias que se están haciendo coincidir)
para maximizar la coincidencia; se prefieren longitudes de espacio
de 5 o menos siendo más preferido con 2 o menos. Alternativa y
preferiblemente, dos secuencias de proteína (o secuencias de
polipéptido derivadas de las mismas de al menos aproximadamente 30
aminoácidos de longitud) son homólogas, tal como se usa este
término en el presente documento, si tienen una puntuación de
alineamiento de más de 5 (en unidades de desviación estándar)
usando el programa ALIGN con la matriz de datos de mutación y una
penalización por espacio de 6 o superior. Véase Dayhoff, M. O., en
Atlas of Protein Sequence and Structure, págs.
101-110 (volumen 5, National Biomedical Research
Foundation (1972)) y el suplemento 2 de este volumen, págs.
1-10. Las dos secuencias o partes de las mismas son
más preferiblemente homólogas si sus aminoácidos son superiores a o
igual al 50% idénticos cuando se alinean de manera óptima usando el
programa ALIGN.
La expresión "corresponde a" se usa en el
presente documento en el sentido de que una secuencia de
polinucleótido es homóloga (es decir, es idéntica, no estrictamente
relacionada evolutivamente) a toda o una parte de una secuencia de
polinucleótido de referencia, o que una secuencia de polipéptido es
idéntica a una secuencia de polipéptido de referencia.
En contraposición, la expresión
"complementario a" se usa en el presente documento en el
sentido de que la secuencia complementaria es homóloga a toda o una
parte de una secuencia de polinucleótido de referencia. Para
ilustración, la secuencia de nucleótidos "TATAC" corresponde a
una secuencia de referencia "TATAC" y es complementaria a una
secuencia de referencia "GTATA".
Las siguientes expresiones se usan para
describir las relaciones de secuencia entre dos o más secuencias de
polinucleótido o aminoácidos: "secuencia de referencia",
"ventana de comparación", "identidad de secuencia",
"porcentaje de identidad de secuencia", e "identidad
sustancial". Una "secuencia de referencia" es una secuencia
definida usada como base para una comparación de secuencias. Una
secuencia de referencia puede ser un subconjunto de una secuencia
más grande, por ejemplo, como un segmento de un ADNc de longitud
completa o una secuencia génica facilitada en una lista de
secuencias o puede comprender un ADNc completo o una secuencia
génica. Generalmente, una secuencia de referencia es de al menos 18
nucleótidos o 6 aminoácidos de longitud, frecuentemente de al menos
24 nucleótidos u 8 aminoácidos de longitud, y a menudo al menos 48
nucleótidos o 16 aminoácidos de longitud. Puesto que dos secuencias
de polinucleótido o aminoácidos pueden cada uno (1) comprender una
secuencia (es decir, una parte de la secuencia completa de
polinucleótido o aminoácidos) que es similar entre las dos
moléculas, y (2) pueden comprender además una secuencia que es
divergente entre las dos secuencias de polinucleótido o
aminoácidos, las comparaciones de secuencias entre dos (o más)
moléculas se realizan normalmente comparando las secuencias de las
dos moléculas a través de una "ventana de comparación" para
identificar y comparar regiones localizadas de similitud de
secuencia. Una "ventana de comparación", tal como se usa
presente documento, se refiere a un segmento conceptual de al menos
aproximadamente 18 posiciones de nucleótidos contiguas o
aproximadamente 6 aminoácidos en los que la secuencia de
polinucleótido o la secuencia de aminoácidos se compara con una
secuencia de referencia de secuencias de al menos 18 nucleótidos
contiguos o 6 aminoácidos y en la que la parte de la secuencia de
polinucleótido en la ventana de comparación puede incluir adiciones,
deleciones, sustituciones, y similares (es decir, espacios) del 20
por ciento o menos en comparación con la secuencia de referencia
(que no comprende adiciones o deleciones) para el alineamiento
óptimo de las dos secuencias. El alineamiento óptimo de las
secuencias para alinear una ventana de comparación puede realizarse
mediante el algoritmo de homología local de Smith y Waterman Adv.
Appl. Math. 2:482 (1981), mediante el algoritmo de alineamiento de
homología de Needleman y Wunsch J. Mol. Biol. 48:443 (1970),
mediante el método para la búsqueda de similitudes de Pearson y
Lipman Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A) 85:2444 (1988), mediante
implementaciones informatizadas de estos algoritmos (GAP, BESTFIT,
FASTA, y TFASTA en el software Wisconsin Genetics Package versión
7.0, (Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, Wis.),
paquetes de software de GENEWORKS^{TM}, o MACVECTOR®), o mediante
inspección, y se selecciona el mejor alineamiento (es decir, el que
da como resultado el más alto porcentaje de homología a través de la
ventana de comparación) generado mediante los diversos métodos.
La expresión "identidad de secuencia"
significa que dos secuencias de polinucleótido o de aminoácidos son
idénticas (es decir, nucleótido a nucleótido o residuo a residuo) a
través de la ventana de comparación. La expresión "porcentaje de
identidad de secuencia" se calcula comparando dos secuencias
alineadas de manera óptima a través de la ventana de comparación,
determinando el número de posiciones en las que aparece la base de
ácido nucleico idéntica (por ejemplo, A, T, C, G, U o I) o residuo
de aminoácido en ambas secuencias para proporcionar el número de
posiciones coincidentes, dividiendo el número de posiciones
coincidentes entre el número total de posiciones en la ventana de
comparación (es decir, el tamaño de la ventana), y multiplicando el
resultado por 100 para proporcionar el porcentaje de identidad de
secuencia. La expresión "identidad sustancial" tal como se usa
en el presente documento denota una característica de una secuencia
de polinucleótido o aminoácidos, en la que el polinucleótido o
aminoácido comprende una secuencia que tiene al menos el 85 por
ciento de identidad de secuencia, preferiblemente al menos del 90
al 95 por ciento de identidad de secuencia, más preferiblemente al
menos el 99 por ciento de identidad de secuencia, en comparación con
una secuencia de referencia a través de una ventana de comparación
de al menos 18 posiciones de nucleótido (6 aminoácidos),
frecuentemente a través de una ventana de al menos
24-48 posiciones de nucleótido (8-16
aminoácidos), en las que el porcentaje de identidad de secuencia se
calcula comparando la secuencia de referencia con la secuencia que
puede incluir deleciones o adiciones que suman el 20 por ciento o
menos de la secuencia de referencia a través de la ventana de
comparación. La secuencia de referencia puede ser un subconjunto de
una secuencia más grande.
Tal como se usa en el presente documento, los
veinte aminoácidos convencionales y sus abreviaturas siguen el uso
convencional. Véase Immunology - A Synthesis (2ª edición, E. S.
Golub y D. R. Gren, Eds., Sinauer Associates, Sunderland, Mass.
(1991)). Los esteroisómeros (por ejemplo,
D-aminoácidos) de los veinte aminoácidos
convencionales, aminoácidos no naturales tales como aminoácidos
\alpha-,\alpha-disustituidos,
N-alquil-aminoácidos, ácido
láctico, y otros aminoácidos no convencionales también pueden ser
componentes adecuados para polipéptidos de la presente invención.
Los ejemplos de aminoácidos no convencionales incluyen:
4-hidroxiprolina,
\gamma-carboxiglutamato,
\varepsilon-N,N,N-trimetilisina,
\varepsilon-N-acetilisina,
O-fosfoserina, N-acetilserina,
N-formilmetionina,
3-metilhistidina, 5-hidroxilisina,
\sigma-N-metilarginina, y otros
aminoácidos e iminoácidos similares (por ejemplo,
4-hidroxiprolina). En la notación de polipéptidos
usada en el presente documento, la dirección a la izquierda es la
dirección amino-terminal y la dirección a la derecha
es la dirección carboxilo-terminal, según la
convención y el uso convencional.
De manera similar, a menos que se especifique lo
contrario, el extremo a la izquierda de secuencias de polinucleótido
monocatenarias es el extremo 5'; la dirección a la izquierda de
secuencias de polinucleótido de bicatenarias se denomina la
dirección 5'. La dirección de la adición de 5' a 3' de los
transcritos de ARN naciente se denomina la dirección de
transcripción; las regiones de secuencia en la hebra de ADN que
tiene la misma secuencia que el ARN y que están en sentido de 5'
hasta el extremo 5' del transcrito de ARN se denominan "secuencias
en sentido 5'"; las regiones de secuencia en la hebra de ADN que
tiene la misma secuencia que el ARN y que están en sentido de 3'
hasta el extremo 3' del transcrito de ARN se denominan "secuencias
en sentido 3'".
Tal como se aplica a los polipéptidos, la
expresión "identidad sustancial" significa que dos secuencias
de péptido, cuando se alinean de manera óptima, tal como mediante
los programas GAP o BESTFIT usando pesos por defecto de espacio,
comparten al menos el 80 por ciento de identidad de secuencia,
preferiblemente al menos el 90 por ciento de identidad de
secuencia, más preferiblemente al menos el 95 por ciento de
identidad de secuencia, y lo más preferiblemente al menos el 99 por
ciento de identidad de secuencia. Preferiblemente, las posiciones
de residuos que no son idénticas difieren por sustituciones de
aminoácidos conservativas. Las sustituciones de aminoácidos
conservativas se refieren a la capacidad de intercambio de residuos
que tienen cadenas laterales similares. Por ejemplo, un grupo de
aminoácidos que tienen cadenas laterales alifáticas es glicina,
alanina, valina, leucina e isoleucina; un grupo de aminoácidos que
tienen cadenas laterales hidroxi-alifáticas es
serina y treonina; un grupo de aminoácidos que tienen cadenas
laterales que contienen amida es asparagina y glutamina; un grupo
de aminoácidos que tienen cadenas laterales aromáticas es
fenilalanina, tirosina y triptófano; un grupo de aminoácidos que
tienen cadenas laterales básicas es lisina, arginina e histidina; y
un grupo de aminoácidos que tienen cadenas laterales que contienen
azufre es cisteína y metionina. Grupos de sustitución de
aminoácidos conservativa preferidos son:
valina-leucina-isoleucina,
fenilalanina-tirosina,
lisina-arginina, alanina-valina,
glutámico-aspártico y
asparagina-glutamina.
Tal como se comenta en el presente documento, se
contempla que variaciones menores en las secuencias de aminoácidos
de anticuerpos o moléculas de inmunoglobulina se engloban por la
presente invención, siempre que las variaciones en la secuencia de
aminoácidos mantengan al menos el 75%, más preferiblemente al menos
el 80%, 90%, 95%, y lo más preferiblemente el 99% de identidad de
secuencia con los anticuerpos o moléculas de inmunoglobulina
descritos en el presente documento. En particular, se contemplan
sustituciones de aminoácidos conservativas. Las sustituciones
conservativas son aquéllas que tienen lugar dentro de una familia de
aminoácidos que tienen cadenas laterales relacionadas. Los
aminoácidos codificados genéticamente se dividen generalmente en
familias: (1) ácidos = aspartato, glutamato; (2) básicos = lisina,
arginina, histidina; (3) no polares = alanina, valina, leucina,
isoleucina, prolina, fenilalanina, metionina, triptófano; y (4)
polares no cargados = glicina, asparagina, glutamina, cisteína,
serina, treonina, tirosina. Familias más preferidas son: serina y
treonina son una familia hidroxi-alifática;
asparagina y glutamina son una familia que contiene amida; alanina,
valina, leucina e isoleucina son una familia alifática; y
fenilalanina, triptófano y tirosina son una familia aromática. Por
ejemplo, es razonable esperar que una sustitución aislada de una
leucina por una isoleucina o valina, un aspartato por un glutamato,
una treonina por una serina, o una sustitución similar de un
aminoácido por un aminoácido estructuralmente relacionado no tendrá
un efecto importante en la función de unión o propiedades de la
molécula resultante, especialmente si la sustitución no implica un
aminoácido dentro de un sitio de la región de entramado. Puede
determinarse fácilmente si un cambio de aminoácidos da como
resultado un péptido funcional sometiendo a ensayo la actividad
específica del derivado de polipéptido. En el presente documento se
describen con detalle ensayos. Fragmentos o análogos de anticuerpos
o moléculas de inmunoglobulina pueden prepararse fácilmente por los
expertos en la técnica. Los extremos amino y
carboxilo-terminales preferidos de fragmentos o
análogos aparecen cerca de los límites de los dominios funcionales.
Los dominios estructurales y funcionales pueden identificarse
mediante la comparación de los datos de secuencia de nucleótidos y/o
aminoácidos con bases de datos de secuencias públicas o privadas.
Preferiblemente, se usan métodos de comparación informatizada para
identificar motivos de secuencia o dominios de conformación de
proteína predicha que aparecen en otras proteínas de estructura y/o
función conocida. Se conocen métodos para identificar secuencias de
proteína que se pliegan en una estructura tridimensional conocida.
Bowie et al. Science 253:164 (1991). Por tanto, los ejemplos
anteriores demuestran que los expertos en la técnica pueden
reconocer motivos de secuencia y conformaciones estructurales que
pueden usarse para definir dominios estructurales y funcionales
según los anticuerpos descritos en el presente documento.
Las sustituciones de aminoácidos preferidas son
aquéllas que: (1) reducen la sensibilidad a proteólisis, (2)
reducen la sensibilidad a oxidación, (3) alteran la afinidad de
unión para formar complejos de proteínas, (4) alteran las
afinidades de unión, y (4) confieren o modifican otras propiedades
fisicoquímicas o funcionales de tales análogos. Los análogos pueden
incluir diversas muteínas de una secuencia que no sea la secuencia
de péptido que se produce de manera natural. Por ejemplo,
sustituciones de un solo aminoácido o de múltiples aminoácidos
(preferiblemente sustituciones de aminoácidos conservativas) pueden
llevarse a cabo en la secuencia que se produce de manera natural
(preferiblemente en la parte del polipéptido fuera del/de los
dominio(s) que forma(n) contactos intermoleculares.
Una sustitución de aminoácidos conservativa no debe cambiar
sustancialmente las características estructurales de la secuencia
original (por ejemplo, un aminoácido de sustitución no debe tender
a romper una hélice que aparece en la secuencia original, o alterar
otros tipos de estructura secundaria que caracterizan la secuencia
original). Ejemplos de estructuras secundarias y terciarias de
polipéptido reconocidas en la técnica se describen en Proteins,
Structures and Molecular Principles (Creighton, Ed., W. H. Freeman
and Company, Nueva York (1984)); Introduction to Protein Structure
(C. Branden y J. Tooze, eds., Garland Publishing, Nueva York, N.Y.
(1991)); y Thornton et al., Nature 354:105 (1991).
La expresión "fragmento de polipéptido" tal
como se usa en el presente documento se refiere a un polipéptido
que tiene una deleción amino-terminal y/o
carboxilo-terminal, pero en la que la secuencia de
aminoácidos restante es idéntica a las posiciones correspondientes
en la secuencia que se produce de manera natural deducida, por
ejemplo, a partir de una secuencia de ADNc de longitud completa. Los
fragmentos normalmente son de al menos 5, 6, 8 ó 10 aminoácidos de
longitud, preferiblemente de al menos 14 aminoácidos de longitud,
más preferiblemente de al menos 20 aminoácidos de longitud,
habitualmente de al menos 50 aminoácidos de longitud, e incluso más
preferiblemente de al menos 70 aminoácidos de longitud. El término
"análogo" tal como se usa en el presente documento se refiere
a polipéptidos que están compuestos por un segmento de al menos 25
aminoácidos que tiene identidad sustancial con respecto a una parte
de una secuencia de aminoácidos deducida y que tiene al menos una
de las siguientes propiedades: (1) unión específica a un TNFa, en
condiciones de unión adecuadas, (2) capacidad para bloquear la
unión al TNFa adecuada, o (3) capacidad para inhibir la actividad
del TNFa. Normalmente, los análogos de polipéptido comprenden una
sustitución (o adición o deleción) de aminoácidos conservativa con
respecto a la secuencia que se produce de manera natural. Los
análogos normalmente son de al menos 20 aminoácidos de longitud,
preferiblemente de al menos 50 aminoácidos de longitud o más, y a
menudo pueden ser tan largos como un polipéptido que se produce de
manera natural de longitud completa.
Los análogos de péptido se usan comúnmente en la
industria farmacéutica como fármacos no peptídicos con propiedades
análogas a las del péptido de molde. Estos tipos de compuestos no
peptídicos se denominan "miméticos de péptido" o
"peptidomiméticos". Fauchere, J. Adv. Drug Res. 15:29 (1986);
Veber y Freidinger TINS pág. 392 (1985); y Evans et al. J.
Med. Chem. 30:1229 (1987). Tales compuestos se desarrollan a menudo
con la ayuda de modelización molecular informatizado. Los miméticos
de péptido que son estructuralmente similares a péptidos
terapéuticamente útiles pueden usarse para producir un efecto
terapéutico o profiláctico equivalente. Generalmente, los
peptidomiméticos son estructuralmente similares a un polipéptido
paradigma (es decir, un polipéptido que tiene una propiedad
bioquímica o actividad farmacológica), tal como un anticuerpo
humano, pero tienen uno o más enlaces peptídicos sustituidos
opcionalmente por un enlace seleccionado del grupo que consiste en:
-CH_{2}NH-, -CH_{2}S-, -CH_{2}-CH_{2}-,
-CH=CH-(cis y trans), -COCH_{2}-, -CH(OH)CH_{2}-,
y -CH_{2}SO-, mediante métodos bien conocidos en la técnica.
Puede usarse la sustitución sistemática de uno o más aminoácidos de
una secuencia consenso con un D-aminoácido del mismo
tipo (por ejemplo, D-lisina en lugar de
L-lisina) para generar péptidos más estables.
Además, pueden generarse péptidos limitados que comprenden una
secuencia consenso o una variación de secuencia consenso
sustancialmente idéntica mediante métodos conocidos en la técnica
(Rizo y Gierasch Ann. Rev. Biochem. 61:387 (1992); por ejemplo,
añadiendo residuos de cisteína internos que pueden formar puentes
disulfuro intramoleculares que ciclan el péptido.
"Anticuerpo" o "péptido(s) de
anticuerpo" se refieren a un anticuerpo intacto, o un fragmento
de unión del mismo, que compite con el anticuerpo intacto por la
unión específica. Los fragmentos de unión se producen mediante
técnicas de ADN recombinante, o mediante escisión enzimática o
química de anticuerpos intactos. Los fragmentos de unión incluyen
Fab, Fab', F(ab')_{2}, Fv, y anticuerpos de cadena simple.
