JP2002544237A - 望ましい活性を有するプロテインaに基づく結合ドメイン - Google Patents

望ましい活性を有するプロテインaに基づく結合ドメイン

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Abstract

(57)【要約】 免疫グロブリン(Ig)への結合に関するブドウ球菌プロテインA(SpA)変種が提供される。該変種は,1またはそれ以上のアミノ酸においてSpAの天然の可変重鎖III(“VH3”)Ig−Fab結合領域(“結合領域”)のアミノ酸配列と異なるポリペプチドを含み,ここで,ポリペプチドは,Ig−Fabに対してSpAとは異なる結合特異性を示すか,または非−Ig標的分子に対してSpAとは異なる結合特異性を示す。さらに,変種を製造する方法およびIgの精製ならびに診断および治療的介入のために変種を使用する方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は,炎症性,免疫性および新生物性疾病の診断および治療,およびこれ
らの疾病の診断的および治療的介入のためのブドウ球菌プロテインAに由来する
ドメイン変種の製造,および他の望ましい活性を有する変種の生成に関する。
【0002】発明の背景 ある種の炎症性,血液性および免疫性疾患の診断および治療において重要なこ
とは,免疫系中の限定された分子標的に対する結合特異性を示す試薬を調製する
ことである。そのような試薬を治療的に用いる場合,現在の多くの化学療法また
は"免疫調節性"の治療薬に付随する有害な非特異的毒性効果を回避することが最
も重要である。
【0003】 抗体薬剤は,免疫疾患の診断および治療に広く用いられてきた。免疫B細胞お
よびB細胞由来白血病の場合,B細胞の表面上に表示される免疫グロブリン(I
g)分子は,特異的試薬により検出するための魅力的な標的を提供する。
【0004】 すなわち,β−細胞癌を含む免疫細胞をよりよく標的とするように改変されて
おり,微生物発現系で経済的に発現させることができる試薬を製造する方法が必
要とされている。
【0005】発明の概要 したがって,細胞表面上で発現される免疫グロブリン(Ig)Fabドメイン
に結合する改良されたターゲティング試薬を製造することにより,免疫疾患また
は免疫細胞癌を診断および治療するためのより効果的な方法を提供することが本
発明の目的である。IgFabドメインに対して新たなかつ改良された結合特異
性を示す,ブドウ球菌プロテインAの変種を製造することもまた本発明の目的で
ある。
【0006】 これらのおよび他の目的を達成するために,本発明の1つの観点にしたがって
,免疫グロブリン(Ig)への結合についてのブドウ球菌プロテインA(SpA
)変種が提供される。該変種は,1またはそれ以上のアミノ酸においてSpAの
天然の可変重鎖III(“VH3”)Ig−Fab結合領域(“結合領域”)の
アミノ酸配列と異なるポリペプチドを含み,ここで,ポリペプチドはIg−Fa
bに対してSpAと異なる結合特異性を示す。SpA変種ポリペプチドは,例え
ば,以下の工程からなる方法により製造される: a)1またはそれ以上のアミノ酸においてSpAのVH3Ig−Fab結合領域
とアミノ酸配列が異なるポリペプチドのライブラリを調製し;そして b)Ig−Fabをライブラリと接触させ,前記ポリペプチドが前記Ig−Fa
bに対してSpAと異なる結合特異性を有するか否かを判定することにより,ラ
イブラリから1またはそれ以上のポリペプチドを選択する。
【0007】 別の態様においては,本発明は,1またはそれ以上のアミノ酸においてブドウ
球菌プロテインA(SpA)の可変重鎖III(“VH3”)Ig−Fab結合
領域(“結合領域”)のアミノ酸配列と異なるポリペプチドを含み,ここでポリ
ペプチドは非−Ig標的分子に対してSpAと異なる結合特異性を示すことを特
徴とするSpA変種を提供する。このSpA変種ポリペプチドは,例えば,以下
の工程からなる方法により製造することができる: c)アミノ酸配列がSpAのVH3Ig−Fab結合領域と1またはそれ以上の
アミノ酸において異なるポリペプチドのライブラリを調製し;そして d)標的分子をライブラリと接触させ,前記1またはそれ以上のポリペプチドが
前記標的分子に対してSpAと異なる結合特異性を有するか否かを判定すること
により,ライブラリから1またはそれ以上のポリペプチドを選択する。
【0008】 さらに,リンパ球の試料においてIg−Fab発現リンパ球サブセットの存在
を検出する方法,およびSpA変種組成物を用いることにより細胞の試料におい
て生物学的細胞サブセットを発現する標的分子の存在を検出する方法が提供され
る。
