JP2010505934A - 併用療法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、対象における新生物性疾患を治療する方法であって、対象に対する、有効量の(i)第1のEGF、例えば、HB−EGFの阻害剤と、(ii)第2のEGF、例えば、AREGの阻害剤との、同時、逐次、又は個別の投与を含む方法を提供する。また、腫瘍細胞増殖を減弱する、EGF阻害剤とトポイソメラーゼ阻害剤との新規の相乗的組合せも記載される。新規の抗AREG抗体がさらに記載される。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
[発明の分野]
本発明は、癌治療に関する。具体的には、本発明は、抗癌剤に対する耐性への感受性を決定する方法、こうした耐性を克服する方法、及び癌治療用の併用療法に関する。
[発明の背景]
癌は、欧米諸国において、死亡率の主要原因である。癌を治療すべく、極めて多くの化学療法剤が、過去50年間に開発された。化学療法剤の大半は、アルキル化剤、代謝拮抗剤、アントラサイクリン、植物アルカロイド、トポイソメラーゼ阻害剤、及び抗腫瘍剤に分類することができる。これらの薬剤すべてが細胞分裂又はDNAの合成に影響し、何らかの形で機能する。
特定の化学療法剤の有効性は、癌の間で、患者の間で、個々の患者における時間経過により異なる。化学療法剤に曝露された癌細胞は、こうした作用薬に対する耐性を生じ、他の複数の抗新生物剤に対しても同様に交差耐性を生じることも多い。さらに、多くの化学療法剤の狭い治療指数が、それらの使用をさらに制約する。したがって、第1選択療法(first line therapy)又は第2選択療法(second line therapy)が、十分に有効でないか、十分に有効ではなくなった場合は、癌患者の治療を変更することが必要となる場合が多い。多くの場合、特定の治療の組合せが、特に有効であることが分かっている。
例えば、結腸直腸癌は、現在のところ、欧州で最も診断件数の多い癌の1つであり、最も低い5年生存率を有する癌のひとつである。40年超にわたり、チミジル酸シンターゼ阻害剤、例えば、5−フルオロウラシル(5−Fu)が、この癌の最上の治療法であった。チミジル酸シンターゼ阻害剤は、RNA及びDNAへのFUTPの誤取り込みによってDNA損傷を引き起こすことにより作用する(Longleyら、Nat Rev Cancer、第3巻、330〜338頁、2003年;Backusら、Oncol research、2000年、第12巻、第5号、231〜9頁)。より近年では、新規の化学療法剤、例えば、トポイソメラーゼI阻害剤(例えば、イリノテカン:CPT−11)及びDNA損傷剤(例えば、オキサリプラチン:アルキル化剤)が、臨床に導入されている。
これらの5−Fuを含む化学療法剤は、単独で用いることができるが、臨床レジメンが組合せを組み込むことが通例である。実際、組合せ化学療法は、異なる経路を介して腫瘍に作用することにより、患者における応答速度を改善することによる有望な成果を示している。にもかかわらず、後天的又は先天的な薬剤耐性のために、多くの患者は、いまだこれらのレジメンにより治療することができない。In vitro及びin vivoでの研究は、TS発現の増大が、5−Fuに対する耐性の上昇と相関することを示している(Johnstonら、Cancer Res.、第52巻、4306〜4312頁、1992年)。5−Fu化学感受性に対する他の上流の決定因子は、5−Fu分解酵素であるジヒドロピリミジンデヒドロゲナーゼ、及び、オロチン酸ホスホリボシルトランスフェラーゼなどの5−Fu同化酵素を含む(Longleyら、Nat Rev Cancer、第3巻、330〜338頁、2003年)。
代謝拮抗剤、例えば、トムデックス(TDX)、及び、白金含有化合物、例えば、オキサリプラチンの使用も同様に、耐性により制約される。
さらに、化学療法の選択は、癌の種類、及び、例えば、癌が、p53変異と関連するかどうかにより、さらに複雑化する。例えば、国際公開第2005/053739号パンフレットに記載の通り、白金に基づく化学療法と抗Fas抗体との組合せが、野生型p53を伴う腫瘍において相乗的な細胞毒性効果を有することが示されているのに対し、こうした相乗効果は、p53変異細胞においては見られなかった。
5−Fu、CPT−11、及びオキサリプラチンは、最前線療法のままであるが、非応答性腫瘍又は化学療法耐性癌の発症が、化学療法の奏効に対する主要な障害のままである。癌の早期治療の重要性により、単独又は組合せの特定の療法が、個々の患者における特定の腫瘍に対して有効であるかどうかについての予測を可能とするツールには、明らかなニーズが存在する。さらに、医師が使用できる治療レパートリーを増加させる新規の治療レジメンに対するニーズが依然として存在する。
[発明の概要]
本発明者らは、異なるクラスの化学療法による治療に応答して上方調節されるタンパク質を探索し、驚くべきことに、上皮増殖因子(EGF)ファミリーのペプチド増殖因子をコードする各種遺伝子が、異なるクラスの化学療法の異なる生理的に関連のある用量によるin vivoでのチャレンジ後に、多数の異なる種類の癌由来の多数の異なる癌の腫瘍細胞株モデルにおいて過剰発現することを示した。
さらに、本発明者らによる探索は、驚くべきことに、異なるEGF阻害剤の組合せが、単独のEGF阻害剤を調べた場合の低下と比較して、驚くほど劇的な腫瘍細胞の成長及び増殖の低下をもたらすことを示した。
したがって、本発明の第1の態様では、対象における新生物性疾患を治療する方法であって、前記対象に対する、有効量の(i)第1のEGFの阻害剤と、(ii)第2のEGFの阻害剤との、同時、逐次、又は個別の投与を含み、前記第1及び第2のEGFが異なるEGFである方法が提供される。
本発明の第2の態様において、本発明は、(i)第1のEGFの阻害剤と、(ii)第2のEGFの阻害剤とを含む医薬組成物であって、前記第1及び第2のEGFが異なるEGFである医薬組成物を提供する。
本発明の第3の態様は、新生物性疾患の治療において同時に、個別に、又は逐次使用するために組合せる、第1及び第2のEGFが異なるEGFである、
(i)第1のEGFの阻害剤と、
(ii)第2のEGFの阻害剤と
を含むキットを提供する。
本発明の第1、第2、又は第3の態様では、任意のEGFを用いてよい。したがって、第1及び第2のEGFは、各々独立に、HB−EGF、AREG、TGF、EREG、BTC、NRG1、NRG2、NRG3、及びNRG4からなる群から選択される。
一実施形態において、第1のEGFはHB−EGFであり、前記第2のEGFはAREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される。
特定の実施形態において、第1のEGFはHB−EGFであり、前記第2のEGFはAREGである。
任意のEGF阻害剤を用いてよい。本発明で用い得るEGF阻害剤は、EGFをコードする遺伝子の発現を低下させる、又はEGFタンパク質にアンタゴナイズする任意の分子を含む。こうした分子は、抗体、抗体フラグメント、免疫抱合体、小分子阻害剤、ペプチド阻害剤、特異的結合メンバー、非ペプチド小有機分子、EGFの発現を阻害するsiRNA、アンチセンス分子、又はオリゴヌクレオチドデコイなどの核酸分子を含むがこれらに限定されない。
一実施形態において、前記第1及び第2のEGFの阻害剤は異なる。特定の実施形態において、第1のEGF阻害剤は、第2のEGF阻害剤ではなく、その逆もあてはまる。
本発明の一実施形態において、各EGF阻害剤は、そのEGFの特異的な阻害剤である、即ち、別のEGFの阻害剤ではない。
一実施形態において、前記第1のEGFの前記阻害剤は、前記第1のEGFに結合する抗体、又はEGFの発現を阻害する核酸分子である。
上記の通り、一実施形態において、前記第1のEGFはHB−EGFである。
こうした一実施形態において、第1のEGFの阻害剤は、それぞれ、配列番号1及び2として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号1:
GAAAAUCGCUUAUAUACCUUU
配列番号2:
AGGUAUAUAAGCGAUUUUCUU
を有するsiRNAである。
別のこうした実施形態において、HB−EGF阻害剤は、それぞれ、配列番号3及び4として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号3:
UGAAGUUGGGCAUGACUAAUU
配列番号4:
UUAGUCAUGCCCAACUUCAUU
を有するsiRNAである。
別のこうした実施形態において、HB−EGF阻害剤は、それぞれ、配列番号5及び6として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号5:
GGACCCAUGUCUUCGGAAAUU
配列番号6:
UUUCCGAAGACAUGGGUCCUU
を有するsiRNAである。
別のこうした実施形態において、HB−EGF阻害剤は、それぞれ、配列番号7及び8として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号7:
GGAGAAUGCAAAUAUGUAUU
配列番号8:
UCACAUAUUUGCAUUCUCCUU
を有するsiRNAである。
一実施形態において、HB−EGF阻害剤は、上記に示した2つ、3つ、又は4つのsiRNA分子(各分子がセンス分子と相補的なアンチセンス分子とを含む)、即ち、配列番号1/配列番号2、配列番号3/配列番号4、配列番号5/配列番号6、及び配列番号7/配列番号8からなる群から選択される、2つ、3つ、又は4つのセンス/アンチセンス対のプールを含む。
一実施形態において、前記第2のEGFの前記阻害剤は、前記第2のEGFに結合する抗体、又はEGFの発現を阻害する核酸分子である。
一実施形態において、前記第2のEGFはAREGである。こうした実施形態において、AREG阻害剤として用い得る抗体は、抗AREG抗体6E11 1E9 1C6である。6E11 1E9 1C6抗体のVH配列及びVL配列は、本発明者らにより決定されており、以下に記載される。
本発明の一実施形態において、本発明でAREG阻害剤として用い得るsiRNA分子は、それぞれ、配列番号9及び10として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号9:
UGAUAACGAACCACAAAUAUU
配列番号10:
UAUUUGUGGUUCGUUAUCAUU
を有するsiRNAである。
別のこうした実施形態において、AREG阻害剤は、それぞれ、配列番号11及び12として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号11:
UGAGUGAAAUGCCUUCUAGUU
配列番号12:
CUAGAAGGCAUUUCACUCAUU
を有するsiRNAである。
別のこうした実施形態において、AREG阻害剤は、それぞれ、配列番号13及び14として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号13:
GUUAUUACAGUCCAGCUUAUU
配列番号14:
UAAGCUGGACUGUAAUAACUU
を有するsiRNAである。
別のこうした実施形態において、AREG阻害剤は、それぞれ、配列番号15及び16として示すセンス配列及びアンチセンス配列:
配列番号15:
GAAAGAAACUUCGACAAGAUU
配列番号16:
UCUUGUCGAAGUUUCUUUCUU
を有するsiRNAである。
一実施形態において、AREG阻害剤は、上記に示した2つ、3つ、又は4つのsiRNA分子(各分子がセンス分子と相補的なアンチセンス分子とを含む)、即ち、配列番号9/配列番号10、配列番号11/配列番号12、配列番号13/配列番号14、及び配列番号15/配列番号16からなる群から選択される、2つ、3つ、又は4つのセンス/アンチセンス対のプールを含む。
実施例に記載の通り、本発明者らは、本発明で用い得る、AREG特異性を有する抗体を開発した。該抗体は、特に有効であることが分かった。
したがって、本発明の第4の態様では、6E11 1E9 1C6抗体又はそのフラグメントである、AREGに対する結合特異性を有する抗体分子が提供される。
6E11 1E9 1C6抗体のVH及びVLドメイン配列は、本発明者により決定されており、以下の通りである。
6E11 1E9 1C6 VH配列(配列番号27):
MECNWILPFILSVTSGVYSQVQLQQSGAELARPGASVKLSCKASGYTFTRYWMQWIKQRPGQGLEWIGAIYPGNGDIRYTQKFKGKATLTADKSSSTAYMQLSSLASEDSAVYYCARGTTPSSYWGQGTLVTVSAAKTTAPSVYPLAPVCGDTTGSSVTLGCLVKGYF
6E11 1E9 1C6 VL配列(配列番号28):
MMSPAQFLFLLVLWIRETSGDVVMTQTPLTLSVSIGQPASISCKSSQSLLDSDGKTYLNWLLQRPGQSPKRLIYLVSKLDSGVPDRFTGSGSGTDFTLKISRVEAEDLGVYYCWQGTHFPWTFGGGTKLEIKRADAAPTVSIFPPSSEQLTSGGASVVCFLNNFYPK
したがって、本発明の一実施形態において、本発明のAREG及び本発明で用いるAREGに対する結合特異性を有する抗体分子は、6E11 1E9 1C6 VH領域の少なくとも1つのCDR及び/又は6E11 1E9 1C6 VL領域の少なくとも1つのCDRを含む抗体分子である。一実施形態において、抗体分子は、6E11 1E9 1C6 VH領域の3つすべてのCDR及び/又は6E11 1E9 1C6 VL領域の3つすべてのCDRを含む。
一実施形態において、特異的結合メンバーは、上記に示したVHドメイン配列を有する抗体可変ドメイン(VH又はVLであり得る)、若しくは、上記に示した抗体VLドメイン配列を有する抗体可変ドメイン(VL又はVHであり得る)、又はその両方を含む。
抗体分子は、全抗体であり得る。代替的な一実施形態において、抗体分子は、scFvなどの抗体フラグメントであり得る。
本発明の抗体分子の提供は、これもまた腫瘍細胞増殖を阻害し、場合によって、同様又はそれを上回る結合特異性を有する関連抗体の開発を可能とする。
したがって、少なくとも1つのCDRにおいて、5カ所以下、例えば、4カ所、3カ所、2カ所、又は1カ所のアミノ酸置換がなされ、特異的結合メンバーが、腫瘍細胞増殖の阻害能を保持する、上記に示した6E11 1E9 1C6 VH配列を有する抗体可変ドメイン(VH又はVL)を含む抗体分子が、本発明の本態様の範囲内にさらに包含される。また、少なくとも1つのCDRにおいて、5カ所以下、例えば、4カ所、3カ所、2カ所、又は1カ所のアミノ酸置換がなされ、特異的結合メンバーが、腫瘍細胞増殖の阻害能を保持する、上記に示した6E11 1E9 1C6 VL配列を有する抗体可変ドメイン(VL又はVH)を含む抗体分子も、本発明により包含される。
本発明の第1〜第3の態様のいずれか1つの方法は、前記対象に対する、有効量の(iii)化学療法剤の、同時、逐次、又は個別の投与をさらに含み得る。
一実施形態において、化学療法剤は、代謝拮抗剤、トポイソメラーゼ阻害剤、アルキル化剤、アントラサイクリン、及び植物アルカロイドからなる群から選択される。
本発明者らは、EGF阻害剤のトポイソメラーゼ阻害剤との特定の組合せが、単独での各阻害剤の効果から予測され得るよりも高度に、腫瘍細胞増殖を減弱することをさらに示した。