Un anticuerpo que no sea un anticuerpo "biespecífico" o
"bifuncional" se entiende que tiene cada uno de sus sitios de
unión idénticos. Un anticuerpo inhibe sustancialmente la adhesión
de un receptor a un contrarreceptor cuando un exceso de anticuerpo
reduce la cantidad de receptor unido al contrarreceptor en al menos
aproximadamente el 20%, 40%, 60% u 80%, y más habitualmente más de
aproximadamente el 85% (tal como se mide en un ensayo de unión
competitivo in vitro).
El término "epítopo" incluye cualquier
determinante de proteína que puede unirse de manera específica a una
inmunoglobulina o receptor de célula T. Los determinantes
epitópicos habitualmente consisten en agrupaciones de superficies
químicamente activas de moléculas tales como aminoácidos o cadenas
laterales de azúcar y habitualmente tienen características
estructurales tridimensionales específicas, así como características
de carga específicas. Se dice que un anticuerpo se une de manera
específica a un antígeno cuando la constante de disociación es
\leq 1 \muM, preferiblemente \leq 100 nM y lo más
preferiblemente \leq 10 nM.
El término "agente" se usa en el presente
documento para indicar un compuesto químico, una mezcla de
compuestos químicos, una macromolécula biológica, o un extracto
preparado a partir de materiales biológicos.
"Activo" o "actividad" con respecto al
polipéptido del TNFa se refiere a una parte de un polipéptido del
TNFa que tiene una actividad biológica o inmunológica de un
polipéptido del TNFa nativo. Cuando se usa "biológico" en el
presente documento se refiere a una función biológica que resulta de
la actividad del polipéptido del TNFa nativo. Una actividad
biológica preferida del TNFa incluye, por ejemplo, apoptosis
inducida por TNFa.
Cuando se usa "mamífero" en el presente
documento se refiere a cualquier animal que se considera un
mamífero. Preferiblemente, el mamífero es humano.
La digestión de anticuerpos con la enzima,
papaína, da como resultado dos fragmentos de unión a antígeno
idénticos, también conocidos como fragmentos "Fab", y un
fragmento "Fc", que no tiene ninguna actividad de unión a
antígeno pero que tiene la capacidad de cristalizar. La digestión
de anticuerpos con la enzima, pepsina, da como resultado el
fragmento F(ab')_{2} en el que los dos brazos de la
molécula de anticuerpo permanecen unidos y comprenden dos sitios de
unión a antígeno. El fragmento F(ab')_{2} tiene la
capacidad de reticular el antígeno.
Cuando se usa "Fv" en el presente documento
se refiere al fragmento mínimo de un anticuerpo que conserva los
sitios de tanto reconocimiento de antígeno como de unión a
antígeno.
Cuando se usa "Fab" en el presente
documento se refiere a un fragmento de un anticuerpo que comprende
el dominio constante de la cadena ligera y el dominio CH1 de la
cadena pesada.
El término "AcM" se refiere a anticuerpo
monoclonal.
La descripción de las secuencias de anticuerpo
de XENOMAX® se codifica tal como sigue: "AB" refiriéndose a
anticuerpo, "TNFa" refiriéndose a la especificidad de unión del
anticuerpo, "X" refiriéndose al derivado de XENOMOUSE®,
"G1" refiriéndose al isotipo IgG1 o "G2" refiriéndose al
isotipo IgG2, refiriéndose los últimos tres dígitos al número de
células individuales a partir del cual se derivó el anticuerpo, por
ejemplo:
AB-TNFa-XG1-015.
El término "SC" se refiere a una sola
célula y un anticuerpo derivado de XENOMAX® particular puede
denominarse SC seguido por tres dígitos, o sólo tres dígitos,
refiriéndose al número de células individuales a partir del cual se
derivó el anticuerpo en este caso.
La descripción de las secuencias de anticuerpo
derivado de hibridoma se codifica tal como sigue: "AB"
refiriéndose a anticuerpo, "TNFa" se refiere a la
especificidad de unión del anticuerpo, "X" se refiere al
derivado de XENOMOUSE®, "G1" se refiere al isotipo IgG1 o
"G2" refiriéndose al isotipo IgG2, "K" se refiere a kappa,
"L" se refiere a lambda, refiriéndose los últimos tres dígitos
al clon a partir del cual se derivó el anticuerpo, por ejemplo:
AB-TNFa-XG2K-4.17.
Cuando se usa "liposoma" en el presente
documento se refiere a una vesícula pequeña que puede ser útil para
el suministro de fármacos que pueden incluir el polipéptido del TNFa
de la invención o anticuerpos frente a un polipéptido del TNFa de
este tipo para un mamífero.
"Marcador" o "marcado" tal como se usa
en el presente documento se refiere a la adición de un resto
detectable a un polipéptido, por ejemplo, un radiomarcador,
marcador fluorescente, marcador enzimático, marcador
quimioluminiscente o un grupo biotinilo. Los radioisótopos o
radionúclidos pueden incluir ^{3}H, ^{14}C, ^{15}N, ^{35}S,
^{90}Y, ^{99}Tc, ^{111}In, ^{125}I, ^{131}I, los
marcadores fluorescentes pueden incluir rodamina, fósforos
lantánidos o FITC y los marcadores enzimáticos pueden incluir
peroxidasa del rábano, \beta-galactosidasa,
luciferasa, fosfatasa alcalina.
La expresión "fármaco o agente
farmacéutico" tal como se usa en el presente documento se refiere
a una composición o compuesto químico que puede inducir un efecto
terapéutico deseado cuando se administra apropiadamente a un
paciente. En el presente documento se usan otros términos químicos
según el uso convencional en la técnica, tal como se muestra a modo
de ejemplo en The McGraw-Hill Dictionary of Chemical
Terms (Parker, S., Ed., McGraw-Hill, San Francisco
(1985)).
Tal como se usa en el presente documento,
"sustancialmente puro" significa que una especie objeto es la
especie predominante presente (es decir, en una base molar es más
abundante que cualquier otra especie individual en la composición),
y preferiblemente una fracción sustancialmente purificada es una
composición en la que la especie objeto comprende al menos
aproximadamente el 50 por ciento (en una base molar) de todas las
especies macromoleculares presentes. Generalmente, una composición
sustancialmente pura comprenderá más de aproximadamente el 80 por
ciento de todas las especies macromoleculares presentes en la
composición, más preferiblemente más de aproximadamente el 85%,
90%, 95% y 99%. Lo más preferiblemente, la especie objeto se
purifica hasta homogeneidad esencial (las especies contaminantes no
pueden detectarse en la composición mediante métodos de detección
convencionales) en la que la composición consiste esencialmente en
una única especie macromolecular.
El término "paciente" incluye sujetos
humanos y de veterinaria.
El término "SLAM®" se refiere al
"Selected Lymphocyte Antibody Method" (método de
anticuerpos a partir de linfocitos seleccionados) (Babcook et
al., Proc. Natl. Acad Sci. USA, i93:7843-7848
(1996), y Schrader, patente estadounidense n.º 5.627.052).
El término "XENOMAX®" se refiere al uso del
"Selected Lymphocyte Antibody Method" (método de
anticuerpos a partir de linfocitos seleccionados) (Babcook et
al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, i93:7843-7848
(1996)), cuando se usa con animales de XENOMOUSE®.
Se conoce que la unidad estructural básica de
anticuerpo comprende un tetrámero. Cada tetrámero se compone de dos
pares idénticos de cadenas polipeptídicas, teniendo cada par una
cadena "ligera" (de aproximadamente 25 kDa) y una
"pesada" (de aproximadamente 50-70 kDa). La
parte amino-terminal de cada cadena incluye una
región variable de aproximadamente 100 a 110 o más aminoácidos
principalmente responsables del reconocimiento de antígeno. La
parte carboxilo-terminal de cada cadena define una
región constante principalmente responsable de la función efectora.
Las cadenas ligeras humanas se clasifican como cadenas ligeras kappa
y lambda. Las cadenas pesadas se clasifican como mu, delta, gamma,
alfa o épsilon, y definen el isotipo del anticuerpo como IgM, IgD,
IgA e IgE, respectivamente. Dentro de las cadenas ligera y pesada,
las regiones variables y constantes se unen mediante una región
"J" de aproximadamente 12 o más aminoácidos, incluyendo la
cadena pesada también una región "D" de aproximadamente 10
aminoácidos más. Véase en general, Fundamental Immunology Cap. 7
(Paul, W., ed., 2ª ed. Raven Press, N.Y. (1989)). Las regiones
variables de cada par de cadenas ligera/pesada forman el sitio de
unión del anticuerpo.
Por tanto, un anticuerpo intacto tiene dos
sitios de unión. Excepto en anticuerpos bifuncionales o
biespecíficos, los dos sitios de unión son iguales.
Todas las cadenas presentan la misma estructura
general de regiones de entramado (FR) relativamente conservadas
unidas mediante tres regiones hipervariables, también denominadas
regiones determinantes de complementariedad o CDR. Las CDR de las
dos cadenas de cada par se alinean mediante las regiones de
entramado, lo que permite la unión a un epítopo específico. Desde
el extremo N-terminal hasta el extremo
C-terminal, las cadenas tanto ligera como pesada
comprenden los dominios FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3 y FR4. La
asignación de aminoácidos a cada dominio es según las definiciones
de las secuencias de Kabat de proteínas de interés inmunológico
(National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1987 y 1991)), o
Chothia & Lesk J. Mol. Biol. 196:901-917 (1987);
Chothia et al. Nature 342:878-883 (1989).
Un anticuerpo biespecífico o bifuncional es un
anticuerpo híbrido artificial que tiene dos pares de cadenas
pesada/ligera diferentes y dos sitios de unión diferentes. Los
anticuerpos biespecíficos pueden producirse mediante una variedad
de métodos incluyendo la fusión de hibridomas o la unión de
fragmentos Fab'. Véase, por ejemplo, Songsivilai & Lachmann
Clin. Exp. Immunol. 79: 315-321 (1990), Kostelny
et al. J. Immunol. 148:1547-1553 (1992). La
producción de anticuerpos biespecíficos puede ser un procedimiento
intensivo relativamente laborioso en comparación con la producción
de anticuerpos convencionales y los rendimientos y el grado de
pureza son generalmente inferiores para anticuerpos biespecíficos.
Los anticuerpos biespecíficos no existen en forma de fragmentos que
tienen un único sitio de unión (por ejemplo, Fab, Fab' y Fv).
Los anticuerpos humanos evitan algunos de los
problemas asociados con anticuerpos que presentan regiones
constantes y/o variables de ratas o murinas. La presencia de tales
proteínas derivadas de ratas o murinas puede conducir al
aclaramiento rápido de los anticuerpos o puede conducir a la
generación de una respuesta inmunitaria contra el anticuerpo por un
paciente. Con el fin de evitar la utilización de anticuerpos
derivados de ratas o murinos, pueden generarse anticuerpos
totalmente humanos a través de la introducción de la función de
anticuerpo humano en un roedor de modo que el roedor produce
anticuerpos totalmente humanos.
Un método para generar anticuerpos totalmente
humanos es a través del uso de cepas de XENOMOUSE® de ratones, que
se han modificado mediante ingeniería para contener fragmentos de
configuración de línea germinal de tamaño de 245 kb y 190 kb del
locus de cadena pesada de ser humano y locus de cadena ligera kappa.
Véase Green et al. Nature Genetics 7:13-21
(1994). Las cepas de XENOMOUSE® están disponibles de Abgenix, Inc.
(Fremont, CA).
La producción de XENOMOUSE® se comenta y se
define adicionalmente en las solicitudes de patente estadounidense
n.^{os} de serie 07/466.008, presentada el 12 de enero de 1990,
07/610.515, presentada el 8 de noviembre de 1990, 07/919.297,
presentada el 24 de julio de 1992, 07/922.649, presentada el 30 de
julio de 1992, 08/031.801, presentada el 15 de marzo de 1993,
08/112.848, presentada el 27 de agosto de 1993, 08/234.145,
presentada el 28 de abril de 1994, 08/376.279, presentada el 20 de
enero de 1995, 08/430.938, 27 de abril de 1995, 08/464.584,
presentada el 5 de junio de 1995, 08/464.582, presentada el 5 de
junio de 1995, 08/463.191, presentada el 5 de junio de 1995,
08/462.837, presentada el 5 de junio de 1995, 08/486.853, presentada
el 5 de junio de 1995, 08/486.857, presentada el 5 de junio de
1995, 08/486.859, presentada el 5 de junio de 1995, 08/462.513,
presentada el 5 de junio de 1995, 08/724.752, presentada el 2 de
octubre de 1996, y 08/759.620, presentada el 3 de diciembre de 1996
y las patentes estadounidenses n.^{os} 6.162.963, 6.150.584,
6.114.598, 6.075.181 y 5.939.598 y las patentes japonesas n.^{os}
3 068 180 B2, 3 068 506 B2 y 3 068 507 B2. Véase también Mendez
et al. Nature Genetics 15:146-156 (1997) y
Green y Jakobovits J. Exp. Med. 188:483-495 (1998).
Véase también la patente europea n.º, EP 0 463 151 B1, concesión
publicada el 12 de junio de 1996, solicitud de patente
internacional n.º, WO 94/02602, publicada el 3 de febrero de 1994,
solicitud de patente internacional n.º, WO 96/34096, publicada el
31 de octubre de 1996, documento WO 98/24893, publicado el 11 de
junio de 1998, documento WO 00/76310, publicado el 21 de diciembre
de 2000. Las descripciones de cada una de las solicitudes, patentes
citadas anteriormente.
En un enfoque alternativo, otros, incluyendo
GenPharm International, Inc., han utilizado un enfoque
"minilocus". En el enfoque minilocus, un locus de Ig exógeno
se mimetiza a través de la inclusión de piezas (genes individuales)
del locus de Ig. Por tanto, uno o más genes V_{H}, uno o más genes
D_{H}, uno o más genes J_{H}, una región constante mu, y una
segunda región constante (preferiblemente una región constante
gamma) se forman en una constructo para la inserción en un animal.
Este enfoque se describe en la patente estadounidense n.º 5.545.807
concedida a Surani et al. y las patentes estadounidenses
n.^{os} 5.545.806, 5.625.825, 5.625.126, 5.633.425, 5.661.016,
5.770.429, 5.789.650, 5.814.318, 5.877.397, 5.874.299 y 6.255.458
cada una concedida a Lonberg y Kay, las patentes estadounidenses
n.^{os} 5.591.669 y 6.023.010 concedida a Krimpenfort y Bems, las
patentes estadounidenses n.^{os} 5.612.205, 5.721.367, y 5.789.215
de Berns et al., y la patente estadounidense n.º 5.643.763
de Choi y Dunn, y las solicitudes de patente estadounidense de
GenPharm International n.^{os} de serie 07/574.748, presentada el
29 de agosto de 1990, 07/575.962, presentada el 31 de agosto de
1990, 07/810.279, presentada el 17 de diciembre de 1991, 07/853.408,
presentada el 18 de marzo de 1992, 07/904.068, presentada el 23 de
junio de 1992, 07/990.860, presentada el 16 de diciembre de 1992,
08/053.131, presentada el 26 de abril de 1993, 08/096.762,
presentada el 22 de julio de 1993, 08/155.301, presentada el 18 de
noviembre de 1993, 08/161.739, presentada el 3 de diciembre de 1993,
08/165.699, presentada el 10 de diciembre de 1993, 08/209.741,
presentada el 9 de marzo de 1994. Véase también la patente europea
n.º 0 546 073 B1, las solicitudes de patente internacional n.º WO
92/03918, WO 92/22645, WO 92/22647, WO 92/22670, WO 93/12227, WO
94/00569, WO 94/25585, WO 96/14436, WO 97/13852 y WO 98/24884 y la
patente estadounidense n.º 5.981.175. Véase además Taylor et
al., 1992, Chen et al., 1993, Tuaillon et al.,
1993, Choi et al., 1993, Lonberg et al., (1994),
Taylor et al., (1994), y Tuaillon et al., (1995),
Fishwild et al., (1996).
Kirin también ha demostrado la generación de
anticuerpos humanos a partir de ratones en los que, a través de la
fusión microcelular, se han introducido grandes piezas de
cromosomas, o cromosomas enteros. Véanse las solicitudes de patente
europea n.^{os} 773 288 y 843 961.
Las respuestas del anticuerpo humano
anti-ratón (HAMA) han conducido a la industria a
preparar anticuerpos quiméricos o humanizados de otro modo.
Mientras que los anticuerpos quiméricos tienen una región constante
de ser humano y una región variable de murino, se espera que se
observen determinadas respuestas del anticuerpo humano
anti-quimérico (HACA), particularmente en
utilizaciones prolongadas o de múltiples dosis del anticuerpo. Por
tanto, sería deseable proporcionar anticuerpos totalmente humanos
contra el TNFa con el fin de menoscabar las preocupaciones y/o
efectos de la respuesta de HAMA o HACA.
Tal como se comenta en el presente documento, la
función del anticuerpo del TNFa parece importante para al menos una
parte de su modo de funcionamiento. Por función, se entiende, a modo
de ejemplo, la actividad del anticuerpo del TNFa en funcionamiento
con el TNFa. Por consiguiente, en determinados aspectos, puede ser
deseable en relación con la generación de anticuerpos como
candidatos terapéuticos contra el TNFa que los anticuerpos puedan
fijar el complemento y participar en la CDC. Existen varios isotipos
de anticuerpos que pueden hacerlo, incluyendo, sin limitación, los
siguientes: IgM de murino, IgG2a de murino, IgG2b de murino, IgG3 de
murino, IgM de ser humano, IgG1 de ser humano, e IgG3 de ser
humano. Se apreciará que los anticuerpos que se generan no
necesitan presentar inicialmente un isotipo de este tipo sino, más
bien, el anticuerpo cuando se genera puede presentar cualquier
isotipo y después de eso puede cambiarse el isotipo el anticuerpo
usando técnicas convencionales que se conocen bien en la técnica.
Tales técnicas incluyen el uso de técnicas recombinantes directas
(véase por ejemplo, la patente estadounidense n.º 4.816.397),
técnicas de fusión célula a célula (véanse por ejemplo, las patentes
estadounidenses n.^{os} 5.916.771 y 6.207.418), entre otras.
En la técnica de fusión célula a célula, se
prepara un mieloma u otra línea celular que presenta una cadena
pesada con cualquier isotipo deseado y se prepara otro mieloma u
otra línea celular que presenta la cadena ligera. Tales células
pueden, después de eso, fusionarse y puede aislarse una línea
celular que expresa un anticuerpo intacto.
