JP2013165710A - Cd44の表面発現を証明する細胞の細胞障害性媒介 - Google Patents
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Abstract
【課題】癌性疾患の診断及び治療、特に腫瘍細胞の細胞障害性の仲介に関し、とりわけ、細胞毒性反応を開始する手段として、場合により1つ以上の化学療法剤と組み合わせた、癌性疾患修飾抗体(CDMAB)の使用、および単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンドの提供。
【解決手段】受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンド(ここでリガンドは、前記単離モノクローナル抗体とその標的抗原との結合を競合的に阻害する能力によって特徴付けられる)と前記組織試料とを接触させる。
【選択図】図5
【解決手段】受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンド(ここでリガンドは、前記単離モノクローナル抗体とその標的抗原との結合を競合的に阻害する能力によって特徴付けられる)と前記組織試料とを接触させる。
【選択図】図5
Description
本発明は、癌性疾患の診断及び治療、特に腫瘍細胞の細胞障害性の仲介に関し、とりわけ、細胞毒性反応を開始する手段として、場合により1つ以上の化学療法剤と組み合わせた、癌性疾患修飾抗体(CDMAB)の使用に関する。本発明は、更に、本発明のCDMABを利用する結合アッセイに関する。
癌におけるDC44:ヒト白血球に対してモノクローナル抗体を生じることは、広範囲の正常組織及び全種類の造血細胞に発現する単鎖ヒアルロン酸(HA)結合糖タンパク質であるCD44抗原の発見をもたらした。これは、元々、リンパ球活性化及びホーミングに関連していた。現在、その推定される生理学的役割には、炎症性遺伝子の活性化、細胞周期の調節、細胞繁殖の誘発、分化及び発生の誘発、細胞骨格再構築の誘発、細胞移動、並びにアポトーシスに対する細胞生存/抵抗性も含まれる。
ヒトにおいて、CD44の単一遺伝子コピーは、染色体11,11p13の短腕に位置している。遺伝子は、19個のエクソンを含み、最初の5個は定常性であり、次の9個は変異性であり、続く3個は定常性であり、そして最後の2個は変異性である。差次的スプライシングによって、1000個を超す異なるアイソフォームをもたらすことができる。しかし、現在、僅か数十個の天然の変種が同定されているにすぎない。
CD44標準糖タンパク質は、N末端細胞外(20a.a.リーダー配列及び膜近位領域(85a.a.)を含む)ドメイン(270a.a.)、膜貫通領域(21a.a.)、細胞質末端(72a.a.)から構成される。細胞外領域は、また、N末端にリンクモジュールを含む。この領域は長さが92a.a.であり、他のHA結合リンクタンパク質に相同性を示す。マウスとヒト形態のCD44との間に高い相同性が存在する。タンパク質の変種形態が、エクソン5のカルボキシ末端に挿入されており、発現するときには細胞外に位置する。
CD44の血清可溶性形態も天然に生じ、終止コドン(可変部領域内)から又はタンパク質分解活性から生じることができる。TNF−αを含む多様な刺激からの細胞の活性化は、CD44レセプターの分断をもたらす。レセプターの分断は、腫瘍細胞においても見られ、CD44の10倍までのヒト血清濃度の増加をもたらすことができる。高CD44血清濃度は悪性を示唆する(卵巣癌は例外である)。
CD44の標準形態は、およそ37kDの分子量で存在する。翻訳後修飾は、分子量を89〜90kDに増加する。これらの修飾には、アスパラギン残基でのアミノ末端細胞外ドメインN結合グリコシル化、細胞外ドメインのカルボキシ末端でのセリン/トレオニン残基におけるO結合グリコシル化、及びグリコサミノグリカン付加が含まれる。スプライス変種は、サイズが80〜250kDの範囲であることができる。
哺乳動物の細胞外マトリックス(ECM)に位置する多糖類であるHAは、主要なCD44リガンドであると考えられる。しかし、CD44は、コラーゲン、フィブロネクチン、ラミニンなどのようなタンパク質に結合することも見出されている。HA結合とグリコシル化との間に相関関係があると思われる。不活性CD44(HAに結合しない)は、最も高いグリコシル化レベルを有し、活性CD44(HAに結合する)は、最も低いグリコシル化レベルを有し、一方、誘発性CD44(サイトカイン、モノクローナル抗体、成長因子などで活性化されなければHAに結合しないか又は弱く結合する)は、活性及び不活性形態の間のいずれかのグリコシル化レベルを有する。
CD44は、細胞、刺激及び環境の相互作用に依存するシグナル伝達経路を介して、その機能の幾つかを仲介することができる。これらの経路のうちの幾つかには、NFκBシグナリングカスケード(炎症性反応を伴う)、Ras−MAPKシグナル伝達経路(細胞周期及び繁殖の活性化を伴う)、タンパク質のRhoファミリー(細胞骨格再構築及び細胞移動を伴う)、並びにPI3−K関連シグナリング経路(細胞生存に関わる)が含まれる。上記の機能は、全て、腫瘍疾患の開始及び進行に密接に関連している。CD44は、また、多様な追加的な機構を通して癌において役割を果たすことに関わってきた。これらには、悪性に関与するレセプターに対して、CD44の細胞表面に存在する細胞表面プロテオグリカンにより成長因子、ケモカイン及びサイトカインを提示することが含まれる。また、CD44−HA複合体の内部移行後のリソソームヒアルロニダーゼによるHAの細胞内崩壊が、ECMを介した腫瘍の侵襲性及び血管形成誘発の可能性を潜在的に増大しうる。加えて、生存又はアポトーシスシグナルの伝達は、標準又は変異CD44レセプターのいずれかを介して生じることが示されている。CD44は、また、細胞分化及び移動に関わることが示唆されている。これらの機構の全てではないが多くが環境及び細胞依存性であり、幾つかは異なる知見で生じている。したがって、何らかの結論が引き出せるまで更なる研究が必要である。
癌におけるCD44の潜在的な機能的役割を確認するため、レセプターの異なる発現が疾患進行と相関関係があるかを決定する、CD44の発現研究が実施された。しかし、一貫しない知見が大多数の腫瘍型において観察され、これは、おそらく、研究者の間での試薬、技術、病理学的スコアリング及び細胞型の違いの組み合わせに起因する。腎細胞癌及び非ホジキンリンパ腫は、一貫して高CD44発現腫瘍を有する患者が、低又は非CD44発現の対応者よりも生存期間が短い点において例外であると思われる。
この癌との関連性のために、CD44は、抗癌治療の開発の標的となってきた。CD44の標準又は変種形態が腫瘍進行にとって必要であるかは、依然として議論の的である。両方の見解を支持するインビボ動物データが存在し、この場合でも、腫瘍型、さらには細胞型に依存しうる。異なる治療手法には、可溶性CD44タンパク質、ヒアルロナンシンターゼcDNA、ヒアルロニダーゼの注射、CD44アンチセンス及びCD44特異性抗体の使用が含まれていた。それぞれの手法は、ある程度の成功をもたらし、それにより抗CD44癌治療への支持を提供した。
変種と標準の両方のCD44特異性モノクローナル抗体が実験的に生成されたが、大部分は、これらの抗体は固有の生物学的活性を有さず、むしろ、認識するCD44の型に特異的に結合する。しかし、幾つかはインビトロ又はインビボのいずれかで活性であるが、一般には、両方において活性ではない。幾つかの抗CD44抗体は、細胞事情を仲介することが示されている。例えば、ヒト赤血球リュテラン抗原CD44標準形態に対して向けられているネズミ抗体A3D8は、CD2(9−1抗体)及びCD3(OKT3抗体)仲介T細胞活性化を向上させることが示され、別の抗CD44抗体も同様の効果を有した。A3D8は、また、単球からのIL−1放出及びTリンパ球からのIL−2放出を誘発した。興味深いことに、ダウノルビシン、ミトキサントロン及びエトポシドのような薬剤と一緒にA3D8を使用することは、第二メッセンジャーセラミドの生成を抑止して、HL60及びNB4AMLにおけるアポトーシス誘発を阻害した。固有の活性を有さず、かつCD44の同様のエピトープに対して向けられているJ173抗体は、薬剤誘発アポトーシスを阻害しなかった。85〜110kD及び200kD形態のCD44に対して向けられているNIH44−1抗体は、筆者たちがCD44の架橋又は凝集によると推測している経路を介してT細胞繁殖を増大した。まとめると、癌に対して向けられてなく(例えば、リンパ球を活性化する)、細胞繁殖を誘発し、又は細胞毒性剤と使用すると癌細胞の薬剤誘発死を阻害するので、これらのような抗体が癌治療としての使用に適しているという証拠がない。
インビボで抗腫瘍効果を実証する幾つかの抗CD44抗体が記載されている。CD44のv6変種に向けられているマウスIgG1である抗体1.1ASMLは、リンパ節を減少し、ラット膵臓腺癌BSp73ASMLの肺転移を減少することが示されている。処置動物の生存が同時に増加した。抗体は、リンパ節コロニー形成の前に投与された場合にのみ有効であり、リンパ節における細胞繁殖を妨げると仮定された。インビトロにおける腫瘍細胞に対して直接的な細胞障害性はなく、抗体は、補体仲介細胞障害性又は免疫エフェクター細胞機能を向上させなかった。ヒト細胞に対する抗体の有用性は記載されなかった。
Breyerらは、CD44に対して市販の抗体を使用して、正所移植ラットグリア芽細胞腫の進行を妨害することを記載した。ラットグリア芽細胞腫細胞株C6を前頭葉に移植し、1週間後、ラットに大脳内注射で抗体による3つの処置を与えた。処置ラットは、腫瘍増殖の減少、及び緩衝剤又はアイソタイプ対照処置ラットよりも多い体重を示した。抗体は、細胞外マトリックス成分で被覆されたカバーガラスへの細胞のインビトロでの接着を阻害することができたが、細胞に対して直接的な細胞毒性効果を有さなかった。この抗体は、ヒト細胞に対して試験されなかった。
CD44s(IM−7.8.1)に対する抗体と、CD44v10(K926)に対する抗体の効能を比較した研究が実施された。両方のCD44アイソフォームを発現する転移性の高いネズミ黒色腫株B16F10を、マウスに静脈内移植した。2日後、抗体を試験の期間中3日目毎に与えた。両方の抗体は、肺転移の数に50%を超える有意な低減を引き起こし、2つの抗体の間で効能に有意な差はなかった。抗体は、インビトロで繁殖に影響を与えず、著者たち、Zawadzkiらは、腫瘍増殖の阻害は、抗体がCD44とそのリガンドとの相互作用を遮断したためであると推測した。IM−7.8.1を使用する別の研究では、Zawadzkiらは、抗体及びそのF(ab′)2フラグメントが、ネズミT細胞リンパ腫LBによるリンパ節繁殖を阻止できたことを実証した。これはマウスに有意な生存利益を付与した。Wallach−Dayanらは、自発的に腫瘍を形成しないLB−TRネズミリンパ腫の、CD44v4〜v10による形質移入が、腫瘍を形成する能力を付与したことを示した。IM−7.8.1投与は、アイソタイプ対照抗体と比較して、移植された形質移入細胞の腫瘍サイズを減少した。これらの研究のうちで、この抗体のヒトへの有効性を実証したものはなかった。
マウスIgG2aであるGKW.A3はヒトCD44に対して特異的であり、SCIDマウスにおけるヒト黒色腫異種移植の形成及び転移を防止した。この抗体を転移性ヒト細胞株SMMU−2と混合し、次に皮下注射した。処置は、次に3週間続いた。4週間後、未処置動物の100%と比較して、10匹のマウスのうち1匹しか注射部位に腫瘍を発生しなかった。抗体のF(ab′)2フラグメントは、腫瘍形成に対して同じ阻害を示し、作用機構は、補体又は抗体依存細胞障害活性に依存しないことを示唆した。腫瘍細胞が最初の抗体注射の1週間前に注射された場合、動物の80%が原発部位で腫瘍を発生した。しかし、生存期間は依然として有意に増加したことが注目された。遅延抗体投与は原発性腫瘍形成に対して効果がなかったが、未処置動物に存在した、肺、肝臓、副腎、肝臓及び腹膜への転移を完全に防止した。この抗体は、インビトロで細胞株に対して直接的な細胞障害性を有さず、またSMMU−2細胞の繁殖も妨げることなく、転移又は増殖に影響を及ぼすことによって腫瘍形成に対して主な効果を有すると思われる。この抗体の注目すべき一つの特徴は、CD44の全てのアイソフォームを認識することであり、これは、治療用途における限定された可能性を示唆する。
Strobelらは、抗CD44抗体(クローン515)を使用して、マウス異種移植モデルにおけるヒト卵巣癌細胞の腹膜移植を阻害することを記載する。ヒト卵巣細胞株36M2を、抗CD44抗体又は対照抗体の存在下でマウスに腹腔内移植し、次に処置を次の20日間にわたって投与した。5週間後、抗体処置群の腹腔内では小結節が有意に少なかった。抗CD44及び対照処置群の両方の小結節が同じサイズであり、細胞が移植されると、抗体が腫瘍増殖に対して効果を有さないことを示唆した。細胞が皮下に移植される場合、この場合も腫瘍増殖に対して効果を有さず、抗体それ自体は、抗繁殖性又は細胞毒性効果を有さないことを示した。加えて、抗体はインビトロにおいて細胞増殖に対して効果がなかった。
BIWA1とも呼ばれるVFF−18は、ポリペプチドの360〜370領域に対して特異性のあるCD44のv6変種に対して高い親和性のある抗体である。この抗体は、12人に患者における第1相臨床試験で99mテクネチウム標識複合体と使用された。抗体を、頭部及び頸部に扁平上皮癌を有する患者において、安全性及び標的化の可能性について試験した。注入の40時間後、注入用量の14パーセントが腫瘍により取り込まれ、腎臓、脾臓及び骨髄を含む他の臓器に最小限の蓄積を有した。高度に選択的な腫瘍結合は、この抗体の放射線免疫療法における役割を示唆しているが、この抗体の顕著に高い親和性が、腫瘍のより深い層への浸透を妨げた。BIWA1の適用を更に制限しているものは、ネズミ抗体の免疫原性(12人の患者のうち11人がヒト抗マウス抗体(HAMA)を発生した)、腫瘍全体にわたる不均一な蓄積及び抗体可溶性CD44複合体の形成である。WO02/094879は、BIWA4と呼ぶ、HAMA反応を克服するために設計されたヒト化型VFF−18を開示している。BIWA4は、親VFF18抗体よりも有意に低い抗原結合親和性を有することが見出された。驚くべきことに、親和性の低いBIWA4抗体が、親和性の高いBIWA8ヒト化VFF−18抗体よりも優れた腫瘍取り込み特性を有した。99mテクネチウム標識及び186レニウム標識BIWA4抗体は、両方とも、33人の患者の第1相臨床試験で評価し、186Re標識BIWA4抗体の場合では、安全性、耐性、腫瘍蓄積及び最大耐量を決定した。99mTc標識BIWA4には腫瘍関連取り込みがあると思われる。186Re標識BIWA4の全ての用量において腫瘍反応が見られなかったが、幾つかは安定した疾患を有し、用量制限毒性が60mCi/m2で生じた。33人に患者のうち12人に50〜65パーセントの比率で、重篤な有害事象(血小板減少、白血球減少及び発熱)を有すると思われる有害事象があり、そのうち、全て186Re標識BIWA4で治療されている6人が、処置の期間中又は追跡治療の間に疾患進行のために死亡した。2人の患者は、ヒト抗ヒト抗体(HAHA)を発生した。186Re標識BIWA4の第1相漸増用量試験が20人の患者で実施された。口腔粘膜炎、並びに用量制限血小板減少及び白血球減少が観察され、1人の患者はHAHA反応を発生した。安定した疾患が、最高用量の60mCi/m2で治療された5人の患者で見られた。達成される効能の安全性及び耐性の両方において許容されると思われるが、これらの研究は、臨床試験における他の非放射性同位体結合生物学的治療と比較して、高い率の有害事象を有する。米国特許出願US2003/0103985は、腫瘍治療に用いるための、BIWI1と呼ばれる、マイタンシノイドに結合したヒト化型のVFF−18を開示する。毒素と結合した場合のヒト化VFF18抗体のBIWA4、すなわちBIWI1は、ヒト外陰類表皮癌、咽頭扁平上皮癌又は乳癌のマウスモデルにおいて有意な抗腫瘍効果を有することが見出された。非結合型のBIWA4は、抗腫瘍効果を有さず、結合型のBIWI1は、ヒトにおける安全性又は効能についての証拠を有さない。