したがって、本発明の第6の態様では、対象における新生物性疾患を治療する方法であって、前記対象に対する、有効量の(i)EGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFがHB−EGF又はAREGであるEGF阻害剤と、(ii)トポイソメラーゼ阻害剤との、同時、逐次、又は個別の投与を含む方法が提供される。
本発明の第7の態様では、癌治療用の医薬組成物であって、有効量の(i)EGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFがHB−EGF又はAREGであるEGF阻害剤と、(ii)トポイソメラーゼ阻害剤とを含む組成物が提供される。
本発明の第8の態様は、新生物性疾患の治療において同時に、個別に、又は逐次使用するために組合せる、有効量の(i)EGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFがHB−EGF又はAREGであるEGF阻害剤と、(ii)トポイソメラーゼ阻害剤とを含むを提供する。
本発明の第6、第7、又は第8の態様のいずれか1つの一実施形態において、EGFはHB−EGFである。別の実施形態において、EGFはAREGである。
本発明のこれらの態様では、任意のトポイソメラーゼ阻害剤を用いてよい。特定の実施形態において、トポイソメラーゼ阻害剤は、CPT−11である。別の実施形態において、トポイソメラーゼ阻害剤は、CPT−11の活性代謝物、例えば、SN−38である。EGFがAREGである一実施形態において、EGF阻害剤は、抗AREG抗体6E11 1E9 1C6である。
本発明の方法を用いて、任意の新生物性疾患を治療し得る。特定の実施形態において、新生物性疾患は癌である。例えば、本発明の組成物及び方法を用いて治療し得る新生物性疾患は、結腸直腸癌、乳癌、肺癌、前立腺癌、肝細胞癌、リンパ種、白血病、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、腎臓癌、甲状腺癌、黒色腫、癌腫、頭部及び頸部癌、並びに皮膚癌を含むがこれらに限定されない。
具体的な一実施形態において、新生物性疾患は、結腸直腸癌である。
別の一実施形態において、新生物性疾患は、乳癌である。
さらに別の一実施形態において、新生物性疾患は、肺癌である。
実施例に記載の通り、本発明者らは、p53野生型腫瘍と同様に、p53変異腫瘍細胞においても、特定のEGFが、化学療法によって上方調節されることを示した。これは、かつて、化学療法に対する耐性が、p53状態に大きく依存すると示されていたことを踏まえれば、特に驚くべきことである。
特定の実施形態において、新生物性疾患は、p53変異を含む癌である。
さらに、細胞又は組織においてEGFタンパク質をコードする遺伝子発現を誘導及び/又は増強する方法であって、前記細胞又は組織に対する、トポイソメラーゼ阻害剤の投与を含み、前記EGFがAREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される方法が、本発明の第9の態様により提供される。
EGF発現が、様々なトポイソメラーゼ阻害剤による治療に応じて上方調節されることの本発明者らによる実証は、これらの化学療法による治療の療法効果は、患者によっては、EGFの上方調節により損なわれ得ることを示唆する。
したがって、本発明は、トポイソメラーゼ阻害剤、例えば、CPT−11又はその類似体による治療が、特定の患者において有効であるかどうかを決定するアッセイにおいて使用し得る。
したがって、本発明の第10の態様では、トポイソメラーゼ阻害剤の存在に対する対象由来の腫瘍細胞の応答を評価して、トポイソメラーゼ阻害剤による治療に対するin vivoでの腫瘍細胞の応答を予測するin vitroの方法であって、
(a)対象由来の腫瘍細胞試料を提供すること、
(b)前記腫瘍細胞試料の一部を前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露すること、
(c)前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露された前記腫瘍細胞試料の一部における、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される、1つ又は複数のEGFをコードする1つ又は複数の遺伝子の発現を、前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露されていない前記試料の対照の一部における前記(1つ又は複数の)遺伝子の発現と比較すること、
を含み、前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露された試料の一部における発現の増強が、前記トポイソメラーゼ阻害剤に対する感受性の低下を示す方法が提供される。
本発明はさらに、腫瘍に苦しむ対象の予後診断及び診断用のツールとなる。予後診断の目的では、化学療法による治療の前後における遺伝子の発現レベルを決定すれば、対象が、併用療法の手法に応答するかどうかが確認されるであろう。診断の目的では、化学療法に対する腫瘍の遺伝子応答の発現プロファイルによれば、どの併用療法が、その腫瘍に対して最も有効であるかが確認されるであろう。
したがって、本発明の第11の態様は、トポイソメラーゼ阻害剤とEGF阻害剤とを含む併用療法に対する患者の応答を評価する予後診断の方法であって、
(a)前記化学療法による治療前に対象から得た、腫瘍細胞を含有するin vitro試料中において、EGFをコードする遺伝子の発現を決定すること、
(b)前記化学療法による治療後に対象から得た、腫瘍細胞を含有するin vitro試料中において、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される前記EGFをコードする前記遺伝子の発現を決定すること、
(c)(b)における発現を(a)における発現と比較すること、
を含み、(a)と比較した(b)における発現の増強により、患者が、トポイソメラーゼ阻害剤と前記EGF阻害剤とを含む併用療法から利益を受け得ることが示される方法を提供する。
本発明の第10又は第11の態様では、1つ又は複数のEGFをコードする(1つ又は複数の)遺伝子発現が決定され得る。例えば、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3の少なくとも2つ、例えば、3つ、4つ、又は5つをコードする遺伝子の発現が決定され得る。
本発明の第10又は第11の態様の別の実施形態では、TGF、EREG、BTC、及びNRG3の少なくとも2つ、例えば、3つ、又は4つをコードする遺伝子の発現が決定され得る。
EGFをコードする遺伝子の発現を決定することを含む本発明の態様では、対象において前記EGFをコードする任意の遺伝子の発現が決定され得る。
例えば、EGFがAREGである実施形態において、遺伝子は、NM_001657であり得る。EGFがHB−EGFである実施形態において、遺伝子は、NM_001945であり得る。
本発明の実施形態において、前記化学療法剤に曝露されていない前記対照試料の一部における1つ又は複数の遺伝子の発現の少なくとも1.5倍、好ましくは、少なくとも2倍、より好ましくは、少なくとも5倍である場合に、前記化学療法剤に曝露された試料中の前記遺伝子の発現は増強されたと考えられる。
文脈による別段の要請がない限り、化学療法剤及びEGF調節物質を参照する本出願において、化学療法剤とEGF調節物質とは異なる作用薬である。一般に、化学療法剤は、EGF調節物質とは異なる作用モードを有する。一実施形態において、化学療法剤は、EGFを阻害しない。
本発明のさらなる態様では、新生物性疾患治療用の第2のEGFの阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製における、第1のEGFの阻害剤の使用であって、前記第1と第2のEGFが異なるEGFである使用が提供される。
本発明の別の態様は、新生物性疾患治療用の第1のEGFの阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製における、第2のEGFの阻害剤の使用であって、前記第1と第2のEGFが異なるEGFである使用を提供する。
提供される別の態様は、新生物性疾患治療におけるトポイソメラーゼ阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製におけるEGF阻害剤の使用であって、前記阻害剤がEGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFがHB−EGF又はAREGである使用である。
新生物性疾患治療におけるEGF阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製におけるトポイソメラーゼ阻害剤の使用であって、前記EGF阻害剤がEGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFが、HB−EGF又はAREGである使用が、さらに提供される。
本発明の各態様の好ましく代替的な特徴は、文脈による別段の要請がない限り、必要な変更を加えて、他の各態様にも関する。
[詳細な説明]
上記及び実施例における記載の通り、本発明は、各種のEGF遺伝子及びタンパク質の発現が、特定の化学療法の存在下にある腫瘍細胞中で上方調節され、2つ以上のEGF阻害剤の特定の組合せと同様に、EGF阻害剤及び化学療法剤の特定の組合せが、腫瘍細胞増殖の減弱において相加的効果を示すことの実証に基づいている。
[アッセイ]
上記の通り、一実施形態において、本発明は、特定の化学療法剤を用いる治療に対する適性を判定するために、腫瘍細胞を含む試料を、EGF遺伝子の発現についてスクリーニングする方法に関する。
本発明の方法は、EGFをコードする任意の遺伝子の発現の決定を伴い得る。ペプチド増殖因子のEGFファミリーは、ErrB受容体(ErrB1又はEGF受容体、ErrB2又はHer2、ErrB3及びErrB4)に選択的に結合する能力を有する10のメンバーからなる。
本発明の一実施形態において、EGFは、ErbB−1、例えば、アンフィレグリン(AREG)、TGF、エピレグリン(EREG)、又はBTCのリガンドである。
別の実施形態において、EGFは、ErbB−4、例えば、NRG3のリガンドである。
これらの遺伝子各々については、以下のアクセッション細目が提供される。
Figure 2010505934
対象EGFをコードする任意の遺伝子発現を決定し得る。
例えば、EGFがAREGである場合、Areg遺伝子は、NM_001657であり得る。
本発明の特定の実施形態において、遺伝子は、アクセッション番号NM_001657を有するAregである。本発明の別の特定の実施形態において、遺伝子は、アクセッション番号NM_001945を有するHB−EGFである。
各遺伝子の発現は、当技術分野で知られる任意の技法を用いて測定してよい。mRNA又はタンパク質は、遺伝子発現の上方又は下方調節を決定する手段として測定することができる。定量的な技法が好ましい。しかし、半定量的又は定性的な技法もまた、用いることができる。遺伝子産物を測定するのに適する技法は、SAGE解析、DNAマイクロアレイ解析、ノーザンブロット法、ウェスタンブロット法、免疫細胞化学解析、及びELISA法を含むがこれらに限定されない。
本発明の方法では、当技術分野で知られる任意の技法を用いてRNAを検出することができる。試料に由来するRNA量は極めて少量であり得るので、増幅ステップを用いることが好ましい。適切な技法は、RT−PCR法、コピーmRNA(cRNA)の核酸プローブアレイへのハイブリダイゼーション、及びノーザンブロット法を含み得る。
例えば、mRNA検出を用いる場合、該方法は、標準的な方法により、単離されたmRNAをcDNAに転換し;転換されたcDNAを、核酸プライマーの適切な混合液と共に、容器内で増幅反応試薬(cDNA PCR反応試薬など)により処置し;容器の内容液を反応させて増幅産物を産生し;増幅産物を解析して試料中でAregをコードする1つ又は複数の遺伝子の遺伝子発現産物の存在を検出することにより実施し得る。解析は、ノーザンブロット解析を用いて増幅産物中における遺伝子産物の存在を検出することで達成し得る。ノーザンブロット解析は、当技術分野において知られている。解析ステップは、増幅産物中におけるこうした遺伝子産物の存在を定量的に検出し、検出された産物量を、同様のプライマーを用いて導出された、正常及び悪性組織中における既知の存在又は不在に対する予測値のパネルと比較することによりさらに達成できる。
本発明の方法で用いるプライマーは、当然ながら、その発現が決定される(1つ又は複数の)遺伝子に依存する。本発明の一実施形態では、以下のプライマーセット:
順方向:TTTTTTGGATCCAATGACACCTACTCTGGGAAGCGT(配列番号17)
逆方向:TTTTTTAAGCTTAATTTTTTCCATTTTTGCCTCCC(配列番号18)
及びエキソンにまたがる、
順方向:TTTTTTGGATCCCTCGGCTCAGGCCATTATGCTGCT(配列番号19)
逆方向:TTTTTTAAGCTTTACCTGTTCAACTCTGACTG(配列番号20)
順方向5’−TTTCTGGCTGCAGTTCTCTCGGCACT−3’(配列番号21)
逆方向5’−CCTCTCCTATGGTACCTAAACATGAGAAGCCCC−3’(配列番号22)
の1つ又は複数を用いてよい。
例えば、本発明の方法の実施において遺伝子発現を決定する際に、当技術分野で知られる従来の分子生物学、微生物学及び組換えDNAの技法を用いることができる。こうした技法の詳細は、例えば、Current Protocols in Molecular Biology,第5版,Ausubelら編,John Wiley & Sons社,2005年、及び、Molecular Cloning:a Laboratory Manual,第3版,Sambrookら,Cold Spring Harbor Laboratory Press社,2001年において説明されている。
本発明のアッセイを用いて、例えば、異なる時点における生検試料を用いて、疾患の進行をモニターし得る。こうした実施形態では、EGFの発現を、前記化学療法剤に曝露されていない対照試料と比較する代わりに、EGFの発現を、より早期の時点、例えば、数日間、数週間、又は数カ月間早期における同じ組織から得られる試料と比較する。
本発明の方法を用いて、化学療法剤、例えば、CPT−11又はその類似体による任意の適切な癌の治療に対する適性を判定し得る。例えば、本発明の方法を用いて、結腸直腸癌などの消化器癌、頭部及び頸部癌を含むがこれらに限定されない癌の治療に対する感受性又は耐性を判定し得る。
本発明の特定の実施形態では、本発明の方法を用いて、結腸直腸癌の治療に対する感受性又は耐性を判定し得る。
本発明の別の特定の実施形態では、本発明の方法を用いて、肺癌の治療に対する感受性又は耐性を判定し得る。
本発明の別の特定の実施形態では、本発明の方法を用いて、乳癌の治療に対する感受性又は耐性を判定し得る。
腫瘍又は癌の性質は、本発明の方法で用いるべき試料の性質を決定する。試料は、例えば、腫瘍組織生検、骨髄生検、又は例えば血液中を循環する腫瘍細胞由来の試料でよい。或いは、例えば、腫瘍が消化器腫瘍である場合、腫瘍細胞は糞便試料から単離してよい。腫瘍細胞の他の源泉は、血漿、血清、脳脊髄液、尿、間質液、腹水などを含み得る。
例えば、固形腫瘍の試料は、抗生物質を伴う完全組織培養培地において採取される。細胞は、腫瘍標本から手作業ではがしてもよく、必要な場合は、コラゲナーゼ/DNAアーゼとのインキュベーションにより酵素的に脱凝集させ、例えば、ヒト又は動物血清を含有する適切な培地中に懸濁させてもよい。