A modo de ejemplo, el anticuerpo del TNFa
comentado en el presente documento es un anticuerpo IgG2 humano
anti-TNFa. Si tal anticuerpo presenta la unión
deseada a la molécula del TNFa, podría cambiarse el isotipo
fácilmente para generar una IgM de ser humano, IgG1 de ser humano o
isotipo IgG3 de ser humano, mientras que todavía presenta la misma
región variable (que define la especificidad del anticuerpo y parte
de su afinidad). Luego tal molécula podría fijar el complemento y
participar en la CDC.
Por consiguiente, a medida que se generan los
candidatos de anticuerpo que cumplen los atributos
"estructurales" deseados tal como se comentó anteriormente,
generalmente pueden dotarse de al menos algunos de los atributos
"funcionales" deseados a través del cambio de isotipo.
Según la presente invención y basándose en la
actividad de los anticuerpos que se producen y caracterizan en el
presente documento con respecto al TNFa, se facilita el diseño de
otras modalidades terapéuticas más allá de los restos de
anticuerpo. Tales modalidades incluyen, sin limitación, agentes
terapéuticos de anticuerpo avanzados, tales como anticuerpos
biespecíficos, inmunotoxinas, y agentes terapéuticos radiomarcados,
generación de agentes terapéuticos peptídicos, terapias génicas,
particularmente intracuerpos, agentes terapéuticos antisentido, y
moléculas pequeñas.
En relación con la generación de agentes
terapéuticos de anticuerpo avanzados, en los que la fijación del
complemento es un atributo deseable, puede ser posible esquivar la
dependencia en el complemento para la destrucción celular a través
del uso de por ejemplo, biespecíficos, immunotoxinas o
radiomarcadores.
Por ejemplo, en relación con anticuerpos
biespecíficos, pueden generarse anticuerpos biespecíficos que
comprenden (i) dos anticuerpos uno con una especificidad para TNFa
y otro para una segunda molécula que se conjugan entre sí, (ii) un
solo anticuerpo que tiene una cadena específica para TNFa y una
segunda cadena específica para una segunda molécula, o (iii) un
anticuerpo de una sola cadena que tiene especificidad para TNFa y la
otra molécula. Tales anticuerpos biespecíficos pueden generarse
usando técnicas que se conocen bien; por ejemplo, en relación con
(i) y (ii) véase por ejemplo, Fanger et al. Immunol Methods
4:72-81 (1994) y Wright y Harris, anteriormente, y
en relación con (iii) véase por ejemplo, Traunecker et al.
Int. J. Cancer (supl.) 7: 51-52 (1992). En cada
caso, la segunda especificidad puede hacerse para los receptores de
activación de la cadena pesada, incluyendo, sin limitación, CD16 o
CD64 (véase por ejemplo, Deo et al. 18:127 (1997)) o CD89
(véase por ejemplo, Valerius et al. Blood
90:4485-4492 (1997)). Los anticuerpos biespecíficos
preparados según lo anterior probablemente destruirían las células
que expresan el TNFa.
En relación con immunotoxinas, pueden
modificarse los anticuerpos para actuar como inmunotoxinas
utilizando técnicas que se conocen bien en la técnica. Véase por
ejemplo, Vitetta Immunol Today 14:252 (1993). Véase también la
patente estadounidense n.º 5.194.594. En relación con la preparación
de anticuerpos radiomarcados, tales anticuerpos modificados también
pueden prepararse fácilmente utilizando técnicas que se conocen bien
en la técnica. Véase por ejemplo, Junghans et al., en Cancer
Chemotherapy and Biotherapy 655-686 (2ª edición,
Chafner y Longo, eds., Lippincott Raven (1996)). Véanse también las
patentes estadounidenses n.^{os} 4.681.581, 4.735.210, 5.101.827,
5.102.990 (RE 35.500), 5.648.471, y 5.697.902. Cada una de las
inmunotoxinas y moléculas radiomarcadas probablemente destruirían
las células que expresan el TNFa.
Los anticuerpos, tal como se describen en el
presente documento, se prepararon a través de la utilización de la
tecnología XENOMOUSE®, tal como se describe a continuación.
Entonces, tales ratones, pueden producir moléculas de
inmunoglobulina y anticuerpos humanos y son deficientes en la
producción de moléculas de inmunoglobulinas y anticuerpos de
murino. Las tecnologías utilizadas para lograr esto se dan a conocer
en las patentes, solicitudes y referencias dadas a conocer en la
sección de antecedentes del presente documento. Sin embargo, en
particular, se da a conocer una realización preferida de producción
transgénica de ratones y anticuerpos a partir de los mismos en la
solicitud de patente estadounidense n.º de serie 08/759.620,
presentada el 3 de diciembre de 1996 y las solicitudes de patente
internacional n.^{os} WO 98/24893, publicada el 11 de junio de
1998 y WO 00/76310, publicada el 21 de diciembre de 2000. Véase
también Mendez et al. Nature Genetics
15:146-156 (1997).
A través del uso de tal tecnología, se han
producido anticuerpos monoclonales totalmente humanos frente a una
variedad de antígenos. Esencialmente, se inmunizan las líneas
XENOMOUSE® de ratones con un antígeno de interés (por ejemplo
TNFa), se recuperan células linfáticas (tales como células B) a
partir de los ratones que expresaron anticuerpos, y las líneas
celulares recuperadas se fusionan con una línea celular de tipo
mieloide para preparar líneas celulares de hibridoma inmortales.
Estas líneas celulares de hibridoma se analizan y seleccionan para
identificar líneas celulares de hibridoma que producían anticuerpos
específicos frente al antígeno de interés. En el presente documento
se proporcionan métodos para la producción de múltiples líneas
celulares de hibridoma que producen anticuerpos específicos frente
al TNFa. Además, se proporciona en el presente documento la
caracterización de los anticuerpos producidos por tales líneas
celulares, incluyendo análisis de secuencias de nucleótidos y
aminoácidos de las cadenas pesada y ligera de tales anticuerpos.
Alternativamente, en lugar de fusionarse a
células de mieloma para generar hibridomas, se examinan
adicionalmente las células recuperadas, aisladas a partir de líneas
XENOMOUSE® inmunizadas de ratones, para determinar la reactividad
contra el antígeno inicial, preferiblemente la proteína TNFa. Tal
examen incluye ELISA con la proteína TNFa, un ensayo de competición
con anticuerpos conocidos que se unen al antígeno de interés, la
neutralización in vitro de la apoptosis inducida por TNFa y
la unión in vitro a células CHO transfectadas de manera
transitoria que expresan el TNFa de longitud completa. Las células B
individuales que secretan anticuerpos de interés se aíslan entonces
usando un ensayo de placa hemolítica específica para el TNFa
(Babcook et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
i93:7843-7848 (1996)). Las células seleccionadas
como diana para la lisis son preferiblemente glóbulos rojos de
carnero (SRBC) recubiertos con el antígeno TNFa. En presencia de un
cultivo de células B que secretan la inmunoglobulina y el
complemento de interés, la formación de una placa indica la lisis
mediada por TNFa-específica de las células diana.
Puede aislarse la célula plasmática específica de antígeno
individual en el centro de la placa y se aísla la información
genética que codifica para la especificidad del anticuerpo a partir
de la célula plasmática individual. Usando PCR de transcriptasa
inversa, puede clonarse el ADN que codifica para la región variable
del anticuerpo secretado. Tal ADN clonado puede insertarse entonces
adicionalmente en un vector de expresión adecuado, preferiblemente
un casete de vector tal como un ADNpc, más preferiblemente un
vector de ADNpc de este tipo que contiene los dominios constantes de
la cadena pesada y ligera de inmunoglobulina. Después puede
transfectarse el vector generado en células huésped, preferiblemente
células CHO, y cultivarse en medios de nutrientes convencionales
modificados según sea apropiado para inducir promotores,
seleccionar transformantes, o amplificar los genes que codifican
para las secuencias deseadas. En el presente documento, se describe
el aislamiento de múltiples células plasmáticas individuales que
producen anticuerpos específicos frente al TNFa. Además, se aísla
el material genético que codifica para la especificidad del
anticuerpo anti-TNFa, y se introduce en un vector de
expresión adecuado que entonces se transfecta en
células huésped.
células huésped.
En general, los anticuerpos producidos mediante
las líneas celulares mencionadas anteriormente presentan cadenas
pesadas de IgG1 o IgG2 totalmente humanas con cadenas ligeras kappa
humanas. Los anticuerpos presentaban altas afinidades, presentando
normalmente Kd de desde aproximadamente 10^{-9} hasta
aproximadamente 10^{-13} M, cuando se mide mediante o bien fase
sólida o bien fase de disolución.
Tal como se apreciará, los anticuerpos
anti-TNFa pueden expresarse en líneas celulares que
no sean líneas celulares de hibridoma. Pueden usarse secuencias que
codifican para anticuerpos particulares para la transformación de
una célula huésped de mamífero adecuada. La transformación puede ser
mediante cualquier método conocido para introducir polinucleótidos
en una célula huésped, incluyendo, por ejemplo empaquetar el
polinucleótido en un virus (o en un vector viral) y transducir una
célula huésped con el virus (o vector) o mediante procedimientos de
transfección conocidos en la técnica, tal como se muestra a modo de
ejemplo por las patentes estadounidenses n.^{os} 4.399.216,
4.912.040, 4.740.461 y 4.959.455. El procedimiento de transformación
usado depende del huésped que va transformarse. Los métodos para
introducir polinucleótidos heterólogos en células de mamífero se
conocen bien en la técnica e incluyen transfección mediada por
dextrano, precipitación con fosfato de calcio, transfección mediada
por polibreno, fusión de protoplasto, electroporación, encapsulación
del/de los polinucleótido(s) en liposomas, y microinyección
directa del ADN en los núcleos.
Las líneas celulares de mamífero disponibles
como huéspedes para la expresión se conocen bien en la técnica e
incluyen muchas líneas celulares inmortalizadas disponibles de la
Colección Americana de Cultivos Tipo (ATCC), incluyendo, pero sin
limitarse a, células de ovario de hámster chino (CHO), células HeLa,
células de riñón de cría de hámster (BHK), células de riñón de mono
(COS), células de carcinoma hepatocelular humano (por ejemplo, Hep
G2), y varias líneas celulares distintas. Las líneas celulares de
preferencia particular se seleccionan a través de la determinación
de qué líneas celulares tienen altos niveles de expresión y producen
anticuerpos con propiedades de unión al TNFa constitutivas.
Los anticuerpos anti-TNFa son
útiles en la detección del TNFa en muestras de un paciente y por
consiguiente son útiles como diagnósticos para estados patológicos
tal como se describe en el presente documento. Además, basándose en
su capacidad para neutralizar significativamente la actividad del
TNFa (tal como se demuestra en los ejemplos a continuación), los
anticuerpos anti-TNFa tendrán efectos terapéuticos
en el tratamiento de síntomas y estados que resultan del TNFa. En
realizaciones específicas, los anticuerpos y métodos del presente
documento se refieren al tratamiento de síntomas que resultan del
TNFa incluyendo: fiebre, dolor muscular, letargo, dolor de cabeza,
náuseas, e inflamación. Realizaciones adicionales implican el uso de
los anticuerpos y métodos descritos en el presente documento para
tratar: caquexia, anorexia, enfermedades reumáticas tales como
artritis, enfermedades inflamatorias tales como enfermedad de Crohn,
y enfermedades autoinmunitarias, tales como psoriasis, reacciones
injerto-huésped y choque septicémico.
Los anticuerpos anti-TNFa
biológicamente activos tal como se describe en el presente documento
pueden usarse en una formulación o preparación farmacéutica estéril
para reducir el nivel de TNFa en suero tratando de ese modo de
manera eficaz estados patológicos en los que, por ejemplo, el TNFa
en suero está elevado de manera anómala. Los anticuerpos
anti-TNFa presentan preferiblemente una afinidad
adecuada para reprimir potencialmente el TNFa a dentro del
intervalo terapéutico objetivo, y preferiblemente tienen una
duración adecuada de acción para permitir una dosificación poco
frecuente. Una duración prolongada de acción permitirá programas de
dosificación menos frecuentes y más convenientes alternando vías
parenterales tales como inyección subcutánea o intramuscular.
Cuando se usa para administración in
vivo, la formulación de anticuerpo debe ser estéril. Esto se
logra fácilmente, por ejemplo, mediante filtración a través de
membranas de filtración estéril, antes de o tras la liofilización y
reconstitución. El anticuerpo se almacenará habitualmente en forma
liofilizada o en disolución. Las composiciones de anticuerpo
terapéuticas generalmente se colocan en un envase que tiene una
abertura de acceso estéril, por ejemplo, una bolsa de solución
intravenosa o vial que tiene un adaptador que permite la
recuperación de la formulación, tal como un tapón que puede
perforarse por una aguja de inyección hipodérmica.
La vía de administración de anticuerpo es según
métodos conocidos, por ejemplo, inyección o infusión por vías
intravenosa, intraperitoneal, intracerebral, intramuscular,
intraocular, intraarterial, intratecal, inhalación o intralesional,
o mediante sistemas de liberación sostenida tal como se observa a
continuación. El anticuerpo se administra preferiblemente de manera
continua por infusión o por inyección en bolo.
Una cantidad eficaz de anticuerpo que va a
emplearse dependerá terapéuticamente, por ejemplo, de los objetivos
terapéuticos, la vía de administración, y el estado del paciente.
Por consiguiente, se prefiere que el terapeuta valore la
dosificación y modifique la vía de administración tal como se
requiere para obtener el efecto terapéutico óptimo. Normalmente, el
médico administrará anticuerpo hasta que se alcance una dosificación
que logre el efecto deseado. El progreso de está terapia se
monitoriza fácilmente mediante ensayos convencionales o mediante los
ensayos descritos en el presente documento.
Anticuerpos, tal como se describen en el
presente documento, pueden prepararse en una mezcla con un vehículo
farmacéuticamente aceptable. Esta composición terapéutica puede
administrarse por vía intravenosa o a través de la nariz o el
pulmón, preferiblemente como un líquido o aerosol en polvo
(liofilizado). La composición también puede administrarse por vía
parenteral o subcutánea según se desee. Cuando se administra de
manera sistémica, la composición terapéutica debe ser estéril,
libre de pirógenos y estar en una disolución parenteralmente
aceptable que tiene debidamente en cuenta el pH, isotonicidad y
estabilidad. Estas condiciones se conocen por los expertos en la
técnica. En resumen, las formulaciones de dosificación de los
compuestos descritos en el presente documento se preparan para el
almacenamiento o la administración mezclando el compuesto que tiene
el grado deseado de pureza con vehículos, excipientes o
estabilizadores fisiológicamente aceptables. Tales materiales no
son tóxicos para los receptores en las dosificaciones y
concentraciones empleadas, e incluyen tampones tales como TRIS,
HCl, fosfato, citrato, acetato y otras sales ácidas orgánicas;
antioxidantes tales como ácido ascórbico; péptidos de bajo peso
molecular (menos de aproximadamente diez residuos) tales como
poliarginina, proteínas, tales como albúmina sérica, gelatina, o
inmunoglobulinas; polímeros hidrófilos tales como
polivinilpirrolidinona; aminoácidos tales como glicina, ácido
glutámico, ácido aspártico, o arginina; monosacáridos, disacáridos,
y otros hidratos de carbono incluyendo celulosa o sus derivados,
glucosa, manosa, o dextrinas; agentes quelantes tales como EDTA;
alcoholes de azúcar tales como manitol o sorbitol; contraiones
tales como sodio y/o tensioactivos no iónicos tales como TWEEN,
PLURONICS o polietilenglicol.
Las composiciones estériles para inyección
pueden formularse según la práctica farmacéutica convencional tal
como se describe en Remington: The Science and Practice of Pharmacy
(20ª ed., Lippincott Williams & Wilkens Publishers (2003)). Por
ejemplo, puede desearse la disolución o suspensión del compuesto
activo en un vehículo tal como agua o aceite vegetal que se produce
de manera natural como aceite de sésamo, de cacahuate, o de semilla
de algodón o un vehículo graso sintético como oleato de etilo o
similares. Pueden incorporarse tampones, conservantes,
antioxidantes y similares según la práctica farmacéutica
aceptada.
Los ejemplos adecuados de preparaciones de
liberación sostenida incluyen matrices semipermeables de polímeros
hidrófobos sólidos que contienen el polipéptido, cuyas matrices
están en forma de artículos conformados, películas o microcápsulas.
Los ejemplos de matrices de liberación sostenida incluyen
poliésteres, hidrogeles (por ejemplo, poli(metacrilato de
2-hidroxietilo) tal como se describe por Langer
et al., J. Biomed Mater. Res., (1981)
15:167-277 y Langer, Chem. Tech., (1982)
12:98-105, o poli(alcohol vinílico)),
poliláctidas (patente estadounidense n.º 3.773.919, documento EP
58,481), copolímeros de ácido L-glutámico y gamma
etil-L-glutamato (Sidman et
al., Biopolymers, (1983) 22:547-556), etileno -
acetato de vinilo no degradable (Langer et al.,
anteriormente), copolímeros de ácido láctico - ácido glicólico
degradables tales como el LUPRON de Depot^{TM} (microesferas
inyectables compuestas por copolímero de ácido láctico - ácido
glicólico y acetato de leuprolida), y poli-(ácido
D-(-)-3-hidroxibutírico) (documento
EP 133.988).
Mientras que polímeros tales como etileno -
acetato de vinilo y ácido láctico - ácido glicólico permiten la
liberación de moléculas durante más de 100 días, determinados
hidrogeles liberan proteínas durante períodos de tiempo más cortos.
Cuando proteínas encapsuladas permanecen en el organismo durante
mucho tiempo, pueden desnaturalizarse o agregarse como resultado de
la exposición a humedad a 37ºC, dando como resultado una pérdida de
actividad biológica y posibles cambios en la inmunogenicidad. Pueden
inventarse estrategias racionales para la estabilización de
proteínas dependiendo del mecanismo implicado. Por ejemplo, si se
descubre que el mecanismo de agregación es la formación de enlace
S-S intermolecular a través del intercambio de
disulfuro, puede lograrse la estabilización modificando residuos
sulfhidrilo, liofilizando a partir de disoluciones ácidas,
controlando el contenido en humedad, usando aditivos apropiados, y
desarrollando composiciones de matriz de polímero específicas.