MabU36は、UM−SCC−22Bヒト下咽頭癌細胞免疫化及び癌と組織への特異性についての選択により生成されたマウスモノクローナルIgG1抗体である。cDNAクローニング及び配列分析による抗原特徴決定は、ケラチノサイト特異性CD44スプライス変種エピカンのv6ドメインをMabU36の標的として同定した。免疫組織化学研究は、エピトープが細胞膜に限定されていることを示す。更に、MabU36は、頭部及び頸部扁平上皮癌(HNSCC)の94パーセントを強く標識し、これらの腫瘍内では細胞染色が均一であった。10人の患者での99mTc標識MabU36研究は、HNSCC癌への抗体の選択的蓄積を示し(2日間で20.4+/−12.4パーセントの注射用量)、2人の患者がHAMAを発症した以外は、副作用の報告はなかった。放射性ヨウ素化ネズミMabU36の研究において、18人の患者で3症例のHAMAがあり、HNSCCにおいて選択的均一取り込みがあった。MabU36の抗原性を減少するため及びHAMAの比率を減少するため、キメラ抗体が作成された。キメラも元のネズミMabU36もADCC活性を有さない。MabU36の未変性機能活性の証拠はない。186Re標識キメラMabU36を使用して、MabU36の治療剤としての有用性を決定した。この第1相漸増用量試験において、13人の患者が調査用量の99mTc標識キメラMabU36を摂取し、続いて186Re標識キメラMabU36を摂取した。急性有害事象の報告はないが、治療の後、3人の患者のうち2人に用量制限骨髄毒性(1.5GB/m2)が観察され、最大耐量(1.0GBq/m2)で治療された1人の患者に血小板減少が観察された。腫瘍サイズにいくらかの効果があったが、これらの効果は、治療の他覚反応の基準を満たさなかった。186Re標識キメラMabU36の更なる研究は、果粒球コロニー刺激因子刺激全血液再注入を使用して最大耐性活性を2倍の2.8Gyにする戦略を用いた。この頭部及び頸部に多様な腫瘍を有する9人の患者の研究において、3人には薬剤関連貧血のために輸血が必要であった。他の毒性には、グレード3の骨髄毒性及びグレード2の粘膜炎が含まれる。他覚腫瘍反応は報告されなかったが、安定した疾患が5人の患者で3〜5か月間達成された。したがって、MabU36は、高度に特異的な抗体であるが、達成される臨床効果に関わる治療に関連する毒性によって、抗癌効果を達成するためには放射性免疫複合体を必要する欠点がその有用性を制限していることが分かる。
まとめると、CD44v6(1.1ASML)及びCD44v10(K926)モノクローナル抗体は、転移性膵臓腺癌を注射されたラット及び悪性黒色腫を注射されたマウスのそれぞれにおいて、転移活性を低減することを示した。別の抗CD44v6抗体(VFF−18及びその誘導体)は、マイタンシノイド又は放射性同位体と結合した場合にのみ、抗腫瘍効果を有することを示した。抗標準CD44モノクローナル抗体も、ラットグリア芽細胞腫(抗CD44s)、マウスT細胞リンパ腫によるリンパ節侵入(IM−7.8.1)による大脳内進行を抑制すること、並びにヌードマウスにおけるヒト卵巣癌細胞株の移植(クローン515)、マウス黒色腫細胞株の肺移転(IM−7.8.1)、及びSCIDマウスにおけるヒト黒色腫細胞株の移転(GKW.A3)を阻害することを示した。放射性同位体結合MabU36抗CD44v6抗体及びその誘導体は、有意な毒性を伴って、臨床試験において抗腫瘍活性を有した。これらの結果は、有望であり、かつ抗CD44モノクローナル抗体の潜在的な癌治療薬としての開発を支持するが、限定された有用性、安全性及びヒト癌への適用性を示す。
したがって、細胞においてCD44の細胞表面発現を誘引する機能として、癌性細胞障害活性を仲介する抗体組成物が単離されると、貴重な診断的及び治療的手段が実現するであろう。
癌治療としてのモノクローナル抗体:癌を示す個人はそれぞれ特有であり、個人の独自性と同じように他の癌と異なる癌を有する。それにも関わらず、現行の治療は、同じ種類で同じ段階の癌を有する全ての患者を、同じように治療する。これらの患者の少なくとも30%は、第一次治療に失敗し、したがって、更なる一連の治療をもたらし、治療が失敗し、転移し、最終的には死亡する可能性が増大する。治療の優れた手法は、特定の個人における治療の特別仕様である。それ自体特別仕様につながる唯一の現行の治療は、外科手術である。化学療法及び放射線治療は、患者に合わせることができず、外科手術それ自体は、ほとんどの場合において、治癒を生じるには不十分である。
モノクローナル抗体の出現によって、特別仕様の治療の方法を開発する可能性がより現実的になり、それは、それぞれの抗体を単一のエピトープに向かわせることができるからである。更に、特定の個人の腫瘍を独自に定義する一団のエピトープに方向付けられる、抗体の組み合わせを生じることが可能である。
癌性と正常な細胞との有意な差は、癌性細胞が形質移入細胞に特異性のある抗原を含有することであるという認識を持って、科学界は、癌抗原に特異的に結合することによって、形質移入細胞を特異的に標的にするようにモノクローナル抗体を設計することができると長い間考えてきて、それ故、モノクローナル抗体は、癌細胞を排除する「魔法の弾丸」として役立つことができるという信念を生み出した。しかし、癌の全ての場合に役立つことができる単一のモノクローナル抗体はないこと、及びモノクローナル抗体は、標的癌治療としての分類として展開できることが、現在広く認識されている。本発明の開示された教示に従って単離されたモノクローナル抗体は、例えば腫瘍量を低減することにより患者の利益になる方法で、癌性疾患の過程を修飾することが示されており、癌性疾患修飾抗体(CDMAB)又は「抗癌」抗体として本明細書でさまざまに参照される。
今のところ、癌患者は、一般に治療の選択肢がほとんどない。癌治療に対する厳格に管理された手法は、世界的な生存率及び罹患率において改善をもたらした。しかし、特定の個人に対しては、これらの改善された統計は、彼らの個人的な状態における改善と必ずしも相関関係がない。
したがって、開業医がそれぞれの腫瘍を同じコホートにおける他の患者とは無関係に治療することができる方法論が提案される場合、それは、ただ1人のために適合された特有の治療手法を許容することになる。理想的にはそのような治療過程が治癒の比率を増加し、より良好な成果を生じるのであれば、それは、長年にわたる切実な要求を満たすであろう。
歴史的に、ポリクローナル抗体の使用は、ヒトの癌治療では限られた成果を伴って使用されてきた。リンパ腫及び白血病は、ヒト血漿で治療されてきたが、長期間の寛解又は反応はほとんどなかった。更に、化学療法と比較して、再現性が欠如し、追加的な利益がなかった。乳癌、黒色腫及び腎細胞癌のような固形腫瘍も、ヒト血液、チンパンジー血清、ヒト血漿及びウマ血清により治療され、同様に予測不能で効果のない結果を得た。
固形腫瘍においてモノクローナル抗体の多くの臨床試験が行われてきた。1980年代には、特定の抗原に対する抗体を使用するか、又は組織選択性に基づいて、ヒト乳癌において少なくとも4回の臨床試験が行われ、少なくとも47人の患者のうち1人しか反応しなかった。1998年になって、ヒト化抗Her2/neu抗体(Herceptin(登録商標))をシスプラチンと組み合わせて使用した臨床試験が成功した。この試験では、37人の患者で反応を評価し、約四分の一が部分的反応率を有し、さらに四分の一が僅かな又は安定した疾患進行を有した。反応者の進行時間の中央値は、8.4か月であり、反応持続時間の中央値は5.3か月であった。
Herceptin(登録商標)は、Taxol(登録商標)と組み合わせた第一次使用として1998年に認可された。臨床研究の結果は、Taxol(登録商標)単独を摂取した群(3.0か月)と比較して、抗体治療+Taxol(登録商標)を摂取した群(6.9か月)で疾患が進行した時間の中央値が増加したことを示した。生存の中央値で僅かな増加もあり、Herceptin(登録商標)+Taxol(登録商標)の治療類群対Taxol(登録商標)単独の治療群が、22か月対18か月であった。加えて、Taxol(登録商標)単独と比較した、抗体+Taxol(登録商標)組み合わせ群における完全(8パーセント対2パーセント)及び部分的反応者(34パーセント対15パーセント)の両方で数が増加した。しかし、Herceptin(登録商標)及びTaxol(登録商標)による治療は、Taxol(登録商標)単独の治療と比較して、心毒性の高い発生率をもたらした(それぞれ、13パーセント対1パーセント)。また、Herceptin(登録商標)治療は、現在知られている機能又は生物学的に重要なリガンドを持たないレセプターである、ヒト上皮増殖因子レセプター2(Her2/neu)を過剰発現している(免疫組織化学(IHC)分析により決定された)患者にしか有効ではなく、転移性乳癌を有する患者のおよそ25%であった。したがって、乳癌の患者において、依然として満たされていない大きな要求が存在する。Herceptin(登録商標)治療により利益を受けることができる患者でも、依然として化学療法を必要とし、したがって、依然として、少なくともある程度は、この種類の治療の副作用に対処しなければならない。
結腸直腸癌を調査する臨床試験は、糖タンパク質標的と糖脂質標的の両方に対する抗体に関わる。腺癌にいくらかの特異性を有する17−1Aのような抗体では、60人の患者で第2相臨床試験を行い、部分的な反応を有する患者が1人だけであった。別の試験では、17−1Aの使用は、追加のシクロホスファミドを使用したプロトコールにおいて、52人の患者のうち、完全寛解が1人及び僅かな反応が2人だけであった。現在まで、17−1Aの第III相臨床試験は、第III期結腸癌の補助療法として、改善された効能を実証していない。最初に画像化のために認可されたヒト化ネズミモノクローナル抗体の使用も、腫瘍退縮を生じなかった。
最近になって、モノクローナル抗体の使用による結腸直腸癌臨床研究において肯定的な結果が得られるようになった。2004年には、ERBITUX(登録商標)が、イリノテカンに基づく化学療法に難治性である、EGFR発現転移性結腸直腸癌の患者における第二次治療のために認可された。2群第II相臨床試験と単独群研究の両方の結果は、イリノテカンと組み合わせたERBITUX(登録商標)が、それぞれ4.1か月と6.5か月の疾患進行時間の中央値で、それぞれ23パーセントと15パーセントの反応率を有したことを示した。同じ2群第II相臨床試験及び別の単独群研究の結果は、ERBITUX(登録商標)単独での治療が、それぞれ1.5か月と4.2か月の疾患進行時間の中央値で、それぞれ11パーセントと9パーセントの反応率をもたらしたことを示した。
したがって、スイスと米国の両方において、イリノテカンと組み合わせたERBITUX(登録商標)の治療が、そして米国において、ERBITUX(登録商標)単独の治療が、第一次イリノテカン療法が失敗した結腸癌患者の第二次治療として認可された。したがって、Herceptin(登録商標)と同様に、スイスにおける治療は、モノクローナル抗体と化学療法の組み合わせとしてのみ認可されている。加えて、スイスと米国の両方における治療は、患者にとって第二次療法としてのみ認可されている。また2004年には、AVASTIN(登録商標)が、転移性結腸直腸癌の第一次治療として、静脈内5−フルオロウラシルに基づく化学療法と組み合わせての使用が認可された。第III相臨床研究の結果は、AVASTIN(登録商標)+5−フルオロウラシルで治療した患者の生存の中央値が、5−フルオロウラシル単独で治療した患者と比較して延長したことを実証した(それぞれ、20か月対16か月)。しかし、この場合もHerceptin(登録商標)及びERBITUX(登録商標)と同様に、治療は、モノクローナル抗体と化学療法の組み合わせとしてのみ認可されている。
また、肺、脳、卵巣、膵臓、前立腺及び胃癌において乏しい結果を生じ続けている。非小型細胞肺ガンの最近の最も有望な結果は、治療が、化学療法剤タキソテールと組み合わせた細胞死滅薬ドキソルビシンと結合するモノクローナル抗体(SGN−15;dox−BR96、抗Sialyl−LeX)を含む、第II相臨床試験からもたらされた。タキソテールは、肺癌の第二次治療のために唯一FDAにより認可された化学療法である。初期データは、タキソテール単独と比較して全体的に改善された生存を示す。研究のために動員された62人の患者のうち、三分の二は、SGN−15をタキソテールと組み合わせて摂取し、一方、残りの三分の一は、タキソテール単独を摂取した。タキソテールと組み合わせたSGN−15を摂取した患者では、全体的な生存の中央値は、タキソテール単独を摂取した患者の5.9か月と比較して、7.3か月であった。1年と18か月の全体的な生存は、タキソテール単独を摂取した患者でのそれぞれ24パーセント及び8パーセントと比較して、SGN−15+タキソテールを摂取した患者では、それぞれ29パーセント及び18パーセントであった。更なる臨床試験が計画されている。
前臨床では、黒色腫におけるモノクローナル抗体の使用でいくらかの限定された成果が得られている。これらの抗体のうちで臨床試験に到達したものはほとんどなく、現在まで、第III相診療試験で承認されたもの又は好ましい結果を実証したものはない。
疾患を治療する新薬の発見は、疾患の病原に明白に寄与している既知の遺伝子30、000個の産物のうちから関連する標的を同定することの欠如によって、妨げられている。腫瘍学研究において、潜在的な薬剤標的は、多くの場合、単に腫瘍細胞で過剰発現しているという事実によって選択される。このように同定された標的は、次に多数の化合物との相互作用のためにスクリーニングされる。潜在的な抗体療法において、これらの候補化合物は、通常、Kohler及びMilsteinにより定められた基本的な原則(1975,Nature,256,495−497,Kohler and Milstein)に従ったモノクローナル抗体生成の伝統的な方法によって誘導される。脾臓細胞を、抗原(例えば、全細胞、細胞分画、精製抗原)により免疫化したマウスから収集し、不死化ハイブリドーマパートナーと融合する。得られたハイブリドーマを、標的に最も熱心に結合する抗体の分泌のためにスクリーニングし、選択する。Herceptin(登録商標)及びRITUXIMABを含む、癌細胞に向けられる多くの治療用及び診断用抗体が、これらの方法を使用して産生され、その親和性に基づいて選択されてきた。この戦略の欠点には、2つの部分がある。第1には、治療用又は診断用抗体結合に適切な標的の選択は、組織特異的発癌性経過を取り巻く知識の不足によって、そしてその結果として得られる、それによりこれらの標的が同定される単純な方法、例えば過剰発現による選択によって、制限される。第2には、最大の親和性を持ってレセプターに結合する薬剤分子が、通常、シグナルを開始する又は阻害する最高の確率を有するという前提は、必ずしもそうであるとは限らない場合がある。
乳癌及び結腸癌の治療でいくらかの進展があるにもかかわらず、有効な抗体療法の確認及び開発は、単独の作用物質又は同時治療のいずれにおいても、全ての種類の癌では不十分である。
従来の特許:
特許文献1は、患者の腫瘍からの細胞を、患者の細胞又は組織からクローン化できるMHC遺伝子により形質移入するプロセスを開示する。次にこれらの形質移入細胞を使用して患者に予防接種する。
特許文献1は、患者の腫瘍からの細胞を、患者の細胞又は組織からクローン化できるMHC遺伝子により形質移入するプロセスを開示する。次にこれらの形質移入細胞を使用して患者に予防接種する。
特許文献2は、哺乳動物の新生細胞及び正常細胞の内部細胞成分に特異性があるが、外部成分にはないモノクローナル抗体を得る工程、モノクローナル抗体を標識する工程、標識抗体と、新生細胞を死滅させる治療を受けた哺乳動物の組織とを接触させる工程、及び縮退新生細胞の内部細胞成分への標識抗体の結合を測定することによって、治療の効果を決定する工程を含むプロセスを開示する。ヒト細胞内抗原へ向かう抗体を調製するためには、特許権所有者は、悪性細胞がそのような抗原の都合のよい供給源を表すことを認識する。
特許文献3は、新規抗体及びその産生方法を提供する。特に、特許は、ヒト腫瘍、例えば、結腸及び肺の腫瘍に関連するタンパク質抗原に強く結合するが、正常な細胞にかなり低い程度で結合する特性を有するモノクローナル抗体の形成を教示する。
特許文献4は、ヒト癌患者から腫瘍組織を外科的に除去すること、腫瘍組織を処理して腫瘍細胞を得ること、生存しているが非腫瘍形成性である腫瘍細胞を照射すること、これらの細胞を使用して、患者のために、原発性腫瘍の再発を抑制することができ、同時に転位を抑制することができるワクチンを調製することを含む癌治療の方法を提供する。この特許は、腫瘍細胞の表面抗原に反応性があるモノクローナル抗体の開発を教示する。第4欄45行目(以下参照)に記載されているように、特許権所有者は、ヒト新生物において活性な特異的免疫療法を発現するモノクローナル抗体の開発に自発性腫瘍細胞を利用する。
特許文献5は、ヒト癌腫の特性を持つが、起源の上皮細胞に依存しない糖タンパク質抗原を教示する。
特許文献6は、Her2発現細胞のアポトーシスを誘発する抗Her2抗体、抗体を産生するハイブリドーマ細胞株、抗体を使用する癌治療の方法、及び前記抗体を含む医薬組成物を記述する。
特許文献7は、腫瘍及び非腫瘍組織供給源から精製された、ムチン抗原に対するモノクローナル抗体を産生するための新規ハイブリドーマ細胞株を記載する。
特許文献8は、所望の抗原に特異的な抗体を産生するヒトリンパ球を生成する方法、モノクローナル抗体を産生する方法、並びにこの方法により産生されるモノクローナル抗体を記述する。この特許は、特に、癌の診断及び治療に有用な抗HDヒトモノクローナル抗体の産生について記述している。