他の実施形態では、生検試料を単離し凍結するか、又はホルマリンなどの固定剤中で固定してよい。次いで、後の段階で遺伝子発現レベルについて試料を調べることができる。
治療の判定においては、癌のp53状態を判定することが望ましい。例えば、p53状態は、特定のEGFタンパク質との組合せで用いるべき化学療法の種類を決定し得るため、有用であり得る。p3状態は、従来の方法を用いて決定することができる。例えば、遺伝子シーケンシング又は他のDNA解析法も用い得るが、免疫組織化学法を用いて、ホットスポット変異を同定することができる。この解析は、単離された腫瘍組織に対して適切に実施することができる。
[化学療法剤]
本発明のある実施形態では、化学療法剤を用いてよい。例えば、用い得る作用薬は、チミジル酸シンターゼ阻害剤を含む代謝拮抗剤、核酸類似体、白金細胞毒性剤、トポイソメラーゼ阻害剤、又は抗微小管剤を含む。本発明で用い得るチミジル酸シンターゼ阻害剤の例は、5−FU、MTA、及びTDXを含む。用い得る代謝拮抗剤の例は、トムデックス(TDX)である。用い得る白金細胞毒性剤の例は、シスプラチン及びオキサリプラチンを含む。
上記に挙げた特定の作用薬に加えて、又はその代りに本発明で用い得る化学療法剤は、アルキル化剤;スルホン酸アルキル;アジリジン;エチレンイミン;メチルアメラミン;ナイトロジェンマスタード;ニトロスレアス;代謝拮抗剤;葉酸類似体;プリン類似体;ピリミジン類似体;アンドロゲン;抗副腎物質;葉酸補填剤;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;アムサクリン;ベストラブシル;ビスアントレン;エダトラキセート;デホファミン;デメコルシン;ジアジコン;エフロミチン(elfomithine);酢酸エリプチニウム;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン;イオニダミン;ミトグアゾン;ミトキサントロンを含み得る。
本発明の特定の実施形態において、化学療法剤は、トポイソメラーゼ阻害剤である。本発明では、任意の適切なトポイソメラーゼ阻害剤を用いてよい。特定の実施形態において、トポイソメラーゼ阻害剤は、トポイソメラーゼI阻害剤、例えば、カンプトテシンである。本発明で用い得る適切なトポイソメラーゼI阻害剤は、イレノテカン(CPT−11)又はその活性代謝物であるSN−38である。CPT−11は、開裂又は開裂複合体と称する、可逆的な共有結合反応中間体を安定化させることにより、細胞周期のS期において特異的に作用し、G〜M期における細胞周期の停止も誘導し得る。
本発明の特定の実施形態において、化学療法剤は、フルオロピリミジン、例えば、5−FUである。
特定の化学療法剤を参照する場合、特定の作用薬の抗腫瘍活性を保持する、生物学的に活性な誘導体及びその実質的な同等物を含む類似体を用いてよいことを理解されたい。
[EGF阻害剤]
上述の通り、本発明者らは、2つ以上のEGF阻害剤の組合せを用いて、腫瘍細胞増殖に対する減弱効果の劇的な増強を得ることができることを見出した。本発明の特定の実施形態では、EGF遺伝子の発現を低下させるか、又はEGFタンパク質にアンタゴナイズする任意の分子を、EGF阻害剤として用いてよい。特定の実施形態において、EGFは、HB−EGF、AREG、TGF、EREG、BTC、又はNRG3である。
一実施形態では、HB−EGF及びAREGの阻害剤が用いられる。
EGF阻害剤は、抗体、抗体フラグメント、免疫抱合体、小分子阻害剤、ペプチド阻害剤、特異的結合メンバー、非ペプチド小有機分子、アンチセンス分子、アプタマー、又はオリゴヌクレオチドデコイを含むがこれらに限定されない。
任意のErb1又はEGF受容体阻害剤は、AREG活性を間接的に阻害する。適切な阻害剤は、PD169540(全ErbB阻害剤)及びIRESSA(ErbB1特異的阻害剤)を含むがこれらに限定されない。
他の適切な阻害剤は、TGF−アルファを間接的に阻害するチルフォスチン(CTyrphostin)AG1478(EGF−Rキナーゼの選択的且つ強力な阻害剤)を含み得る;ZM252868は、卵巣癌細胞におけるTGF−アルファ作用を阻害する、上皮増殖因子(EGF)受容体特異的なチロシンキナーゼ阻害剤である(Simpsonら,British Journal of Cancer,第79巻(第7〜8号),1098〜103頁,1999年)。
HB−EGFの適切な阻害剤は、CRM197を含み得る。
一実施形態では、EGF受容体の間接的な阻害剤を用いてよい。
別の実施形態では、EGFの直接的な阻害剤が用いられる。特定の実施形態において、直接的な阻害剤は、EGFに結合する抗体分子、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である。
一実施形態において、阻害剤は、抗EGF抗体である。
本発明者らは、本発明で用いる新規の抗体をいくつか開発した。特定の実施形態において、本発明の抗体又は本発明で用いる抗体は、6E11 1E9 1C6抗体又はそのフラグメントである、AREGに対する結合特異性を有する抗体分子である。
本明細書において、本発明の抗体分子又は本発明で用いる抗体分子は、重及び/又は軽鎖の一部が、特定の種に由来するか、又は特定の抗体クラス若しくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一であるか又は相同である一方で、(1つ又は複数の)鎖の残余が、別の種に由来するか、又は別の抗体クラス若しくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一であるか又は相同である、抗体フラグメント及び「キメラ」抗体の他、それが所望の生物活性を示す限りにおける、こうした抗体のフラグメントを含む(米国特許第4,816,567号明細書;及びMorrisonら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,第81巻,6851〜6855頁,1984年)。本明細書における対象キメラ抗体は、非ヒト霊長動物(例えば、旧世界ザル、類人猿など)及びヒトの定常領域配列に由来する、可変ドメイン抗原結合配列を含む「霊長類化」抗体を含む。
本発明で用いる抗体分子は、二重特異性抗体又は二重特異性フラグメントであり得る。例えば、抗体分子又はフラグメントは、HB−EGF及びAREGに対する特異性を有し得る。例えば、一実施形態において、本発明で用いる二重特異性抗体分子は、抗6E11 1E9 1C6に由来する第1の重鎖及び第1の軽鎖、並びに、HB−EGFに対する結合特異性を有する、追加の抗体重鎖及び軽鎖を含み得る。二重特異性抗体及びフラグメントの産生には、多数の方法が当技術分野で知られている。例えば、こうした方法は、ハイブリドーマの融合、又はFab’フラグメントの連結(例えば、Songsivilai&Lachmann,Clin.Exp.Immunol.,第79巻,315〜321頁,1990年、Kostelnyら,J.Immunol.,第148巻,1547〜1553頁,1992年を参照されたい)を含む。別の実施形態において、二重特異性抗体は、「ダイアボディ」として形成し得る。
本発明で用いる抗体及び抗体フラグメントなどの抗体分子は、天然又は合成の任意の適切な方法で産生することができる。こうした方法は、例えば、従来のハイブリドーマ法(Kohler及びMilstein,1975年,Nature,第256巻,495〜499頁)、組換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号明細書を参照されたい)、又は抗体ライブラリーを用いるファージディスプレイ法(例えば、Clacksonら,1991年,Nature,第352巻,624〜628頁、及びMarksら,1992年,Bio/Technology,第10巻,779〜783頁)を含み得る。他の抗体産生法は、Using Antibodies:A Laboratory Manual,Harlow及びLane編,Cold Spring Harbor Laboratory社,1999年に説明されている。
従来のハイブリドーマ法は、抗原に結合する能力を有するリンパ球の産生を誘発するために、抗原によるマウス又は他の動物の免疫化を伴うことが通例である。リンパ球は、単離され、骨髄腫細胞株と融合されてハイブリドーマ細胞を形成し、次いで、これが、親骨髄腫細胞の増殖は阻害するが、抗体産生細胞の増殖は許容する条件において培養される。ハイブリドーマは、遺伝子変異を受けることがあり、これが、産生される抗体の結合特異性を変化させることもあり、変化させないこともある。合成抗体は、当技術分野で知られる技法(例えば、Knappikら,J.Mol.Biol.,2000年,第296巻,57〜86頁、及びKrebsら,J.Immunol.Meth.,2001年,第2154号,67〜84頁を参照されたい)を用いて作製することができる。
改変は、当技術分野で知られる任意の適切な技法を用いて、結合メンバーのVH、VL、若しくはCDR、又は実際にFRにおいて行うことができる。例えば、可変VH及び/又はVLドメインは、CDR、例えば、CDR3を、こうしたCDRを欠くVH又はVLドメインに導入することにより産生し得る。Marksら、1992年,Bio/Technology,第10巻,779〜783頁は、CDR3を欠くVH可変ドメインのレパートリーを産生し、次いで、特定の抗体のCDR3と組み合わせて新規のVH領域を産生する、シャフリング技法について説明している。類似の技法を用いて、本発明のCDRに由来する配列を含む新規のVH及びVLドメインを産生し得る。
したがって、本発明で用いる抗体及び抗体フラグメントは、(a)置換されるCDR1、CDR2、又はCDR3を含むか、又は核酸がこうしたCDRに対するコード領域を欠く可変ドメインをコードする核酸の出発レパートリーを提供すること、(b)ドナー核酸が、レパートリー内のCDR領域中に挿入され、可変ドメインをコードする核酸産物レパートリーを提供するよう、レパートリーを、アミノ酸配列をコードするドナー核酸と組み合わせること、(c)産物レパートリーの核酸を発現すること、(d)前記標的に特異的な抗原結合フラグメントを選択すること、及び(e)特異的な抗原結合フラグメント又はそれをコードする核酸を回収することを含む方法により産生し得る。該方法は、前記標的の活性を阻害する能力について、特異的な結合メンバーを調べる任意選択のステップを含み得る。
本発明で用いる抗体を産生する代替的な技法は、例えば、エラープローンPCR(Gramら,1992年,P.N.A.S.,第89巻,3576〜3580頁を参照)を用いて、VH又はVLドメインをコードする、(1つ又は複数の)遺伝子のランダムな突然変異誘発を伴い得る。加えて、又は代替的に、CDRは、例えば、Barbasら,1991年,PNAS,3809〜3813頁、及びScier,1996年,J Mol Biol,第263巻,551〜567頁、により説明される分子進化の手法を用いて、突然変異の標的とし得る。
本発明で用いる抗体は、「裸の」抗体(又はそのフラグメント)、即ち、「活性治療薬」と抱合していない抗体(又はそのフラグメント)であり得る。「活性治療薬」とは、抗体部分(抗体フラグメント、CDRなどを含む)に抱合して抱合体を生成する分子又は原子である。こうした「活性治療薬」の例は、薬剤、毒素、放射性同位元素、免疫調節物質、キレート化剤、ホウ素化合物、染料などを含む。
本発明で用いるEGF阻害剤は、「活性治療薬」に抱合した抗体フラグメントを含む、免疫抱合体の形態であり得る。治療薬は、化学療法剤又は別の分子であり得る。
免疫抱合体を産生する方法は、当技術分野でよく知られている。例えば、米国特許第5,057,313号明細書、Shihら,Int.J.Cancer,第41巻,832〜839頁,1988年;Shihら,Int.J.Cancer,第46巻,1101〜1106頁,1990年;Wong,Chemistry Of Protein Conjugation And Cross−Linking(CRC Press社,1991年);Upeslacisら,「Modification of Antibodies by Chemical Methods」,Monoclonal Antibodies:Principles And Applications,Birchら(編),187〜230頁(Wiley−Liss社,1995年);Price,「Production and Characterization of Synthetic Peptide−Derived Antibodies」,Monoclonal Antibodies:Production、Engineering And Clinical Application,Ritterら(編),60〜84頁(Cambridge University Press社,1995年)を参照されたい。
本発明で用いる抗体分子は、さらなる改変を含み得る。例えば、抗体分子は、グリコシル化、PEG化、又はアルブミン若しくは非タンパク質性ポリマーに連結することができる。
[アンチセンス/siRNA]
本発明で用いるEGF阻害剤及びHB−EGF阻害剤は、遺伝子発現を調節する能力を有する、例えば、EGFタンパク質をコードする配列の発現を下方調節する能力を有する核酸分子を含み得る。こうした核酸分子は、アンチセンス分子、短鎖干渉核酸(siNA)、例えば、短鎖干渉RNA(siRNA)、二重鎖RNA(dsRNA)、マイクロRNA、短いヘアピンRNA(shRNA)、核酸センサー分子、アロザイム、酵素性核酸分子、及び三重鎖オリゴヌクレオチド、並びに、RNA干渉「RNAi」又は配列特異的な形での遺伝子サイレンシングを媒介するのに用い得る他の任意の核酸分子を含むが、これらに限定されない(例えば、Bass,2001年,Nature,第411巻,428〜429頁;Elbashirら,2001年,Nature,第411巻,494〜498頁;国際公開第00/44895号パンフレット;国際公開第01/36646号パンフレット;国際公開第99/32619号パンフレット;国際公開第00/01846号パンフレット;国際公開第01/29058号パンフレット;国際公開第99/07409号パンフレット;及び国際公開第00/44914号パンフレット;Allshire,2002年,Science,第297巻,1818〜1819頁;Volpeら,2002年,Science,第297巻,1833〜1837頁;Jenuwein,2002年,Science,第297巻,2215〜2218頁;Hallら,2002年,Science,第297巻,2232〜2237頁;Hutvagner及びZamore,2002年,Science,第297巻,2056〜2060頁;McManusら,2002年,RNA,第8巻,842〜850頁;Reinhartら,2002年,Gene&Dev,第16巻,1616〜1626頁;並びに、Reinhart&Bartel,2002年,Science,第297巻,1831頁を参照されたい)。