Las composiciones de liberación sostenida
también incluyen preparaciones de cristales del anticuerpo
suspendido en formulaciones adecuadas que pueden mantener cristales
en suspensión. Estas preparaciones, cuando se inyectan por vía
subcutánea o intraperitoneal pueden producir un efecto de liberación
sostenida. Otras composiciones también incluyen anticuerpos
atrapados en liposomas. Los liposomas que contienen tales
anticuerpos se preparan mediante métodos conocidos per se:
patente estadounidense n.º DE 3.218.121; Epstein et al.,
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, (1985) 82:3688-3692;
Hwang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, (1980)
77:4030-4034; EP 52,322; EP 36,676; EP 88,046; EP
143,949; 142,641; solicitud de patente japonesa
83-118008; patentes estadounidenses. n.º 4.485.045 y
4.544.545; y EP 102,324.
La dosificación de la formulación de anticuerpo
para un paciente dado se determinará por el médico encargado
tomando en consideración diversos factores conocidos para modificar
la acción de fármacos incluyendo la gravedad y el tipo de
enfermedad, peso corporal, sexo, dieta, tiempo y vía de
administración, otras medicaciones y otros factores clínicos
relevantes. Pueden determinarse las dosificaciones terapéuticamente
eficaces mediante métodos o bien in vitro o bien in
vivo.
Una cantidad eficaz de los anticuerpos,
descritos en el presente documento, que van a emplearse
terapéuticamente dependerá, por ejemplo, de los objetivos
terapéuticos, la vía de administración, y el estado del paciente.
Por consiguiente, se prefiere que el terapeuta valore la
dosificación y modifique la vía de administración según se requiera
para obtener el efecto terapéutico óptimo. Una dosificación diaria
típica puede oscilar desde aproximadamente 0,001 mg/kg hasta 100
mg/kg o más, dependiendo de los factores mencionados anteriormente.
Normalmente, el médico administrará el anticuerpo terapéutico hasta
que se alcance una dosificación que logre el efecto deseado. El
progreso de esta terapia se monitoriza fácilmente mediante ensayos
convencionales o tal como se describe en el presente documento.
Se apreciará que la administración de entidades
terapéuticas según las composiciones y métodos del presente
documento se administrarán con vehículos, excipientes, y otros
agentes adecuados que se incorporan en formulaciones para
proporcionar transferencia, suministro, tolerancia, y similares,
mejorados. Estas formulaciones incluyen, por ejemplo, polvos,
pastas, ungüentos, jaleas, ceras, aceites, lípidos, vesículas que
contienen lípido (catiónico o aniónico) (tal como
Lipofectin^{TM}), conjugados de ADN, pastas de absorción anhidras,
emulsiones de agua en aceite y aceite en agua, emulsiones carbowax
(polietilenglicoles de diversos pesos moleculares), geles
semisólidos, y mezclas semisólidas que contienen carbowax.
Cualquiera de las mezclas anteriores puede ser apropiada en
tratamientos y terapias según la presente invención, siempre que el
principio activo en la formulación no se inactive por la
formulación y la formulación sea compatible y tolerable
fisiológicamente con la vía de administración. Véase también
Baldrick P. "Pharmaceutical excipient development: the need for
preclinical guidance". Regul. Toxicol. Pharmacol.
32(2):210-8 (2000), Wang W. "Lyophilization
and development of solid protein pharmaceuticals". Int. J.
Pharm. 203(1-2):1-60 (2000),
Charman WN "Lipids, lipophilic drugs, and oral drug
delivery-some emerging concepts". J Pharm Sci.
89(8):967-78 (2000), Powell et al.
"Compendium of excipients for parenteral formulations" PDA J
Pharm Sci Technol. 52:238-311 (1998) y las citas en
los mismos para información adicional relativa a formulaciones,
excipientes y vehículos bien conocidos para los químicos
farmacéuticos.
Se espera que los anticuerpos descritos en el
presente documento tengan efecto terapéutico en el tratamiento de
síntomas y estados que resultan del TNFa. En realizaciones
específicas, los anticuerpos y métodos del presente documento se
refieren al tratamiento de síntomas que resultan del TNFa
incluyendo: fiebre, dolor muscular, letargo, dolor de cabeza,
náuseas e inflamación. Realizaciones adicionales, implican el uso de
los anticuerpos y métodos descritos en el presente documento para
tratar: caquexia, anorexia, enfermedades reumáticas tales como
artritis, enfermedades inflamatorias tales como enfermedad de Crohn,
enfermedades autoinmunitarias, tales como psoriasis, reacciones
injerto-huésped y choque septicémico.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos, incluyendo los
experimentos realizados y resultados logrados se proporcionan sólo
para fines ilustrativos y no deben interpretarse como limitativos
tras las enseñanzas del presente documento.
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Se obtuvo TNFa humano recombinante de R&D
Systems (Mineápolis, MN n.º de cat. 210-TA/CF). Se
preparó el antígeno TNFa-KLH, usado para la
inmunización de animales XENOMOUSE®, tal como sigue: se mezcló
TNF-\alpha humano (200 \mug) (R&D) con 50
\mug de hemocianina de lapa californiana (KLH; Pierce, Rockford,
IL) para obtener un volumen final de 165 \mul usando agua
destilada. Se añadieron 250 \mul de tampón de conjugación (MES
0,1 M, NaCl 0,9 M, pH 4,7) y se reticularon TNFa y KLH mediante la
adición de 25 \mul de 10 mg/ml de disolución madre de clorhidrato
de
1-etil-3-[3-dimetilaminopropil]carbodiimida
(EDC, Pierce, Rockford, IL). Se incubó el conjugado durante 2 horas
a temperatura ambiente y se eliminó EDC sin reaccionar mediante
centrifugación a través de un filtro de 1 kDa (Centrifugal filter;
Millipore, Bedford, MA) usando PBS a pH 7,4.
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Se generó de manera recombinante TNFa humano
como una proteína de fusión en marco con un epítopo de células T
universal (TCE) (J. Immunol 1992 148(5):1499) para la
inmunización de animales XENOMOUSE®.
Se clonó TNFa humano a partir de células
mononucleares de sangre periférica humanas (PBMC). Se aisló ARNm a
partir de hPBMC purificadas y se generó ADNc mediante transcripción
inversa. Se amplificó de manera específica el TNFa humano mediante
PCR y se clonó en marco con un epítopo de células T universal (TCE)
derivado de toxina del tétanos en el vector de expresión pGEX
(Amersham Pharmacia). Se expresó la proteína de fusión en E.
Coli, se purificó en perlas de glutatión Sepharose (n.º de cat.
17-0756-01, Amersham Pharmacia), se
escindió con trombina (Sigma) y se eluyó tal como se describe por
el fabricante (Amersham Pharmacia).
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Se desarrollaron anticuerpos monoclonales
humanos contra TNFa humano inmunizando secuencialmente ratones
XENOMOUSE® (XMG2L3 o 3B-3L3 de XENOMOUSE® Abgenix,
Inc. Fremont, CA).
Para generar hibridomas, se inmunizaron cohortes
de ratones XMG2L3 y 3B-L3 de XENOMOUSE® con el TNFa
solo o TNFa con CPG por la almohadilla de la pata. La inmunización
inicial fue con 10 \mug de antígeno mezclado 1:1 v/v con TITERMAX
GOLD® (Sigma, Oakville, ON) por ratón. Se realizaron cuatro
inmunizaciones de refuerzo posteriores con 10 \mug de antígeno
mezclado con alumbre (Sigma, Oakville, ON), adsorbido durante la
noche, por ratón, seguido por una inyección con TNFa en TITERMAX
GOLD®, una inyección con alumbre y entonces una inmunización de
refuerzo final de 10 \mug de TNFa en PBS por ratón.
Las cohortes que recibieron TNFa con CPG se
inmunizaron en primer lugar con TNFa y TITERMAX GOLD® tal como
anteriormente, las seis inmunizaciones de refuerzo siguientes fueron
con TNFa absorbido en alumbre tal como se indicó anteriormente
junto con CPG. La inmunización de refuerzo final fue con TNFa en PBS
y CPG. En particular, se inmunizaron los animales en los días 0, 3,
9, 16, 21, 25, 30 y 35. Se extrajo sangre de los animales en los
días 28 y 39 para obtener sueros para la selección de la recogida
tal como se describe a continuación.
Para generar AcM mediante XENOMAX®, se
inmunizaron cohortes de ratones XMG2 de XENOMOUSE® con TNFa a través
de la almohadilla de la pata (FP), TNFa-KLH (tal
como se preparó en el ejemplo 1) a través de la base de la cola
mediante inyección subcutánea e intraperitoneal (BIP), o con
TNFa-TCE (tal como se preparó en el ejemplo 1) a
través de la base de la cola mediante inyección subcutánea e
intraperitoneal. Para las inmunizaciones por la almohadilla de la
pata con TNFa, la inmunización inicial fue con 2 \mug de antígeno
mezclado 1:1 v/v con TITERMAX GOLD® por ratón. Se realizaron cuatro
inmunizaciones de refuerzo posteriores con 2 \mug de antígeno
mezclado con alumbre (Sigma, Oakville, ON), adsorbido durante la
noche, por ratón, seguido por una inyección con TNFa en TITERMAX
GOLD®, una inyección con alumbre y entonces una inmunización de
refuerzo final de 2 \mug de TNFa en PBS por ratón. En particular,
se inmunizaron los animales en los días 0, 3, 7, 10, 14, 17, 21 y
24. Se extrajo sangre de los animales en el día 19 para obtener
sueros para la selección de la recogida tal como se describe a
continuación.
Se mezcló la inmunización BIP inicial con 2 ó 5
\mug de TNFa-KLH o TNFa-TCE
respectivamente 1:1 v/v con adyuvante completo de Freund (CFA,
Sigma, Oakville, ON) por ratón. Se realizaron en primer lugar
inmunizaciones de refuerzo posteriores con 2 ó 5 \mug de antígeno
respectivamente, se mezclaron 1:1 v/v con adyuvante incompleto de
Freund (IFA, Sigma, Oakville, ON) por ratón, seguido por una
inmunización de refuerzo final en PBS por ratón. Se inmunizaron los
animales en los días 0, 14, 28, 42, 56, y día 75 ó 93 (inmunización
de refuerzo final). Se extrajo sangre de los animales en el día 63
para obtener sueros para la selección de la recogida tal como se
describe a continuación.
Para generar anticuerpos monoclonales de conejo
anti-hTNFa mediante SLAM, se inmunizó una cohorte de
conejos blancos de Nueva Zelanda tal como sigue. Se administró una
primera inmunización de refuerzo que consistía en 250 \mug de
TNFa-TCE, emulsionado 1:1 v/v con adyuvante completo
de Freund (CFA), por vía subcutánea en cuatro lugares a lo largo
del cuerpo en la zona dorsal del conejo. Éstas fueron seguidas por 3
inmunizaciones con 125 \mug de TNFa-TCE
emulsionado 1:1 v/v con adyuvante incompleto de Freund (IFA) por vía
intramuscular por las patas traseras. Cada una de las
inmunizaciones de refuerzo se separaron 21 días. Se extrajo sangre
de los animales antes de la cuarta inmunización para serología,
véase la tabla 9 a continuación.
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Se determinaron títulos de anticuerpo
anti-hTNFa mediante ELISA. Se recubrió hTNFa sobre
placas de 96 pocillos de poliestireno de unión Costar Labcoat
Universal (Coming, Acton, MA) durante la noche a cuatro grados. Se
eliminó la disolución que contenía TNFa no unido y se trataron las
placas con luz UV (365 nm) durante 4 minutos (4000 microjulios). Se
lavaron las placas cinco veces con dH_{2}O. Se valoraron sueros
XENOMOUSE® de los animales inmunizados con TNFa, o animales
XENOMOUSE® que no se inmunizaron en leche al 2%/PBS en diluciones
1:2 por duplicado a partir de una dilución inicial 1:100. Se dejó en
blanco el último pocillo. Se lavaron las placas cinco veces con
dH_{2}O. Se añadió un anticuerpo conjugado con peroxidasa del
rábano específica de Fc de IgG de cabra anti-ser
humano (HRP, Pierce, Rockford, IL) a una concentración final de 1
\mug/ml durante 1 hora a temperatura ambiente. Se lavaron las
placas cinco veces con dH_{2}O. Se revelaron las placas con la
adición de sustrato cromogénico TMB (Gaithersburg, MD) durante 30
minutos y se detuvo el ELISA mediante la adición de ácido fosfórico
1 M. Se determinó el título específico de animales XENOMOUSE®
individuales a partir de la densidad óptica a 450 nm y se muestran
en las tablas 2 a 8. El título representa la dilución reciproca del
suero y por tanto cuanto mayor sea el número será mayor la respuesta
inmunitaria humoral frente al hTNFa.
Se determinaron los títulos de anticuerpo de
conejo anti-TNFa tal como anteriormente, pero para
la detección del anticuerpo primario, se usó un reactivo de
peroxidasa de rábano (HRP, Pierce, Rockford, IL) específico de
cadena ligera y pesada de IgG de cabra anti-conejo
en lugar del reactivo anti-ser humano, véase la
tabla 9.
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Se seleccionaron todos los animales XENOMOUSE®
en la tabla 2 para la recogida y generación de hibridomas.
Se seleccionaron todos los animales XENOMOUSE®
en la tabla 3 para la recogida y generación de hibridomas.
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Se seleccionaron todos los animales XENOMOUSE®
en la tabla 4 para la recogida y generación de hibridomas.
Se seleccionaron todos los animales XENOMOUSE®
en la tabla 5 para la recogida y generación de hibridomas.
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Se seleccionaron los animales XENOMOUSE®
(0651-2, 0651-3,
0651-5 y 0651-9) para recogidas
de
XENOMAX® basadas en los datos serológicos en la tabla 6.
XENOMAX® basadas en los datos serológicos en la tabla 6.
Se seleccionaron los animales XENOMOUSE®
(O797-4, O797-6,
O797-7 y O797-10) para recogidas
de
XENOMAX® basadas en los datos serológicos en la tabla 7.
XENOMAX® basadas en los datos serológicos en la tabla 7.
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Se seleccionaron los animales XENOMOUSE®
(O796-2, O796-4,
O796-7, O796-8 y
O796-10) para recogidas de XENOMAX® basadas en los
datos serológicos en la tabla 8.
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Se recogió sangre del conejo
IPI-5 para generar anticuerpos monoclonales de
conejo mediante SLAM.
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Se sacrificaron ratones inmunizados mediante
luxación cervical, y se recogieron y juntaron los ganglios
linfáticos de cada cohorte. Se disociaron las células linfoides
moliendo en DMEM para liberar las células de los tejidos y se
suspendieron las células en DMEM. Se contaron las células, y se
añadieron 0,9 ml de DMEM por 100 millones de linfocitos al
sedimento celular para resuspender suave pero completamente las
células. Usando 100 \mul de perlas magnéticas de CD90^{+} por
100 millones de células, se marcaron las células incubando las
células con las perlas magnéticas a 4ºC durante 15 minutos. Se
cargó la suspensión celular marcada magnéticamente que contenía
hasta 10^{8} células positivas (o hasta 2 x 10^{9} células
totales) en una columna LS^{+} y se lavó la columna con DMEM. Se
recogió el efluente total así como la fracción negativa para CD90
(la mayoría de estás células son células B).
Se combinaron células de mieloma P3 y células de
ganglio linfático enriquecidas con células B en una razón de 1:1
(mieloma:ganglios linfáticos) en un tubo cónico de 50 ml en DMEM. Se
centrifugaron las células combinadas a 800xg (2000 rpm) durante
5-7 min., y se eliminó inmediatamente el
sobrenadante del sedimento resultante. Se añadieron de dos a cuatro
ml de disolución de pronasa (CalBiochem, n.º de cat. 53702; 0,5
mg/ml en PBS) a las células para resuspender suavemente el
sedimento celular. Se permitió avanzar el tratamiento enzimático
durante no más de dos minutos y se detuvo la reacción mediante la
adición de 3-5 ml de FBS. Se añadió disolución de
ECF suficiente para obtener el volumen total de 40 ml y se
centrifugó la mezcla a 800xg (2000 rpm) durante 5-7
min. Se eliminó el sobrenadante y se resuspendió el sedimento
celular suavemente con un volumen pequeño de disolución de ECF,
seguido por disolución de ECF suficiente para obtener un volumen
total de 40 ml. Se mezclaron bien y contaron las células, entonces
se centrifugaron a 800xg (2000 rpm) durante 5-7 min.
Se eliminó el sobrenadante y se resuspendieron las células en un
volumen pequeño de disolución de ECF. Se añadió disolución de ECF
adicional suficiente para ajustar la concentración a 2 x 10^{6}
células/ml.
Entonces se colocaron las células en un
generador de fusión electrocelular (ECF) (Modelo ECM2001,
Genetronic, Inc., San Diego, CA) y se fusionaron según las
instrucciones del fabricante. Tras la ECF, se eliminaron
cuidadosamente las suspensiones celulares de la cámara de fusión en
condiciones estériles y se transfirieron hacia un tubo estéril que
contenía el mismo volumen del medio de hibridoma en DMEM. Se
incubaron las células durante 15-30 minutos a 37ºC,
entonces se centrifugaron a 400xg (1000 rpm) durante cinco minutos.
Se resuspendieron suavemente las células en un volumen pequeño de
medio ½ HA (1 botella de 50X de HA de Sigma, n.º de cat. A9666 y 1
litro de sobre 5 x 10^{6} células B por placa de 96 pocillos y
200 \mul por pocillo). Se mezclaron bien las células y se
pipetearon en placas de 96 pocillos
y se dejaron crecer. En el día 7 ó 10, se eliminó la mitad del medio, y se realimentaron las células con medio ½ HA.
y se dejaron crecer. En el día 7 ó 10, se eliminó la mitad del medio, y se realimentaron las células con medio ½ HA.
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Tras 14 días de cultivo, se seleccionaron
sobrenadantes de hibridoma para anticuerpos monoclonales específicos
para el TNFa. Se recubrieron las placas de ELISA (Fisher, n.º de
cat. 12-565-136) con 50
\mul/pocillo del TNFa (2 \mug/ml) en tampón de recubrimiento
(tampón carbonato 0,1 M, pH 9,6, NaHCO_{3} 8,4 g/l), entonces se
incubaron a 4ºC durante la noche. Tras la incubación, se lavaron las
placas con tampón de lavado (Tween 20 al 0,05% en PBS) 3 veces. Se
añadieron 200 \mul/pocillo de tampón de bloqueo (BSA al 0,5%;
Tween 20 al 0,1%; Thimerosal al 0,01% en 1x PBS) y se incubaron las
placas a temperatura ambiente durante 1 hora. Tras la incubación,
se lavaron las placas tres veces con tampón de lavado. Se añadieron
50 \mul/pocillo de sobrenadantes de hibridoma, y controles
positivos y negativos y se incubaron las placas a temperatura
ambiente durante 2 horas.