特許文献9は、ヒト癌腫細胞に反応性のある、抗体、抗体フラグメント、抗体複合体及び単鎖免疫毒素に関する。これらの抗体が機能する機構には2つの部分があり、それは、分子が、ヒト癌腫の表面に存在する細胞膜抗原と反応すること、更には、抗体が、癌腫細胞内に取り入れられ、続いて結合する能力を有することであり、抗体−薬剤及び抗体−毒素複合体を形成するのに特に有用である。非修飾形態において、抗体は、特定の濃度で細胞毒性の特性も表す。
特許文献10は、腫瘍の治療及び予防のための自己抗体の使用を開示する。しかし、この抗体は、老齢哺乳動物からの抗核自己抗体である。この場合、自己抗体は、免疫系で見出される天然抗体の一つの種類であると言われている。自己抗体が「老齢哺乳動物」からのものであるため、自己抗体は、実際に治療を受けている患者からのものであるという必要条件がない。加えて、この特許は、老齢哺乳動物からの天然及びモノクローナル抗核自己抗体、並びにモノクローナル抗核自己抗体を産生するハイブリドーマ細胞株を開示する。
特許文献11は、CD44遺伝子の変種エクソンv6に対して向けられている特異的抗体VFF−18及びその変種を開示する。この抗体は、ラットCD44v6変種ではなくヒトCD44v6変種を認識する点において、コンパラトール抗体に比べて改善されている。加えて、この抗体は、CD44v6発現についての診断的アッセイを開示する。この抗体についてインビトロ又はインビボ機能の開示は何もなかった。
特許文献12は、CD44遺伝子のヒトエクソン6Aによりコードされる配列を含む合成ペプチドに対して生じたモノクローナル抗体Var3.1を開示する。具体的には、この抗体は、ヒトCD44の90kD形態に結合せず、Hermes−3抗体と区別される。CD44のv6変種を検出する方法、並びにこの抗原に基づいた悪性転換についてスクリーニング及び分析する方法が提供される。血清中で抗原を検出することに基づいた炎症性疾患をスクリーニングする方法も提供される。
特許文献13は、43アミノ酸ペプチドを産生するヒトCD44変種6の129bdエクソンに結合する特異的抗体を開示する。モノクローナル抗体は、多数のハイブリドーマ細胞株:MAK<CD44>M−1.1.12、MAK<CD44>M−2.42.3、MAK<CD44>M−4.3.16により産生される。この抗体は、新規CD44v6アミノ酸配列のヘキサペプチドを少なくとも含む融合タンパク質から生成される。更に、癌診断に使用することができるエクソン6変種の検出のためのイムノアッセイを開示する。有意には、この抗体についてインビトロ又はインビボ機能の開示は何もない。
特許文献14は、CD44様ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、並びにポリヌクレオチド及びその変種を使用する組み換えタンパク質を作製する方法を開示する。これらのポリペプチドに対する抗体が特許請求されているが、特定の例はなく、そのような抗体を分泌する寄託クローンがない。ノーザンブロットは、数種の組織にポリヌクレオチドが表れたことを実証したが、このポリヌクレオチドの翻訳及び発現があるという不随する証拠がない。したがって、このポリヌクレオチドの遺伝子産物に対して作製された抗体が存在する、これらの抗体がインビトロ又はインビボ機能のいずれかを有する、及びこれらがヒト癌性疾患と関連性があるという証拠がない。
特許文献15は、CD44の変種エピトープと反応する抗体、及びこの抗体の使用を介して変種を同定する方法を開示する。この変種をコードする単離ポリヌクレオチドがラット細胞から単離され、この変種に対して向けられている抗体mAb1.1ASMLは、分子量120kD、150kD、180kD及び200kDのタンパク質を認識する。モノクローナル抗体1.1ASMLの投与は、同質遺伝子ラットにおいてラットBSp73ASMLの増殖及び転移を遅延した。有意には、1.1ASMLは、LCLC97ヒト大型細胞肺癌に対する反応性の欠如によって示されているように、ヒト腫瘍を認識しない。ヒト相同体がLCLC97から単離されたが、この相同体を認識する同等の抗体は産生されなかった。したがって、ラットCD44の変種に特異的な抗体が産生され、ラット腫瘍の増殖及び転移に対して影響を及ぼすことが示されているが、この抗体のヒト腫瘍に対する効果についての証拠はない。より詳細には、発明者たちは、この抗体は、ヒト癌を認識しないことを指摘している。
本発明者たちには、以前に、癌性疾患を治療するのに有用である、個人に合わせて特別仕様された抗癌抗体を選択する方法を対象とする、表題が「個人に合わせた患者特異性抗癌抗体」である米国特許第6,180,357号が付与されている。一部のアミノ酸配列が、タンパク質の構造又は機能に著しく影響を与えることなく、ポリペプチドにおいて変わることができることは、当該技術でよく認識されている。抗体の分子再構成において、骨格領域の核酸又はアミノ酸配列における修飾は、一般に許容されうる。これには、置換(好ましくは、保存的置換)、欠失又は付加が挙げられるが、これらに限定はされない。更に、標準的な化学療法モダリティー、例えば放射性核種と、本発明のCDMABとを結合し、それによって、前記化学療法剤の使用に焦点を当てることは、本発明の範囲内である。CDMABは、毒素、細胞毒性部分、酵素、例えばビオチン結合酵素又は血行性細胞と結合することもでき、それによって、抗体複合体を形成することができる。
本出願は、癌性疾患修飾モノクローナル抗体をコードするハイブリドーマ細胞株を単離することに関する第′357号特許で教示されている、患者特性抗癌抗体を産生する方法を利用する。これらの抗体は、1つの腫瘍のために特別に作ることができ、したがって、癌治療を特別仕様にすることが可能である。本出願の文脈内で、細胞死滅特性(細胞毒性)又は細胞増殖阻害特性(細胞増殖抑制性)のいずれかを有する抗癌抗体を、本明細書以降では、細胞毒性と呼ぶ。これらの抗体は、癌の病期分類及び診断の助けとして使用することができ、腫瘍転移を治療するために使用できる。これらの抗体を、予防処置の方法で癌予防のために使用することもできる。伝統的な薬剤発見パラダイムに従って生成された抗体と異なり、本方法のようにして生成された抗体は、以前には悪性組織の増殖及び/又は生存と一体として示されていない分子及び経路を標的にすることができる。更に、これらの抗体の結合親和性は、より強力な親和性相互作用に従わない場合がある細胞毒性事象の開始のための要件に適している。
個人に合わせた抗癌治療の展望は、患者を管理する方法に変化をもたらす。起こりそうな臨床シナリオは、診断時に腫瘍試料を得て、保存するというものである。この試料から、腫瘍を、既に存在している癌性疾患修飾抗体のパネルによって分類することができる。患者は、従来のように病期分類されるが、患者を更に分類するために、利用可能な抗体が役に立つことができる。患者を、現存の抗体により直ぐに治療することができ、腫瘍に特異的な抗体のパネルを、本明細書で開示された方法を使用する、又は本明細書で開示されたスクリーニング方法と併せてファージディスプレーライブラリーを使用する、のいずれかよって産生することができる。生成された抗体は、他の腫瘍が、治療されているものと同じエピトープのうちの幾つかを持ちうる可能性があるので、全て抗癌抗体のライブラリーに加えられる。本発明の方法に従って産生された抗体は、これらの抗体に結合する癌を有する何人もの患者において、癌性疾患を治療するのに有用であることができる。
抗癌抗体に加えて、患者は、治療の多様なレジメンの一部として現行の推奨される治療を受けることを選ぶことができる。本発明の方法論により単離された抗体が非癌性細胞に対して相対的に非毒性であるという事実は、高用量の抗体の組み合わせを単独で、又は従来の治療と一緒に使用することを可能にする。高い治療指数は、治療耐性細胞の発生の可能性を減少するはずである短期間での再治療も可能にする。
患者が治療の初期過程に難治性であるか、又は転移が発生する場合、腫瘍に特異的な抗体を生成する方法を再治療のために繰り返すことができる。更に、抗癌抗体を、患者から得た赤血球と結合して、転移の治療のために再注入することができる。転移性癌に対する有効な治療はほとんどなく、転移は、通常、死亡をもたらす不良転帰の前兆である。しかし、転移性癌は、通常、十分に血管新生化されており、赤血球による抗癌抗体の送達は、腫瘍部位へ抗体を集中させる効果を有することができる。転移の前でさえも、ほとんどの癌細胞は、その生存を宿主の血液供給に依存し、赤血球と結合した抗癌抗体は、原位置の腫瘍に対しても有効であることができる。あるいは、抗体を、他の血行性細胞、例えば、リンパ球、マクロファージ、単球、ナチュラルキラー細胞などと結合させることができる。
5種類の抗体があり、それぞれその重鎖により付与される機能と関連している。一般に、裸抗体による癌細胞死滅は、抗体依存性細胞障害活性又は補体依存性細胞障害性のいずれかによって仲介されると考えられる。例えば、ネズミIgM及びIgG2a抗体は、補体系のC1成分の結合によりヒト補体を活性化することができ、それによって、腫瘍溶解をもたらすことができる、補体活性化の古典的経路を活性化することができる。ヒト抗体では、最も効果的な補体活性化抗体は、一般にIgM及びIgG1である。IgG2a及びIgG3アイソタイプのネズミ抗体は、単球、マクロファージ、顆粒球及び特定のリンパ球による細胞死滅をもたらすFcレセプターを有する細胞毒性細胞を動員するのに有効である。ヒト抗体のIgG1とIgG3の両方のアイソタイプはADCCを仲介する。
抗体仲介癌死滅の別の可能な機構は、細胞膜及びその関連する糖タンパク質又は糖脂質における多様な化学的結合の加水分解を触媒するように機能する抗体、いわゆる触媒抗体の使用を介することでありうる。
抗体仲介癌細胞死滅について3つの追加的な機構がある。第1は、癌細胞に存在する推定抗原に対して免疫反応を生じるように体を誘導する、ワクチンとしての抗体の使用である。第2は、増殖レセプターを標的にし、その機能を妨害する、又は機能が効果的に失われるようにそのレセプターを下方制御する、抗体の使用である。第3は、TRAIL R1若しくはTRAIL R2のような死レセプター又はアルファVベータ3などのようなインテグリン分子の連結のような、直接の細胞死をもたらしうる細胞表面部分の直接連結に対するそのような抗体の効果である。
制癌剤の臨床的有用性は、患者の許容されるリスクプロフィール下での薬剤の利益に基づく。癌療法において、生存は、一般に最も追求される利益であるが、延命に加えて他の十分に認識されている利益が多数存在する。治療が生存に有害な影響を与えないこれらの他の利益には、症状緩和、有害事象に対する保護、再発するまでの時間又は無病生存期間の延長、及び進行するまでの時間の延長が含まれる。これらの基準は、一般に受け入れられており、米国食品医薬品局(FDA)のような規制機関は、これらの利益を生じる薬剤を認可している(Hirschfeld et al.Critical Reviews in Oncology/Hematolgy 42:137−143 2002)。これらの基準に加えて、これらの種類の利益を予感することができる他の終点があることは、十分に認識されている。部分的には、米国FDAにより許可された加速承認方法は、患者の利益を予測すると思われる代用薬があることを認めている。年末(2003年)には、この方法により16種の薬剤が認可され、それらのうち4種が完全に承認され、すなわち、追跡調査が、代用薬終点により予測された直接的な患者の利益を実証した。固形腫瘍における薬剤効果を決定する一つの重要な終点は、処置に対する反応を測定することにより腫瘍量を評価することである(Therasse et al.Journal of the National Cancer Institute 92(3):205−216 2000)。そのような評価の臨床基準(RECIST基準)は、国際的な癌専門家のグループであるResponse Evaluation Criteria in Solid Tumors Working Groupにより公表されてきた。適切な対照群と比較して、RECIST基準に従った他覚的反応により示された、腫瘍量に対する効果を実証した薬剤は、最終的に、直接的な患者利益を生じる傾向がある。前臨床設定において、腫瘍量は、一般に評価及び文書化に対してより直接的である。前臨床試験を臨床設定に転換することができるので、前臨床モデルにおいて生存期間の延長を生じる薬剤は、最大の予測臨床的有用性を有する。臨床治療に陽性反応を生じることと同様に、前臨床設定において腫瘍量を低減する薬剤は、疾患に対して著しく直接的な影響を有することもできる。生存期間の延長が制癌剤治療で最も追求される臨床転帰であるが、臨床的有用性を有する他の利益が存在し、疾患進行の遅延、延長した生存期間又はその両方に相関しうる腫瘍量の低減が、直接的な利益をもたらし、臨床的な影響を与えることもできることが明白である(Eckhardt et al.Developmental Therapeutics:Successes and Failures of Clinical Trial Designs of Targeted Compounds;ASCO Educational Book,39th Annual Meeting,2003,pages 209−219)。
実質的に米国特許6,180,357号の方法を使用して、マウスモノクローナル抗体H460−16−2を、患者の肺腫瘍生検からの細胞による、以下の、マウスの免疫化に従って得た。H460−16−2抗原は、異なる組織由来の広範囲なヒト細胞株の細胞表面に発現した。乳癌細胞株MDA−MB−231(MB−231)及び皮膚癌細胞株A2058は、インビトロでH460−16−2の細胞毒性効果に感受性があった。
培養中のMB−231細胞に対するH460−16−2細胞障害性の結果は、マウスに移植されたとき、これらの癌細胞に対するその抗腫瘍活性により更に拡大された(S.N.10/603,000に開示されている)。前臨床異種移植腫瘍モデルは、治療有効性の有効な予測判断材料であると考えられる。
ヒト乳癌の予防インビボモデルにおいて、H460−16−2処置は、アイソタイプ対照抗体よりも、処置期間における腫瘍増殖の抑制に有意に(p<0.0001)効果的であった。処置段階の終了時には、H460−16−2を与えられたマウスは、対照群の1.3パーセントしか増殖しなかった腫瘍を有した。処置後の追跡調査期間の間、H460−16−2の処置効果は持続し、処置群の平均腫瘍容量は、測定段階の終了時まで、対照よりも有意に小型であり続けた。生存を抗体効能の測度として使用して、H460−16−2処置群で死亡する危険性は、処置後およそ70日目で抗体緩衝剤対照群の約71パーセントであった(p=0.0028)と推定した。これらのデータは、H460−16−2処置が、対照処置群と比較して、生存利益を付与したことを実証した。H460−16−2処置は、体重の低減及び臨床困難を含む毒性の徴候を誘導しなかったので、安全であると思われた。したがって、H460−16−2処置は、ヒト乳癌の十分に確立したモデルにおいて、対照処置群と比較して腫瘍増殖を遅延し、また生存を向上させたので、有効であった。
加えて、H460−16−2は、確立したインビボ腫瘍モデルにおいて、MB−231細胞に対して抗腫瘍活性を実証した(S.N.10/603,000に開示されている)。H460−16−2による処置を、標準的な化学療法薬シスプラチンと比較し、シスプラチン及びH460−16−2処置群は、抗体希釈緩衝剤又はアイソタイプ対照抗体のいずれかで処置した群と比較して、有意に(p<0.001)小さい平均腫瘍容量を有した。H460−16−2処置は腫瘍抑制を仲介し、それはシスプラチン化学療法のおよそ三分の二であったが、シスプラチンで観察された有意な(19.2パーセント)体重減少(p<0.003)及び2つの処置関連死亡を含む臨床困難がなかった。H460−16−2の抗腫瘍活性及びその最小限の毒性は、それを魅力的な抗癌治療剤にする。
処置後期間において、H460−16−2は、H460−16−2群における死亡の危険性が、処置後>70日でアイソタイプ対照抗体の約半分であったように、有意な生存利益(p<0.02)を示した。観察された生存利益は、処置後120日を過ぎても続き、H460−16−2処置群の67パーセントと比較して、アイソタイプ対照及びシスプラチン処置マウスの100パーセントが死亡した。H460−16−2は、アイソタイプ対照抗体群と比較して、腫瘍増殖を26パーセント遅延することによって腫瘍抑制を維持した。処置後31日目に、H460−16−2は、アイソタイプ対照群と比較して腫瘍増殖を48パーセント低減することによって、腫瘍のサイズを制限し、これは、処置の終了時で観察される49パーセントの低減に匹敵する。乳癌の確立した腫瘍モデルにおいて、これらの結果は、処置段階を越えて腫瘍抑制を維持するH460−16−2の潜在能力を示し、哺乳動物において腫瘍量を低減し、かつ生存を向上させる抗体の能力を実証した。