「アンチセンス核酸」とは、RNA−RNA間、又はRNA−DNA間、又はRNA−PNA間(タンパク質核酸;Egholmら,1993年,Nature,第365巻,566頁)相互作用により標的RNAに結合し、該標的RNAの活性を変化させる非酵素核酸分子(総説としては、Stein及びCheng,1993年,Science,第261巻,1004頁、及びWoolfら、米国特許第5,849,902号明細書を参照されたい)である。アンチセンス分子は、アンチセンス分子の単一の近接配列に沿って標的配列に相補的であってもよく、又、特定の実施形態では、基質に結合し、基質、アンチセンス分子、又はその両者が結合し、アンチセンス分子がループを形成し、アンチセンス分子が2つ以上の非近接基質配列と相補的であり得るか、若しくは、アンチセンス分子の2つ以上の非近接配列部分が標的配列と相補的であり得るか、又はその両方であってもよい。アンチセンス法の詳細は、当技術分野で知られており、例えば、Schmajukら,1999年,J.Biol.Chem.,第274巻,21783〜21789頁、Delihasら,1997年,Nature,第15巻,751〜753頁、Steinら,1997年,Antisense N.A.Drug.Dev.,第7巻,151頁、Crooke,2000年,Methods Enzymol,第313巻,3〜45頁、Crooke,1998年,Biotech.Genet.Eng.Rev.,第15巻,121〜157頁、Crooke,1997年,Ad.Pharmacol.,第40巻,1〜49頁を参照されたい。
「三重鎖核酸」又は「三重鎖オリゴヌクレオチド」とは、配列特異的な形で二重鎖DNAに結合して、三重鎖らせんを形成することのできるポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドである。こうした三重らせん構造の形成は、標的遺伝子の転写を調節することが示されている(Duval−Valentinら,1992年,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,第89巻,504頁)。
[アプタマー]
アプタマーとは、特異的な分子標的に固く結合する核酸(DNA及びRNA)高分子である。これらは、例えば、SELEX(指数的濃縮によるリガンドの系統的進化)法による、小分子、タンパク質、核酸など各種の分子標的への結合を、反復ラウンドのin vitro選択を介して迅速に産生されうる(Ellington及びSzostak,Nature,第346巻,第6287号,818〜822頁,1990年;Tuerk及びGold,Science,第249巻,第4968号,505〜510頁,1990年;米国特許第6,867,289号明細書;米国特許第5,567,588号明細書;米国特許第6,699,843号明細書を参照されたい)。
著明な特異性を示すことに加え、アプタマーは、一般に、極めて高い親和性でその標的に結合し;抗タンパク質アプタマーの大半は、ピコモル(pM)から低ナノモル(nM)の範囲における平衡解離定数(Kds)を有する。アプタマーは、化学合成により容易に産生され、所望の保存特性を有し、治療適用においてほとんど又はまったく免疫原性を誘発しない。
非改変アプタマーは、主に、ヌクレアーゼ分解及び腎クリアランスにより、数分間から数時間の半減期で血流から迅速に除去されるが、これは、アプタマー本来の低分子量の結果である。しかし、当技術分野において知られる通り、ピリミジンの2’−フッ素置換、ポリエチレングリコール(PEG)連結などの改変を用いて、必要に応じて分子の半減期を数日間又は数週間に調整することができる。
ペプチドアプタマーとは、細胞内部の他のタンパク質相互作用に干渉することを目的とするタンパク質である。これらは、両端においてタンパク質骨格に付着する可変ペプチドループからなる。この二重構造的な制約は、ペプチドアプタマーの結合親和性を、抗体と同等のレベル(ナノモル範囲)にまで大きく上昇させる。可変ループ長は、通例では、10〜20アミノ酸からなり、骨格は、良好な溶解度特性及び緻密度特性を有する任意のタンパク質であり得る。アプタマーは、任意のデオキシリボヌクレオチド若しくはリボヌクレオチド、又はリンに結合した非架橋リガンドの1つとしての酸素の代わりに硫黄を有するデオキシチオホスホスフェート(又はホスホロチオエート)など、これらの塩基の改変を含み得る。モノチオホスフェートαSは、1つの硫黄原子を有し、したがって、リン中心の周囲においてキラルである。ジチオホスフェートは、両方の酸素が置換され、したがって、非キラルである。ホスホロチオエートヌクレオチドは、市販されるか、又は当技術分野で知られる複数の異なる方法により合成することができる。
[治療]
「治療」又は「療法」とは、ヒト又は非ヒト動物に利益を与えることのできる任意のレジメンを含む。治療は、既存の状態に関することもあり、又は、予防的(予防的処置)でもあり得る。治療は、治癒効果、緩和効果、又は予防効果を含み得る。
「癌の治療」とは、癌性増殖及び/又は血管新生により引き起こされる状態の治療を含み、新生物性増殖又は腫瘍の治療を含む。本発明を利用して治療することのできる腫瘍の例は、例えば、骨肉腫及び軟部組織肉腫を含む肉腫、癌腫、例えば、乳癌、肺癌、膀胱癌、甲状腺癌、前立腺癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌、胃癌、肝癌、子宮癌、前立腺癌、子宮頸癌及び卵巣癌、非小細胞性肺癌、肝細胞癌、ホジキンリンパ腫及び非ホジキンリンパ腫を含むリンパ腫、神経芽細胞腫、黒色腫、骨髄腫、ウィルムス腫瘍、並びに、急性リンパ芽球性白血病及び急性骨髄芽球性白血病を含む白血病、星状細胞腫、神経膠腫、及び網膜芽細胞腫を含む。
本発明は、既存の癌の治療、及び、初回治療又は手術後における癌再発の予防において特に有用であり得る。
[医薬組成物]
本発明による医薬組成物、及び、本発明に従い用いる医薬組成物は、活性成分、例えば、(i)化学療法剤及び/若しくはEGF阻害剤、又は(ii)第1のEGFの阻害剤及び第2のEGFの阻害剤に加え、医薬として許容される賦形剤、担体、緩衝液安定剤、又は当業者によく知られる他の物質(例えば、Remington:the Science and Practice of Pharmacy,第21版,Gennaro ARら編,Lippincott Williams&Wilkins社,2005年を参照されたい)を含み得る。こうした物質は、酢酸、トリス、リン酸、クエン酸、及び他の有機酸などの緩衝液;抗酸化剤;防腐剤;血清アルブミン、ゼラチン、又は免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン酸、ヒスチジン、アルギニン、又はリシンなどのアミノ酸;炭水化物;キレート化剤;等張化剤;及び界面活性剤を含み得る。
医薬組成物は、必要に応じて、治療される特定の徴候のために選択される、好ましくは本発明の組成物の活性に有害な影響を与えない相補的な活性を有する、1つ又は複数の活性化合物もさらに含有し得る。例えば、癌の治療において、1つ若しくは複数のEGF阻害剤、及び/又は化学療法剤に加えて、製剤又はキットは、追加の成分、例えば、第2の若しくはさらなるEGF阻害剤、第2の若しくはさらなる化学療法剤、又は前記阻害剤が結合するEGF以外の標的に対する抗体、例えば、特定の癌の増殖に影響する増殖因子に対する抗体を含み得る。
活性成分(例えば、EGF阻害剤、例えば、HB−EGF阻害剤、AREG阻害剤、及び/又は化学療法剤)は、マイクロスフェア、マイクロカプセル、リポソーム、他の微粒子送達システムを介して投与し得る。例えば、活性成分は、例えば、コアセルベーション法又は界面重合法により調製し得るマイクロカプセル、例えば、それぞれ、ヒドロキシメチルセルロース若しくはゼラチンマイクロカプセル、及びポリ(メチルメタシレート)マイクロカプセル内に、コロイド状薬剤送達システム(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子、及びナノカプセル)中に、又はマクロエマルジョン中に封入し得る。さらなる詳細については、Remington:the Science and Practice of Pharmacy,第21版,Gennaro ARら編,Lippincott Williams&Wilkins社,2005年を参照されたい。
活性作用薬の送達には、徐放製剤を用いてよい。徐放製剤の適切な例は、成型品の形態、例えば、フィルム、坐薬、又はマイクロカプセルである、抗体を含有する固体の疎水性ポリマーによる半透性マトリックスを含む。徐放マトリックスの例は、ポリエステル、ハイドロゲル(例えば、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)、又はポリ(ビニルアルコール))、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号明細書)、L−グルタミン酸とエチル−L−グルタメートとのコポリマー、非分解性エチレン−ビニルアセテート、分解性乳酸−グリコール酸コポリマー、及びポリ−D−(−)−3−ヒドロキシブチル酸を含む。
上述の通り、治療法には、核酸もまた用いてよい。本発明で用いる核酸は、当技術分野で知られる任意の適切な技法を用いて、対象の細胞に送達し得る。核酸(場合によって、ベクター内に含有される)は、in vivo又はex vivoの技法を用いて、患者の細胞に送達し得る。In vivo技法の場合、ウイルスベクター(アデノウイルス、単純ヘルペスIウイルス、又はアデノ関連ウイルスなど)及び脂質ベースのシステム(遺伝子の脂質を介する導入に有用な脂質は、例えば、DOTMA、DOPE、及びDC−Chol)によるトランスフェクションを用い得る(例えば、Andersonら,Science,第256巻,808〜813頁,1992年を参照されたい。また、国際公開第93/25673号パンフレットも参照されたい)。
ex vivo技法の場合、核酸は、直接に、又は例えば患者に植え込まれる多孔質膜内に封入されて(例えば、米国特許第4,892,538号及び第5,283,187号を参照)患者に投与される改変細胞により、患者の単離された細胞内に導入される。生細胞内に核酸を導入するのに用いられる技法は、レトロウイルスベクター、リポソーム、電気穿孔法、マイクロインジェクション法、細胞融合法、DEAE−デキストラン、リン酸カルシウム沈降法などを含み得る。
EGF阻害剤及び/又は化学療法剤は、腫瘍部位又は他の所望の部位に局所的な形で投与してもよく、又は、それが腫瘍又は他の細胞を標的とする形で送達してもよい。抗体又は細胞特異的リガンドなどの標的化システムの使用による標的化療法を用いて、活性作用薬をより特異的に特定の種類の細胞に送達することができる。標的化は、様々な理由、例えば、作用薬が許容できないほどに毒性である場合、又は別の方法では極めて高用量を要する場合、又は別の方法では標的細胞に侵入できない場合のために望ましいことがある。
[投与]
EGF阻害剤及び化学療法剤を治療に用いる本発明の実施形態において、EGF阻害剤は、化学療法剤と同時に、個別に、又は逐次投与してよい。同様に、第1のEGF阻害剤及び第2のEGF阻害剤を共に治療に用いる本発明の実施形態において、第1のEGF阻害剤は、第2のEGF阻害剤と同時に、個別に、又は逐次投与してよい。個別に又は逐次投与する場合、これらは、例えば、互いに1、2、3、6、12、24、48、又は72時間以内の任意の適切な時間以内に投与し得る。好ましい実施形態において、これらは、互いに6時間以内、好ましくは、2時間以内、より好ましくは、1時間以内、最も好ましくは、20分以内に投与される。
[キット]
本発明は、癌の治療用又は腫瘍細胞の殺滅用の各種のキットまでさらに拡張する。キットは、場合によって、各成分、例えば、EGF阻害剤及び化学療法剤、又は第1のEGF阻害剤及び第2のEGF阻害剤の個別、逐次、又は同時の投与のための指示書を含むことがある。
[用量]
本発明のEGF阻害剤及び/又は化学療法剤、及び、本発明に用いるEGF阻害剤及び/又は化学療法剤は、「治療的な有効量」で個体に投与することに適し、これは、個体に対する利益を示すのに十分である。実際の投与レジメンは、治療される状態、その重症度、治療される患者、用いられる作用薬を含む多数の因子に依存し、医師の裁量下にある。
EGF阻害剤及び化学療法剤が用いられる、本方法、組成物、又はキットの一実施形態において、EGF阻害剤及び化学療法剤は、効果を高める比率をもたらす用量において投与される。同様に、第1のEGF阻害剤及び第2のEGF阻害剤が用いられる、本方法、組成物、又はキットの一実施形態において、EGF阻害剤及び化学療法剤は、効果を高める比率をもたらす用量において投与される。
本発明の文脈における「効果を高める比率」という用語は、2つの成分、例えば、EGF阻害剤、化学療法剤などが、そのいずれかの成分単独の場合、又は個々の成分の活性に基づく組合せについて予測される付加的活性の場合よりも、組合せの細胞毒性活性が大きくなるような比率で存在することを示す。
したがって、効果を高める比率において、個々の成分は相乗的に作用する。
相乗効果は、多数の方法を用いて定義することができる。
一方法において、相乗効果は、Chou及びTalalayの方法による組合せ指数(CI)を計算することにより決定し得る。1、<1、及び>1のCI値は、それぞれ、相加効果、相乗効果、及びアンタゴニスト効果を示す。
本発明の一実施形態において、EGF阻害剤及び化学療法剤は、0.85未満など、1未満のCIをもたらすのに十分な濃度で存在する。同様に、本発明の別の実施形態において、第1のEGF阻害剤及び第2のEGF阻害剤は、0.85未満など、1未満のCIをもたらすのに十分な濃度で存在する。
相乗効果は、Romaneli(1998年a、b)によって改変されたKernの方法を用いて1よりも大きいRIとして定義することが好ましい。RIは、推定細胞生存率(Sep、成分A単独により観察される生存率と、成分B単独により観察される生存率との積として定義される)の、A及びBの組合せについて観察される細胞生存率(Sobs)に対する比率(RI=Se/Sobs)として計算できる。したがって、相乗効果は、1より大きいRIとして定義できる。
本発明の一実施形態において、EGF阻害剤及び化学療法剤(又は第1のEGF阻害剤及び第2のEGF阻害剤)は、2.0よりも大きい、例えば2.25よりも大きいなど、1.5よりも大きいRIをもたらすのに十分な濃度で提供される。
したがって、一実施形態において、組み合わせた薬剤は、腫瘍細胞を治療するのに用いられると、相乗効果をもたらす。
最適用量は、例えば、年齢、性、体重、治療される状態の重症度、投与される活性成分、及び投与経路を含む多数のパラメータに基づき、医師により決定され得る。
本発明は、ここで、以下の付随的な図面への参照を伴う、以下の非限定的な実施例において、さらに説明される。