Tras la incubación, se lavaron las placas tres
veces con tampón de lavado. Se añadieron 100 \mul/pocillo de
anticuerpo de detección de cabra
anti-huIgGfc-HRP (Caltag, n.º de
cat. H10507), IgG cabra anti-ser
humano-HRP (Southern Biotechnology, n.º de cat.
2060-05) y IgG lambda de cabra
anti-ser humano (Southern Biotechnology, n.º de
cat. 2070-05) y se incubaron las placas a
temperatura ambiente durante 1 hora. Tras la incubación, se lavaron
las placas tres veces con tampón de lavado. Se añadieron 100
\mul/pocillo de TMB (BioFX Lab. n.º de cat.
TMSK-0100-01) y se dejaron revelar
las placas durante aproximadamente 10 minutos (hasta que los
pocillos control negativos empiecen meramente a mostrar color),
entonces se añadieron 50 \mul/pocillo de disolución de parada
(TMB Stop Solución (BioFX Lab. n.º de cat.
STPR-0100-01) y se leyeron las
placas en un lector de placas de ELISA a una longitud de onda de 450
nm. Se presenta el número de pocillos positivos en la tabla 10.
La plataforma Luminex es una perla de
fluorescencia basada en tecnología que permite ejecutar múltiples
ensayos a la vez. El lector de Luminex puede determinar
acontecimientos de señalización positivos en diferentes microesferas
codificadas. Esto permite recubrir cada perla por separado,
entonces mezclar entre sí las microesferas recubiertas de manera
diferente y luego en una etapa someter a ensayo el anticuerpo que se
une a cada una de las diferentes microesferas. Para clasificar por
isotipo los anticuerpos, se recubrieron microesferas de tal manera
que cada perla podía unirse de manera específica un isotipo de
cadena pesada o cadena ligera particular. Entonces se mezclaron
entre sí las microesferas y se añadió sobrenadante de hibridoma para
cada anticuerpo. Tras una incubación de 20 minutos, se lavaron las
microesferas, y se detectó el anticuerpo unido usando un anticuerpo
secundario marcado de manera fluorescente. Entonces se leyeron las
microesferas usando el lector de Luminex. La tabla 10 muestra el
número de cada isotipo encontrado para los diferentes grupos de
fusión.
\vskip1.000000\baselineskip
Se evaluaron 47 anticuerpos de hibridoma
anti-TNFa para determinar su capacidad de
neutralizar el efecto biológico de la apoptosis inducida por TNFa
en células WM 266.4 humanas. Se enriqueció IgG en primer lugar a
partir de cada sobrenadante de hibridoma mediante la purificación
en proteína A Swell-Gel (Pierce), y después se
eluyó, neutralizó, y cuantificó. Se cultivaron en placa 20.000
células WM266.6 en placas de 96 pocillos en medios completos
(RPMI1640/FBS al 10%/Gln/P/S) y se incubaron a 37ºC/CO_{2} al 10%
durante la noche. Se eliminaron los medios y se añadieron 50 \mul
de anticuerpos de prueba y el TNFa (preincubado durante 30' a
temperatura ambiente) en medios libres de suero (RPMI1640/Gln/P/S).
Se incubaron placas con 50 \mul de ciclohexamida durante la noche
tal como anteriormente en las siguientes condiciones de ensayo final
V=100 \mul, ciclohexamida = 6 \mug/ml, TNFa = 600 pg/ml = 11,4
pM como trímero, las concentraciones de anticuerpos de prueba varían
tal como se describe. Se añadieron a cada pocillo 100 \mul de
tampón caspasa y 0,3 \mul de sustrato caspasa
(APO-ONE, Promega).
Se determinó la actividad caspasa en un lector
de placas Victor Wallac con la longitud de onda de excitación a 485
nm y la longitud de onda de emisión a 530 nm. Un ejemplo de la
neutralización de apoptosis mediante anticuerpos derivados de
hibridoma se proporciona en la figura 1. La figura 1 muestra un
gráfico de barras que ilustra el efecto que diversos anticuerpos
frente al TNFa tenían sobre la apoptosis neutralizante en células
WM 266.4 humanas. Un control (pos) muestra la inducción de apoptosis
por TNFa en presencia de ciclohexamida sola. Otro control muestra
la inhibición de la apoptosis por 6 nM de anticuerpo de ratón
anti-hTNFa (R&D). El eje Y representa la
cantidad relativa de la 3/7 actividad de caspasa como una indicación
de apoptosis inducida por TNFa. Tal como ilustra la figura 1, los
anticuer-
pos, incluyendo 3.2, 3.7 y 4.17 eran muy potentes en la neutralización de la apoptosis inducida por TNFa a 3 nM.
pos, incluyendo 3.2, 3.7 y 4.17 eran muy potentes en la neutralización de la apoptosis inducida por TNFa a 3 nM.
\vskip1.000000\baselineskip
Se sometieron a ensayo adicionalmente los 47
sobrenadantes de anticuerpos de hibridoma anti-hTNFa
para determinar su capacidad para neutralizar el efecto biológico
de la apoptosis inducida por TNFa en células MCF-7
humanas. Se sembraron placas de 96 pocillos a 5000 células/pocillo,
200 \mul/pocillo con DMEM libre de rojo de fenol + FCS al 10%. Se
incubaron las células durante la noche a 37ºC + CO_{2} al 5%. Se
sometió a ensayo en cada placa una valoración del anticuerpo de
hibridoma (cuantificado mediante ELISA de captura, tal como se
describió en el ejemplo 2, y comparado con una curva convencional
de Ac control) al lado del Ac control 014 de conejo desde 10
\mug/ml hasta obtener una concentración final de 0,005 ng/ml
(valoración 1:5) en medio de apoptosis (FCS al 2,5%, CHX 5
\mug/ml en DMEM libre de rojo de fenol), por triplicado, a una
concentración constante de 100 pg/ml (1,9 pM como trímero) del
TNFa. También se incluyeron placas de seis pocillos con TNFa solo y
6 pocillos con medio de apoptosis solo. Se preincubó el anticuerpo
neutralizante anti-TNFa +/- durante 1 hora a 37ºC +
CO_{2} al 5%. Entonces se transfirieron 200 \mul de anticuerpo a
las células y se incubó durante la noche a 37ºC + CO_{2} al
5%.
Se tiñeron las células con PI 0,5 \mug/ml y
Heochst 33342 2,5 \mug/ml durante una hora. Se determinó el
porcentaje de apoptosis contando el número de células muertas (PI +
ve) y dividiendo entre el número total de células (Heochst + ve).
Se midió la capacidad de anticuerpos de unión
anti-TNFa humanos, derivados de hibridoma para
neutralizar la apoptosis inducida por TNFa de células
MCF-7 mediante la captación de yoduro de propidio
como una razón del número de células totales mediante la tinción con
Heochst 33342. El AcM de conejo derivado de SLAM, R014, así como
diversos otros AcM humanos, incluyendo 3.2, 4.17 y 3.7 eran muy
potentes en la neutralización de la apoptosis inducida por TNFa de
células MCF-7.
\vskip1.000000\baselineskip
Se extrajo ARNm de hibridomas 4.17 y 3.2. Se
realizó PCR de transcriptasa inversa para generar ADNc. Se amplificó
de manera específica el ADNc que codificaba para las cadenas pesada
y ligera variables usando PCR. Se clonó la región de cadena pesada
variable en un vector de expresión de IgG1. Se generó este vector
clonando el dominio constante de la IgG1 humana en el sitio de
clonación múltiple del pcDNA3.1+/Hygro (Invitrogen, Burlington,
ON). Se clonó la región de cadena ligera variable en un vector de
expresión de IgK o Ig\lambda. Se generaron estos vectores
clonando el dominio constante del sitio de clonación múltiple de la
IgK o Ig\lambda humana del pcDNA3.1+/Neo (Invitrogen, Burlington,
ON). Entonces se lipofectaron conjuntamente los vectores de
expresión de la cadena pesada y cadena ligera en una placa de 60
mm, con células 293 de riñón embrionario humano confluentes al 70%
y se dejaron secretar las células transfectadas un anticuerpo
recombinante con la especificidad idéntica a la de la célula
plasmática original durante 24-72 horas. Se recogió
el sobrenadante (3 ml) de las células HEK 293 y se demostró la
secreción de un anticuerpo intacto con un ELISA sándwich para
detectar de manera específica IgG humana. Se evaluó la especificidad
a través de la unión del anticuerpo recombinante al TNFa usando
ELISA.
\vskip1.000000\baselineskip
Se recogieron y cultivaron células B de los
animales. Se aislaron aquellos anticuerpos específicos de TNFa de
secreción tal como se describe en Babcook et al., Proc. Natl.
Acad Sci. USA, 93:7843-7848 (1996). Se usó ELISA
para identificar pocillos específicos para el TNFa primario. Se
cultivaron aproximadamente 18 millones de células B de animales
XENOMOUSE® en 480 placas de 96 pocillos a 500 ó 150 células/pocillo,
y se examinaron respecto a TNFa para identificar los pocillos
específicos de antígeno. 3.825 pocillos mostraron DO
significativamente por encima del fondo, una muestra representativa
de los cuales se muestra en la tabla 11. También se evaluaron
células B de conejo para determinar su capacidad de secretar
anticuerpos anti-TNFa y se sometieron a ensayo los
positivos adicionalmente tal como se describe a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Usando un método ELISA, se normalizaron
sobrenadantes para la concentración de anticuerpo específico de
antígeno. Usando un anticuerpo anti-diana (TNFa) de
concentración conocida valorada en paralelo, puede generarse una
curva patrón y puede compararse la cantidad de anticuerpo específico
de antígeno en el sobrenadante con el patrón y determinarse su
concentración, véase la tabla 12 a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El análisis de antígeno limitado es un método
que clasifica la afinidad de los anticuerpos específicos de
antígeno preparados en sobrenadantes de cultivo de células B en
relación con todos los otros anticuerpos específicos de antígeno.
En presencia de un recubrimiento muy bajo de antígeno, sólo los
anticuerpos de más alta afinidad deben poder unirse a cualquier
nivel detectable en equilibrio. (Véase, por ejemplo, la publicación
PCT WO/03048730A2 titulada "IDENTIFICATION OF HIGH AFFINITY
MOLECULES BY LIMITED DILUTION SCREENING" publicada el 12 de junio
de 2003).
Se unió TNFa biotinilado a placas de
estreptavidina en tres concentraciones; 1 ng/ml, 0,1 ng/ml y 0,01
ng/ml durante 1 hora a temperatura ambiente en placas de cultivo de
96 pocillos. Se lavó cada placa 5 veces con dH_{2}O, se añadieron
a la placa antes 45 \mul de leche al 1% en PBS con azida de sodio
al 0,05%, seguido por 5 \mul de sobrenadante de células B a
añadido a cada pocillo. Tras 18 horas a temperatura ambiente en un
agitador, de nuevo se lavaron las placas 5 veces con dH_{2}O. Se
añadieron a cada pocillo 50 \mul de anticuerpo Gt
anti-ser humano (Fc)-HRP a 1
\mug/ml. Tras 1 hora a temperatura ambiente, de nuevo se lavaron
las placas 5 veces con dH_{2}O y se añadieron 50 \mul de
sustrato TMB a cada pocillo. Se detuvo la reacción mediante la
adición de 50 \mul de ácido fosfórico 1 M a cada pocillo y se
leyeron las placas a una longitud de onda de 450 nm para dar los
resultados mostrados en la tabla 13.
Se prepararon sobrenadantes de cultivo de
células B que tenían concentraciones de anticuerpo específico de
antígeno que oscilaban desde 10 ng/ml hasta 1000 ng/ml. Se
compararon los resultados generados a partir del análisis del
antígeno limitado con una valoración del anticuerpo derivado de
hibridoma 4.17. En este ensayo, muchos de los anticuerpos no
pudieron proporcionar unión detectable, sin embargo, hubo varios
pocillos incluyendo 401A7 y 433F4, que eran claramente superiores
tal como se medían mediante D.O. con respecto a los otros
sobrenadantes de cultivo y anticuerpos recombinantes en todas las
concentraciones (tabla 13). Se analizaron adicionalmente los clones
restantes combinando los datos altos de antígeno que miden la
concentración de anticuerpo específico, (para más detalles véase lo
anterior) y la salida de antígeno limitado. De esta manera fue
posible comparar los anticuerpos en sobrenadantes de cultivo de
células B con los de anticuerpo control a lo largo de un intervalo
de concentración tal como se muestra en la figura 2. La figura 2 es
un gráfico de puntos que compara la unión a antígeno limitado por
anticuerpo anti-TNFa entre anticuerpos en
sobrenadantes de cultivo de células B con la de un anticuerpo
control (4.17 IgG2) a lo largo de un intervalo de concentración. Los
triángulos representan los clones de sobrenadantes de cultivo de
células B, y los bloques representan el anticuerpo Bar (4.17 IgG2).
Los clones de sobrenadantes de cultivo de células B con puntos por
encima de la curva del anticuerpo Bar se clasifican como que tienen
afinidad potencialmente superior.
\vskip1.000000\baselineskip
Se sometieron a ensayo adicionalmente los 1455
anticuerpos anti-hTNFa identificados a partir de
sobrenadantes de pocillos de cultivo de células B de ratones
inmunizados en la almohadilla de la pata para determinar su
capacidad de neutralizar el efecto biológico de la apoptosis
inducida por TNFa en células MCF-7 humanas. Además,
tras el análisis de antígeno limitado de los 2.370 anticuerpo
anti-hTNFa identificados a partir de animales
inmunizados BIP, se analizaron adicionalmente 145 anticuerpos que
tenían la categoría cinética más alta para determinar la
neutralización de la actividad del TNFa. Se sembraron placas de 96
pocillos a 5000 células MCF-7/pocillo, 200
\mul/pocillo con DMEM libre de rojo de fenol + FCS al 10%. Se
incubaron las placas durante la noche a 37ºC + CO_{2} al 5%. Se
sometió a ensayo en cada placa el sobrenadante de anticuerpos de
cultivo de células B al lado de los anticuerpos de hibridoma
anti-TNFa neutralizantes más potentes, 4.17 y 3.2
y/o control 014 de conejo en medio de apoptosis (FCS al 2,5%, 5
\mug/ml de CHX DMEM libre de rojo de fenol), a una concentración
constante de 100 pg/ml (1,9 pM como trímero) de TNFa. Se incluyeron
pocillos por duplicado con el TNFa en medios de apoptosis y
pocillos con medio de apoptosis solo como controles. Se preincubó la
muestra de prueba del TNFa +/- durante 1 hora a 37ºC + CO_{2} al
5%. Se transfirieron 200 \mul del TNFa +/- a células y se incubó
durante la noche a 37ºC + CO_{2} al 5%.
Se tiñeron células con PI 0,5 \mug/ml y
Heochst 33342 2,5 \mug/ml durante una hora. Se determinó el
porcentaje de apoptosis contando el número de células muertas (PI +
ve) y dividiendo entre el número total de células (Heochst + ve).
Se muestra un ejemplo en la figura 3 que muestra un gráfico de
barras representativo que compara la eficacia de diversos
sobrenadantes de cultivo de células B de XENOMAX® en la inhibición
de la apoptosis celular inducida por TNFa en células
MCF-7 humanas. Varios sobrenadantes de pocillo de
cultivo de células B mostraron la capacidad de neutralizar la
apoptosis inducida por TNFa. Estos sobrenadantes incluían: 164C7,
179B1, 401A7, 410B1, 439A3 y 460A12.
\vskip1.000000\baselineskip
Usando las concentraciones extrapoladas de los
anticuerpos específicos de antígeno en sobrenadantes de cultivo de
células B policlonales, se calculó la potencia aparente de
neutralización de la apoptosis inducida por TNFa en células
MCF-7. Realizando el ensayo en paralelo con un
reactivo anti-diana patrón, en este caso el
anticuerpo derivado de hibridoma 3.2 IgG2, fue posible establecer
una barra de potencia y buscar anticuerpos con potencia potencial
superior que el patrón.
Se muestra un ejemplo de comparaciones de
potencias calculadas para la neutralización de la apoptosis inducida
por TNFa en células MCF-7 en la figura 4. La figura
4 es un gráfico de puntos representativo que muestra comparaciones
de potencias calculadas para la neutralización de la apoptosis
inducida por TNFa en células MCF-7 humanas mediante
sobrenadantes de cultivo de células B de XENOMAX®. Los triángulos
representan la potencia de los sobrenadantes de cultivo de células
B, mientras que los cuadrados representan la potencia de un control
en barra, 3.2 IgG2. Varios sobrenadantes de cultivo de células B
mostraron mayor neutralización de la apoptosis inducida por TNFa a
menores concentraciones de anticuerpo anti-TNFa que
la de la curva patrón de control 3.2, indicando una mayor
potencia.
\vskip1.000000\baselineskip
Se encontraron anticuerpos neutralizantes de
conejo anti-TNFa examinando si los anticuerpos de
los sobrenadantes de cultivo de células B podían o no inhibir la
unión del TNFa a su receptor p55. Se siguió el siguiente
procedimiento. Se recubrieron placas de microtitulación de 96
pocillos durante la noche con el TNFa. Al día siguiente, se lavaron
las placas y se incubaron anticuerpos anti-TNFa +/-
durante 1 hora. Después se colocó biotina-p55 en
las placas durante 1 hora, se lavaron con agua y se detectó el p55
unido usando estreptavidina-HRP. Entonces se
lavaron las placas y se revelaron tal como se hizo con otros ensayos
ELISA descritos anteriormente. Los anticuerpos que inhibían la
unión de p55 se denominaron neutralizantes, véase la tabla 14.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usaron varios reactivos especializados para
realizar este ensayo. Se prepararon estos reactivos tal como
sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
Se almacenaron SRBC en medios RPMI como una
disolución madre al 25%. Se obtuvieron 250 \mul de sedimento
celular empaquetado de SRBC llevando alícuotas de 1,0 ml de SRBC a
un tubo Eppendorf nuevo. Se sedimentaron los SRBC con un
centrifugado por impulsos a 8000 rpm (6800 rcf) en microfuga, se
extrajo el sobrenadante, se resuspendió el sedimento en 1,0 ml de
PBS a pH 8,6, y se repitió la centrifugación. Se repitió el ciclo
de lavado 2 veces, entonces se transfirió el sedimento de SRBC a un
tubo Falcon de 15 ml y se llegó hasta 5 ml con PBS pH 8,6. En un
tubo Falcon de 50 ml separado, se añadieron 2,5 mg de
sulfo-NHS biotina hasta obtener 45 ml de PBS pH
8,6. Una vez que se disolvió la biotina completamente, se añadieron
los 5 ml de los SRBC y se giró el tubo a TA durante 1 hora. Se
centrifugaron los SRBC a 3000 rpm durante 5 min. y se extrajo el
sobrenadante. Se transfirieron los SRBC biotinilados a un tubo
Eppendorf y se lavaron 3 veces tal como anteriormente pero con PBS
pH 7,4 y luego hasta obtener 5 ml con medios de células inmunitarias
(RPMI 1640) en un tubo Falcon de 15 ml (disolución madre de
B-SRBC al 5%). Se almacenó la disolución madre a 4ºC
hasta necesitarse.