【0009】 さらに別の態様においては,本発明は,特定のサブセットに属するリンパ球の
数が異常に上昇している個体において該リンパ球サブセットに属するIg−Fa
b発現リンパ球の数を減少させる方法を提供する。該方法は,SpA変種を個体
に投与することを含み,ここで,SpA変種の投与は個体において標的とされて
いる数を減少させ,かつ前記減少は個体の健康に有益な治療効果を有することを
特徴とする。
【0010】発明の詳細な説明 本明細書に開示される,免疫グロブリンFab(Ig−Fab)ドメインに対
して新たなまたは改良された結合特異性を示すスーパー抗原SpAの変種を製造
し選択する方法は,本発明者らが,SpAドメインD中に存在する,Ig−Fa
bと相互作用してSpA中のIg−Fab結合部位を媒介する必須の残基を発見
したことに基づく。これらの変種スーパー抗原は,例えば,ファージディスプレ
イ技術を用いて発現されるライブラリとして製造することができる。適切な特異
性を有するSpA変種を選択し,さらにFabの詳細な特異性および親和性を決
定するために評価することができる。変種ドメインのモノマーまたはマルチマー
は,例えば,分子生物学的手法および細菌発現系を用いて作成することができる
【0011】SpA構造およびIg結合部位 SpAは,一般的な細菌病原体であるStaphylococcus aur
eusにより天然に産生される毒性因子であり,高度に相同性の細胞外免疫グロ
ブリン(Ig)−結合ドメイン(E,D,A,BおよびCと称される)が5つ縦
につながった42−kDa蛋白質として,分泌された形および膜付随形の両方で
存在する。SpAの各細胞外ドメインは,別個のIg−結合部位を有する。一方
の部位は,Fcγ(IgのIgGクラスの定常領域)用であり,他方はある種の
Ig分子のFab部分用である(抗原認識を担うIgの部位)(1)。Fcγ結
合部位は,ほとんどのIgGサブクラスのCH2およびCH3の接点のエルボー
領域に位置することが明らかにされており,この結合特性は抗体の標識および精
製に広く用いられている(2,3)。
【0012】 SpAにおけるFab結合部位は,これまであまりよく特徴づけられていない
が,Ig重鎖の可変領域上の部位を含むことが示されている(4)。SpAの5
つの膜外ドメインはそれぞれ別々にFab−結合部位を含む。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】
【表5】
【0018】
【表6】
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【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は,MS(FcIgG結合特性を欠失したSpA−MSPA
−の変異体型)に新生児暴露した後の,MS−結合B細胞の周辺部および中心部
における欠失を示す。
【図2】 図2は,SpAによる処置が骨髄および脾臓においてFab−結
合親和性と直接比例する表面抗原(SAg)−特異的IgM分泌細胞の持続的喪
失を誘導することを示す。
【図3】 図3は,SpAまたはMSPAがS107ファミリーに由来する
天然のIgM抗−PC抗体の持続的喪失を誘導することを示す。
【図4】 図4は,SpAまたはMSPAが脾臓S107−mu mRNA
発現の持続的喪失を誘導することを示す。
【図5】 図5は,SpAによる新生児処置が成人マウスにおいてPC−特
異的ワクチンによるチャレンジに対する持続的耐性を引き起こすことを示す。
【図6】 図6は,VH3Fab(2A2,左上パネル)およびVH4/クラ
ンIIFab(7FAB,右上パネル;1BVL,左下パネル;および1JRH
,右下パネル)抗体上へのドメインDの重層を示す分子のグラフである。
【図7】 図7は,M13ファージで発現させた変異ドメインDライブラリ
のFabに対する結合を示す。
【図8】 図8は,PCRオーバーラップによるライブラリ合成およびファ
ージディスプレイのための合成SpAドメインD変種の変種ライブラリの製造に
用いた最終プライマーの概略図である。
【図9】 図9は,変種SpAドメインDライブラリの合成を示すアガロー
スゲル電気泳動分析である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 35/00 A61P 37/00 37/00 G01N 33/15 Z G01N 33/15 33/48 M 33/48 33/50 Z 33/50 33/53 D 33/53 Y 33/566 33/566 A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G045 AA25 AA29 CA17 CB26 DA12 DA13 DA14 DA36 FB03 FB05 4C084 AA02 CA04 CA59 DA32 NA14 ZA512 ZB072 ZB112 4C085 AA02 BA13 BB11 BB41 BB42 CC22 EE01 GG01 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 CA11 DA86 EA31 EA54 FA74