図1Aは、48時間のCPT11処置又は5−Fu処置のいずれかを伴う/伴わないRKO+/+における、AREG及びベータアクチンのRNA発現の解析を示す。35サイクルのPCR後にRNAレベルを解析し、処置及び非処置試料との間の相対的な発現差を決定した。図1Bは、48時間のCPT11処置を伴う/伴わないHCT116+/+における、AREG及びベータアクチンのRNA発現の解析を示す。35サイクルのPCR後にRNAレベルを解析し、処置及び非処置試料との間の相対的な発現差を決定した。 図2は、48時間のCPT11又は5−Fu処置を伴う/伴わないHCT116+/+及びRKO+/+における、AREG及びガンマチューブリンのタンパク質発現のウェスタンブロット解析を示す。 図3は、CPT−11処置を伴う又は伴わないHCT116+/+における、AREG及びアクチンタンパク質の共焦点顕微鏡画像を示す。 図4は、48時間のCPT11処置後のH630 p53変異結腸直腸癌細胞溶解物における、AREGタンパク質発現の解析を示す。ウェスタンブロットは、抗アンフィレグリン抗体を用いてプローブした。化学療法後に、AREG発現の増強が観察された(A及びBは、2つの個別の実験を示す)。 図5は、48時間のCPT11処置又は5−Fu処置のいずれかを伴う/伴わないH460肺癌細胞における、AREG及びベータアクチンのRNA発現の解析を示す。35サイクルのPCR後にRNAレベルを解析し、処置及び非処置試料との間の相対的な発現差を決定した。 図6は、A)HT29、B)HCT116、及びC)MDA−MB231細胞における化学療法チャレンジ後におけるAREGの上方調節を示す。48時間にわたり、化学療法を伴い/伴わずに細胞を処置した。RT−PCR法は、ヒトAREG遺伝子又はGAPDHに特異的なプライマー対を用いて、1μgの全RNAについて実施した。PCR産物は、1.5%アガロースゲル電気泳動において分離し、臭化エチジウム染色により可視化した。 図7aは、HCT116における、siRNAによるAREG特異的サイレンシングを示す。AREG特異的siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)をHCT116細胞にトランスフェクトした。AREG及びベータアクチンの遺伝子発現は、トランスフェクションの72時間後にRNAのRT−PCRにより測定した。図7bは、HCT116における、siRNAによるHB−EGF特異的サイレンシングを示す。HB−EGF特異的siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)をHCT116細胞にトランスフェクトした。HB−EGF及びベータアクチンの遺伝子発現は、トランスフェクションの72時間後にRNAのRT−PCRにより測定した。 図8は、siRNAによるAREG/HB−EGFサイレンシング及び/又は化学療法による処置後における、HCT116細胞の増殖を示す。AREG siRNA(10nM)、HB−EGF siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)を細胞にトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞を、薬剤なし、又は3.5μM CPT−11により処置した。トランスフェクション/化学療法の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図9は、HT29結腸直腸癌細胞における、siRNAによるAREG特異的サイレンシングを示す。AREG特異的siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)を細胞にトランスフェクトした。AREG及びGAPDHの遺伝子発現は、トランスフェクションの72時間後にRNAのRT−PCRにより測定した。 図10は、siRNAによるAREGサイレンシング及び/又は化学療法による処置後における、HT29細胞の増殖を示す。AREG siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)を細胞にトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞を、薬剤なし、又は3.5μM CPT−11により処置した。トランスフェクション/化学療法の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図11は、MDA−MB231細胞における、siRNAによるAREG特異的サイレンシングを示す。AREG特異的siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)を細胞にトランスフェクトした。AREG及びGAPDHの遺伝子発現は、トランスフェクションの72時間後にRNAのRT−PCRにより測定した。 図12は、siRNAによるAREGサイレンシング及び/又は化学療法による処置後における、MDA−MB231細胞の増殖を示す。AREG siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)、及び様々な用量の5−FUを細胞にトランスフェクトした。トランスフェクション/化学療法の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図13は、siRNAによるAREG/HB−EGFサイレンシング後における、MDA−MB231細胞の増殖を示す。AREG siRNA(10nM)、HB−EGF siRNA(10nM)、又は対照siRNA(10nM)を細胞にトランスフェクトした。トランスフェクション/化学療法の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図14は、cDNAライブラリーからのアンフィレグリンフラグメントの増幅を示す。アンフィレグリンは、腎臓cDNAから増幅し、PCR反応は、臭化エチジウムにより染色した1.5%アガロースゲル上で解析した。 図15は、AREGフラグメントのコロニーPCR法を示す。PCR増幅は、コロニーにより実施し、アンフィレグリンフラグメントの発現ベクター内へのクローニングが成功したコロニーを同定した。PCR反応は、臭化エチジウムにより染色した1.5%アガロースゲル上で解析した。任意の陽性コロニーを、配列及び発現解析用に選択した。 図16パネルA)は、500mlの培養液量からのAREG組換えタンパク質精製の溶出プロファイルを示す。培養液に由来するペレットは、8M尿素中に再懸濁させ、次いで、6×ヒスチジンタグの性質により精製した。溶出試料を回収し、SDS−PAGE法により解析した(パネルB)。ゲルは、クーマシーブルーにより染色した。 図17は、産生されたAREGモノクローナル抗体のELISA法の結果を示す。組換えAREGタンパク質、及び、類似の方法により産生された陰性対照に対するELISA法により、モノクローナル抗体を調べた。 図18は、モノクローナル試験ブリードのウェスタンブロット解析を示す。モノクローナル試験ブリードは、組換えアンフィレグリンタンパク質及び陰性対照タンパク質に対するウェスタンブロット法により調べた。等量のタンパク質を、SDS−PAGEゲルに添加した。 図19は、組換えタンパク質に対するAREGモノクローナル抗体のウェスタンブロット解析を示す。組換えAREGタンパク質及び陰性対照タンパク質を、SDS−PAGEゲル上で泳動した。ニトロセルロース膜にゲルを転写し、AREGモノクローナル抗体によりプローブした。 図20は、結腸直腸細胞株であるHCT116及びHT29に由来する全細胞溶解物に対する、AREGモノクローナル抗体のウェスタンブロット解析を示す。HCT116及びHT29細胞株に由来する全細胞溶解物を調製し、SDS−PAGE上で泳動した。ブロットは、AREGモノクローナル抗体であるa)6E11 1E9 2D8、及びb) 6E11 1E9 1C6によりプローブした(注:6E11 1E9 2D8は、6E11 1E9 1C6と同じ抗体であることが後に示されている)。 図21は、6E11 1E9 1C6モノクローナル抗体により染色された、HCT116+/+におけるAREG及びアクチンタンパク質の共焦点顕微鏡画像を示す。 図22は、6E11 1E9 2D8モノクローナル抗体により染色された、HCT116+/+におけるAREG及びアクチンタンパク質の共焦点顕微鏡画像を示す。 図23は、48時間にわたり2.5μMイリノテカンを伴うか又は伴わずに処置した、HCT116結腸直腸癌細胞株におけるFACS解析を示す。 図24は、48時間にわたり2.5μMイリノテカンを伴うか又は伴わずに処置した、HCT116細胞におけるFACS解析を示す。処置後、AREGモノクローナル抗体により細胞を染色し、FACSにより解析した。 図25は、48時間にわたり2.5μMイリノテカンを伴うか又は伴わずに処置した、H460肺癌細胞株におけるFACS解析を示す。処置後、AREGモノクローナル抗体により細胞を染色し、FACSにより解析した。 図26は、AREG抗体による処置後における、MDA MB231細胞の増殖を示す。処置の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図27は、AREG抗体による処置後における、MDA MB231細胞の増殖を示す。処置の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図28は、AREG抗体による処置後における、HCT116細胞の増殖を示す。処置の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図29は、AREG抗体による処置後におけるMDA MB231細胞の増殖を示す。処置の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図30は、AREG抗体による処置後におけるHCT116細胞の増殖を示す。処置の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図31は、AREG抗体による処置後におけるHCT116細胞の増殖を示す。処置の48時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。 図32は、異なる濃度のAREG抗体(6E11 1E9 1C6)、又はアイソタイプの対照抗体による処置後における、H460肺癌細胞の増殖を示す。細胞は、25nM、50nM、又は10OnMのいずれかの抗体による処置の24時間前に播種した。細胞生存率は、処置の48時間後に、MTTアッセイにより調べた。 図33は、siRNAによるHB−EGFサイレンシング及び/又は抗AREG抗体(6E11 1E9 2D8&6E11 1E9 1C6)による処置後におけるHCT116細胞の増殖を示す。HB−EGF siRNA(50nM)、又は対照siRNA(50nM)を細胞にトランスフェクトした。トランスフェクションの72時間後に、MTTアッセイにより細胞増殖を解析した。
[材料と方法]
[細胞株と培養条件]
HCT116(p53野生型)ヒト結腸直腸腺癌細胞株を、マッコイ(Invitrogen社製、UK)中で保持した。RKO(p53野生型)結腸直腸癌細胞株、MDA−MB231ヒト乳癌細胞株、及びHT29ヒト結腸直腸癌細胞株を、各々、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Invitrogen社製、UK)中で保持した。
結腸直腸細胞株は、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Invitrogen社製、UK)中で保持した。HH630(p53変異)結腸直腸癌細胞株は、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Invitrogen社製、UK)中で保持した。H460(p53変異)肺癌細胞株は、RPMI培地(Sigma Aldrich社製、UK)中で保持した。すべての培地に、10% FCS(標準(Invitrogen社製、UK)又は透析済み(Autogene Bioclear社製、UK))、1%ペン/ストレップ(pen/strep)、1% L−グルタミン(すべて、Invitrogen社製、UK)を補充した。
[異種移植モデル]
6〜8週齢のSCID雌マウスの各側腹部に、2×10個のHCT116+/+ヒト結腸直腸腺癌細胞を植え込んだ。対数増殖期にあるHCT116細胞を回収し、PBS中で洗浄し、HBSS中に再懸濁させた。これらに等量のマトリゲルを混合して、5×10個/mlの最終濃度とした。植え込みの5日後にマウスを無作為に治療群に分割し、異なる化学療法の用量で治療した。5−Fu(70mgs/kg)、CPT11(70mgs/kg)、又は対照の生理食塩液、そして、異なる時点(注入の24及び48時間後)でマウスを安楽死させた。すべての薬剤は、ボーラス注射により投与した。動物は、各時点で安楽死させ、解析用に腫瘍を除去した。
[マイクロアレイ解析]
約10μgのトータルRNAを腫瘍細胞から単離し、プローブ調製用の出発物質として用いた。Affymetrix社製U133 plus 2.0 GeneChip(登録商標)を用いて、マイクロアレイ解析を実施した。プローブは、製造元の推奨に従って調製した。
RNAの抽出後、試料をcDNAに逆転写し、次いで、標識化の前に、これをカラム上で精製した。次いで、3’端から高収量のビオチン化標的を産出する、Oligo(dT)プライマーによるin vitro転写を用いて、プローブを増幅及び標識化した。cRNAをフラグメント化して、最適のアッセイ感受性を得、次いで、品質管理にかけて、フラグメントが、35〜200ヌクレオチドの範囲のサイズであることを確認した。分光光度計によりcRNAを定量し、バイオアナライザーでフラグメント化したcRNAの品質を点検した。次のステージでは、フラグメント化したcRNAを、45℃で16時間にわたり、アレイにハイブリダイズさせた。この後、アレイを洗浄し、fluidics stationを用いてストレプトアビジン−フィコエリスリン(SAPE)染色し、GeneChip(登録商標)スキャナー3000を用いてスキャンした。次いで、染色された画像を解析した。
まず、Affymetrix(登録商標)GCOS(Genechip(登録商標)オペレーティングシステム)ソフトウェアを用いてデータのスケールを定め、測定基準の品質を評価した。次いでデータを対照試料に対して標準化した。標準化の後、ノイズレベルがシグナルを曖昧化し、倍数変化が2倍を超えたすべての遺伝子を除去してデータをフィルターした。最後に、t検定のp値を用いて遺伝子をフィルターし、統計学的に頑健なデータリストを導出する信頼性フィルターを用いた。
処置の種類及び時点ごとにトリプリケートで実施し、各条件に由来する全データセットに統計学的解析及びフィルターを適用した。
[化学療法による治療]
[a−細胞培養]
対数増殖期にある細胞を、〜20%のコンフルエンスでT75フラスコ内に播種し、一晩インキュベートして、プレートに付着させた。濃度7.5μMのCPT−11(イリノテカン)及び5−Fu(フルオロウラシル)により、48時間にわたりウェルを処置した。対照フラスコでは、化学療法を生理食塩液で置換した。化学療法への異なる時間の曝露後、細胞を回収し、PBSで3回洗浄し、製造元の指示書に従い、RNA TAT−60試薬を用いてトータルRNAを単離した。
逆転写は、製造元の指示書に従い、High Capacity cDNA Archiveキット(Applied Biosystem社製)を用いて、2.5μgのRNAにより実施した。
[b−臓器]
In vivo毒性試験用に、マウスの各側腹部に、2×10個のHCT116+/+ヒト結腸直腸腺癌細胞を接種した。植え込みの5日後にマウスを無作為に治療群に分割し、5Fu(毎日15mg/kg、又は毎週2回70mg/kg)により治療した、又は治療せずに置いた。すべての薬剤は、ボーラス注射により投与した。動物は、各時点で安楽死させ、臓器及び腫瘍を解析用に除去した。
[半定量的RT−PCR法]
PTC 225 Gradient Cycler(MJ Research社製)を用いて半定量的RT−PCR法を実施した。最終容量25μLのPCR混合液は、12.5μLの2倍濃度Biomix(Bioline社製、UK)、2μLのプライマー(10μmol/L)、1μLのcDNA、及び9.5μLのdHOを含有する。PCR法の条件は、95℃で10分間の最初の変性ステップの後、95℃で30秒間の変性、55℃で30秒間のアニーリングステップ、及び72℃で90秒間の伸長からなる35サイクルが続き、最後に72℃で10分間にわたり伸長を行った。5μlの増幅反応産物を、1.5%アガロースゲル(0.001%臭化エチジウム)に添加し、これを、UVボックスでの解析前に、90Vで30〜40分間泳動した。cDNAごとにベータアクチン対照のPCR増幅を実施して、PCR混合液に投入されたcDNAレベルを点検した。