\vskip1.000000\baselineskip
Se transfirió 1 ml de la disolución madre de
B-SRBC al 5% a un tubo Eppendorf nuevo. Se lavaron
las células B-SRBC 3 veces tal como anteriormente y
se resuspendieron en 1,0 ml de PBS a pH 7,4 dando una concentración
final del 5% (v/v). Se añadieron 10 \mul de una disolución madre
de estreptavidina 10 mg/ml (CalBiochem, San Diego, CA) y se mezcló
y giró el tubo a TA durante 20 min. Se repitieron las etapas de
lavado y se resuspendieron los SA-SRBC en 1 ml de
PBS a pH 7,4 (5% (v/v)).
\vskip1.000000\baselineskip
Se recubrieron los SA-SRBC con
el TNFa biotinilado a 10 \mug/ml, se mezclaron y giraron a TA
durante 20 min. Se lavaron los SRBC dos veces con 1,0 ml de PBS a pH
7,4 tal como anteriormente. Se resuspendieron los SRBC recubiertos
con el TNFa en RPMI (+ FCS al 10%) hasta obtener una concentración
final del 5% (v/v).
\vskip1.000000\baselineskip
Se añadieron 10 \mul de
SA-SRBC al 5% y 10 \mul de SRBC recubiertos con el
TNFa al 5% cada uno en un tubo Eppendorf de 1,5 ml separado que
contenía 40 \mul de PBS. Se añadió un anticuerpo
anti-TNFa humano control a cada muestra de los SRBC
a 45 \mug/ml. Se hicieron girar los tubos a TA durante 25 min., y
entonces se lavaron las células tres veces con 100 \mul de PBS.
Se resuspendieron las células en 50 \mul de PBS y se incubaron
con 40 \mug/ml de anticuerpo Fc de IgG de Gt
anti-ser humano conjugado con Alexa 488 (Molecular
Probes, Eugene, OR). Se hicieron girar los tubos a TA durante 25
min., y entonces se lavaron con 100 \mul de PBS y se
resuspendieron las células en 10 \mul de PBS. Se colocaron 10
\mul de las células teñidas sobre un portaobjetos de microscopio
de vidrio limpio, cubierto con un cubreobjetos de vidrio, se observó
bajo luz fluorescente, y se puntuó en una escala arbitraria de
0-4.
\vskip1.000000\baselineskip
Se recogió el contenido de un pocillo de
microcultivo individual que se identificó previamente mediante
diversos ensayos que contenía un clon de células B que secretaban
la inmunoglobulina de interés. Usando una pipeta pipetman de
100-1000 \mul, se recuperó el contenido del
pocillo añadiendo RPMI (FCS al 10%) a 37ºC. Se resuspendieron las
células pipeteando y luego se transfirieron a un tubo Eppendorf de
1,5 ml nuevo (volumen final de aproximadamente
500-700 \mul). Se centrifugaron las células en una
microfuga a 2500 rpm (660 rcf) durante 1 minuto a temperatura
ambiente, entonces se hizo girar el tubo 180 grados y se centrifugó
de nuevo durante 1 minuto a 2500 rpm. Se extrajo el medio congelado
y se resuspendieron las células inmunitarias en 100 \mul de RPMI
(FCS al 10%), luego se centrifugaron. Se repitió este lavado con
RPMI (FCS al 10%) y se resuspendieron las células en 60 \mul de
RPMI (FCS al 10%) y se almacenaron en hielo hasta que estuvieron
listas para usar.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon portaobjetos de vidrio (2 x 3
pulgadas) por adelantado con bordes de silicona y se dejaron
solidificar durante la noche a TA. Antes de usarse se trataron los
portaobjetos con aproximadamente 5 \mul de SigmaCoat (Sigma,
Oakville, ON) limpiados uniformemente en la superficie de vidrio, se
dejaron secar y entonces se limpiaron vigorosamente. A una muestra
de 60 \mul de células se le añadieron 60 \mul de cada uno de
SRBC recubierto con el TNFa (disolución madre al 5% v/v),
disolución madre de complemento de cobaya 4x (Sigma, Oakville, ON)
preparada en RPMI (FCS al 10%), y disolución madre de sueros de
potenciación 4x (1:150 en RPMI (FCS al 10%)). Se colocó la mezcla
-) (10-15 \mul) sobre los portaobjetos preparado y
se cubrieron las manchas con aceite de parafina no diluida. Se
incubaron los portaobjetos a 37ºC durante un mínimo de 45
minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usaron glóbulos rojos de carnero recubiertos
con el TNFa para identificar células plasmáticas específicas de
antígeno de los pocillos (véase la tabla 15).
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Tras el aislamiento de las células plasmáticas
individuales, se extrajo ARNm y se realizó la PCR de transcriptasa
inversa para generar ADNc que codifica para las cadenas pesada y
ligera variables. Se clonó la región de cadena pesada variable
humana y se cambió el isotipo en un vector de expresión de IgG1. Se
generó este vector clonando el dominio constante de la IgG1 humana
en el sitio de clonación múltiple de pcDNA3.1+/Hygro (Invitrogen,
Burlington, ON). Se clonó la región de cadena ligera variable
humana en un vector de expresión IgK. Se generaron estos vectores
clonando el dominio constante de la IgK humana en el sitio de
clonación múltiple del pcDNA3.1+/Neo (Invitrogen, Burlington, ON).
Entonces se lipofectaron conjuntamente los vectores de expresión de
la cadena pesada y la cadena ligera en una placa de 60 mm de
células 293 de riñón embrionario humano confluentes al 70% y se
dejó que las células transfectadas secretaran un anticuerpo
recombinante con la especificidad idéntica a la de la célula
plasmática original durante 24-72 horas. Se recogió
el sobrenadante (3 ml) de las células HEK 293 y se demostró la
secreción de un anticuerpo intacto con un ELISA sándwich para
detectar de manera específica IgG humana (tabla 16). Se evaluó la
especificidad a través de la unión del anticuerpo recombinante al
TNFa usando ELISA.
Se realizaron las pruebas de ELISA de secreción
tal como sigue. Se recubrieron las placas control con 2 mg/ml de
H+L de IgG de cabra anti-ser humano durante la noche
tal como para las placas de unión, se recubrió hTNFa sobre placas
de 96 pocillos de poliestireno de unión Costar Labcoat Universal y
se mantuvieron durante la noche a 4ºC. Se lavaron las placas cinco
veces con dH_{2}O. Se valoraron los anticuerpos recombinantes 1:2
para 7 pocillos a partir del sobrenadante de minilipofección no
diluido. Se lavaron las placas cinco veces con dH_{2}O. Se añadió
un anticuerpo específico de Fc de IgG de cabra
anti-ser humano conjugado con HRP a una
concentración final de 1 \mug/ml durante 1 hora a TA para la
secreción y los dos ensayos de unión. Se lavaron las placas cinco
veces con dH_{2}O. Se revelaron las placas con la adición de TMB
durante 30 minutos y se detuvo el ELISA mediante la adición de
ácido fosfórico 1 M. Se analizó cada placa de ELISA para determinar
la densidad óptica de cada pocillo a 450 nm.
Se rescataron, se clonaron y se expresaron genes
de anticuerpo de conejo tal como anteriormente, pero se clonaron en
vectores que contenían regiones constantes kappa o constantes
pesadas de IgG1 de conejo. Se aislaron, se clonaron y se expresaron
las células del pocillo 7A4 (tabla 14), como un anticuerpo
totalmente de conejo, R014
(AB-TNFa-R014).
\vskip1.000000\baselineskip
Para la producción a mayor escala, se
lipofectaron vectores de expresión de cadenas pesada y ligera (2,5
\mug de cada cadena/placa) en diez placas de 100 mm que eran
confluentes al 70% con células HEK 293. Se incubaron las células
transfectadas a 37ºC durante 4 días, se recogió el sobrenadante (6
ml) y se sustituyó por 6 ml de medio nuevo. El día 7, se eliminó y
se reunió el sobrenadante con la recogida inicial (120 ml en total
de 10 placas). Se purificó cada anticuerpo a partir del sobrenadante
usando una cromatografía de afinidad (1 ml) de
proteína-A Sepharose (Amersham Biosciences,
Piscataway, NJ). Se eluyó el anticuerpo de la columna de
proteína-A con 500 mcl de glicina 0,1 M a pH 2,5. Se
dializó el eluato en PBS a pH 7,4 y se esterilizó en filtro. Se
analizó el anticuerpo mediante SDS-PAGE no reductora
para evaluar la pureza y el rendimiento. También se midió la
concentración mediante análisis UV a DO 250.
\vskip1.000000\baselineskip
Tanto el TNFa unido a la membrana como el
soluble pueden interaccionar con receptores de TNFa y contribuir a
efectos proinflamatorios del TNFa. Por tanto, era importante
establecer si 299v2 y 263 pueden unirse de manera eficaz al TNFa
unido a la membrana, además de la versión soluble de la molécula.
Con este fin, se usaron células CHO transfectadas con TNFa así como
células T activadas.
Se midió la unión de reactivos de
anti-TNFa al TNFa mutante transmembrana expresado
sobre la superficie de células CHO. De manera específica, se
sometieron a ensayo anticuerpos de hibridoma de IgG2 lambda y kappa
cuantificados y purificados así como anticuerpos recombinantes IgG1
derivados de XENOMAX® y de hibridoma de isotipo cambiado para
determinar su capacidad de unirse al TNFa transmembrana expresado
sobre la superficie de las células de ovario de hámster chino, CHO.
Se mutó el ADNc del TNFa en diversas posiciones para evitar la
escisión del TNFa de la superficie de células. Entonces se clonó el
ADNc en un vector de expresión. Se transfectaron las células CHO y
se colocaron las células de expresión estable bajo una selección de
fármaco para generar una línea celular de DTNFa. Se valoraron los
anticuerpos anti-TNFa, así como etanercept y se
añadieron a las células DTNFa-CHO en hielo durante 1
ó 18 horas. Se lavaron las células en PBS frío y se incubó
adicionalmente una IgG humana o anti-conejo
biotinilada secundaria en hielo durante 10 minutos, se lavó y se
añadió un anticuerpo marcado con SA-PE terciario en
hielo durante 10 minutos adicionales. Se usó citometría de flujo
activada por fluorescencia (FACS) para determinar los perfiles de
unión y tinción con anticuerpos a diversas concentraciones.
A bajas concentraciones, los anticuerpos
humanos, así como infliximab quimérico y R014 de conejo, se unieron
a la forma transmembrana del TNFa en células, mientras etanercept
mostró claramente una señal de unión inferior. Se incubaron 299v2,
263, infliximab, adalimumab y etanercept 18 horas a 4 grados Celsius
en las células DTNF-CHO a 0,1 \mug/ml. Con
referencia a los anticuerpos monoclonales, aparentemente 299v2 y
adalumimab se tiñeron menos que 263 e infliximab. Los datos
resultantes sugieren que los efectos mediados por Fc tales como
citotoxicidad dependiente de anticuerpo (CDC) y citotoxicidad
celular dependiente de anticuerpo (ADCC) deben observarse en células
que expresan el TNFa transmembrana. Varios de los anticuerpos
generados pueden tener efectos mediados por Fc más potentes que
infliximab y etanercept. Esto puede ser de beneficio particular para
el tratamiento de enfermedades en las que el
TNFa de superficie celular puede desempeñar un papel fisiopatológico tal como enfermedad de Crohn o psoriasis.
TNFa de superficie celular puede desempeñar un papel fisiopatológico tal como enfermedad de Crohn o psoriasis.
Para el tratamiento de indicaciones de
enfermedad en las que las formas solubles de TNFa pueden mediar la
mayoría de los estados patológicos, puede ser deseable un anticuerpo
con función efectora mediada por Fc baja. Esto podría lograrse
expresando el anticuerpo anti-TNFa como un isotipo
IgG2 o IgG4.
También se midió la unión de reactivos
anti-TNFa con PBMC activadas. Se aislaron las PBMC a
partir de un donante normal y se incubaron con un anticuerpo
anti-CD3 para activar las células T. La activación
de las células T implica la expresión de TNFa de superficie del TNFa
unido a la membrana. De nuevo se evaluó la capacidad de los
reactivos anti-TNFa de unirse al TNFa unido a la
membrana en diversas concentraciones mediante análisis FACS,
seleccionando linfocitos en el fondo de dispersión de la luz y
usando un anticuerpo secundario IgG anti-ser humano
conjugado con PE. Los datos de tinción resultantes indicaron que
todos los anticuerpos monoclonales 299v2, 263, infliximab y
adalumimab tiñeron linfocitos tras la activación de células T,
mientras que etanercept no lo hizo. Ningún anticuerpo
anti-TNFa teñía linfocitos si no se sometía a la
activación de células T.
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Lo siguiente describe el método usado para
mapear epítopos de anticuerpos anti-TNFa. Se
construyeron y se expresaron proteínas TNFa quiméricas, usando TNFa
humano y de ratón. En la tabla 17 se proporciona un alineamiento del
TNFa humano y de ratón.
Se usaron sitios de escisión de restricción
comunes en genes de TNFa-a humano y murino para la
construcción de proteínas quiméricas TNFa de fusión en marco. Se
prepararon siete constructos: TNFa humano, TNFa de ratón, H/M BglI,
M/H BglI, H/M HincII, H/M PvuII, M/H PvuII. Se expresaron y se
secretaron todas las proteínas en niveles detectables medidos
mediante un ensayo ELISA usando anticuerpos policlonales contra el
TNFa humano y de ratón. Proteínas TNFa quiméricas: los puntos de
unión de aminoácido están en las posiciones:
BglI-36/37, HincII-90/92,
PvuII-124/126. La diferencia en un aminoácido en los
dos últimos casos se debe a la ausencia del residuo de histidina en
la posición 73 en la secuencia del TNFa de murino. Un ejemplo de
anticuerpos anti-TNFa que se unen a estas proteínas
mediante ELISA está en la tabla 18.
Con el fin de definir el sitio de unión para
anticuerpos diferentes, se mutaron varios residuos de hTNFa usando
mutagénesis dirigida al sitio. Se examinó un panel de anticuerpos
para determinar la unión mediante un ensayo ELISA. Se sustituyeron
los residuos humanos por los residuos de murino en las posiciones
27, 31 y 131. Se eliminó histidina en la posición 73, se ilustra un
ejemplo en la tabla 19.
Tal como se ilustra mediante la tabla 19, los
sitios de unión para 014 de conejo, 4.17, SC291, SC299 y SC313 se
ubican en los primeros 36 residuos de aminoácido del TNFa humano. Se
ha demostrado que los aminoácidos 31-35 están
implicados en el reconocimiento del receptor y desencadenamiento de
la respuesta biológica (Jones, E. Y., Stuart, D. I., y Walker, NPC.,
(1992) en Tumor Necrosis Factors: Structure, Function and Mechanism
of Action (Aggarwal, B. B., y Vilcek, J., eds) págs
93-127, Marcel Dekker, Inc., Nueva York se introdujo
un cambio no conservativo de Arg31 para el mapeo de epítopos
adicional. Se demostró que el cambio de aminoácido individual en la
posición 31 desactivaba la unión de SC291, SC299 y SC313
completamente, mientras que el AcM 4.17 sólo perdía el 80% de su
actividad de unión, se requirió un cambio adicional en la posición
27 para el bloqueo de la actividad de 4.17.
El sitio de unión del AcM 3.2 se encuentra entre
los residuos 1-91. Aunque la sustitución de Gln27 y
arg31 no afectó a su unión al TNFa humano, el extremo
N-terminal parece ser necesario para su actividad de
unión. El epítopo de AcM 3.7 se encuentra entre los residuos
36-157.
Ninguna de las quimeras pudo neutralizarse
usando los anticuerpos monoclonales SC250, SC263, SC269, SC282,
SC283 e infliximab. Todos estos anticuerpos son altamente
específicos para el TNFa humano, y sus epítopos son una constelación
de residuos ubicados en una posición diferente, no contigua del
polipéptido del TNFa. Gln27, Arg31, His73 y Arg131 no están
implicados en el sitio de unión neutralizante.
La tabla 20 resume los resultados del mapeo de
epítopos adicional realizado en 299v2, 263, etanercept, infliximab y
adalimumab. Tal como se muestra en la tabla 20, 299v2, etanercept y
adalimumab se unen a las proteínas quiméricas que contienen la
región del TNF humano entre aa 1 y aa 36, mientras que 263 e
infliximab no se unen a ninguna de las proteínas quiméricas. Todos
los anticuerpos anti-TNF se unen al TNF humano, pero
ninguno al TNF de murino. Estos resultados indican que las regiones
de unión de 299v2, etanercept y adalimumab están muy probablemente
comprendidas dentro de los primeros 36 aa del TNF, mientras que los
de 263 e infliximab se dispersan por toda la molécula completa.
Todos los anticuerpos anti-TNF se unen a regiones
sensibles a la desnaturalización de proteínas, indicando que sus
regiones de unión son conformacionales.
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Se analizaron adicionalmente los receptores del
TNFa p75-hFc y p55-hFc (número de
catálogo 372-RI-050 y
372-RI/CF de R&D) para determinar la unión a
proteínas TNFa tal como se muestra en la tabla 21.