乳癌の確立したインビボ腫瘍モデルにおける利益効果に加えて、化学療法薬(シスプラチン)と組み合わせたH460−16−2処置は、確立したインビボ前立腺癌モデルにおいてPC−3細胞に対して抗腫瘍活性を有した(S.N.10/810,165で開示されている)。対t−検定を使用して、H460−16−2+シスプラチン処置は、緩衝剤対照(p<0.0001)、シスプラチン処置単独(p=0.004)又はH460−16−2処置単独(p<0.0001)よりも、処置期間の直ぐ後で腫瘍増殖を抑制するのに有意に有効であった。処置段階の終了時には、H460−16−2+シスプラチンを与えられたマウスは、緩衝剤対照群の28.5パーセントしか増殖しなかった腫瘍を有した。PC−3 SCID異種移植モデルでは、体重を疾患進行の代理指標として使用することができる。全ての群においてマウスは重篤な体重の減少を被った。この研究において、全ての群のマウスは、処置期間の終了時までにおよそ23〜35パーセントの体重減少を示した。H460−16−2で処置された群は、最も小さい程度の体重減少(21.7パーセント)を示した。処置の後、つまり48日目に、緩衝剤対照と比較して、H460−16−2及びシスプラチンの処置に関連した体重減少に有意な増加はなかった(p=0.5042)。したがって、H460−16−2+シスプラチン処置は、ヒト前立腺癌の十分に確立したモデルにおいて、アイソタイプ対照処置群と比較して腫瘍増殖を遅延したように、有効であった。
薬剤標的としてH460−16−2エピトープを確認するために、正常なヒト組織におけるH460−16−2抗原の発現を予め決定した(S.N.10/603,000)。この処理を、抗CD44抗体;クローンL178(S.N.10/647,818に開示されている)及びクローンBU75(S.N.10/810,165に開示されている)との比較に拡大した。H460−16−2でIHC染色すると、肝臓、腎臓(尿細管上皮細胞の辺縁染色を除く)、心臓及び肺のような重要な臓器の細胞を含む大部分の組織は、H460−16−2抗原を発現しなかった。組織染色の結果は、H460−16−2が多様な細胞型への限定された結合を示すが、浸潤性マクロファージ、リンパ球及び線維芽細胞への結合を有したことを示した。BU75抗体は同様の染色パターンを示した。しかし、少なくとも1つの注目すべき差があり、リンパ球の染色はH460−16−2と比較してBU75でより強力であった。
H460−16−2抗原の局在化、及び乳癌患者のような集団内での蔓延の決定は、H460−16−2の治療上の使用を評価する及び効果的な臨床試験を設計するのに重要である。癌患者からの乳房腫瘍におけるH460−16−2抗原の発現に取り組むため、50人の乳癌患者の腫瘍組織試料では、予め、H460−16−2抗原の発現をスクリーニングし(S.N.10/603,000)、L178(S.N.10/647,818)、BU75(S.N.10/810,165)及び抗Her2抗体c−erbB−2(S.N.10/810,165)と比較した。これらの研究の結果は類似しており、組織試料の62パーセントがH460−16−2抗原で陽性に染色され、一方、乳房腫瘍組織の73パーセントがBU75エピトープで陽性であったことを示した。患者の試料内でのH460−16−2の発現は、染色が悪性細胞に限定されているので、癌細胞に特異的であると思われた。H460−16−2は、乳癌患者の正常組織の10個の試料のうち4個を染色し、一方、BU75は8個を染色した。H460−16−2及びBU75抗原の乳房腫瘍発現は、主に、悪性細胞の細胞膜に局在化していると思われ、治療においてCD44が魅力的な標的となる。H460−16−2発現を、乳房腫瘍の発達、治療及び予後に重要な役割を演じるホルモンであるエストロゲン及びプロゲステロンのためのレセプターの乳房腫瘍発現に基づいて、更に評価した。H460−16−2抗原と、エストロゲン又はプロゲステロンのいずれかのためのレセプターの発現との間の相関関係は、明白ではなかった。腫瘍をその病期又は癌の進行程度に基づいて分析したとき、この場合でも、H460−16−2抗原発現と腫瘍の病期との間に明確な相関関係がなかった。BU75で同様の結果を得た。c−erbB−2抗比較して、H460−16−2は、H460−16−2抗原では陽性の乳房腫瘍組織試料の52パーセントがHer2発現では陰性であるという完全に異なる染色プロフィールを示し、乳癌患者にとって標的治療の要求が依然として満たされていないこと示した。また、H460−16−2とHer2の両方で陽性である乳房腫瘍組織切片間の染色強度に差があった。c−erbB−2抗体も、正常な乳房組織切片のうちの1つを陽性染色した。
H460−16−2の潜在的な治療利益を更に広げるために、多様なヒト癌組織内の抗原の頻度及び局在性も、予め決定し(S.N.10/603,000)、クローンL178と比較した(S.N.10/647,818)。これらの腫瘍型の大部分は、L178抗原でも陽性である。ヒト乳房腫瘍組織でも、H460−16−2及びL178局在化が腫瘍細胞の膜で生じた。しかし、H460−16−2抗体と比較して、L176による膜局在化のほうが実質的多かった。また、H460−16−2とL178の両方で染色された腫瘍型のうち、43パーセントの組織がL178抗体によるより高い強度の染色を示した。
文献のIHCデータとの比較に基づいて、本明細書に提示されたIHCデータと正確にマッチするCD44の形態は存在しないと思われる。CD44の標準形態は、通常、ヒト脳に発現し、H460−16−2抗原は発現しない。パンCD44アイソフォームに向けられている抗体は、肝臓(クッパー細胞を含む)を染色せず、生殖周期の全段階において子宮内膜腺を陽性染色する。H460−16−2抗原は、クッパー細胞に明確に存在し、生殖周期の分泌子宮内膜腺にのみ存在する。H460−16−2抗原は、組織マクロファージに明確に存在し、変種形態V4/5及びV8/9のみが時々マクロファージの染色を示す。類似しているが依然として区別されるパターンが、抗CD44 L178と比較してH460−16−2により見られ、ここでBU75は、H460−16−2抗原がCD44の独自のエピトープであることを示す。
以前に開示されているように(S.N.10/647,818)、追加的な生化学データは、H460−16−2により認識される抗原がCD44の形態の1つであることも示した。これは、CD44に対して反応性のあるモノクローナル抗体(L178)が、免疫沈降によりH460−16−2に結合するタンパク質を同定することを示す研究によって支持された。ウエスタンブロッティング研究も、H460−16−2により認識されるCD44のエピトープが、v6又はv10に存在しないことを示唆した。H460−16−2エピトープは、炭水化物であり、立体構造依存性であることによっても区別され、一方、多くの抗CD44抗体は、CD44のペプチド部分に対して向けられている。これらのIHC及び生化学的な結果は、H460−16−2がCD44抗原の変種に結合することを実証した。したがって、圧倒的な証拠が、H460−16−2は、CD44の変種に存在する特有の炭水化物依存性立体構造エピトープとの連結を介して、抗癌効果を仲介することを示した。本発明の目的において、前記エピトープは、ハイブリドーマ細胞株H460−16−2、その抗原結合フラグメント又はその抗体複合体によりコードされるモノクローナル抗体と結合するその能力によって特徴決定される、「CD44抗原部分」と定義される。
H460−16−2の抗癌効果の背後にある機構を更に解明するために、ヒアルロン酸(HA)結合アッセイを実施した(S.N.10/810,165に開示されている)。平均濃度1.87(+/−1.01)マイクログラム/mLのH460−16−2が、MDA−MB−231細胞のHAへの接着を50パーセント阻害するのに必要であった。この結果は、H460−16−2が、少なくとも部分的に、HAへの結合に関与し、同時に、血管形成の下方制御を介してその抗癌効果を仲介する又はECMを介して腫瘍の侵襲性を仲介する可能性のあるCD44の領域と相互作用することを示した。
HA結合アッセイに加えて、H460−16−2のインビトロ及びインビボ抗癌効果が細胞周期の調節に起因するかを決定するために、細胞周期実験を実施した(S.N.10/810,165に開示されている)。24時間後及び20μg/mLのH460−16−2により、MDA−MB−231アポトーシス細胞の数がアイソタイプ対照と比較して増加した。この効果は、また、用量依存的であると思われた。したがって、H460−16−2の効能は、全体的に又は部分的に、そのアポトーシス誘発能力にも起因する場合がある。
全体として、このデータは、H460−16−2抗原が、癌関連抗原であり、ヒトにおいて発現し、病原関連癌標的であることを実証する。更に、このデータは、H460−16−2抗体のヒト癌組織への結合も実証し、診断的、治療予測的、又は予後的であることができるアッセイのために適切に使用することができる。加えて、この抗原の細胞膜局在性は、ほとんどの非悪性細胞における抗原の発現の欠如によって、細胞の癌状態を示しており、この観察は、診断的、治療予測的又は予後的であることができるアッセイで使用されるこの抗体、その遺伝子又は誘導体、そのタンパク質又はその変種の使用を容認する。
抗CD44抗体の使用を伴う他の研究は、H460−16−2により示されない治療可能性の限界を有する。H460−16−2は、インビトロとインビボの両方において抗腫瘍活性を実証する。MAK<CD44>M−1.1.12、MAK<CD44>M−2.42.3及びMAK<CD44>M−4.3.16のような以前に記載された抗体は、これらに帰するインビトロ又はインビボ細胞障害性を有さず、VFF−18及びMabU36は、固有の腫瘍細胞障害性を示さない。加えて、インビボ腫瘍効果を示す他の抗CD44抗体も、H460−16−2では明らかではない特定の限界を有する。例えば、ASML1.1、K926、抗CD44s及びIM−78.1は、ラット、ネズミ、異種移植モデルで増殖したラット及びネズミのそれぞれの腫瘍に対するインビボ抗腫瘍活性を示す。H460−16−2は、ヒト癌のモデルで抗腫瘍活性を実証する。H460−16−2は、ヒトCD44に対しても向けられているが、ASML1.1のような抗体は、ラットCD44しか認識しない。クローン515抗CD44抗体は、ヒト卵巣細胞株の腹膜腫瘍移植を阻害はするが、腫瘍増殖のを防止又は阻害しない。H460−16−2は、SCIDマウス異種移植モデルにおいてヒト乳房腫瘍増殖を阻害することができる。GKW.A3は、予防的であるが確立していないモデルにおいてマウスで増殖したヒト転移性黒色腫の腫瘍増殖を阻害することができる抗ヒトCD44モノクローナル抗体である。H460−16−2は、ヒト乳癌の予防的及び確立したネズミ異種移植モデルの両方において有意な抗腫瘍活性を実証した。したがって、H460−16−2が、以前に記載された抗CD44抗体と比較して優れた抗腫瘍特性を有するのは、全く明白なことである。これは、SCIDマウスのヒト乳房腫瘍に対するインビトロとインビボの両方で抗腫瘍活性を実証し、ヒトCD44に向けられている。また、ヒト乳癌の予防及び確立(臨床的により関連性がある)モデルにおいて活性を示し、ヒト前立腺癌の確立モデルにおいてシスプラチンと共に活性を示す。
全体として、本発明は、投与されたとき、哺乳動物においで抗原を発現している癌の腫瘍量を低減することができ(したがって疾患の進行を遅延する)、かつ治療された哺乳動物の生存期間の延長をもたらすこともできる治療剤の標的としての、H460−16−2抗原の使用を教示する。本発明は、その抗原を標的にして、哺乳動物において抗原を発現する癌の腫瘍量を低減するため、及びこの抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の生存期間を延長するための、CDMAB(H460−16−2)及びその誘導体の使用も教示する。加えて、本発明は、その抗原に結合した後、H460−16−2は、ヒアルロン酸と相互作用する癌細胞の能力を妨げることができ、癌細胞にアポトーシスを引き起こすこともできることを教示する。更に、本発明は、癌性細胞においてH460−16−2抗原を検出することの使用も教示し、これは、この抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の診断、治療予測及び予後のために有用であることができる。
本発明は、米国特許第6,180,357号で記載された方法により開発され、その効果が、細胞毒性アッセイ、動物モデルの非確立及び確立腫瘍増殖、並びに癌性疾患に罹患しているものでの延長された生存期間において確認された、H460−16−2の開発及び使用を記載する。本発明は、米国特許第6,180,357号で記載された方法により開発され、その効果が、細胞毒性アッセイにおいて及び動物モデルの腫瘍増殖の予防的防止において確認された、AR37A335.8の開発及び使用も記載する。本発明は、標的分子CD44に存在するエピトープ又は複数のエピトープに特異的に結合し、かつ悪性腫瘍細胞に対してインビトロ細胞毒性の特性も有するが、正常な細胞には有さず、また、腫瘍増殖の阻害及びヒト癌のインビボモデルにおける生存期間の延長を直接仲介する裸抗体を初めて記載する点において、癌治療の分野における進歩を示す。これは、同様の特性を示すものがなかったので、以前に記載された他のあらゆる抗CD44抗体に対する進歩である。特定の種類の腫瘍の増殖及び発達に関連する事象においてCD44の直接的な関与を明確に、かつ初めて実証したので、この分野における進歩も提供する。ヒトの患者において同様の抗癌特性を示す潜在能力を有するので、癌治療における進歩も示す。更なる進歩は、これらの抗体を抗癌抗体のライブラリーに含めることが、腫瘍の増殖及び発達を標的にし、かつ阻害するのに最も有効なものを発見するため、異なる抗癌抗体の適切な組み合わせを決定することにより、異なる抗原マーカーを発現する腫瘍を標的にする可能性を向上させることである。
全体として、本発明は、投与されたとき、哺乳動物においで抗原を発現している癌の腫瘍量を低減することができ、かつ治療された哺乳動物の生存期間の延長をもたらすこともできる治療剤の標的としての、H460−16−2抗原の使用を教示する。本発明は、それらの抗原を標的にして、哺乳動物において抗原を発現する癌の腫瘍量を低減するため、及びこの抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の生存期間を延長するための、CDMAB(H460−16−2及びAR37A335.8)、それらの誘導体、リガンド、及びそれらの抗原結合フラグメントの使用も教示する。更に、本発明は、癌性細胞においてH460−16−2及びAR37A335.8抗原を検出することの使用も教示し、これは、この抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の診断、治療予測及び予後のために有用であることができる。
したがって、ハイブリドーマ細胞株、並びに対応する単離モノクローナル抗体及び前記ハイブリドーマ細胞株がコードされているその抗原結合フラグメントを単離するために、特定の個人由来の癌性細胞又は1つ以上の特定の癌細胞株に対して生じた癌性疾患修飾抗体(CDMAB)(ここでCDMABは、癌細胞に関しては細胞毒性があるが、同時に、非癌性細胞には相対的に非毒性である)を産生する方法を利用することが、本発明の目的である。
癌性疾患修飾抗体、そのリガンド及び抗原結合フラグメントを教示することが、本発明の追加的な目的である。
その細胞障害性が抗体依存性細胞毒性により仲介される癌性疾患修飾抗体及びリガンドを産生することが、本発明の更なる目的である。
その細胞障害性が補体依存性細胞毒性により仲介される癌性疾患修飾抗体及びリガンドを産生することが、本発明のなお追加的な目的である。
その細胞障害性が細胞の化学的結合の加水分解を触媒する能力の機能である癌性疾患修飾抗体及びリガンドを産生することが、本発明のまた更なる目的である。
本発明のまた更なる目的は、癌の診断、予後及びモニタリングのための結合アッセイに有用である癌性疾患修飾抗体又はリガンドを産生することである。
本発明の他の目的及び利点は、以下の記載によって明らかとなり、例示及び実施例によって、本発明の特定の実施態様が記載される。
一般に、以下の語又は語句は、発明の開示、記載、実施例及び請求項で使用される場合に、示された定義を有する。
用語「抗体」は、最も広範囲な意味で使用され、具体的には、例えば単一モノクローナル抗体(アゴニスト、アンタゴニスト及び中和抗体、脱免疫化、ネズミ、キメラ化又はヒト化抗体を含む)、ポリエピトープ的特異性を有する抗体組成物、単鎖抗体、免疫複合体及び抗体のフラグメントを網羅する(下記を参照すること)。