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SpAの天然の可変重鎖III(“VH3”)Ig−Fab
    結合領域(“結合領域”)のアミノ酸配列と1またはそれ以上のアミノ酸におい
    て異なるポリペプチドを含む,免疫グロブリン(Ig)への結合についてのブド
    ウ球菌プロテインA(SpA)変種であって,ポリペプチドはIg−Fabに対
    してSpAとは異なる結合特異性を示すことを特徴とするSpA変種。
  2. 【請求項2】 ポリペプチドが,1またはそれ以上のアミノ酸において,ド
    メインE,D,A,BおよびCからなる群より選択されるSpAのVH3Ig−
    Fab結合領域のアミノ酸配列と異なる,請求項1記載のSpA変種。
  3. 【請求項3】 ポリペプチドが,1またはそれ以上のアミノ酸においてSp
    AのドメインDのVH3Ig−Fab結合領域のアミノ酸配列と異なり,前記結
    合領域がSpAの残基1−61からなる,請求項2記載のSpA変種。
  4. 【請求項4】 ポリペプチドがIg−Fcに対する結合特異性をさらに有す
    る,請求項1記載のSpA変種。
  5. 【請求項5】 ポリペプチドがIg−Fcに対してSpAと異なる結合特異
    性を有する,請求項4記載のSpA変種。
  6. 【請求項6】 ポリペプチドのアミノ酸の1またはそれ以上が,Ala25
    ,Gly29,Phe30,Ser33,Asp36,Asp37およびVal
    44からなるSpAドメインD結合領域アミノ酸の群と異なる,請求項3記載の
    SpA変種。
  7. 【請求項7】 ポリペプチドが, a)アミノ酸配列が1またはそれ以上のアミノ酸においてSpAのVH3Ig−
    Fab結合領域と異なるポリペプチドのライブラリを調製し;そして, b)Ig−Fabをライブラリと接触させ,前記ポリペプチドが前記Ig−Fa
    bに対してSpAと異なる結合特異性を有するか否かを判定することにより,ラ
    イブラリから1またはそれ以上のポリペプチドを選択する, の工程からなる方法により製造される,請求項1記載のSpA変種。
  8. 【請求項8】 SpAのVH3Ig−Fab結合領域がドメインDであり,
    かつ工程(b)において選択されるポリペプチドが前記Ig−Fabに対してS
    pAのドメインDと異なる結合特異性を有する,請求項7記載のSpA変種。
  9. 【請求項9】 ポリペプチド中のアミノ酸の1またはそれ以上が,Ala2
    5,Gly29,Phe30,Ser33,Asp36,Asp37およびVa
    l44からなるSpAドメインD結合領域アミノ酸の群とは異なる,請求項8記
    載のSpA変種。
  10. 【請求項10】 ポリペプチドが蛋白質合成により製造される,請求項1記
    載のSpA変種。
  11. 【請求項11】 SpAのVH3Ig−Fab結合領域がドメインDであり
    ,かつ合成されるポリペプチドが前記Ig−Fabに対してSpAのドメインD
    とは異なる結合特異性を有するものである,請求項10記載のSpA変種。
  12. 【請求項12】 ポリペプチド中のアミノ酸の1またはそれ以上が,Ala
    25,Gly29,Phe30,Ser33,Asp36,Asp37およびV
    al44からなるSpAドメインD結合領域アミノ酸の群と異なる,請求項11
    記載のSpA変種。
  13. 【請求項13】 ライブラリが, (a’)SpA結合領域変種をコードする核酸のライブラリを調製し;次に (b’)ライブラリを選択する前に核酸を適当な宿主中で発現させる, の工程により調製される,請求項7記載のSpA変種。
  14. 【請求項14】 ライブラリが,それぞれその表面においてSpA結合領域
    変種を表示する糸状バクテリオファージのライブラリであり,および各糸状バク
    テリオファージがバクテリオファージの表面において表示されるSpA結合領域
    変種をコードする核酸を含む,請求項7記載のSpA変種。
  15. 【請求項15】 ポリペプチドがVH3Ig−Fabに対する結合特異性を
    有する,請求項1記載のSpA変種。