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También se sometieron a prueba anticuerpos
anti-TNFa para determinar su capacidad de unirse al
TNFa recombinante soluble. Se expresaron el TNFa de ser humano y de
mono (macaco cinomolgous) en E. coli como proteínas de
fusión con GST. Se evaluó la unión mediante ELISA. Se incubaron
299v2, 263, etanercept, infliximab y adalumimab ("anticuerpos
anti-TNFa") en placas de 96 pocillos recubiertas
durante la noche con 0,5 \mug/ml de GST-TNFa de
ser humano, 2 \mug/ml de GST-TNFa de mono, y 10
\mug/ml de GST. Se detectó el anticuerpo unido usando un
anticuerpo de cabra IgG anti-ser humano conjugado
con HRP. Los resultados mostraron que todos los anticuerpos
anti-TNFa se unen al TNFa humano con una respuesta a
la dosis similar (figura 5). Los anticuerpos
anti-TNFa se unen de manera diferente al TNFa de
mono. Mientras que 299v2, etanercept y Adalumimab se unen al TNFa de
macaco cinomolgus de una manera similar, 263 e infliximab parecen
no unirse al TNFa de macaco cinomolgous (figura 6).
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Se evaluaron las mediciones cinéticas de los
anticuerpos anti-TNFa usando tecnologías KinExA® y
BIACORE®. El método KinExA® implica la determinación basada en
disolución de las mediciones de afinidad formales en equilibrio.
Para medir la cinética de unión de cada anticuerpo
anti-TNFa humano, se realizaron dos experimentos
por triplicado. En ambos experimentos se valoró una concentración
conocida de antígeno y se añadió una concentración de anticuerpo
diferente a cada valoración de antígeno y se dejó alcanzar el
equilibrio de unión. Para determinar las mediciones de K_{d} en
el TNFa humano, se calculó la K_{d} usando una concentración de
sitio de unión del TNFa molar de un trímero (52,5 kDa), véase la
tabla 22, o tres monómeros (17,5 kDa), véase la tabla 23. Se
analizaron los resultados mediante análisis de curva doble. Las
mediciones cinéticas para el anticuerpo R014 de conejo se
realizaron esencialmente tal como anteriormente, sin embargo, el
método de concentración de antígeno desconocido se realizó usando
la concentración del anticuerpo conocido para calcular la K_{d}.
Además, para negar la posibilidad de efectos de avidez, se generaron
fragmentos Fab mediante la escisión con papaína y se repitió el
análisis cinético (véase la tabla 24).
También se calcularon constantes cinéticas
adicionales a partir de datos de BIACORE® usando los métodos
descritos en su bibliografía de productos. Una constante de
velocidad de asociación (k_{a}) se basa en las cinéticas de
reacción antígeno-anticuerpo. Una constante de
velocidad de disociación (k_{d}) es el valor que representa la
fuerza (el grado) de disociación de este anticuerpo monoclonal del
antígeno diana tal como se calcula basándose en la cinética de la
reacción antígeno-anticuerpo. La constante de
disociación (K_{d}) es el valor obtenido dividiendo el valor
(k_{d}) de la constante de velocidad de disociación de la
constante de velocidad de asociación (k_{a}), véase la tabla
25.
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También se midió la afinidad de unión de 299v2
para el TNFa de macaco cinomolgus, puesto que se había encontrado
que este anticuerpo podía unir el TNFa de mono en un ELISA. También
se usó el método KinExA para medir la K_{d} que describe esta
afinidad de unión. 299v2 unido al TNFa de mono con una afinidad de
626 pM, considerando el TNFa como un monómero, que es por tanto
aproximadamente 200 veces inferior que la afinidad por el TNFa
humano.
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Se cultivaron en masa, se purificaron y se
cuantificaron hibridomas de IgG2 kappa y lambda tal como se
describió anteriormente. Se expresaron, purificaron y cuantificaron
anticuerpos recombinantes IgG1 derivados de XENOMAX® y de hibridoma
de isotipo cambiado, tal como se describió anteriormente. Se
sometieron a ensayo adicionalmente anticuerpos para determinar su
capacidad de neutralizar el efecto biológico de la apoptosis
inducida por TNFa en células MCF-7 humanas. Se
sembraron placas de 96 pocillos a 5000 células
MCF-7/pocillo, 200 \mul/pocillo con DMEM libre de
rojo de fenol + FCS al 10%. Se incubaron las placas durante la noche
a 37ºC + CO_{2} al 5%. En cada placa, se sometió a ensayo una
valoración de cada anticuerpo, en concentraciones finales de desde
0,005 ng/ml hasta 10 \mug/ml. Se diluyeron reactivos
anti-TNF en medio de apoptosis (FCS al 2,5%, CHX 5
\mug/ml en DMEM libre de rojo de fenol), por triplicado o hasta
réplicas de seis, a una concentración constante de 100 pg/ml (1,9
pM como trímero) del TNFa. También se incluyeron placas de 6
pocillos con el TNFa solo en medios de apoptosis y placas de 6
pocillos con medio de apoptosis solo. Se preincubó el anticuerpo
neutralizante anti-TNFa +/- durante 1 hora o
durante 18 horas a 37ºC + CO_{2} al 5%. Se transfirieron 200
\mul del anticuerpo neutralizante anti-TNFa +/- a
células y se incubó durante la noche a 37ºC + CO_{2} al 5%.
Se tiñeron las células con PI 0,55 \mug/ml y
Heochst 33342 2,5 \mug/ml durante una hora. Se determinó el
porcentaje de apoptosis contando el número de células muertas (PI +
ve) y dividiendo entre el número total de células (Heochst + ve). Se
sometió a ensayo la neutralización usando células
MCF-7 y se detectó como una razón de yoduro de
propidio y tinción con Heochst 33342. Un ejemplo de curvas de
valoración de anticuerpo neutralizante usadas para generar valores
de CI_{50} mediante el ajuste de curvas de cuatro parámetros en
las figuras 7 y 8, como gráficos lineales.
Los resultados mostrados en la tabla 26 son los
promedios de los datos obtenidos de diferentes experimentos de
inhibición in vitro de la apoptosis inducida por TNF en
células MCF-7 a un punto de tiempo de preincubación
de anticuerpo de 1 hora o 18 horas con el TNF. La preincubación de
18 horas más larga puede permitir observar más fácilmente las
diferencias de afinidad, ya que la unión del
anticuerpo-antígeno está más cerca del equilibrio.
299v2 demostró las CI_{50} más bajas de todos los AcM totalmente
humanos así como infliximab. También se observa una correlación
fuerte entre la afinidad y potencia de neutralización.
En la figura 9 se representa un ejemplo de los
valores de CI_{50} promedio para la neutralización del anticuerpo
anti-TNFa de la apoptosis, un gráfico de barras. Tal
como indica la figura 9, todos los anticuerpos son neutralizadores
potentes de la apoptosis inducida por TNFa. En particular, el
anticuerpo 299v2 parece tener una mejor potencia promedio que
infliximab, adalimumab o etanercept.
La tabla 27 muestra la inhibición de la
apoptosis inducida por TNF en células MCF-7 mediante
el AcM R014 de conejo tras 1 hora de preincubación con el TNF.
Se cultivaron en masa, se purificaron y se
cuantificaron hibridomas de IgG2 kappa y lambda tal como se
describió anteriormente. Se expresaron, purificaron y cuantificaron
anticuerpos recombinantes IgG1 derivados de XENOMAX® y de
hibridomas de isotipo cambiado tal como anteriormente. Se sometieron
a ensayo adicionalmente anticuerpos para determinar su capacidad de
neutralizar el efecto biológico de la apoptosis inducida por TNFa en
células WM 266.4 humanas. Se sembraron en placa 20.000 células WM
266.6 en placas de 96 pocillos en medios completos (RPMI 1640/FBS
al 10%/Gln/P/S) y se incubaron a 37ºC/CO_{2} al 10% durante la
noche. Se eliminaron los medios y se añadieron 50 \mul de
anticuerpos de prueba más el TNFa (preincubado durante 30' a
temperatura ambiente) en medios libres de suero (RPMI
1640/Gln/P/S). Se incubaron 50 \mul de placas de ciclohexamida
durante la noche como las condiciones del ensayo final anteriores:
V=100 \mul, ciclohexamida = 6 \mug/ml, TNFa = 600 pg/ml = 11,4
pM como trímero. Las concentraciones de los anticuerpos de prueba
varían tal como se describe. Se añadieron 100 \mul de tampón
caspasa y 0.3 \mul de sustrato de caspasa
(APO-ONE, Promega) por pocillo. Se determinó la
actividad caspasa en el aparato Victor Wallac; longitud de onda de
excitación a 485 nm; longitud de onda de emisión a 530 nm. En la
figura 10 se muestra un ejemplo de la capacidad de los anticuerpos
de neutralizar la apoptosis. La figura 10 es un gráfico de barras
que muestra los valores de CI_{50} promedio para la neutralización
del anticuerpo anti-TNFa. Se realizó la
neutralización en células WM266 humanas y se midió la actividad
caspasa como una indicación de la apoptosis inducida por TNFa. Se
realizaron los cálculos de CI_{50} de anticuerpo tal como se
describe en la breve descripción de la figura 7.
Un control muestra inducción de la apoptosis
mediante el TNFa y la ciclohexamida sola. Otros controles incluyen
Ac 014 de conejo así como infliximab y p75-hFc
(R&D), como un sustituto de etanercept. El gráfico muestra la
actividad caspasa como una medición de la apoptosis inducida por
TNFa. Tal como puede observarse en la figura 10, los anticuerpos
SC299V1 y SC299V2 son similares de manera consecuente entre sí y
además R014, 263 y quizá 234 son más potentes que infliximab y
p75-hFc. 4.17 IgG2, SC282 y 3.2 IgG2 eran más
potentes que p75-hFc. Tal como también se indica en
la figura 10, todos los anticuerpos son neutralizadores potentes de
la apoptosis inducida por TNFa.
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Los cultivos de sangre completa humana
reproducen condiciones que se producen de manera natural de
relevancia clínica que pueden no estar presentes en cultivos
celulares o en animales experimentales. Se usaron cultivos de
sangre completa para evaluar la eficacia de anticuerpos
anti-TNFa para neutralizar la producción de
IL-8 inducida por TNFa. Se obtuvo sangre completa
de donantes normales mediante venopunción, se recogió en tubos con
EDTA, y se sembró en placa en placas de 96 pocillos. Se diluyeron
anticuerpos anti-TNFa en medio RPMI y se mezclaron
con la sangre completa. Se usó un anticuerpo IgG1 humano irrelevante
como control. Esto se siguió mediante la adición del TNFa
(concentración final 100 pg/ml, que corresponde a 1,9 pM
considerando el TNFa como trímero). Entonces se incubaron las
placas durante 6 horas a 37ºC. Tras la incubación, se añadió Triton
X-100 a los cultivos a una concentración final del
0,5% v/v para provocar lisis celular. Se midió la producción de
IL-8 mediante ELISA. Para expresar los resultados,
se estableció la IL-8 inducida por el TNFa en
presencia del control IgG1 como el 100%. La tabla 28 notifica las
CI_{50} para los anticuerpos anti-TNFa calculadas
usando curvas de inhibición (figura 11). 299v2 y el sustituto de
etanercept mostraron las CI_{50} más bajas y las potencias más
altas.
Se sometieron a ensayo anticuerpos
anti-TNFa para determinar su capacidad de soportar
la destrucción de células CHO transfectadas con TNFa mediada por
PBMC, principalmente células NK. En resumen, se obtuvieron PBMC
humanas de un donante normal y se resuspendieron a una
concentración calibrada de modo que, añadidas a las células
efectoras, proporcionarían razones 1:100 de células efectoras/diana.
Al mismo tiempo, las células CHO transfectadas con TNFa, que
expresan de manera estable TNFa unido a la membrana, se marcaron con
el colorante de membrana PKH-26. Entonces se
sembraron células CHO en placas de 96 pocillos por triplicado con o
sin anticuerpo 5 \mug/ml. Tras una incubación de 30 min., se
añadieron células efectoras, y se dejó producir la reacción de ADCC
durante la noche a 37ºC. En este punto, se reunieron las muestras
por triplicado, se tiñeron con el colorante TOPO-3
por instrucción del fabricante y se analizaron mediante FACS. Se
calcularon las razones del número de células positivas dobles
PKH-26 y TOPO-3 (células diana
muertas) frente a células PKH-26 positivas simples
(células diana vivas) y se usaron para expresar los resultados como
porcentajes. Los resultados indican que los anticuerpos
monoclonales tienen la capacidad de soportar ADCC en desacuerdo
notable con p75-hFc, que se usó como sustituto de
etanercept (tabla 29).
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También se sometieron a ensayo anticuerpos
anti-TNFa para determinar la capacidad de fijar el
complemento y por tanto mediar la destrucción de células CHO
transfectadas con TNFa. En resumen, se sembraron células CHO a
125000/pocillo en placas de 96 pocillos y se les añadió anticuerpo 5
\mug/ml por duplicado. Tras 3 horas de incubación en hielo, se
añadió complemento de conejo hasta una concentración final del 10%,
y se dejó producir la reacción de CDC durante 30 min., a temperatura
ambiente. En este punto, se tiñeron las células con 0,5 \mug/ml de
PI y 2,5 \mug/ml de Heochst 33342 durante 1 hora y se contaron
usando Autoscope. Los experimentos se realizaron por triplicado. Se
calcularon los resultados y se expresaron tal como se describió
anteriormente para el ensayo de apoptosis inducida por TNFa. Como en
el caso de ADCC, los resultados indican que los anticuerpos
monoclonales tienen la capacidad de incitar CDC en desacuerdo con
p75-hFc, que se usó como sustituto de etanercept
(tabla 29).
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Para someter a prueba si anticuerpos
anti-TNFa humano neutralizan el TNFa humano in
vivo, se estudió la capacidad de anticuerpos
anti-TNFa humano para proteger contra la lesión
hepática inducida por la administración de TNFa humano y
D-galactosamina (D-GalN) en ratones
(Lehmann V et al., J. Exp. Med., 1987 165(3):
657-63). La administración de TNFa con
D-GalN induce lesión hepática fulminante que se
parece a la lesión hepática inducida por LPS y
D-GalN, caracterizada por muerte apoptótica
generalizada de hepatocitos, finalmente dando como resultado choque
y letalidad. El tratamiento con D-GalN convierte a
ratones 100-1000 más sensibles a los efectos
letales de lipopolisacáridos (LPS) así como al TNFa de murino
(Lehmann V, et al., J. Exp. Med., 1987 165(3):
657-63). Se ha demostrado que la lesión hepática
apoptótica inducida por LPS y D-GalN es dependiente
del TNFa producido de manera endógena (Leist M, et al., Am. J
Pathol., 1995, 146(5): 1220-34.). También se
ha demostrado que esta lesión hepática es exclusivamente dependiente
de la señalización del TNFa secretado a través del receptor p55
(Nowak M, et al., Am. J. Physiol. 2000, 278(5):
R1202-9), sugiriendo que D-GalN
también sensibiliza frente a los efectos letales del TNFa humano,
que en ratones se une sólo al receptor p55 del TNFa. Se evaluó la
lesión hepática inducida por el hTNFa y D-GalN
midiendo la actividad de la enzima sérica alanina aminotransferasa
(ALT).
Se realizaron los experimentos tal como se
describe. Se obtuvieron ratones hembras Balb/c de 8 a 10 semanas de
edad, que pesaban aproximadamente 20 g, de Charles River
Laboratories. Se usaron 8-10 ratones por grupo. Se
definieron la dosis y vía de administración así como el tiempo para
la medición de los niveles de ALT en el suero en experimentos
preliminares. Los ratones se inyectaron con D-GalN
(Sigma) (900 mg/kg, ip) 90 min., antes del TNF humano (R&D
System) (1 mg/ratón, iv). La administración intravenosa de 1
\mug/ratón del TNF dio como resultado niveles circulantes del TNF
de 19 nM (considerando TNF como trímero). Se evaluó el daño de
hepatocitos 6 horas tras la administración del TNF/ GalN midiendo
ALT usando un kit de diagnóstico comercial (Sigma). Para comparar
la capacidad de 299v2, 263, etanercept, adalimumab e infliximab para
inhibir in vivo el TNFa, se realizaron experimentos de
respuesta a la dosis inyectando reactivos anti-TNF
(1-10 i.v. \mug/ratón) 90 min. antes del TNF (1
\mug/ratón, iv). Los ratones control recibieron solución salina
antes del TNF. Se expresaron los datos como % de control y se
generaron curvas de neutralización (figura 12). Se calcularon las
CI_{50} usando una curva de ajuste de cuatro parámetros. La tabla
30 muestra las CI_{50} para los diferentes reactivos
anti-TNF promediados de diferentes experimentos.
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Como otro enfoque para someter a prueba la
capacidad de anticuerpos anti-TNFa para inhibir
in vivo el TNFa, se usaron anticuerpos
anti-TNFa para bloquear la producción de
IL-6 inducida en ratones por ser humano. El TNFa
engendra muchas acciones biológicas agudas, incluyendo la inducción
de IL-6 (Benigni et al., J. Immunol.
157:5563, 1996). Se usaron 8-10 ratones por grupo.
Tal como se estableció inicialmente en experimentos en el
transcurso del tiempo, la inyección del TNFa humano en ratones
provoca un aumento rápido de los niveles de IL-6 en
suero que llegan al máximo en 2 horas tras la inyección. Basándose
en los resultados de otros experimentos preliminares encaminados
para definir la dosis y la vía de administración del TNFa, se
inyectaron por vía intravenosa a ratones con 1 \mug/ratón del
TNFa humano. Se midieron los niveles de IL-6 tras 2
horas de la administración del TNFa usando un kit de ELISA
comercial (R&D System). Se realizaron experimentos de respuesta
a la dosis inyectando anticuerpos anti-TNFa
(1-10 i.v. \mug/ratón) 90 min. antes del TNFa (1
\mug/ratón, iv). Los ratones control recibieron solución salina
antes del TNFa. Se expresaron los datos como porcentaje de control
y se generaron curvas de neutralización (figura 13). Se calcularon
las CI_{50} usando una curva de ajuste de cuatro parámetros. La
tabla 30 muestra las CI_{50} para los diferentes anticuerpos
anti-TNF promediados de diferentes experimentos.
Se secuenciaron las cadenas pesadas variables y
las cadenas ligeras variables de los anticuerpos mostrados en la
tabla 1 anterior para determinar sus secuencias de ADN. La
información de secuencia completa para todos los anticuerpos
anti-TNFa se muestra en la lista de secuencias
presentada junto con el presente documento, incluyendo secuencias de
nucleótidos y aminoácidos.