本明細書で使用されるとき、用語「モノクローナル抗体」は、実質的に均質の抗体の個体群から得られる抗体を意味し、すなわち、個体群に含まれる個別の抗体は、少量で存在しうる天然に生じる突然変異の可能性を除いて同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、単一抗原部位に向けられる。更に、異なる決定要因(エピトープ)に向けられている異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物と対照的に、それぞれのモノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定要因に向けられている。これらの特異性に加えて、モノクローナル抗体は、他の抗体で汚染されることなく合成することができる点において有利である。修飾語「モノクローナル」は、実質的に均質の抗体個体群から得られる抗体の特性を示し、いずれかの特定の方法により抗体を産生する必要性があると考慮されるべきでない。例えば、本発明により使用されるモノクローナル抗体は、Kohler et al.,Nature,256:495(1975)に最初に記載されたハイブリドーマ(ネズミ又はヒト)法により作製することができるか、又は組み換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号を参照すること)により作製することができる。「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson et al.,Nature,352:624−628(1991)及びMarks et al.,J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)に記載された技術を使用して、ファージ抗体ライブラリーから単離することもできる。
「抗体フラグメント」は、無処置抗体の一部を含み、好ましくはその抗原結合又は可変部領域を含む。抗体フラグメントの例には、完全長に満たない抗体、Fab、Fab′、F(ab′)2及びFvフラグメント;二特異性抗体;線状抗体;単鎖抗体分子;単鎖抗体、単一ドメイン抗体分子、融合タンパク質、組み換えタンパク質、並びに抗体フラグメントから形成される多特異性抗体が挙げられる。
「無処置」抗体は、抗原結合可変部領域を含み、またさらに、軽鎖定常部ドメイン(CL)及び重鎖定常部ドメイン、CH1、CH2及びCH3を含むものである。定常部ドメインは、未変性配列定常部ドメイン(例えば、ヒト未変性配列定常部ドメイン)又はアミノ酸配列可変部ドメインであることができる。好ましくは、無処置抗体は、1つ以上のエフェクター機能を有する。
重鎖の定常部ドメインのアミノ酸配列に応じて、無処置抗体を異なる「部類」に指定することができる。これらは、無処置抗体の5つの主要な部類:IgA、IgD、IgE、IgG及びIgMであり、これらのうちの幾つかは、更に「下位分類」(アイソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA及びIgA2に分けることができる。抗体の異なる部類に対応する重鎖定常部ドメインは、それぞれα、δ、ε、γ及びμと呼ばれる。免疫グロブリンの異なる部類のサブユニット構造及び三次元配置がよく知られている。
抗体の「エフェクター機能」は、抗体のFc領域(未変性配列Fc領域又はアミノ酸配列可変部Fc領域)に寄与する生物学的活性を意味する。抗体エフェクター機能の例には、Clq結合;補体依存性細胞障害性;Fcレセプター結合;抗体依存性細胞仲介細胞障害性(ADCC);食菌作用;細胞表面レセプター(例えば、B細胞レセプター;BCR)の下方制御などが挙げられる。
「抗体依存性細胞仲介細胞障害性」及び「ADCC」は、Fcレセプター(FcR)を発現する非特異的細胞毒性細胞(例えば、ナチュラルキラー(NK)細胞、好中球及びマクロファージ)が、標的細胞上の結合抗体を認識し、続いて標的細胞の溶解を引き起こす細胞仲介反応を意味する。ADCCを仲介する一次細胞である、NK細胞は、FcγRIIIのみを発現し、一方、単球は、FcγRI、FcγRII及びFcγRIIIを発現する。造血細胞におけるFcR発現をまとめたものが、Ravetch and Kinet,Annu.Rev.Immunol 9:457−92(1991)の第464頁、表3である。目的分子のADCC活性を評価するために、米国特許第5,500,362号又は同第5,821,337号に記載されているようなインビトロADCCアッセイを実施することができる。そのようなアッセイに有用なエフェクター細胞には、末梢血単核細胞(PBMC)及びナチュラルキラー(NK)細胞が含まれる。あるいは又は追加的には、目的分子のADCC活性をインビボで、例えば、Clynes et al.PNAS(USA)95:652−656(1998)に開示されているような動物モデルにおいて評価することができる。
「エフェクター細胞」は、1つ以上のFcRを発現し、かつエフェクター機能を実行する白血球である。好ましくは、細胞は、少なくともFcγRIIIを発現し、ADCCエフェクター機能を実行する。ADCCを仲介するヒト白血球の例には、末梢血単核細胞(PBMC)、ナチュラルキラー(NK)細胞、単球、細胞毒性T細胞及び好中球が挙げられ、PBMC及びNK細胞が好ましい。エフェクター細胞を、その未変性供給源から、例えば、本明細書に記載されている血液又はPBMCから単離することができる。
用語「Fcレセプター」又は「FcR」は、抗体のFe領域に結合するレセプターを記載するために使用される。好ましいFcRは、未変性配列ヒトFcRである。更に、好ましいFcRは、IgG抗体(ガンマレセプター)に結合するものであり、これらのレセプターの対立変種及び代替的なスプライス型を含むFcγRI、FcγRII及びFcγRIII下位分類のレセプターが含まれる。FcγRIIレセプターには、FcγRIIA(「活性化レセプター」)及びFcγRIIB(「阻害レセプター」)が含まれ、主に細胞質ドメインが異なる同様のアミノ酸配列を有する。活性化レセプターFcγRIIAは、その細胞質ドメインに免疫レセプターチロシン活性化モチーフ(ITAM)を含有する。阻害レセプターFcγRIIBは、その細胞質ドメインに免疫レセプターチロシン阻害モチーフ(ITIM)を含有する(M.in Daeron,Annu.Rev.Immunol.15:203−234(1997)の論評を参照すること)。FcRは、Ravetch and Kinet,Annu.Rev.Immunol 9:457−92(1991);Capel et al.,Immunomethods 4:25−34(1994);及びde Haas et ah,J.Lab.Clin.Med.126:330−41(1995)において検討されている。将来的に同定されるものを含む他のFcRは、本明細書における用語「FcR」に包含される。この用語には、母親IgGの胎児への移動に関与する新生児レセプターFcRnも含まれる(Guyer et al.,J.Immunol.117:587(1976)及びKim et al.,Eur.J.Immunol.24:2429(1994))。
「補体依存性細胞障害性」又は「CDC]は、分子が補体の存在下で標的を溶解する能力を意味する。補体活性化経路は、補体系(Clq)の最初の成分と、同族抗原と複合体を形成している分子(例えば、抗体)との結合によって開始される。補体活性化を評価するために、例えば、Gazzano−Santoro et al.,J.Immunol.Methods 202:163(1996)に記載されているようなCDCアッセイを実行することができる。
用語「可変部」は、抗体のうちで可変部ドメインの特定の部分が、配列において大きく異なり、特定の抗原に対するそれぞれ特定の抗体の結合及び特異性のために使用される、という事実を意味する。しかし、可変性は、抗体の可変部ドメインの全体にわたって均一に分布されてはいない。軽鎖と重鎖の両方の可変部ドメインにおいて超可変部領域と呼ばれる3つのセグメントに集中している。可変部ドメインのより高度に保存された部分は、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる。未変性重及び軽鎖の可変部ドメインは、それぞれ、>シート構造に結合しているループを形成しており、幾つかの場合ではその一部分を形成している、3つの超可変部領域により結合しているほぼβシート形状をしている4つのFRを含む。それぞれの鎖における超可変部領域は、FRにより近接して一緒に保持され、他の鎖の超可変部領域と共に、抗体の抗原結合部位の形成に寄与する(Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991)を参照すること)。定常部ドメインは、抗体と抗原との結合に直接関わらないが、抗体依存性細胞障害活性(ADCC)における抗体の参加のような、種々のエフェクター機能を示す。
本明細書で使用されるとき、用語「超可変部領域」は、抗原結合に関与する抗体のアミノ酸残基を意味する。超可変部領域は、一般に「相補性決定領域」又は「CDR」からのアミノ酸残基(例えば、軽鎖可変部ドメインにおける残基24−34(L1)、50−56(L2)及び89−97(L3)、重鎖可変部ドメインにおける残基31−35(H1)、50−65(H2)及び95−102(H3);Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991))並びに/又は「超可変部ループ」からの残基(例えば、軽鎖可変部ドメインにおける残基2632(L1)、50−52(L2)及び91−96(L3)、重鎖可変部ドメインにおける残基26−32(H1)、53−55(H2)及び96−101(H3);Chothia and Lesk J.MoI.Biol.196:901−917(1987))を含む。「フレームワーク領域」又は「FR]残基は、本明細書で定義されている超可変部領域残基以外の可変部ドメイン残基である。抗体のパパイン消化は、「Fab」フラグメントと呼ばれる2つの同一の抗原結合フラグメントを産生し、それぞれ単一の抗原結合部位と、その名称が容易に結晶化する能力を反映している残基「Fc」フラグメントを有する。ペプシン処理によって、2つの抗原結合部位を有し、かつ依然として抗原を架橋することができるF(ab′)2フラグメントが生じる。
「Fv」は、完全な抗原認識及び抗原結合部位を含有する最小限の抗体フラグメントである。この領域は、密接な非共有的関連がある1つの重鎖と1つの軽鎖の可変部ドメインの二量体から構成される。それぞれの可変部ドメインの3つの超可変部領域が相互作用して、VH−VL二量体の表面に抗原結合部位を画定するのが、この配置である。集合的には、6つの超可変部領域が抗原結合特異性を抗体に付与する。しかし、単一の可変部ドメイン(又は抗原に特異性のある3つの超可変部領域しか含まない半分のFv)でさえも、抗原を認識し結合する能力を有するが、結合部位全体よりも親和性は低い。Fabフラグメントも、軽鎖の定常部ドメインと重鎖の第1定常部ドメイン(CH1)を含有する。Fab′フラグメントは、抗体ヒンジ領域からの1つ以上のシステインを含む重鎖CH1ドメインのカルボキシ末端に幾つかの残基を付加することによって、Fabフラグメントと異なる。Fab′−SHは、定常部ドメインのシステイン残基が少なくとも1つの遊離チオール基を有するFab′の本明細書における名称である。F(ab′)2抗体フラグメントは、元々、その間にヒンジシステインを有する一対のFab′フラグメントとして産生された。抗体フラグメントの他の化学結合も知られている。
任意の脊椎動物種からの抗体の「軽鎖」を、その定常部ドメインのアミノ酸配列に基づいてカッパ(κ)及びラムダ(λ)と呼ばれる、明確に区別される2つの型のうちの1つに割り当てることができる。
「単鎖Fv」又は「scFv」抗体フラグメントは、抗体のVH及びVLドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖に存在する。好ましくは、Fvポリペプチドは、抗原結合のためにscFvを所望の構造に形成することができる、VHとVLのドメインの間にあるポリペプチドリンカーを更に含む。scFvについての検討は、Plueckthun in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,Springer−Verlag,New York,pp.269−315(1994)を参照すること。
用語「二特異性抗体」は、2つの抗原結合部位を有する小型抗体フラグメントであり、フラグメントは、同じポリペプチド鎖(VH−VL)において可変部軽ドメイン(VL)に結合している可変部重ドメイン(VH)を含む。同じ鎖で2つのドメインの間の対合を可能にするには短すぎるリンカーを使用することによって、ドメインは別の鎖の相補ドメインと対を形成して、2つの抗原結合部位を作り出すことが強要される。二特異性抗体は、例えば、EP404,097;WO93/11161;及びHollinger et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)においてより完全に記載されている。
「単離」抗体は、自然環境の成分から同定、分離及び/又は回収されたものである。自然環境の汚染成分は、抗体の診断的又は治療的使用を妨げる物質であり、酵素、ホルモン、及び他のタンパク質様又は非タンパク質様溶質が含まれうる。単離抗体には、抗体の自然環境の少なくとも1つの成分も存在しないので、組み換え細胞内原位置の抗体が含まれる。しかし、通常、単離抗体は、少なくとも1つの精製工程によって調製される。
目的の抗原、例えばCD44抗原部位に「結合する」抗体は、抗体が、抗原を発現する細胞を標的にする治療剤として有用であるように、十分な親和性を持って抗原部位に結合することができるものである。抗体がCD44抗原部分に結合するものである場合、通常は、他のレセプターではなくてCD44抗原部分に優先的に結合し、非特異性Fc接触のような偶発的に結合するもの又は他の抗原では一般的である翻訳後修飾へ結合するものは含まれず、他のタンパク質と有意に交差反応しないものでありうる。目的の抗原に結合する抗体を検出する方法は、当該技術において周知であり、FACS、細胞ELISA及びウエスタンブロットのようなアッセイが含まれうるが、これらに限定はされない。
本明細書で使用されるとき、表現「細胞」、「細胞株」及び「細胞培養」は交換可能に使用され、そのような名称には全て子孫が含まれる。全ての子孫は、意図的な又は偶然の突然変異のために、DNA含有が正確に同一ではない場合があることも理解される。元の形質転換細胞でスクリーニングされたものと同じ機能又は生物学的活性を有する突然変異体の子孫が含まれる。明確な名称が意図されることが文脈から明らかとなる。
「治療」は、治療処置と、予防(prophylactic)又は予防(preventative)手段の両方を意味し、目的は、標的とする病理的状態又は障害を予防又は遅延(軽減)することである。治療の必要なものには、既に障害を有しているもの、並びに障害を有する傾向のあるもの又は障害が予防されなければならないものが含まれる。したがって、本明細書における治療される哺乳動物は、障害を有していると診断される場合があるか、又は障害に罹患しやすくなっているか若しくは敏感になっている場合がある。
用語「癌」及び「癌性」は、典型的には無調節細胞増殖又は死により特徴付けられる、哺乳動物における生理学的状態を意味するか又はそれを記載する。癌の例には、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫及び白血病又はリンパ性悪性腫瘍が挙げられるが、これらに限定はされない。より詳細には、そのような癌の例には、扁平細胞癌(例えば、上皮扁平細胞癌)、小型細胞肺癌、非小型細胞肺癌、肺の腺癌及び肺の扁平上皮癌を含む肺癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃腸の癌を含む胃又は腹部の癌、膵癌、グリア芽細胞腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、肝腫、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓又は腎性癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝臓癌腫、肛門癌、陰茎癌、並びに頭部及び頸部の癌が挙げられる。