実施例2では、RNA STAT−60の製造元によるプロトコール(Biogenesis社、poole、UK)に従い、細胞からトータルRNAを単離した。Promega ImProm−II(商標)逆転写システム(Promega社製、サウスハンプトン、UK)を用いて、1μgの全細胞RNAによりRT−PCR法を実施した。ヒトAREG(順方向:5’−TTTTTTGGATCCCTCGGCTCAGGCCATTATGCTGCI−3’(配列番号19)、逆方向:5’−TTTTTTAAGCTTTACCTGTTCAACTCTGACTG−3’(配列番号20))、ヒトHB−EGF(順方向:5’−TTTCTGGCTGCAGTTCTCTCGGCACT−3’(配列番号21)、逆方向:5’−CCTCTCCTATGGTACCTAAACATGAGAAGCCCC−3’(配列番号22))、対照としてのヒトGAPDH(順方向:5’−ACCACAGTCCATGCCATCAC−3’(配列番号23)、逆方向:5’−TCCACCACCCTGTTGCTGTA−3’(配列番号24))、及び、対照としてのヒトベータアクチン(順方向:5’−ATCTGGCACCACACCTTTACAATGAGCTGCG−3’(配列番号25)、逆方向:5’−CGTCATACTCCTGCTTGCTGATCCACATCTGC−3’(配列番号26))に特異的なプライマー対を用いて、PCR法を実施した。
PCR産物は、1.5%アガロースゲル上で分離し、臭化エチジウム染色により可視化した。
[ウェスタンブロット法]
[a−細胞溶解]
HCT116、RKO、HT29、及びH630は、ヒト結腸直腸癌細胞株である。化学療法への異なる時間の曝露の後、細胞を回収し、1倍濃度PBSで洗浄した。次いで、プロテアーゼ阻害剤を補充した適量の1倍濃度RIPA溶解緩衝液(150mM NaCl、pH7.2の10mMトリス、0.1%SDS、1.0%triton X−100、及び5mM EDTA)中で細胞ペレットを溶解した。細胞溶解物を短時間ボルテックスし、氷上で10分間インキュベートし、次いで、12、000rpmで遠心分離して細胞破砕物を除去した。遠心分離後、溶解物上清を新しいエッペンドルフチューブに移した。
[b−全細胞溶解物(WCL)の定量]
製造元の指示書に従い、BCA Protein Assay(Pierce社製)を用いて、タンパク質濃度を調べた。マイクロプレートリーダーを用いて、620nmにおける各試料の吸光度を調べた。実験ごとに基準BSA曲線をプロットし、各試料のタンパク質濃度を計算した。
[c−全細胞溶解物(WCL)タンパク質試料の調製]
各試料に、等量の5倍濃度のウェスタン用試料緩衝液、及び、最終容量の10%のβ−メルカプトエタノール(Sigma社製)を添加した。試料は95℃で5分間にわたり変性させ、SDSポリアクリルアミドゲル(SDS PAGE)上に添加する前に、氷上に置いた。ゲルの1つのウェル内に、10μlの染色済タンパク質用分子量マーカーを添加した。
[d−タンパク質のポリフッ化ビニリデン(PVDF)膜への電気転写]
電気泳動後に、1倍濃度ウェスタン用転写緩衝液中にゲルを浸漬した。30秒間にわたり、PVDF(Millipore社製)片を100%メタノール中に浸漬し、次いで、脱イオン化HOで洗浄し、1倍濃度転写緩衝液中で平衡化した。
次いで、以下の通りに、上記のものをTrans−blot SD semi−dry transfer cell(Bio−Rad社製)へアセンブルした。転写緩衝液中に1片のブロット用紙、PVDF膜に続き、ゲルを浸漬し、次いで、1片のブロット用紙を転写緩衝液中に浸漬した。次いで、20Vで90分間にわたり、タンパク質を膜上に電気泳動した。
[e−免疫ブロット法(ウェスタンブロット法)]
転写後、1倍濃度PBS/5%ミルク中で1時間にわたりブロックする前に、1倍濃度PBS/0.1%Tweenで10分間にわたり3回、PDVF膜を洗浄した。ブロックした膜は、1倍濃度PBS/0.1%Tween/5%ミルクで適度に希釈した、適切な一次抗体と共に1時間にわたりインキュベートした。インキュベーション後、1倍濃度PBS/0.1%Tweenで膜を3回洗浄した後、1倍濃度PBS/5%ミルク中で1:5000に希釈した適切な二次抗体(Bio−Rad社製)により、1時間にわたり、プローブした。その後、各回10分間ずつ3回にわたり、膜を1倍濃度PBS/0.1%Tweenで洗浄した後、製造元が説明する通りに、Super Signal検出法(Pierce社製)を用いて可視化した。オートラジオグラフへの曝露、その後の現像して、タンパク質バンドを検出した。同じ免疫ブロットから第2のタンパク質の検出を要する場合は、膜をウェスタン用のストリッピング緩衝液中に浸漬し、50℃のロッキングインキュベーター内で、30分間にわたりインキュベートした。膜のストリッピング後に、1倍濃度PBS/0.1%Tweenで10分間ずつ5回にわたり洗浄した。前回と同様、適切な抗体により、膜をリプローブした。
[RNA干渉]
AREG、HB−EGF、及び対照siRNA、並びにDharmafect 4トランスフェクション試薬は、Dharmacon社(ラファイエット、コロラド州、米国)から入手した。
HB−EGFの場合、用いたsiRNAは、以下の配列:
1 センス配列
GAAAAUCGCUUAUAUACCUUU(配列番号1)
1 アンチセンス配列
AGGUAUAUAAGCGAUUUUCUU(配列番号2)
2 センス配列
UGAAGUUGGGCAUGACUAAUU(配列番号3)
2 アンチセンス配列
UUAGUCAUGCCCAACUUCAUU(配列番号4)
3 センス配列
GGACCCAUGUCUUCGGAAAUU(配列番号5)
3 アンチセンス配列
UUUCCGAAGACAUGGGUCCUU(配列番号6)
4 センス配列
GGAGAAUGCAAAUAUGUAUU(配列番号7)
4 アンチセンス配列
UCACAUAUUUGCAUUCUCCUU(配列番号8)
を有した。
AREGの場合、用いたsiRNAは、以下の配列:
1 センス配列
UGAUAACGAACCACAAAUAUU(配列番号9)
1 アンチセンス配列
UAUUUGUGGUUCGUUAUCAUU(配列番号10)
2 センス配列
UGAGUGAAAUGCCUUCUAGUU(配列番号11)
2 アンチセンス配列
CUAGAAGGCAUUUCACUCAUU(配列番号12)
3 センス配列
GUUAUUACAGUCCAGCUUAUU(配列番号13)
3 アンチセンス配列
UAAGCUGGACUGUAAUAACUU(配列番号14)
4 センス配列
GAAAGAAACUUCGACAAGAUU(配列番号15)
4 アンチセンス配列
UCUUGUCGAAGUUUCUUUCUU(配列番号16)
を有した。
細胞は、96ウェルプレートにウェル当たり5000個、又は6ウェルプレートにウェル当たり5×10個で播種した。細胞は、トランスフェクション前に24時間にわたって培養した。siRNAは、無血清DMEM培地中で100nMに調製し、室温で5分間放置した。Dharmafectトランスフェクション試薬もまた、無血清DMEM培地中で調製し、室温で5分間にわたりインキュベートした。トランスフェクション試薬をsiRNAに添加し、室温で20分間にわたりインキュベートした。培地をプレートのウェルから除去し、抗生物質非含有DMEMをウェルに添加した。20分後、ウェルへの滴下によりsiRNAを添加した。37℃で48時間にわたりプレートをインキュベートした。
[MTTアッセイ]
3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT、Sigma社製)アッセイ(Mosmann,T,1983年,J.Immunol.Methods,第65巻,55〜63頁)により、細胞生存率を評価した。化学療法/siRNA間相互作用を評価するため、96ウェルプレートにウェル当たり5000個の細胞を播種した。24時間後、細胞にsiRNAをトランスフェクトし、異なる濃度の各種化学療法剤により処置した。48時間後、各ウェルにMTT(1.0mg/ml)を添加し、細胞を37℃で2時間にわたりインキュベートした。培地を除去し、200μl DMSO中にホルマザン結晶を再吸収させた。マイクロプレートリーダー(Tecan Sunrise、Biorad社製、UK)を用いて、570nmにおける各ウェルの吸光度を測定することにより、細胞生存率を決定した。
[アンフィレグリン(AREG)のクローニング]
遺伝子特異的プライマーを用いて、cDNAライブラリーから、PCR法により、アンフィレグリンタンパク質をコードするDNA配列を増幅した。AREG遺伝子は、細菌発現ベクターpET100内にクローンされ、これが、組換えタンパク質のN末端へのヘキサヒスチジンタグの組み込みを可能とした。次いで、この構築物を用いて、コンピテントのTOP10F’大腸菌細胞(Invitrogen社製)を形質転換した。多重クローニング部位に隣接するベクター特異的プライマーを用いるコロニーPCR法により、陽性形質転換細胞を選択した。
[組換えAREGタンパク質の発現]
50μMアンピシリンを補充した5mlのルリア−ベルターニ(LB)培地中において、37℃で一晩、陽性クローンを増殖させた。この培養液の300μlのアリコートを、二次培養液の接種用に保管し、Qiagen社製のミニプレップキットを用いて試料の残余をミニプレップし、DNAシーケンシングにより配列を確認した。
3つの2次培養液を接種して、タンパク質発現の可視化を可能とした。培養液が、それぞれ、0.2、0.5、及び1.0のOD(A550)を有する場合は、IPTG(最終濃度1mM)により培養液を発現誘導し、次いで、37℃で4時間にわたり放置した。次いで、4000rpmで15分間にわたる遠心分離により細胞を回収し、1μlのリソナーゼを補充した1mlのPBS/0.1%イゲパル(Igepal)中にペレットを再懸濁させた。次いで、SDS−PAGE法及びウェスタンブロット法により試料を解析し、タンパク質の発現を確認した。SDS−PAGEゲルは、クーマシーブルー中で一晩にわたり染色し、翌日脱染色した。
次いで、二次培養液を接種液として用い、培養液が最適光学濃度に達したらIPTGで発現誘導して、アンピシリンを補充した500mlのLB培地中で、組換えAREGタンパク質を発現させた。培養液は、5000rpmで15分間にわたり遠心分離し、タンパク質精製用にペレットを保管した。
[タンパク質精製]
発現誘導された組換えタンパク質は、50mlの8M尿素緩衝液(480g尿素、29g NaCl、3.12g NaH2PO4(二水和物)、0.34gイミダゾール)中で一晩にわたり溶解させた。6000rpmで1時間にわたり溶液を遠心分離した後、精製前に、0.8μmジャイロディスクフィルターを用いて上清を濾過した。
タンパク質は、そのN末端ヘキサヒスチジンタグにより精製し、固定化金属アフィニティクロマトグラフィーによるカラム上でのリフォールディングを用いてリフォールディングさせた。Aktaprimeに取り付ける前に、100mM硫酸ニッケルを用いてキレート化ハイトラップカラム(Amersham Biosciences社製)にチャージした。8M尿素緩衝液を5mMイミダゾール洗浄緩衝液(29g NaCl、3.12g NaH2PO4(二水和物)、0.34gイミダゾール、pH 8.0)と交換することによりリフォールディングが生じ、500mMイミダゾール溶出緩衝液(29g NaCl、3.12g NaHPO(二水和物)、34gイミダゾール)を用いてタンパク質の溶出が生じる。精製組換えタンパク質の溶出プロファイルは記録され、図16で見ることができる。
溶出画分をSDS−PAGE解析にかけ、溶出画分中における組換えタンパク質の存在を確認した。クーマシーブルーにより一晩にわたりゲルを染色し、その後、脱染色して、AREGタンパク質を含有する画分を決定した。
[抗体の産生]
リフォールディングしたタンパク質を免疫原として用いて、モノクローナル抗体を産生した。150μgの精製組換えタンパク質により、3週間間隔で、5匹のBALB/Cマウスを免疫化し、3回目と5回目のブースト後に、抗体力価を解析した。各動物から試験血液を採取し、100ngの抗原に対するウェスタンブロット法により、1:1000の希釈率で調べた。ブロットは、3,3’−ジアミノベンジジン(DAB)を用いて発色させた。
5回目のブースト後に、マウスから脾臓を取り出し、標準的なプロトコールに従い、抗体を産生するB細胞を、SP2骨髄腫細胞と融合させた。ハイブリドーマ融合の11日後に、細胞増殖についてプレートを検査した。組換えタンパク質に対して、クローンをELISA法によりスクリーニングし、選択された陽性ハイブリドーマを、限界希釈により2回クローニングした。
[ELISA法]
ELISA法によりモノクローナル抗体をスクリーニングして、どのクローンを増殖させるかを決定する。スクリーニング抗原を含有する100μlのコーティング緩衝液(緩衝液A:0.42g重炭酸ナトリウム/100μl H0、緩衝液B:0.53g炭酸ナトリウム/100μl H0、pH9.5)を各ウェルに添加(100ng/ウェル)することにより、Maxi Sorb 96ウェルプレートを組換え抗原によりコートした。対照抗原も用いて、非特異的クローンを除去した。37℃で1時間にわたりプレートをインキュベートして、抗原をウェルに結合させ、次いで、200μl PBS/3%BSAを各ウェルに添加することにより、室温で1時間にわたりプレートをブロックした。
プレートからブロッキング溶液を除去し、100μlのハイブリドーマ上清を陽性抗原及び対照抗原ウェルに添加した。室温におけるロッカー上で1時間にわたり、スクリーニングプレートを上清と共にインキュベートした。PBS−Tで3回プレートを洗浄し、その後、100μlのヤギ抗マウスHRP抱合二次抗体(1:3000)を各ウェルに添加し、室温で1時間にわたりインキュベートした。PBS−Tで3回プレートを洗浄し、100μlの3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を各ウェルに添加し、37℃で5分間にわたりインキュベートした。陽性ウェルは、発色により示され、50μlの1M HCLの添加により反応を停止させた。450nmにおける分光光度計によりプレートを測定し、対照ウェル(−)中の陰性測定値と共に、スクリーニングウェル(+)中の陽性測定値を示す試料をさらなる作業用に選択した。元のウェルに由来する細胞を24ウェルプレートに移し、増殖させた。
[ウェスタンブロット法]
ウェスタンブロット法によりハイブリドーマ細胞株に由来する上清を解析し、モノクローナル抗体が癌細胞株の範囲において組換えAREG及び内因性の天然AREGタンパク質(癌におけるAREG発現を表す)を共に検出する能力を判定した。SDS−PAGE法により、HCT116及びHT29の全細胞溶解物(〜30μg/ml)、又は組換えAREGタンパク質のアリコートを分離し、Hybond−C Extraニトロセルロース膜(Amersham Biosciences社製)上に転写した。膜は、室温で1時間にわたりPBS/5%マーベル(marvel)中でのインキュベーションによりブロックし、その後、PBS中で短時間にわたりすすいだ。モノクローナル抗体は、PBS中で1:500又は1:250の希釈率で用い、緩やかにロッキングしながら4℃で一晩にわたり膜上でインキュベートした。次いで、PBS/1%マーベル(marvel)及び0.1%Tween−20によりブロットを3回すすぎ、次いで、振盪しながら室温で1時間にわたり1:3000の希釈率におけるヤギ抗マウスHRP抱合二次抗体でインキュベートした。次いで、PBS/1%マーベル(marvel)及び0.1%Tween−20溶液によりブロットを3回すすいだ後、PBS中で短時間にわたりすすいだ。ブロットは、室温で5分間にわたりECL plus基質(Amersham Bioscicences社製)と共にインキュベートした後、Kodak imager上で解析した。
[フローサイトメトリー解析]