La tabla 31 es una tabla que compara diversas
regiones de cadena pesada de anticuerpo derivado de XENOMAX® con una
región de cadena pesada de línea germinal particular. La tabla 32 es
una tabla que compara diversas regiones de cadena ligera de
anticuerpo derivado de XENOMAX® con una región de cadena ligera de
línea germinal particular. La tabla 33 es una tabla que compara
diversas regiones de cadena pesada de anticuerpo derivado de
hibridoma con una región de cadena pesada de línea germinal
particular. La tabla 34 es una tabla que compara diversas regiones
de cadena ligera de anticuerpo derivado de hibridoma con una región
de cadena ligera de línea germinal particular.
Chothia, et al han descrito la estructura
de anticuerpos en términos de "clases canónicas" para las
regiones hipervariables de cada cadena de inmunoglobulina (J Mol
Biol. 20 de agosto de 1987; 196(4):901-17).
Se analizaron las estructuras atómicas de los fragmentos Fab y VL
de una variedad de inmunoglobulinas para determinar la relación
entre sus secuencias de aminoácidos y las estructuras
tridimensionales de sus sitios de unión a antígeno. Chothia, et
al., encontraron que había relativamente pocos residuos que, a
través de su empaquetamiento, enlaces de hidrógeno o la capacidad
de asumir conformaciones inusuales phi, psi u omega, eran
responsables principalmente de las conformaciones de la cadena
principal de las regiones hipervariables. Se encontró que estos
residuos aparecían en sitios dentro de las regiones hipervariables y
en la estructura principal de lámina beta conservada. Examinando
las secuencias de inmunoglobulinas que tienen estructura
desconocida, Chothia, et al., muestran que muchas
inmunoglobulinas tienen regiones hipevariables que son similares en
tamaño a una de las estructuras conocidas y adicionalmente
contenían residuos idénticos en los sitios responsables de la
conformación observada.
Su descubrimiento implica que esas regiones
hipervariables tienen conformaciones próximas de aquellas en las
estructuras conocidas. Para cinco de las regiones hipervariables, el
repertorio de conformaciones parecía limitarse a un número
relativamente pequeño de clases estructurales diferenciadas. Estas
conformaciones de cadena principal que se producen comúnmente de las
regiones hipervariables se denominaron "estructuras canónicas".
Trabajo adicional de Chothia, et al. (Nature.
21-28 de diciembre de
1989;342(6252):877-83) y otros (Martin, et
al. J Mol Biol. 15 de noviembre de 1996;
263(5):800-15) confirmaron que hay un
repertorio pequeño de conformaciones de la cadena principal para al
menos cinco de las seis regiones hipervariables de anticuerpos.
Se analizó cada uno de los anticuerpos descritos
anteriormente para determinar la clase canónica para cada una de
las regiones determinantes de complementariedad (CDR) del
anticuerpo. Tal como se sabe, las clases canónicas sólo se han
asignado para CDR1 y CDR2 de la cadena pesada de anticuerpo, junto
con CDR1, CDR2 y CDR3 de la cadena ligera de anticuerpo. A
continuación, las tablas (35 y 36) resumen los resultados del
análisis. Los datos de clase canónica están en forma de
*HCDR1-HCDR2-LCDR1-LCDR2-LCDR3,
en la que "HCDR" se refiere a la CDR de cadena pesada y
"LCDR" se refiere a la CDR de cadena ligera. Por tanto, por
ejemplo, una clase canónica de
1-3-2-1-5
se refiere a un anticuerpo que tiene una HCDR1 que se encuentra
dentro de la clase canónica 1, una HCDR2 que se encuentra dentro de
la clase canónica 3, una LCDR1 que se encuentra dentro de la clase
canónica 2, una LCDR2 que se encuentra dentro de la clase canónica 1
y una LCDR3 que se encuentra dentro de la clase canónica 5.
Se hicieron las asignaciones a una clase
canónica particular cuando había una identidad del 70% o mayor de
los aminoácidos en el anticuerpo con los aminoácidos definidos para
cada clase canónica. Cuando había una identidad inferior al 70%, se
marca la asignación de la clase canónica con un asterisco ("*")
para indicar que se hizo la mejor estimación de la clase canónica
apropiada, basándose en la longitud de cada CDR y la totalidad de
los datos. Los aminoácidos definidos para cada anticuerpo pueden
encontrarse, por ejemplo, en los artículos de Chothia, et
al., a los que se hizo referencia anteriormente.
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Las regiones variables (V) de las cadenas de
inmunoglobulina se codifican mediante múltiples segmentos de ADN de
línea germinal, que se unen en regiones variables funcionales
(V_{H}DJ_{H} o V_{K}J_{K}) durante la ontogenia de células
B. Se estudió en detalle la diversidad molecular y genética de la
respuesta de anticuerpo frente al TNF-\alpha.
Estos ensayos revelaron varios puntos específicos para el anticuerpo
anti-TNF-\alpha. El análisis de
65 anticuerpos individuales específicos para el
TNF-\alpha proporcionó 13 genes de VH de línea
germinal, 54 de ellos de la familia VH3, usando 34 de ellos el
segmento génico VH3-33. El gen más frecuente, el
gen de línea germinal VH3-33 se expresó en 34 de los
65 anticuerpos analizados, y se limitó a 2 celdas diferentes con
enlace claro al tipo de la cadena ligera implicada en la unión
(kappa A30 frente a L2 o lambda). La selección de anticuerpos
funcionales y la separación en celdas mostró que los anticuerpos en
depósito específico expresaban el mismo la misma Ig V_{H} y en
algunos casos las mismas redisposiciones V_{H}DJ_{H}. Además,
también se descubrió que los pares de cadenas H y L se conservaron
dentro de la celda. Estos hallazgos sugieren que, para cualquier
epítopo dado, sólo unos pocos miembros del repertorio de línea
germinal se usaron para formar el parátopo correspondiente, y para
cada epítopo antigénico un número limitado de genes de cadena L y H
puede emparejarse para formar un parátopo específico.
Se evaluó la ubicación de epítopos
biológicamente relevantes en el TNF-\alpha humano
mediante el ensayo de expresión y unión de los AcM específicos para
el TNF-\alpha humano a un conjunto de moléculas de
TNF-\alpha humano/de ratón quiméricas. Los
anticuerpos descritos anteriormente se encuentran dentro de 4 grupos
principales de separación en celdas, todos para varios sitios
cruciales para la actividad biológica del
hTNF-\alpha. Se encontró que el dominio
N-terminal del TNF-\alpha estaba
implicado en la unión del receptor.
En los anticuerpos del primer grupo, que
neutralizan la actividad del TNF-\alpha a través
de la unión directa al dominio de unión del receptor del
TNF-\alpha, todas las secuencias reconocidas en
los primeros 36 residuos de la molécula del
TNF-\alpha secretada. Los resultados mostraron que
ambos receptores se unen a la misma región
N-terminal. Van Ostade et al., ((1993)
Nature, 361:266-269) notificaron que el dominio de
unión del receptor P75 se ubicaba en bucles en la base de la
molécula, y que las sustituciones de amino individuales en la
posición 29 y 32 redujeron las actividades de unión con el receptor
p75. Todos los anticuerpos en el grupo I
(VH3-33/JH6b acoplados con cadena kappa A30/JK4)
tienen la clase canónica
1-3-2-1-1.
Todos los anticuerpos sometidos a prueba presentan unión a los
primeros 36 residuos, con Lys11 y Arg31 presentes. Los anticuerpos
que expresaban VH3-33/Jh6b acoplados con lambda como
cadena ligera mostraron especificidad diferente.
Van Ostade et al., ((1991) EMBO
10:827-836) demostraron que por medio de mutagénesis
dirigida al sitio y aleatoria, la integridad de cuatro regiones de
aminoácidos 32-34, 84-91,
117-119 y 143-148 es importante para
mantener la actividad biológica. Se demostró que anticuerpos usando
el VH3-33/JH4b acoplado con la cadena L2 kappa
reconocían diferentes dominios discontinuos de la molécula del
TNF-\alpha. Estos anticuerpos eran altamente
específicos para el TNF-\alpha humano, y su
epítopo es una constelación de residuos ubicados en posiciones
diferentes, no contiguas del polipéptido del TNF.
El tercer grupo de anticuerpos incluye
anticuerpos que utilizan VH3-33 acoplado a la cadena
ligera lambda como AcM 3.2. El sitio de unión de este grupo se
encuentra entre los residuos 1-91. Aunque la
sustitución de Gln27 y arg31 no afectó a la unión al
TNF-\alpha humano, el extremo
N-terminal parecía importante para su actividad de
unión. Los resultados se proporcionan a continuación en la tabla
36.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Para determinar los efectos in vivo del
tratamiento con anticuerpo anti-TNFa en pacientes
humanos con artritis, se inyecta a tales pacientes humanos a lo
largo de una determinada cantidad de tiempo una cantidad eficaz de
anticuerpo anti-TNFa. En momentos periódicos durante
el tratamiento, se monitorizan los pacientes humanos para determinar
si está tratándose su artritis.
Un paciente artrítico tratado con anticuerpos
anti-TNFa tiene un nivel inferior de síntomas
artríticos, incluyendo inflamación, en comparación con pacientes
artríticos tratados con anticuerpos control. Los anticuerpos control
que pueden usarse incluyen anticuerpos del mismo isotipo que los
anticuerpos anti-TNFa sometidos a prueba y además,
pueden no tener la capacidad de unirse al antígeno TNFa.
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Puede desarrollarse un ensayo inmunoabsorbente
ligado a enzimas (ELISA) para la detección del antígeno TNFa en una
muestra. En el ensayo, los pocillos de una placa de microtitulación,
tal como una placa de microtitulación de 96 pocillos o una placa de
microtitulación de 384 pocillos, se adsorben durante varias horas
con un primer anticuerpo monoclonal totalmente humano dirigido
contra el antígeno. El anticuerpo inmovilizado sirve como anticuerpo
de captura para cualquiera de los antígenos que pueden estar
presentes en una muestra de prueba. Se enjuagan y se tratan los
pocillos con un agente de bloqueo tal como proteína de la leche o
albúmina para evitar la adsorción no específica del analito.
Posteriormente se tratan los pocillos con una
muestra de prueba que se sospecha que contiene el antígeno, o con
una disolución que contiene una cantidad patrón del antígeno. Una
muestra de este tipo puede ser, por ejemplo, una muestra de suero de
un sujeto que se sospecha que tiene niveles de antígeno circulante
considerado como diagnóstico de una patología.
Tras enjuagar la muestra de prueba o el patrón,
se tratan los pocillos con un segundo anticuerpo
anti-TNFa monoclonal totalmente humano que se marca
mediante conjugación con biotina. El anticuerpo
anti-TNFa marcado sirve como anticuerpo de
detección. Tras enjuagar el exceso del segundo anticuerpo, se tratan
los pocillos con peroxidasa del rábano (HRP) conjugada con avidina y
un sustrato cromogénico adecuado. La concentración del antígeno en
las muestras de prueba se determina por comparación con una curva
patrón desarrollada a partir de las muestras patrón.
Este ensayo ELISA proporciona un ensayo
altamente específico y muy sensible para la detección del antígeno
TNFa en una muestra de prueba.
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Se desarrolla un ELISA sándwich para cuantificar
los niveles de TNFa en suero humano. Los 2 anticuerpos
anti-TNFa monoclonales totalmente humanos del ELISA
sándwich, reconocen diferentes epítopos en la molécula del TNFa. Se
realiza el ELISA tal como sigue: se aplican 50 \mul de anticuerpo
anti-TNFa de captura en tampón de recubrimiento
(NaHCO_{3} 0,1 M, pH 9,6) a una concentración de 2 \mug/ml sobre
placas de ELISA (Fisher). Tras la incubación a 4ºC durante la noche,
se tratan las placas con 200 \mul de tampón de bloqueo (BSA al
0,5%, Tween 20 al 0,1%, Timerosal al 0,01% en PBS) durante 1 hora a
25ºC. Se lavan las placas (3x) usando Tween 20 al 0,05% en PBS
(tampón de lavado, TL). Se diluyen sueros normales o de pacientes
(Clinomics, Bioreclaimation) en tampón de bloqueo que contiene suero
humano al 50%. Se incuban las placas con muestras de suero durante
la noche a 4ºC, se lavan con TL, y entonces se incuban con 100
\mul/pocillo de anticuerpo anti-TNFa de detección
biotinilado durante 1 hora a 25ºC. Tras el lavado, se incuban las
placas con HRP-estreptavidina durante 15 min., se
lavan como antes, y entonces se tratan con 100 \mul/pocillo de
o-fenilendiamina en H_{2}O_{2} (disolución
reveladora de Sigma) para la generación de color. Se detiene la
reacción con 50 \mul/pocillo de H_{2}SO_{4} (2 M) y se analiza
usando un lector de placas de ELISA a 492 nm. Se calcula la
concentración del antígeno TNFa en muestras de suero por comparación
con diluciones del antígeno TNFa purificado usando un programa de
ajuste de curvas de cuatro parámetros.
\vskip1.000000\baselineskip
La memoria descriptiva escrita anterior se
considera suficiente para permitir a un experto en la técnica poner
en práctica la invención. La descripción y los ejemplos anteriores
detallan determinadas realizaciones preferidas de la invención y
describen el mejor modo contemplado por los inventores. Sin embargo,
se apreciará que sin importar cuán detallado puede aparecer lo
anterior en el texto, la invención puede ponerse en práctica de
muchas maneras y la invención debe interpretarse según las
reivindicaciones adjuntas.
<110> Abgenix, Inc.
\hskip1cmJohn S. Babcook
\hskip1cmJaspal S. Kang
\hskip1cmOrit Foord
\hskip1cmLarry Green
\hskip1cmXiao Feng
\hskip1cmScott Klakamp
\hskip1cmMary Haak-Frendscho
\hskip1cmPalaniswami Rathanaswami
\hskip1cmCraig Pigott
\hskip1cmMeina Liang
\hskip1cmRozanne Lee
\hskip1cmKathy Manchulencho
\hskip1cmRaffaella Faggioni
\hskip1cmGiorgio Senaldi
\hskip1cmQiaojuan Jane Su
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> ANTICUERPOS DIRIGIDOS AL FACTOR DE
NECROSIS TUMORAL Y USOS DE LOS MISMOS
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> ABGENIX.073VPC
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140> Desconocido
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
02-12-2003
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<211> 109
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<210> 271
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<211> 108
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<211> 107
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<210> 275
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 114
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> VARIANTE
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<222> 101, 102
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa = Cualquier aminoácido
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
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<213> Homo sapiens
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<211> 109
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<211> 109
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> VARIANTE
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<222> 98
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa = Cualquier aminoácido
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<400> 280
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<211> 109
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<211> 109
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<213> Homo sapiens
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<211> 108
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<211> 109
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<400> 298
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<210> 299
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<211> 109
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<211> 108
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<213> Homo sapiens
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<211> 109
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<213> Homo sapiens
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<211> 109
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<211> 111
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<210> 305
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<211> 107
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<400> 305
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<211> 107
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<213> Homo sapiens
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<400> 306
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<210> 307
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<211> 107
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<400> 307
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<210> 308
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<211> 107
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<213> Homo sapiens
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<213> Homo sapiens
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<213> Homo sapiens
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<211> 110
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<211> 107
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<400> 312
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<212> PRT
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\newpage
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<213> Homo sapiens
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<400> 316
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\newpage
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<210> 318
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\vskip0.400000\baselineskip
<211> 108
\vskip0.400000\baselineskip
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\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
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<400> 319
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<211> 111
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 320
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (9)
1. Anticuerpo monoclonal humano que se une de
manera específica al factor de necrosis tumoral \alpha
(TNF\alpha) y comprende un polipéptido de cadena pesada que tiene
una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en
SEQ ID NO: 70 y 74; y un polipéptido de cadena ligera que comprende
la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 72, en el que dicho
anticuerpo monoclonal humano se une al TNF\alpha con una Kd
inferior a 10^{-11} M.
2. Anticuerpo monoclonal humano de la
reivindicación 1, que comprende un polipéptido de cadena pesada que
comprende la secuencia de aminoácidos mostrada en la SEQ ID NO:
70.
3. Anticuerpo monoclonal humano de la
reivindicación 1, que comprende un polipéptido de cadena pesada que
comprende la secuencia de aminoácidos mostrada en la SEQ ID NO:
74.
4. Método para someter a ensayo el nivel de
factor de necrosis tumoral alfa (TNF\alpha) en una muestra de un
paciente, que comprende poner en contacto un anticuerpo
anti-TNF\alpha de la reivindicación 1, con una
muestra biológica de un paciente, y detectar el nivel de unión entre
dicho anticuerpo y el TNF\alpha en dicha muestra.
5. Método según la reivindicación 5, en el que
la muestra biológica es sangre.
6. Composición, que comprende un anticuerpo de
la reivindicación 1, o un fragmento de unión a antígeno del mismo y
un vehículo farmacéuticamente aceptable.
7. Uso de un anticuerpo de la reivindicación 1,
en la preparación de medicamento para el tratamiento eficaz de
enfermedades inflamatorias inmunomediadas en un paciente, en el que
dichas enfermedades se seleccionan del grupo que consiste en
artritis reumatoide, glomerulonefritis, aterosclerosis, psoriasis,
reestenosis, enfermedad autoinmunitaria, enfermedad de Crohn,
reacciones injerto-huésped, choque septicémico,
caquexia, anorexia, uveítis, artritis psoriásica, espondilitis
anquilosante, vasculitis y esclerosis múltiple, y en el que dicho
anticuerpo monoclonal se une de manera específica al factor de
necrosis tumoral \alpha (TNF\alpha).
8. Uso de un anticuerpo de la reivindicación 1,
en la preparación de medicamento para el tratamiento eficaz de una
enfermedad asociada con la expresión del factor de necrosis tumoral
alfa en un paciente, en el que dichas enfermedades se seleccionan
del grupo que consiste en artritis reumatoide, glomerulonefritis,
aterosclerosis, psoriasis, reestenosis, enfermedad autoinmunitaria,
enfermedad de Crohn, reacciones injerto-huésped,
choque septicémico, caquexia, anorexia, uveítis, artritis
psoriásica, espondilitis anquilosante, vasculitis y esclerosis
múltiple, y en el que dicho anticuerpo monoclonal se une de manera
específica al factor de necrosis tumoral \alpha (TNF\alpha).
9. Uso de la reivindicación 8 ó 9, en el que la
enfermedad se selecciona del grupo que consiste en artritis
reumatoide, psoriasis, enfermedad de Crohn, artritis psoriásica y
espondilitis anquilosante.
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