「化学療法剤」は、癌の治療に有用な化合物である。化学療法剤の例には、チオテパ及びシクロースホスファミド(CYTOXAN(商標))のようなアルキル化剤;ブスルファン、インプロスルファン及びピポスルファンのようなアルキルスルホネート;ベンゾドーパ、カルボコン、メツレドーパ及びウレドーパのようなアジリジン;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホルアミド、トリエチレンチオホスホルアミド及びトリメチローロメラミンを含むエチレンイミン及びメチラメラミン;クロラムブシル、クロルナファジン、コロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロメタミン、酸化メクロエタミン塩酸塩、メルファラン、ノベンビチン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードのようなナイトロジェンマスタード;カムルスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、ラニムスチンのようなニトロソウレア;アクラシノマイシン、アクチノマイシン、オースラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カリチアマイシン、カラビシン、カルノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン、ピューロマイシン、ケラマイシン、ロドルビシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、ゾルビシンのような抗生物質;メトトレキセート及び5−フルオロウラシル(5−FU)のような抗代謝剤;デノプテリン、メトトレキセート、プテロプテリン、トリメトレキセートのような葉酸類似体;フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニンのようなプリン類似体;アンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン、5−FUのようなピリミジン類似体;カルステロン、ドロモスタノロンプロピオネート、エピチオスタノール、メピチオスタン、テストラクトンのようなアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタンのような抗副腎剤;フロリン酸のような葉酸補充物;アセグラトン;アルドホスファアミドグリコシド;アミノレブリン酸;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;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;エルホルミチン;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;ロニダミン;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダモール;ニトラクリン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ポドフィリン酸;2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK(登録商標);ラゾキサン;シゾフィラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジコン;
2,2′,2″−トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキサン、例えばパクリタキセル(TAXOL(登録商標)、Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)及びドセタキセル(TAXOTERE(登録商標)、Aventis,Rhone−Poulenc Rorer,Antony,France);クロラムブシル;ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチン及びカルボプラチンのような白金類似体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;マイトマイシンC;マイトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;キセローダ;イバントロネート;CPT−11;トポイソメラーゼインヒビターRFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸;エスペラミシン;カペシタビン;及び上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体が挙げられる。また、この定義に含まれるものは、例えばタモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)−イミダゾール、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LY117018、オナプリストン及びトレミフェン(Fareston)を含む抗エストロゲン、フルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド及びゴセレリンのような抗アンドロゲン、並びに上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体のような、腫瘍に対するホルモン作用を調節又は阻害するように作用する抗ホルモン剤である。
2,2′,2″−トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキサン、例えばパクリタキセル(TAXOL(登録商標)、Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)及びドセタキセル(TAXOTERE(登録商標)、Aventis,Rhone−Poulenc Rorer,Antony,France);クロラムブシル;ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチン及びカルボプラチンのような白金類似体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;マイトマイシンC;マイトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;キセローダ;イバントロネート;CPT−11;トポイソメラーゼインヒビターRFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸;エスペラミシン;カペシタビン;及び上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体が挙げられる。また、この定義に含まれるものは、例えばタモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)−イミダゾール、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LY117018、オナプリストン及びトレミフェン(Fareston)を含む抗エストロゲン、フルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド及びゴセレリンのような抗アンドロゲン、並びに上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体のような、腫瘍に対するホルモン作用を調節又は阻害するように作用する抗ホルモン剤である。
治療目的の「哺乳動物」は、ヒト、マウス、SCID又はヌードマウス又はマウスの系統、家畜、動物園の動物、競技用の動物又は愛玩動物、例えばヒツジ、イヌ、ウマ、ネコ、ウシなどを含む哺乳動物として分類される任意の動物を意味する。好ましくは、本明細書における哺乳動物はヒトである。
「オリゴヌクレオチド」は、1988年5月4日に公開されたEP266,032に記載された固相技術を使用して、又はFroehler et al,Nucl.Acids Res.,14:5399−5407,1986に記載されているデオキシヌクレオシドH−ホスホネート中間体を介して、既知の方法(例えば、ホスホトリエステル、ホスファイト又はホスホラミダイト化学)によって化学的に合成された長さが短い一本又は二本鎖ポリデオキシヌクレオチドである。次にこれらはポリアクリルアミドゲルで精製される。
特に指示のない限り、本明細書で使用されるとき、用語「CD44抗原部分」は、単鎖ヒアルロン酸(HA)結合糖タンパク質を意味し、ヒアルロネートレセプター、H−CAM、gp85及びHermesとも呼ばれる。
「アポトーシス」を誘発する抗体は、アネキシンVの結合、DNA断片化、細胞縮化、小胞体の拡張、細胞断片化及び/又は膜小胞(アポトーシス小体と呼ばれる)の形成により決定されるプログラム細胞死を誘発するものである。
本明細書のモノクローナル抗体は、特に、所望の生物学的活性を示す限り、その重及び/又は軽鎖の部分が、特定の種から誘導されるか又は特定の抗体の部類若しくは下位分類に属している抗体における対応する配列と同一であるか又は相同性があり、一方、残りの鎖が、別の種から誘導されるか又は別の抗体の部類若しくは下位分類に属している抗体、またそのような抗体のフラグメントにおける対応する配列と同一であるか又は相同性がある「キメラ」抗体を含む(米国特許第4,816,567号及びMorrison et al,Proc.Natl.Acad.ScL USA,81:6851−6855(1984))。
非ヒト(例えば、ネズミ)抗体の「ヒト化」形態は、非ヒト免疫グロブリン由来の最低限の配列を含有する特定のキメラ免疫グロブリン、その免疫グロブリン鎖又はフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab′、F(ab)2又は抗体の他の抗原結合部分配列)である。大部分の場合において、ヒト化抗体は、レシピエント抗体の相補性決定領域(CDR)の残基が、所望の特異性、親和性及び能力を有するマウス、ラット又はウサギのような非ヒト種(ドナー抗体)のCDRの残基に代えられているヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。幾つかの場合において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒトFR残基に代えられている。更に、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも外来CDR又はFR配列にも見出されない残基を含むことができる。これらの修飾は、更に精製され、抗体性能が最適化される。一般に、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、典型的には2つの可変部ドメインを実質的に全て含み、全て又は実質的に全てのCDR領域が非ヒト免疫グロブリンに対応し、全て又は実質的に全てのFR残基がヒト免疫グロブリンコンセンサス配列のものである。ヒト化抗体は、最適には、典型的にはヒト免疫グロブリンの免疫グロブリン定常部領域(Fc)の少なくとも一部分も含む。
「脱免疫化」抗体は、所定の種に対して非免疫原性であるか又は免疫原性が低い免疫グロブリンである。脱免疫化は、抗体に対する構造改変によって達成することができる。当業者に既知のあらゆる脱免疫化技術を用いることができる。抗体を脱免疫化する一つの適切な技術が、例えば、2000年6月15日公開のWO00/34317に記載されている。
「相同性」は、配列を並置し、必要であればギャップを導入して最大相同率を達成した後に同一である、アミノ酸配列可変部における残基の率として定義される。並置の方法及びそのためのコンピュータープログラムは、当該技術でよく知られている。
本明細書の全体を通して、ハイブリドーマ細胞株、並びにそれから産生される単離モノクローナル抗体は、内部名称であるH460−16−2及びAR37A335.8又は寄託名称であるATCC受入番号PTA−4621又はIDAC280104−06とそれぞれ代替的に呼ばれる。
本明細書で使用されるとき、「リガンド」には、標的抗原に特異的な結合を示す部分が含まれ、無処置抗体分子及び少なくとも抗原結合領域又はその部分(すなわち、抗体分子の可変部部分)を有する任意の分子、例えばFv分子、Fab分子、Fab′分子、F(ab′)2分子、二重特異性抗体、融合タンパク質、又はATCC受入番号PTA−4621又はIDAC280104−06と称されるハイブリドーマ細胞株により産生された単離モノクローナル抗体に結合している抗原(ATCC PTA−4621又はIDAC280104−06抗原)を特異的に認識し結合する任意の遺伝子操作された分子であることができる。
本明細書で使用されるとき、「抗原結合領域」は、標的抗原を認識する分子の部分を意味する。
本明細書で使用されるとき、「競合的に阻害する」は、従来の相互抗体競合アッセイを使用して、PTA−4621又はIDAC280104−06と呼ばれるハイブリドーマ細胞株により産生されるモノクローナル抗体(PTA−4621又はIDAC280104−06抗体)が向けられる決定基を認識し、それに結合することができることを意味する。(Belanger L.,Sylvestre C.and Dufour D.(1973),Enzyme linked immunoassay for alpha fetoprotein by competitive and sandwich procedures.Clinica Chimica Acta 48,15)。
本明細書で使用されるとき、「標的抗原」は、PTA−4621又はIDAC280104−06抗原又はその部分である。
本明細書で使用されるとき、「免疫複合体」は、細胞毒素、放射性作用物質、酵素、毒素、抗腫瘍薬又は治療剤に化学的又は生物学的に結合している抗体のような任意の分子又はリガンドを意味する。抗体は、細胞毒素、放射性作用物質、抗腫瘍薬又は治療剤に、その標的に結合することができる限り、分子に沿って任意の位置に結合することができる。免疫複合体の例には、抗体毒素化学複合体及び抗体毒素融合タンパク質が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「融合タンパク質」は、抗原結合領域が、生物学的に活性な分子、例えば、毒素、酵素又はタンパク質薬物に結合している任意のキメラタンパク質を意味する。
本明細書に記載される発明がより完全に理解できるために、下記の説明を記載する。
本発明は、PTA−4621又はIDAC280104−06抗原を特異的に認識し、それに結合するリガンド(すなわち、PTA−4621又はIDAC280104−06リガンド)を提供する。
本発明のリガンドは、ハイブリドーマPTA−4621又はIDAC280104−06により産生されたモノクローナル抗体のその標的抗原への免疫特異的結合を競合的に阻害する抗原結合領域を有する限り、任意の形態であることができる。したがって、IDAC280104−06抗体と同じ結合特異性を有するあらゆる組み換えタンパク質(例えば、抗体がリンホカイン又は腫瘍阻害性増殖因子のような第2タンパク質と組み合わされた融合タンパク質)が、本発明の範囲内に入る。
本発明の一つの実施態様において、リガンドは、PTA−4621又はIDAC280104−06抗体である。
別の実施態様において、リガンドは抗原結合フラグメントであり、それは、Fv分子(例えば、単鎖Fv分子)、Fab分子、Fab′分子、F(ab′)2分子、融合タンパク質、二重特異性抗体、異種抗体、又はPTA−4621又はIDAC280104−06抗体の抗原結合領域を有する任意の組み換え分子であることができる。本発明のリガンドは、PTA−4621又はIDAC280104−06モノクローナル抗体が向けられているエピトープに向けられている。
本発明のリガンドは、誘導体分子を産生するように修飾されることができ、すなわち、分子内のアミノ酸修飾によって修飾されることができる。化学修飾も可能でありうる。
誘導体分子は、ポリペプチドの機能特性を保持し、すなわち、そのような置換を有する分子は、ポリペプチドの、PTA−4621又はIDAC280104−06抗原又はその部分への結合を依然として許容する。
これらのアミノ酸置換には、当該技術において「保存的」として知られているアミノ酸置換が含まれるが、これに限定される必要はない。
例えば、「保存的アミノ酸置換」と称される特定のアミノ酸置換は、タンパク質においてタンパク質の立体配座又は機能のいずれかを改変することなく頻繁に行うことができる、十分に確立されたタンパク質化学の原理である。
そのような変化には、イソロイシン(I)、バリン(V)及びロイシン(L)のいずれかで他の疎水性アミノ酸のいずれかを、アスパラギン酸(D)でグルタミン酸(E)を(及びその逆を)、グルタミン(Q)でアスパラギン(N)を(及びその逆を)、並びにセリン(S)でトレオニン(T)を(及びその逆を)置換することが含まれる。他の置換を、特定のアミノ酸の環境及びタンパク質の三次元構造におけるその役割に応じて、保存的であると考慮することもできる。例えば、グリシン(G)及びアラニン(A)は、頻繁に交換可能であることができ、アラニン及びバリン(V)も同様である。相対的に疎水性であるメチオニン(M)を、ロイシン及びイソロイシンと頻繁に、バリンとは時々交換することができる。リシン(K)及びアルギニン(R)は、位置を頻繁に交換することができ、それは、アミノ酸残基の有意な特徴はその電荷であり、これら2つのアミノ酸残基のpKが異なることは有意ではないからである。さらに他の変化も特定の環境下では「保存的」であると考慮することができる。