2.5μMイリノテカンを伴うか又は伴わずに、48時間にわたりHCT116又はH460細胞を処置した。48時間後、PBS中で細胞を洗浄し、通常ヤギ血清中で20分間にわたりブロックした。2時間にわたり、AREG抗体又はアイソタイプ対照と共に5×10個の細胞をインキュベートし、PBS−T中で洗浄した。1時間にわたりFITC抱合ヤギ抗マウス抗体と共に細胞をインキュベートし、PBS−T中で洗浄した後で、BD FACS canto上で解析した。
[結果]
[実施例1]
処置の24及び48時間後における、2つの異なる化学療法薬に対する遺伝子応答を調べる異種移植試験をセットした。各マウスに等量のHCT116細胞を植え込み、各条件をトリプリケートで実施した。3匹ずつのマウスの4群に100ul CPT−11(70mg/kg)、5−FU(70mg/kg)、又は生理食塩液対照を投与した。次いで、24時間後(5−FU)&48時間後(CPT−11、5−FU)に、腫瘍を切除した。腫瘍の平均質量は、対照及び薬剤治療群を通じて変化しなかった。
12匹の各マウスにおける腫瘍から単離されたRNAをマイクロアレイ解析にかけ、mRNA発現レベルを測定した。非治療対照に対する薬剤治療マウスの倍数変化値を示す。48時間後、非治療対照に対する5FU治療マウスにおけるAREG mRNA発現の倍数変化値は2.1であり、非治療対照に対するCPT−11治療マウスにおけるAREG mRNA発現の倍数変化値は2.2であった。データは、厳密な統計学的フィルターを通したので、統計学的に頑健であると考えられる。アンフィレグリンRNAは、対照と比較して2倍を超えて有意に上方調節された。
他の5つのErbB同族のリガンドもまた、本マイクロアレイ解析により上方調節されたことが分かった。5−FUによる治療時には、TGF及びHB−EGFタンパク質が上方調節を示した。CPT−11及び5−FUの両方による治療の48時間後には、EREGタンパク質が上方調節を示した。BTCタンパク質は、3つの条件すべてにおいて上方調節を示した。NRG3は、CPT−11及び5−FUの両方による治療の48時間後に上方調節された。結果は、表1にまとめる。
アンタゴニストの潜在的な標的として、さらなる試験用に遺伝子を選択した。マイクロアレイ法において観察された発現データを検証するため、これら遺伝子について半定量的RT−PCR法を実施した。対象範囲の化学療法治療に対する曝露の後、結腸直腸細胞株(HCT116、RKO、HT29、&H630を含む)から抽出したRNAに対してRT−PCR法を実施した。
Q−PCR法を用いて選択した標的についての結果は、マイクロアレイ解析において観察された結果を検証した。CPT−11及び5−FUによる治療の48時間後におけるRKO細胞株、並びに、5−FUによる治療の48時間後におけるHCT116細胞において、AREGの上方調節が検証された(図1)。
AREG阻害剤に適する標的を作製するためには、他の生きている臓器と比較して、腫瘍組織中に選好的な上方調節が観察されるべきである。この実験のため、本発明者らは、標的のマウス相同体を用い、遺伝子について、マウス臓器における調節を検討した。解析された標的のいずれもが、検討されたマウス臓器における上方調節を示さなかったことは、化学療法による治療が、安定的な組織よりも癌細胞における発現に対してより強い影響を及ぼすことを示唆する。
mRNAレベルにおいて観察された標的の上方調節が、タンパク質レベルにおいて反映されたことを示すために、ウェスタンブロット解析を実施した。48時間にわたるCPT11又は5FU処置後に、RKO及びHCT116のp53野生型結腸直腸癌細胞溶解物におけるAREGタンパク質発現を解析した。抗AREG抗体を用いて、ウェスタンブロットをプローブした。HCT116及びRKOの両細胞株に対するCPT11処置後に、AREG発現の増強が観察された(図2)。
共焦点顕微鏡を用いて、HCT116細胞に対するCPT−11処置(24時間及び48時間)のAREG発現レベルに対するin vitro効果を解析した。本発明者らは、非治療対照と比較した場合の各時点において、発現レベルの上昇を観察した(図3)。
図4は、CPT11処置の48時間後における、H630 p53変異結腸直腸癌細胞溶解物におけるAREGタンパク質発現の解析を示す。抗AREG抗体を用いて、ウェスタンブロットをプローブした。化学療法(A及びBは、2つの別個の実験を示す)後には、対照と比較してAREG発現の増強が観察された。このデータは、ErbB同族のリガンド(上方調節されることが示される)と組み合わせたCPT−11(又は実際にはその類似体若しくは代謝物)を、p53変異癌の治療に用い得ることを裏付けるものである。
図5は、化学療法(48時間にわたるCPT11又は5−Fu処置のいずれか)を伴う/伴わないH460肺癌細胞における、AREG及びベータアクチンRNA発現の解析を示す。35サイクルのPCR法後にRNAレベルを解析して、処置及び非処置試料との間の発現の相対差を決定した。このデータは、CPT−11及び5−Fuの両チャレンジ後におけるAREG発現の増強を示す。
Figure 2010505934
この化学療法に誘導されたAREGの上方調節は、p53野生型及び変異結腸直腸癌細胞株(HCTll6+/+;RKO+/+、及びH630)を用いる、mRNA及びタンパク質レベルの両方において観察された。AREGは、また、H460肺癌細胞及びMDA乳癌細胞中のmRNAレベルにおいても上方調節され、この効果がAREGを発現する癌の範囲にわたり観察され得ることを示す。
分子解析から見られる通り、これらのタンパク質は、異なる癌細胞株における化学療法による治療後に選択的に発現する。これは、癌細胞が、化学療法チャレンジに対する応答として、同じファミリーの6種類の異なる増殖因子を過剰発現することを示す。この応答は、癌細胞が、化学療法による損傷を克服するのに用いる方法であると思われる。これらのタンパク質を選択的に標的とすることにより、癌細胞生存におけるこれらの役割が少なくとも低下し、最良の場合は阻害され、これが、腫瘍増殖の軽減をもたらし得る。さらに、2つ以上の過剰発現リガンドの同時的な標的化(抗体などのアンタゴニスト分子による)は、有用な治療戦略を提供し得る。
[実施例2]
[結腸直腸及び乳癌細胞株において化学療法により誘導されたAREGの上方調節]
複数の癌細胞株において、AREGの上方調節がさらに確認された。ヒトHT29結腸直腸癌細胞及びヒトHCT116結腸直腸癌細胞において、IC50用量のCPT11による処置後に、AREG mRNAの上方調節が観察された(図6A及び6B)。さらに、ヒトMDA−MB231乳癌細胞株におけるIC50用量の5−FUによる処置後に、AREG mRNAの上方調節が示された(図6C)。
[癌細胞におけるAREG及びHB−EGFのサイレンシング]
siRNAは、非処置細胞、モックトランスフェクション、及び対照siRNAと比較して、HCT116結腸直腸細胞株におけるAREG(図7A)及びHB−EGF(図7B)の発現を強力に下方調節した。図9及び図11のそれぞれにおいて、AREGのノックダウンは、HT29結腸直腸癌細胞及びMDA−MB231においてもまた示される。
[結腸直腸癌におけるsiRNA及び化学療法による処置後における細胞増殖の相乗的な減弱]
siRNAによるAREG及びHB−EGFのサイレンシングを確認した後、MTTアッセイを実施して、これらの2つの遺伝子の下方調節が細胞増殖に対して及ぼす効果を検討した。
AREG siRNA単独、HB−EGF siRNA単独、及びCPT−11の単剤療法は、非処置細胞、モックトランスフェクション、及び対照siRNAと比較して、細胞生存率に対して著明な効果を及ぼさなかった。しかし、HCT116のAREG siRNA及びCPT−11による共処置は、細胞生存率の相乗的な低下をもたらした。AREG siRNAをHB−EGF siRNAで置換したところ、同じ効果が観察された(図8)。
別の結腸直腸癌細胞株であるHT29においても、HCT116細胞について観察された結果と同様の結果が観察された。AREG siRNA単独及び対照siRNA単独では、細胞増殖に対する著明な効果が生じなかった。AREG siRNAとCPT−11との組合せは、細胞生存率に対して相乗効果を及ぼし、細胞増殖の低下をもたらした(図10)。
まとめると、これらの結果は、化学療法との組合せにおけるAREG/HB−EGF発現の下方調節が、結腸直腸癌における細胞増殖の減弱に対して著明な効果を及ぼしたことを示す。
AREGのサイレンシングと化学療法による治療との間の相乗効果は、乳癌における細胞増殖の減弱をもたらした。
対照siRNA単独によるトランスフェクション、トランスフェクション試薬単独(モック)によるトランスフェクション、及び化学療法処置の後、細胞増殖の20%の低下が観察された。細胞をAREG siRNA単独でトランスフェクトしたところ、さらに23%の低下が観察された。各用量の5−FU(2.5〜6μM)による処置は、AREG siRNA単独の結果と同様の結果を示した。しかし、AREG siRNAと組み合わせた7.5μM 5−FUによる処置は、さらに20%の増殖の低下(非処置の場合と比較して、全体で60%の低下、図12)をもたらした。
AREGとHB−EGFとの組合せを用いて、siRNA実験及びMTTアッセイを実施したところ、本発明者らは、驚くべきことに、細胞増殖の著明な低下を観察した。MDA−MB231乳癌細胞株において実験を実施し、AREG及びHB−EGFのノックダウンが、乳癌細胞株における細胞生存率に対して何らかの影響を及ぼすかどうかを評価した。
注目すべきことに、AREG及びHB−EGFの共サイレンシングは、対照と比較して、細胞生存率に対して著明な低下をもたらした。MDA−MB231細胞を標的siRNAにより共処置したところ、対照と比較して〜75%の細胞増殖の低下が観察された(図13)。
[AREG特異的モノクローナル抗体の開発]
組換えヒトアンフィレグリンに対して、マウスモノクローナル抗体のパネルを作製した(図14〜16)。ELISA法、ウェスタンブロット法(結腸直腸細胞株HCT116及びHT29に由来する全細胞溶解物)、及び共焦点顕微鏡解析によりこれらを特徴付け、AREG特異的な認識を裏付けた(図17〜22)。
[結腸直腸癌細胞株及び肺癌細胞株においてAREGモノクローナル抗体を用いるFACS解析により示されるAREGの上方調節]
HCT116細胞及びH460細胞のフローサイトメトリー解析は、抗AREGモノクローナル抗体を用いて評価した場合におけるAREGの細胞表面認識を示す(図23は、AREGクローン4G5及び6E11、並びにアイソタイプ対照により処置したHCT116細胞のFACS解析を示す)。さらに、解析前に48時間にわたり2.5μMイリノテカンにより処置した細胞は、AREGの細胞表面発現の最大40%の上昇を示した。抗AREGクローン6E11 1E9では、イリノテカンによる処置後のHCT116細胞において、20%のAREG発現上昇を検出した(図24)。
FACS解析は、また、肺癌細胞株H460に対しても実施された。2つのクローン、即ち、3H5及び3F8では、2.5μMイリノテカンによる処置後に表面におけるAREG発現、及び、発現レベルの上方調節を共に検出した(図25)。
これらの結果は、本発明者らのAREGモノクローナル抗体パネルが、HCT116細胞の表面上において、AREGタンパク質を認識することを裏付ける。
[AREGモノクローナル抗体による処置後の癌細胞における細胞増殖の減弱]
癌細胞株であるMDA−MB231乳癌細胞(図26&図27)及びHCT116結腸直腸癌細胞(図28)に対して、MTTアッセイを実施し、細胞増殖に対するAREGモノクローナル抗体の効果を確認した。MDA−MB231細胞株における異なるクローンの活性をスクリーニングしたところ、複数のクローンが、非処置細胞と比較して、〜40%の細胞増殖の低下を示した。HCT116細胞では、より著明な効果が観察され、クローン4G5及び6E11では、〜60%の細胞生存率の低下が観察された。図29は、AREGクローン6E11 1E9 2D8(6E11 1E9 1C6と同じクローンであることが示されている)による、MDA−MB231乳癌細胞における細胞増殖に対する同様の効果を示す。図30及び31は、HCT116細胞株におけるAREG抗体の効果を示す。図30では、細胞生存率の65%の低下が観察され、図31は、細胞増殖の50%の低下を示す。図32は、肺癌H460細胞株におけるAREG抗体6E11 1E9 1C6の効果を示し、その効果を、アイソタイプの対照抗体と比較し、抗体が肺癌細胞の細胞生存率を著明に減弱することを示す。まとめると、これらの結果は、AREGモノクローナル抗体が、結腸直腸癌、肺癌、及び乳癌を含むAREG発現癌細胞の細胞生存率に対して著明な効果を及ぼすことを示す。
[HBEGF siRNA及びAREG抗体による処置後の結腸直腸癌細胞に対する増殖の相乗的減弱]
MTT細胞生存率アッセイを実施することにより、AREG抗体と組み合わせたHBEGF siRNAの下方調節効果を探索した(図33)。HBEGF siRNA単独による細胞増殖の低下がわずかであったのに対し、AREG抗体6E11 1E9 2D8は、細胞増殖を〜50%低下させた。HBEGF siRNA及び6E11 1E9 2D8を組み合わせて添加したところ、細胞生存率のさらなる低下が観察された。この効果が相乗的であるかどうかを見るため、Kern 1988により説明され、Romanelli 1998により改変されたRI値を計算した。RI値は、A及びBの組合せについて、細胞生存率の観察値(Sobs)に対する生存率の予測値(薬剤A単独により観察される生存率と、薬剤B単独により観察される生存率との積として定義されるSexp)の比率(RI=Sexp/Sobs)として計算される。相乗効果は、RI>1として定義される。6E11 1E9 2D8のRI値は、約2であった。しかし、6E11 1E9 1C6のRI値は、5を上回ると計算された。まとめると、これらの結果は、Erbリガンド又はEGFと関連する癌(結腸直腸癌、乳癌、肺癌を含む)の治療におけるHBEGF及びAREGの両方に対する標的化の組合せが、細胞増殖の相乗的減弱をもたらすことを示す。
非応答性腫瘍又は化学療法耐性癌の発症は、治療の奏効にとって主要な障害のままである。単独又は組合せのいずれかである特定の療法が、特定の腫瘍に対して有効であるかどうかの予測を可能とするツールには、明らかなニーズが存在する。さらに、用いられる治療レパートリーを増加させる新規の治療レジメンに対するニーズも依然として存在する。
併用療法は、異なる機構を介して腫瘍に対して作用することにより、患者における奏効率を改善することで有望な結果を示しており、本発明者らのデータは、単独で、又は化学療法と組み合わせて用いられる、AREG及びHB−EGFに対して特異的な阻害分子、例えば、アンタゴニスト抗体を用いて、結腸直腸癌、肺癌、乳癌を含む広範な高悪性度の癌を治療し得る可能性があることを示唆する。
本明細書において参照されるすべての文献は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明の説明された実施形態に対する各種の改変及び変更は、本発明の範囲及び精神から逸脱しない限りにおいて、当業者には自明であろう。本発明を、特定の好ましい実施形態との関係で説明してきたが、特許請求に係る発明は、こうした特定の実施形態に不当に限定されるべきではないことを理解されたい。実際、本発明を実施する説明された様態の、当業者には明らかな各種の変更は、本発明によって包含されるものとする。

Claims (78)

  1. 新生物性疾患治療用の第2のEGFの阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製における、第1のEGFの阻害剤の使用であって、前記第1のEGFと第2のEGFが異なるEGFである使用。