  16. 【請求項16】 ポリペプチドがVH3以外の可変重鎖領域クランのIg−
    Fabに対する結合特異性を有する,請求項1記載のSpA変種。
  17. 【請求項17】 SpAの可変重鎖III(“VH3”)Ig−Fab結合
    領域(“結合領域”)のアミノ酸配列と1またはそれ以上のアミノ酸において異
    なるポリペプチドを含むブドウ球菌プロテインA(“SpA”)変種であって,
    ポリペプチドは非−Ig標的分子に対してSpAとは異なる結合特異性を示すこ
    とを特徴とするSpA変種。
  18. 【請求項18】 ポリペプチドが,1またはそれ以上のアミノ酸においてド
    メインE,D,A,BおよびCからなる群より選択されるSpAのVH3Ig−
    Fab結合領域のアミノ酸配列と異なる,請求項17記載のSpA変種。
  19. 【請求項19】 ポリペプチドが,1またはそれ以上のアミノ酸においてS
    pAのドメインDのVH3Ig−Fab結合領域のアミノ酸配列と異なり,前記
    結合領域がSpAの残基1−61からなる,請求項18記載のSpA変種。
  20. 【請求項20】 ポリペプチドのアミノ酸の1またはそれ以上が,Ala2
    5,Gly29,Phe30,Ser33,Asp36,Asp37およびVa
    l44からなるSpAドメインD結合領域アミノ酸の群と異なる,請求項19記
    載のSpA変種。
  21. 【請求項21】 ポリペプチドが, c)1またはそれ以上のアミノ酸においてSpAのVH3Ig−Fab結合領域
    とアミノ酸配列が異なるポリペプチドのライブラリを製造し;そして d)標的分子をライブラリと接触させ,前記1またはそれ以上のポリペプチドが
    前記標的分子に対してSpAと異なる結合特異性を有するか否かを判定すること
    により,ライブラリから1またはそれ以上のポリペプチドを選択する, の工程からなる方法により製造される,請求項17記載のSpA変種。
  22. 【請求項22】 SpAのVH3Ig−Fab結合領域がドメインDであり
    ,および工程(b)において選択されるポリペプチドが標的分子に対してSpA
    のドメインDとは異なる結合特異性を有するものである,請求項21記載のSp
    A変種。
  23. 【請求項23】 ポリペプチド中のアミノ酸の1またはそれ以上が,Ala
    25,Gly29,Phe29,Ser30,Asp36,Asp37およびV
    al44からなるSpAドメインD結合領域アミノ酸の群と異なる,請求項22
    記載のSpA変種。
  24. 【請求項24】 ポリペプチドが蛋白質合成により製造される,請求項17
    記載のSpA変種。
  25. 【請求項25】 SpAのVH3Ig−Fab結合領域がドメインDであり
    ,かつ合成されるポリペプチドが標的分子に対してSpAのドメインDと異なる
    結合特異性を有するものである,請求項24記載のSpA変種。
  26. 【請求項26】 ポリペプチド中のアミノ酸の1またはそれ以上が,Ala
    25,Gly29,Phe30,Ser33,Asp36,Asp37およびV
    al44からなるSpAドメインD結合領域アミノ酸の群と異なる,請求項25
    記載のSpA変種。
  27. 【請求項27】 ライブラリがそれぞれその表面でSpA結合領域変種を表
    示する糸状バクテリオファージのライブラリであり,かつ各糸状バクテリオファ
    ージがバクテリオファージの表面上で表示されるSpA結合領域変種をコードす
    る核酸を含む,請求項25記載のSpA変種。
  28. 【請求項28】 リンパ球の試料においてIg−Fab発現リンパ球サブセ
    ットの存在を検出する方法であって,請求項1記載のSpA変種を用いて試料を
    アッセイすることを含む方法。
  29. 【請求項29】 細胞の試料において生物学的細胞サブセットを発現する標
    的分子の存在を検出する方法であって,請求項17記載のSpA変種を用いて試
    料をアッセイすることを含む方法。
  30. 【請求項30】 特定のサブセットに属するリンパ球の数が異常に上昇して
    いる個体において該リンパ球サブセットに属するIg−Fab発現リンパ球の数
    を減少させる方法であって,請求項1記載のSpA変種を個体に投与することを
    含み,ここで,SpA変種の投与は個体において標的とされている数を減少させ
    ,かつ前記減少は個体の健康に有益な治療効果を有することを特徴とする方法。
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