抗体を得ると、個別の当業者は、競合的に阻害するリガンド、例えば競合抗体を生成することができ、これは同じエピトープを認識するものである(Belanger L et al.,1973)。一つの方法は、抗体により認識される抗原を発現する免疫原により免疫化することを伴うことができる。試料には、組織、単離タンパク質又は細胞株が含まれうるが、これらに限定はされない。得られたハイブリドーマは、ELISA、FACS又は免疫沈降のような、試験抗体の結合を阻害する抗体を同定するものである競合アッセイを使用して、スクリーニングすることができる。別の方法は、ファージディスプレーライブラリーを使用し、前記抗原を認識する抗体をパニングすることによって行うことができる(Rubinstein et al.,2003)。どちらの場合でも、バイブリドーマは、最初の抗体とその標的抗原の結合に打ち勝つ能力に基づいて選択される。したがって、そのようなハイブリドーマは、最初の抗体と同じ抗原を認識する特性を有し、より詳細には、同じエピトープを認識する。
実施例1
ハイブリドーマ産生−ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8
ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8を、ブダペスト条約に従って、International Depository Authority of Canada(IDAC),Bureau of Microbiology,Health Canada,1015 Arlington Street,Winnipeg,Manitoba,Canada,R3E 3R2に、受入番号280104−06で2004年1月28日に寄託した。37 CFR 1.808に従って、寄託者は、寄託物質の公共利用性に対して課せられている全ての制限が、特許の付与にあたって変更不能に解除されることを確認する。
ハイブリドーマ産生−ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8
ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8を、ブダペスト条約に従って、International Depository Authority of Canada(IDAC),Bureau of Microbiology,Health Canada,1015 Arlington Street,Winnipeg,Manitoba,Canada,R3E 3R2に、受入番号280104−06で2004年1月28日に寄託した。37 CFR 1.808に従って、寄託者は、寄託物質の公共利用性に対して課せられている全ての制限が、特許の付与にあたって変更不能に解除されることを確認する。
抗癌抗体AR37A335.8を産生するハイブリドーマを産生するために、SCIDマウスにおいて固形腫瘍として増殖したPC−3前立腺癌細胞株の新たな単一細胞懸濁液をPBSで調製した。IMMUNEASY(商標)(Qiagen,Venlo,Netherlands)アジュバントを、穏やかに混合することによって使用のために調製した。5〜7週齢BALB/cマウスを、50マイクロリットルの抗原アジュバント中の2百万の細胞を皮下注射することにより免疫化した。最近調製した抗原アジュバントを使用して、最初の免疫化の2及び5週間後に、50マイクロリットル中の2百万細胞により腹腔内で免疫化マウスを追加免疫した。最後の免疫化の3日後に、脾臓を融合のために使用した。ハイブリドーマは、単離脾細胞をNSO−1骨髄腫パートナーと融合することによって調製した。融合体の上澄みを、ハイブリドーマのサブクローンで試験した。
ハイブリドーマ細胞により分泌された抗体がIgG又はIgMアイソタイプであるかを決定するために、ELISAアッセイを用いた。100マイクロリットル/ウエルの、4℃の被覆緩衝剤(0.1M炭酸塩/重炭酸塩緩衝剤、pH9.2〜9.6)中の濃度2.4マイクログラム/mLのヤギ抗マウスIgG+IgM(H+L)を、ELISAプレートに一晩加えた。プレートを洗浄緩衝剤(PBS+0.05%Tween)で3回洗浄した。100マイクロリットル/ウエルの遮断緩衝剤(洗浄緩衝剤中5%ミルク)をプレートに室温で1時間加え、次に洗浄緩衝剤で3回洗浄した。100マイクロリットル/ウエルのハイブリドーマ上澄みを加え、プレートを室温で1時間インキュベートした。プレートを、洗浄緩衝剤で3回洗浄し、100マイクロリットル/ウエルの、ヤギ抗マウスIgG又はIgMのホースラディッシュペルオキシダーゼ複合体いずれかの1/100,000希釈(5%ミルクを含有するPBSで希釈した)を加えた。プレートを室温で1時間インキュベートした後、プレートを洗浄緩衝剤で3回洗浄した。100マイクロリットル/ウエルのTMB溶液を、室温で1〜3分間インキュベートした。呈色反応を、100マイクロリットル/ウエルの2M H2SO4の添加により終了させ、プレートをPerkin−Elmer HTS7000プレート読み取り機により450nmで読み取った。図1に示されているように、AR37A335.8ハイブリドーマは、主にIgGアイソタイプの抗体を分泌した。
ハイブリドーマ細胞により分泌された抗体の下位分類を決定するために、アイソタイプ化実験を、Mouse Monoclonal Antibody Isotyping Kit(GE Healthcare,Piscataway,NJ)を使用して実施した。抗体含有ハイブリドーマ上澄みを、異なる種類のペプチド鎖に特異的なヤギ抗体を担持するアイソタイプ化ストリップを有する試験管(TBS−Tによる1:10希釈溶液中)に加えた。管を15分間撹拌した。次にストリップを、撹拌しながら5分間TBS−Tで2回洗浄した。ペルオキシダーゼ標識種特異的抗マウス抗体を、試験管(TBS−Tによる1:500希釈液中)に15分間加えて、スティック上のヤギ抗体に結合しているモノクローナル抗体を検出した。ストリップを、再び、撹拌しながら5分間TBS−Tで2回洗浄した。次にストリップに結合したペルオキシダーゼ標識抗体を、ペルオキシダーゼ基質系を使用して検出した。4−クロロ−1−ナフトールの錠剤30mgを、10mLの冷エタノールに溶解し、1滴の過酸化水素溶液(30%v/v)を50mLのTBSで希釈した。2つの溶液を使用直前に合わせ、3mLをアイソタイプ化ストリップに撹拌しながら15分間加えた。次に基質溶液を廃棄し、ストリップを5mLの蒸留水で撹拌しながら3回洗浄した。次にタイプ化スティックを試験管から取り出し、結果を分析した。抗癌抗体AR37A335.8はIgG2b、ラムダアイソタイプのものである。
一連の限界希釈の後、ハイブリドーマ上澄みを、細胞ELISAアッセイにより標的細胞に結合する抗体について試験した。2つのヒト前立腺癌細胞株及び1つのヒト正常皮膚細胞株を試験し、それぞれPC−3、LnCap及びCCD−27skであった。平板培養細胞は、使用する前に固定した。プレートを、MgCl2及びCaCl2を含有するPBSにより室温で3回洗浄した。PBSで希釈した2%パラホルムアルデヒドの100マイクロリットルを、それぞれのウエルに室温で10分間加え、次に廃棄した。プレートを、再び、MgCl2及びCaCl2を含有するPBSにより室温で3回洗浄した。遮断を、洗浄緩衝剤(PBS+0.05%Tween)中の5%ミルクの100マイクロリットル/ウエルにより室温で1時間実施した。プレートを洗浄緩衝剤で3回洗浄し、ハイブリドーマ上澄みを、100マイクロリットル/ウエルにより室温で1時間加えた。プレートを、洗浄緩衝剤で3回洗浄し、100マイクリットル/ウエルの、ホースラディッシュペルオキシダーゼに結合したヤギ抗マウスIgG抗体の1/25,000希釈(5%ミルクを含有するPBSで希釈した)を加えた。室温での1時間のインキュベーションの後、プレートを洗浄緩衝剤で3回洗浄し、100マイクロリットル/ウエルのTMB基質を、室温で1〜3分間インキュベートした。反応を、100マイクロリットル/ウエルの2M H2SO4により終了させ、プレートをPerkin−Elmer HTS7000プレート読み取り機により450nmで読み取った。図1で表にまとめた結果を、試験した細胞株に結合しないことを以前に示している社内IgGアイソタイプ対照と比較して、バックグラウンドを越える倍数として表した。ハイブリドーマAR37A335.8からの抗体は、前立腺癌細胞株PC−3に実質的な結合を示し、皮膚細胞株CCD−27skに結合を示した。AR37A335.8は、別の前立腺癌細胞株LnCapには検出可能な結合を何も示さなかった。
抗体結合についての試験と共に、ハイブリドーマ上澄みの細胞毒性効果を、同じ細胞株PC−3、LnCap及びCCD−27skで試験した。Calcein AMは、Molecular Probes(Eugene,OR)から得た。アッセイを、製造会社の使用説明書に従い、下記に概説するように変えて実施した。細胞を、アッセイの前に、所定の適切な密度で平板培養した。2日後、ハイブリドーママイクロタイタープレートの上澄みの100μlを、細胞プレートに移し、5パーセントCO2インキュベーターで5日間インキュベートした。陽性対照としての役割を果たすウエルを空になるまで吸引し、100マイクロリットルのアジ化ナトリウム(NaN3)又はシクロヘキシミドを加えた。処理の5日後、プレートを逆さにして空にし、吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有する室温DPBS(ダルベッコリン酸緩衝食塩水)を、多チャンネルスクイーズボトルからそれぞれのウエルに分配し、3回軽く叩き、反転して空にし、次に吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有するDPBSで稀釈した蛍光カルセイン染料の50マイクロリットルをそれぞれのウエルに加え、5%CO2インキュベーターにおいて37℃で30分間インキュベートした。プレートを、Perkin−Elmer HTS7000蛍光プレート読み取り機で読み取り、データを、Microsoft Excelで分析した。結果を図1で表にまとめる。AR37A335.8ハイブリドーマは、LnCap細胞の16パーセントで特異的に細胞障害性を生じ、これは、陽性対照のアジ化ナトリウム及びシクロヘキシミドそれぞれにより得られた細胞障害性の21パーセント及び30パーセントであった。図1の結果は、AR37A335.8の細胞毒性効果が、癌細胞型への結合レベルに比例しないことを実証した。PC−3細胞と比較して、LnCap細胞においてより大きなレベルの細胞障害性が生じたが、PC−3細胞での結合レベルはより高かった。したがって、結合は、抗体のその同族抗原との連結の結果を必ずしも予測するものではなく、明白な知見ではなかった。これは、異なる細胞における抗体連結の脈絡が、単に抗体結合ではなく細胞毒性を決定することを示唆した。図1で表にまとめたように、AR37A335.8はCCD−27sk正常細胞株において細胞障害性を生じなかった。既知の非特異的細胞毒性剤のシクロヘキシミド及びNaN3は、予測されたように一般的な細胞障害性を生じた。
実施例2
抗体産生:
AR37A335.8モノクローナル抗体は、CL−1000フラスコ(BD Biosciences,Oakville,ON)中でハイブリドーマを培養し、収集及び再接種を週に2回することによって産生した。Protein G Sepharose 4 Fast Flow(Amersham Biosciences,Baie d’Urfe,QC)による標準的な抗体精製手順に従った。ヒト、脱免疫化されている、ヒト化されている、キメラ化されている又はマウスのモノクローナル抗体を利用することは、本発明の範囲内である。
抗体産生:
AR37A335.8モノクローナル抗体は、CL−1000フラスコ(BD Biosciences,Oakville,ON)中でハイブリドーマを培養し、収集及び再接種を週に2回することによって産生した。Protein G Sepharose 4 Fast Flow(Amersham Biosciences,Baie d’Urfe,QC)による標準的な抗体精製手順に従った。ヒト、脱免疫化されている、ヒト化されている、キメラ化されている又はマウスのモノクローナル抗体を利用することは、本発明の範囲内である。
AR37A335.8は、細胞障害性アッセイにおいて、多数の陽性(抗EGFR(C225、IgG1、カッパ、5マイクログラム/mL、Cedarlane,Hornby,ON)、シクロヘキシミド(CHX、0.5マイクロモル、Sigma,Oakville,ON)及びNaN3(0.1%、Sigma,Oakville,ON))と陰性(MPC−11(抗原特異性は不明、IgG2b、カッパ、20マイクログラム/mL、BD Biosciences,Oakville,ON))の対照の両方、並びに緩衝剤希釈対照を比較した(図2)。結腸(DLD−1及びLovo)と卵巣(OVCAR−3)の癌、並びに非癌肺(Hs888.Lu)細胞株を試験した(全て、ATCC,Manassas,VAからのもの)。Calcein AMは、Molecular Probes(Eugene,OR)から得た。アッセイを、製造会社の使用説明書に従い、下記に概説するように変えて実施した。細胞を、アッセイの前に、所定の適切な密度で平板培養した。2日後、100マイクロリットルの精製抗体又は対照を培地で希釈し、次に細胞プレートに移し、5パーセントCO2インキュベーターで5日間インキュベートした。次にプレートを反転して空にし、吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有する室温DPBSを、多チャンネルスクイーズボトルからそれぞれのウエルに分配し、3回軽く叩き、反転して空にし、次に吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有するDPBSで稀釈した蛍光カルセイン染料の50マイクロリットルをそれぞれのウエルに加え、5パーセントCO2インキュベーターにおいて37℃で30分間インキュベートした。プレートをPerkin−Elmer HTS7000蛍光平板読み取り機で読み取り、データをマイクロソフトのエクセルで分析し、結果を図2において作表した。それぞれの抗体は、三重に試験した4つの実験で観察された平均細胞障害性に基づいて5〜50のスコアを得て、アッセイ間で観察されたばらつきに基づいて25〜100のスコアを得た。これらの2つのスコアの合計(細胞障害性スコア)を、図2に提示する。55以上の細胞障害性スコアは、試験された細胞株に対して陽性であると見なした。AR37A335.8抗体は、アイソタイプ及び緩衝剤陰性対照の両方と比べて、Lovo及びDLD−1結腸癌細胞株において細胞障害性を生じた。AR37A335.8抗体は、OVCAR−3卵巣癌細胞株には細胞障害性を生じなかった。重要なことは、AR37A335.8が非癌細胞株Hs888.Luに対して特異的な細胞障害性を生じておらず、この抗体は癌細胞に特異的であることが示された。化学細胞毒性剤は、これらに予測される非特異的細胞障害性を誘発した。
AR37A335.8の、上記の癌及び正常ヒト細胞株のパネルへの結合を、フローサイトメトリー(FACS)により評価した。 細胞は、最初に細胞単層をDPBS(Ca++及びMg++を有さない)で洗浄することによって、FACSのために調製した。次に細胞解離緩衝剤(INVITROGEN,Burlington,ON)を使用して、37℃で細胞培養プレートから細胞を取り出した。遠心分離及び収集した後、細胞を、MgCl2、CaCl2及び2パーセントウシ胎児血清を4℃で含有するDPBS(染色媒質)に再懸濁し、カウントし、適切な細胞密度にアリコートし、遠心沈殿して細胞をペレットにし、試験抗体(AR37A335.8)又は対照抗体(アイソタイプ対照、抗EGFR)の存在下、4℃で20マイクログラム/mLの染色培地に氷上で30分間再懸濁した。Alexa Fluor 488結合二次抗体の添加の前に、細胞を染色培地で1回洗浄した。次に染色培地中のAlexa Fluor 488結合抗体を、30分間加えた。次に細胞を最終的に洗浄し、固定培地(1.5%パラホルムアルデヒドを含有する染色培地)に再懸濁した。細胞のフローサイトメトリー取得を、CellQuestソフトウエア(BD Biosciences,Oakville,ON)を使用したFACScanに試料をかけて評価した。細胞の前方散乱(FSC)及び側面散乱(SSC)を、FSC及びSSC検出器の電圧及び振幅利得を調整して設定した。蛍光(FITC)チャンネル用の検出器を、細胞がおよそ1〜5単位の蛍光強度中央値の均一ピークを有するように、Alexa Fluor 488結合二次抗体でのみ染色された細胞をかけて調整した。それぞれの試料では、およそ10,000個の染色固定細胞を分析のために得て、結果を図3に表す。