  2. 新生物性疾患治療用の第1のEGFの阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製における、第2のEGFの阻害剤の使用であって、前記第1のEGFと第2のEGFが異なるEGFである使用。
  3. 第1のEGFがHB−EGFであり、前記第2のEGFが、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される、請求項1に記載の使用。
  4. 前記第1のEGFの前記阻害剤が、前記第1のEGFに結合する抗体、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の使用。
  5. 前記第2のEGFの前記阻害剤が、前記第2のEGFに結合する抗体、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の使用。
  6. 前記第1のEGFの前記阻害剤が第1のsiRNAであり、及び/又は前記第2のEGFの前記阻害剤が第2のsiRNAである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の使用。
  7. 前記第2のEGFがAREGである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の使用。
  8. 前記第2のEGFの阻害剤が、抗EGF抗体である、請求項7に記載の使用。
  9. 前記第2のEGFの阻害剤が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項8に記載の使用。
  10. 薬剤を、化学療法剤と同時に、個別に、又は逐次用いる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の使用。
  11. 化学療法剤が、代謝拮抗剤、トポイソメラーゼ阻害剤、アルキル化剤、アントラサイクリン、及び植物アルカロイドからなる群から選択される、請求項10に記載の使用。
  12. 化学療法剤がCPT−11である、請求項11に記載の使用。
  13. 化学療法剤が5−FUである、請求項12に記載の使用。
  14. 新生物性疾患治療におけるトポイソメラーゼ阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製におけるEGF阻害剤の使用であって、前記阻害剤がEGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFがHB−EGF又はAREGである使用。
  15. 新生物性疾患の治療におけるEGF阻害剤と同時に、個別に、又は逐次用いる薬剤の調製におけるトポイソメラーゼ阻害剤の使用であって、前記EGFの阻害剤がEGFの発現を阻害する核酸分子、又は抗EGF抗体であり、前記EGFが、HB−EGF又はAREGである使用。
  16. 前記トポイソメラーゼ阻害剤が、CPT−11又はSN−38である、請求項14又は15に記載の使用。
  17. 前記EGFがAREGであり、前記EGF阻害剤が抗AREG抗体である、請求項14〜16のいずれか一項に記載の使用。
  18. 前記抗AREG抗体が抗AREG抗体6E11 1E9 1C6である、請求項17に記載の使用。
  19. 前記EGF阻害剤がsiRNAである、請求項14〜16のいずれか一項に記載の使用。
  20. 前記新生物性疾患が、結腸直腸癌、乳癌、及び肺癌からなる群から選択される、請求項1〜19のいずれか一項に記載の使用。
  21. 新生物性疾患が、p53変異を含む癌である、請求項1〜20のいずれか一項に記載の使用。
  22. 対象における新生物性疾患を治療する方法であって、前記対象に対する、有効量の(i)第1のEGFの阻害剤と、(ii)第2のEGFの阻害剤との、同時、逐次、又は個別の投与を含み、前記第1のEGFと第2のEGFが異なるEGFである方法。
  23. 第1のEGFがHB−EGFであり、前記第2のEGFが、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される、請求項22に記載の方法。
  24. 前記第1のEGFの前記阻害剤が、前記第1のEGFに結合する抗体、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である、請求項22又は23に記載の方法。
  25. 前記第2のEGFの前記阻害剤が、前記第2のEGFに結合する抗体、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である、請求項22〜24のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記第1のEGFの前記阻害剤が第1のsiRNAであり、及び/又は前記第2のEGFの前記阻害剤が第2のsiRNAである、請求項22〜24のいずれか一項に記載の方法。
  27. 前記第2のEGFがAREGである、請求項22〜26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 阻害剤が抗EGF抗体である、請求項27に記載の方法。
  29. 前記第2のEGFの阻害剤が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項28に記載の方法。
  30. 前記対象に対する、有効量の(iii)化学療法剤の同時、逐次、又は個別の投与をさらに含む、請求項22〜29のいずれか一項に記載の方法。
  31. 化学療法剤が、代謝拮抗剤、トポイソメラーゼ阻害剤、アルキル化剤、アントラサイクリン、及び植物アルカロイドからなる群から選択される、請求項30に記載の方法。
  32. 化学療法剤が、CPT−11及び5FUからなる群から選択される、請求項31に記載の方法。
  33. 対象における新生物性疾患を治療する方法であって、前記対象に対する、有効量の(i)EGFの発現を阻害する核酸分子又は抗EGF抗体であり、該EGFがHB−EGF又はAREGであるEGF阻害剤と、(ii)トポイソメラーゼ阻害剤との、同時、逐次、又は個別の投与を含む方法。
  34. 前記トポイソメラーゼ阻害剤が、CPT−11又はSN−38である、請求項33に記載の方法。
  35. 前記EGFがAREGであり、前記EGF阻害剤が抗AREG抗体である、請求項33又は34に記載の方法。
  36. 前記抗AREG抗体が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項35に記載の方法。
  37. 前記EGF阻害剤がsiRNAである、請求項33又は34に記載の方法。
  38. 前記新生物性疾患が、結腸直腸癌、乳癌、及び肺癌からなる群から選択される、請求項22〜37のいずれか一項に記載の方法。
  39. 新生物性疾患が、p53変異を含む癌である、請求項22〜38のいずれか一項に記載の方法。
  40. (i)第1のEGFの阻害剤と、(ii)第2のEGFの阻害剤とを含む医薬組成物であって、前記第1及び第2のEGFが異なるEGFである医薬組成物。
  41. 前記第1のEGFがHB−EGFであり、前記第2のEGFが、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される、請求項40に記載の組成物。
  42. 前記第2のEGFの前記阻害剤が、前記第2のEGFに結合する抗体、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である、請求項40又は41に記載の組成物。
  43. 阻害剤が抗EGF抗体である、請求項42に記載の組成物。
  44. 前記第2のEGFがAREGである、請求項40〜43のいずれか一項に記載の組成物。
  45. 前記第2のEGFの阻害剤が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項44に記載の組成物。
  46. 前記第1のEGFの前記阻害剤が第1のsiRNAであり、及び/又は前記第2のEGFの前記阻害剤が第2のsiRNAである、請求項40又は41に記載の組成物。
  47. 新生物性疾患の治療において同時に、個別に、又は逐次用いる組合せにおいて、
    (i)第1のEGFの阻害剤と、
    (ii)第2のEGFの阻害剤と
    を含むキットであって、前記第1及び第2のEGFが異なるEGFであるキット。
  48. 第1のEGFがHB−EGFであり、前記第2のEGFが、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される、請求項47に記載のキット。
  49. 前記第2のEGFの前記阻害剤が、前記第2のEGFに結合する抗体、又は前記EGFの発現を阻害する核酸分子である、請求項47又は48に記載のキット。
  50. 阻害剤が抗EGF抗体である、請求項49に記載のキット。
  51. 前記第2のEGFがAREGである、請求項47〜50のいずれか一項に記載のキット。
  52. 前記第2のEGF阻害剤が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項51に記載のキット。
  53. 前記第1のEGFの前記阻害剤が第1のsiRNAであり、及び/又は前記第2のEGFの前記阻害剤が第2のsiRNAである、請求項47又は48に記載のキット。
  54. (iii)(i)及び(ii)の個別、逐次、又は同時の投与のための指示書
    をさらに含む、請求項47〜53のいずれか一項に記載のキット。
  55. 癌治療用の医薬組成物であって、有効量の(i)EGFの発現を阻害する核酸分子又は抗EGF抗体であり、該EGFがHB−EGF又はAREGであるEGF阻害剤と、(ii)トポイソメラーゼ阻害剤とを含む医薬組成物。
  56. 前記トポイソメラーゼ阻害剤が、CPT−11又はSN−38である、請求項55に記載の医薬組成物。
  57. 前記EGFがAREGであり、前記EGF阻害剤が抗AREG抗体である、請求項55又は56に記載の医薬組成物。
  58. 抗AREG抗体が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項57に記載の医薬組成物。
  59. 前記EGF阻害剤がsiRNAである、請求項55又は56に記載の医薬組成物。
  60. 新生物性疾患の治療において同時に、個別に、又は逐次用いる組合せにおいて、有効量の(i)EGFの発現を阻害する核酸分子又は抗EGF抗体であり、該EGFがHB−EGF又はAREGであるEGF阻害剤と、(ii)トポイソメラーゼ阻害剤とを含むキット。
  61. 前記トポイソメラーゼ阻害剤が、CPT−11又はSN−38である、請求項60に記載のキット。
  62. 前記EGFがAREGであり、前記EGF阻害剤が抗AREG抗体である、請求項60又は61に記載のキット。
  63. 抗AREG抗体が、配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む抗体分子である、請求項62に記載のキット。
  64. 前記EGF阻害剤がsiRNAである、請求項60又は61に記載のキット。
  65. 細胞又は組織においてEGFタンパク質をコードする遺伝子発現を誘導及び/又は増強する方法であって、前記細胞又は組織に対する、トポイソメラーゼ阻害剤の投与を含み、前記EGFが、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される方法。
  66. トポイソメラーゼ阻害剤の存在に対する対象由来の腫瘍細胞の応答を評価して、トポイソメラーゼ阻害剤による治療に対するin vivoでの腫瘍細胞の応答を予測するin vitroの方法であって、
    (a)対象由来の腫瘍細胞試料を提供すること、
    (b)前記腫瘍細胞試料の一部を前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露すること、
    (c)前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露された前記腫瘍細胞試料の一部における、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される、1つ又は複数のEGFをコードする1つ又は複数の遺伝子の発現を、前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露されていない前記試料の対照の一部における前記(1つ又は複数の)遺伝子の発現と比較すること、を含み、
    前記トポイソメラーゼ阻害剤に曝露された試料の一部における発現の増強が、前記トポイソメラーゼ阻害剤に対する感受性の低下を示す方法。
  67. トポイソメラーゼ阻害剤とEGF阻害剤とを含む併用療法に対する患者の応答を評価する予後診断の方法であって、
    (a)前記化学療法による治療前に対象から得た、腫瘍細胞を含有するin vitro試料中において、EGFをコードする遺伝子の発現を決定すること、
    (b)前記化学療法による治療後に対象から得た、腫瘍細胞を含有するin vitro試料中において、AREG、TGF、EREG、BTC、及びNRG3からなる群から選択される前記EGFをコードする前記遺伝子の発現を決定すること、
    (c)(b)における発現を(a)における発現と比較すること、を含み、
    (a)と比較した(b)における発現の増強により、患者が、トポイソメラーゼ阻害剤と前記EGF阻害剤とを含む併用療法から利益を受け得ることが示される方法。
  68. 発現が、前記化学療法剤に曝露されていない前記試料の対照の一部における遺伝子発現の少なくとも1.5倍である場合に、前記化学療法剤に曝露された試料の一部における前記遺伝子発現が増強されたと考えられる、請求項66又は67に記載の方法。
  69. 前記遺伝子が、HB−EGF又はAREGをコードする、請求項65〜68のいずれか一項に記載の方法。
  70. 配列番号27として示されるアミノ酸配列を有する6E11 1E9 1C6 VH領域の少なくとも1つのCDR、及び/又は配列番号28として示されるアミノ酸配列を有する6E11 1E9 1C6 VL領域の少なくとも1つのCDRを含む抗体分子であって、AREGに対する結合特異性を有する抗体分子。
  71. 配列番号27として示されるアミノ酸配列を有する6E11 1E9 1C6 VH領域の3つすべてのCDR、及び/又は配列番号28として示されるアミノ酸配列を有する6E11 1E9 1C6 VL領域の3つすべてのCDRを含む、請求項70に記載の抗体分子。
  72. 配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域を含む、請求項71に記載の抗体分子。
  73. 配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域を含む、請求項71又は72に記載の抗体分子。
  74. 配列番号27のアミノ酸配列を有する可変領域と、配列番号28のアミノ酸配列を有する可変領域とを含む、請求項73に記載の抗体分子。
  75. 6E11 1E9 1C6抗体、又はそのフラグメントである、請求項74に記載の抗体分子。
  76. 請求項70〜75のいずれか一項に記載の抗体分子を含む、医薬組成物。
  77. 対象における新生物性疾患を治療する方法であって、前記対象に対する請求項70〜75のいずれか一項に記載の抗体分子の投与を含む方法。
  78. 新生物性疾患の治療用薬剤の調製における、請求項70〜75のいずれか一項に記載の抗体分子の使用。
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