図3は、アイソタイプ対照を越える蛍光強度増加倍数の平均値を表す。AR37A335.8抗体の代表的なヒストグラムを図4にまとめた。AR37A335.8は、試験された全ての細胞株に結合を示した。これらのデータは、試験された全ての癌型への明確な結合が存在するが、Lovo及びDLD−1結腸癌細胞と関連する細胞毒性しか存在しないという点で、AR37A335.8が機能的特異性を示すことを実証した。
実施例3
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図5及び6を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図5及び6を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
AR37A335.8は、ヒト乳癌のMDA−MB−231インビボ予防モデルにおいて腫瘍増殖を著しく低減した。移植後の55日目、つまり最終処置投与の5日後では、AR37A335.8A処置群の平均腫瘍容量は、緩衝剤対照処置群の腫瘍容量よりも98.8パーセント少なかった(図5)。研究の終了時の腫瘍容量は、対照と有意に異なっていた(p=0.0064、t−試験)。
研究の全体を通して毒性の臨床徴候はなかった。1週間の間隔をおいて測定した体重は、健康及び生育失敗の代用であった。図6で見られるように、対照及びAR37A335.8処置群の両方の体重は、研究期間の間増加した。
結論として、AR37A335.8は、耐性が十分であり、このヒト乳癌異種移植モデルで腫瘍量を減少した。
実施例4
SW1116細胞によるインビボ腫瘍実験
図7及び8を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト結腸癌細胞(SW1116)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
SW1116細胞によるインビボ腫瘍実験
図7及び8を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト結腸癌細胞(SW1116)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
AR37A335.8による処置は、ヒト結腸癌のインビボ予防モデルにおいてSW1116で腫瘍増殖の阻害をもたらした。移植後の55日目、つまり最終処置投与の5日後では、AR37A335.8A処置群の平均腫瘍容量は、緩衝剤対照処置群の腫瘍容量よりも48.7パーセント少なかった(図7)。AR37A335.8による処置は、対照よりも有意に少ない腫瘍容量をもたらした(p=0.0055)。
研究の全体を通して毒性の臨床徴候はなかった。1週間の間隔をおいて測定した体重は、健康及び生育失敗の代用であった。図8で見られるように、対照又はAR37A335.8処置群の体重は、研究期間の間減少しなかった。また、処置期間の終了時(48日目)又は処置後の追跡調査期間の終了時(63日目)に、2群の間に体重の差はなかった。
したがって、AR37A335.8は、耐性が十分であり、このヒト結腸癌異種移植モデルで腫瘍量を減少した。
実施例5
AR37A335.8と抗CD44 H460−16−2の交差反応性の決定
全膜画分及び全細胞溶解質のウエスタンブロットを、モノクローナル抗体AR37A335.8と、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2でプローブした。簡潔には、培養で増殖したMDA−MB−231細胞から単離した20マイクログラムの全膜画分と、PC−3及びCCD−27sk細胞から調製した40マイクログラムの全細胞溶解質とを、非還元条件下で、10%SDS−ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動した後、ブロットを、ウエスタンブロットの標準プロトコールに従って、抗体AR37A335.8及びH460−16−2でプローブした。モノクローナル抗体AR37A335.8でプローブされたウエスタンブロットによる結果は、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2で得られたものと強く類似していることを明らかにし(図9)、両方の抗体が同じ抗原、すなわちCD44を認識している可能性があることを示唆した。AR37A335.8がCD44分子と公差反応するかを決定するために、これを培養で増殖した細胞の全膜画分からの抗CD44 H460−16−2により得られた免疫沈降複合体のウエスタンブロットでプローブとして使用した。簡潔には、300マイクログラムのMDA−MB−231全膜画分(1mg/mL最終タンパク質濃度)を、H460−16−2結合タンパク質Gセファロースビーズと4℃で2時間インキュベートした。洗浄した後、ビーズを1×非還元SDS−PAGE試料緩衝剤中で沸騰させ、試料を、10%分離用ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動させた後、ブロットの個別のレーンを、標準ウエスタンブロットプロトコールに従って、抗体AR37A335.8、H460−16−2及びIgG1アイソタイプ対照でプローブした。一次抗体は、全て5マイクログラム/mLの濃度で使用した。得られたブロットの画像(図10)は、AR37A335.8とH460−16−2の両方が同じ抗原と交差反応することを示し、したがって、抗体AR37A335.8もCD44分子内に含まれるエピトープを認識することを実証した。
AR37A335.8と抗CD44 H460−16−2の交差反応性の決定
全膜画分及び全細胞溶解質のウエスタンブロットを、モノクローナル抗体AR37A335.8と、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2でプローブした。簡潔には、培養で増殖したMDA−MB−231細胞から単離した20マイクログラムの全膜画分と、PC−3及びCCD−27sk細胞から調製した40マイクログラムの全細胞溶解質とを、非還元条件下で、10%SDS−ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動した後、ブロットを、ウエスタンブロットの標準プロトコールに従って、抗体AR37A335.8及びH460−16−2でプローブした。モノクローナル抗体AR37A335.8でプローブされたウエスタンブロットによる結果は、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2で得られたものと強く類似していることを明らかにし(図9)、両方の抗体が同じ抗原、すなわちCD44を認識している可能性があることを示唆した。AR37A335.8がCD44分子と公差反応するかを決定するために、これを培養で増殖した細胞の全膜画分からの抗CD44 H460−16−2により得られた免疫沈降複合体のウエスタンブロットでプローブとして使用した。簡潔には、300マイクログラムのMDA−MB−231全膜画分(1mg/mL最終タンパク質濃度)を、H460−16−2結合タンパク質Gセファロースビーズと4℃で2時間インキュベートした。洗浄した後、ビーズを1×非還元SDS−PAGE試料緩衝剤中で沸騰させ、試料を、10%分離用ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動させた後、ブロットの個別のレーンを、標準ウエスタンブロットプロトコールに従って、抗体AR37A335.8、H460−16−2及びIgG1アイソタイプ対照でプローブした。一次抗体は、全て5マイクログラム/mLの濃度で使用した。得られたブロットの画像(図10)は、AR37A335.8とH460−16−2の両方が同じ抗原と交差反応することを示し、したがって、抗体AR37A335.8もCD44分子内に含まれるエピトープを認識することを実証した。
実施例6
ヒト前立腺腫瘍組織の染色
IHC研究を実施して、ヒト前立腺腫瘍組織へのH460−16−2の結合を更に評価した。更なる実験の条件を決定するために、IHC最適化研究を予め実施した。H460−16−2モノクローナル抗体を、上記に記載したように産生及び精製した。
ヒト前立腺腫瘍組織の染色
IHC研究を実施して、ヒト前立腺腫瘍組織へのH460−16−2の結合を更に評価した。更なる実験の条件を決定するために、IHC最適化研究を予め実施した。H460−16−2モノクローナル抗体を、上記に記載したように産生及び精製した。
53個のヒト前立腺腫瘍及び3個の正常な前立腺組織への抗体の結合を、ヒト前立腺の正常及び腫瘍組織マイクロアレイ(Imgenex,San Diego,CA)を使用して実施した。組織切片をオーブンにより58℃で1時間乾燥して脱パラフィン処理し、Coplinジャー中のキシレンにそれぞれ4分間で5回浸漬して脱ロウした。一連の段階的なエタノール洗浄(100%から75%)による処置の後、切片を水中で再水和した。スライドを、pH6のクエン酸緩衝剤(Dako,Toronto,Ontario)10mMに浸漬し、次に高、中及び低設定でそれぞれ5分間マイクロ波照射し、最後に冷PBSに浸漬した。次にスライドを3%過酸化水素溶液に6分間浸漬し、PBSによりそれぞれ5分間で3回洗浄し、乾燥し、Universal遮断溶液(Dako,Toronto,Ontario)と共に室温で5分間インキュベートした。H460−16−2、モノクローナルマウス抗前立腺特異的膜抗原(PSMA;クローン1D11、North West Biotherapeutics,Bothell,WA)又はアイソタイプ対照抗体(哺乳類組織に存在せず、誘導もされない酵素である、アスペルギルスニガーグルコースオキシダーゼに向けられている;Dako,Toronto,Ontario)を、抗体稀釈緩衝剤(Dako,Toronto,Ontario)で、処理濃度(2マイクログラム/mLに希釈された抗PSMAを除いて、それぞれの抗体では5マイクログラム/mL)に希釈し、室温で1時間インキュベートした。スライドをPBSによりそれぞれ5分間で3回洗浄した。一次抗体の免疫反応性を、供給されたHRP結合二次抗体(Dako Envision System,Toronto,Ontario)により室温で30分間検出/可視化した。この工程の後、スライドをPBSによりそれぞれ5分間で3回洗浄し、免疫ペルオキシダーゼ染色のために、DAB(3,3′−ジアミノベンジジンテトラヒドラクロリド、Dako,Toronto,Ontario)発色基質溶液を室温で10分間加えて、呈色反応を起こした。スライドを水道水で洗浄して、発色反応を止めた。マイヤー・ヘマトキシリン(Sigma Diagnostics,Oakville,ON)による対比染色の後、スライドを段階的なエタノール(75から100%)で脱水し、キシレンで清澄にした。装填培地(Dako Faramount,Toronto,Ontario)を使用して、スライドをカバーガラスで覆った。スライドを、Axiovert 200(Ziess Canada,Toronto,ON)を使用して微視的に調べ、Northern Eclipse Imaging Software(Mississauga,ON)を使用して、デジタル画像を得て、保存した。結果を、組織病理学者が読み取り、評価し、解釈した。
図11は、ヒト正常及び腫瘍前立腺組織のアレイのH460−16−2染色の結果のまとめを表す。表では、試験した腫瘍の19/53個(36%)がH460−16−2に陽性であった。H460−16−2は、腫瘍細胞及び間質線維芽細胞に特異的であった。細胞局在化は、管腔局在化するか又はしないで、ほとんど膜及び細胞質膜においてであった。陽性細胞の率は、<10%〜>50%の範囲であり、抗体の腫瘍細胞への不均一な結合を示した。抗体結合と腫瘍の病期との関係は、異なる腫瘍病期の腫瘍の数に差があったので正確に評価することができなかった(それぞれ、病期I、II、III及びIVで1/1個(100%)、4/12個(33%)、0/2個(0%)及び11/33個(33%))。
グリーソンスコアG1〜G2(25%)よりもG3〜G4(36%)において高い結合が存在した。グリーソンスコアは、前立腺癌を等級付けするシステムである。グリーソン等級付システムは、組織試料における癌の2つの最大領域のそれぞれに等級を割り当てる。等級は、1〜5の範囲であり、1が攻撃性が最も少なく、5が最も攻撃的である。等級3の腫瘍は、例えば、転移性をほとんど有さないが、転移性は等級4又は等級5では一般的である。次に2つの等級を合計して、グリーソンスコアを生成する。スコア2〜4は低い等級、5〜7は中程度の等級、8〜10は高い等級と考慮される。低いグリーソンスコアを有する腫瘍は、典型的には、患者の寿命には有意な脅威をもたらさない可能性があるほどゆっくりと増殖する。
3個の正常な前立腺組織切片は、全て、抗体に対して陽性であった。しかし、組織特異性が、筋上皮及び間質線維芽細胞にあり、腺上皮にはなかった。図12は、H460−16−2の、試験した前立腺組織への結合の不均一性を示し、10/53個、6/53個、3/53個の陽性腫瘍が、それぞれ<10〜10%、<50〜50%及び>50%に分類される。前立腺癌細胞へのその結合の結果、H460−16−2の治療利益を、潜在的に前立腺癌の治療に拡大することができる。
実施例7
ヒト肝腫瘍組織の染色
H460−16−2のヒト肝腫瘍組織への結合を更に評価するために、抗体を肝腫瘍組織アレイ(lmgenex,San Diego,CA)で試験した。次の情報をそれぞれの患者から得た:年齢、性別、臓器及び診断。使用された染色手順は実施例6で開示されたものと同一であった。上記に記載したものと同じ陰性対照抗体を使用した。使用した陽性対照抗体は、抗AFP(アルファ1フェトプロテイン;クローンAFP−11、Abeam,Cambridge,MA)であった。抗体は、10マイクログラム/mLの処理濃度で使用した抗AFP以外は、全て5マイクログラム/mLの処理濃度で使用した。
ヒト肝腫瘍組織の染色
H460−16−2のヒト肝腫瘍組織への結合を更に評価するために、抗体を肝腫瘍組織アレイ(lmgenex,San Diego,CA)で試験した。次の情報をそれぞれの患者から得た:年齢、性別、臓器及び診断。使用された染色手順は実施例6で開示されたものと同一であった。上記に記載したものと同じ陰性対照抗体を使用した。使用した陽性対照抗体は、抗AFP(アルファ1フェトプロテイン;クローンAFP−11、Abeam,Cambridge,MA)であった。抗体は、10マイクログラム/mLの処理濃度で使用した抗AFP以外は、全て5マイクログラム/mLの処理濃度で使用した。
図13に開示されているように、H460−16−2抗体は、11/37個(30%)の原発性、7/8個(88%)の転移性肝細胞癌、1/2個(50%)の原発性、2/2個(100%)の転移性胆管癌を含む、試験した肝癌の21/49個(43%)に結合を示した。抗体は、初期の病期I及びII(p=0.03)と比較して進行腫瘍の病期III及びIVに有意に高い結合を示した〔病期I、0/2個(0%);病期II、2/17個(12%);病期III、8/16個(50%)及び病期IV、6/8個(75%)〕。H460−16−2は、腫瘍細胞及び浸潤性炎症性細胞に特異的であった。細胞局在は、主に膜であった。幾つかの腫瘍は、核酸細胞質染色パターンも示した。抗体は、9/9個の非腫瘍性肝臓組織に結合した(図14)。しかし、結合は、類洞細胞及び浸潤性リンパ球に限定されていた。H460−16−2抗原は、進行肝腫瘍組織に特異的に発現しているように思われる。したがって、AH460−16−2は、肝癌の治療における治療薬として潜在能力を有する。
実施例8
H460−16−2で処置したSCIDマウス由来のMDA−MB−231異種移植腫瘍組織に対するアポトーシス研究
H460−16−2は、予防及び確立MDA−MB−231異種移植モデルにおいてインビボで腫瘍増殖の抑制を生じる能力を示した(S.N.10/603.000に開示されている)。FACSを使用して、H460−16−2は、MDA−MB−231細胞周期に対する効果も実証し、この効果は、多数のアポトーシス細胞の用量依存的増加をもたらした(S.N.10/810,165に開示されている)。H460−16−2の作用機構を更に解明するために、乳癌の異種移植モデルにおいてインビボで増殖したMDA−MB−231腫瘍におけるアポトーシスに対するH460−16−2処置の効果を調査した。
H460−16−2で処置したSCIDマウス由来のMDA−MB−231異種移植腫瘍組織に対するアポトーシス研究
H460−16−2は、予防及び確立MDA−MB−231異種移植モデルにおいてインビボで腫瘍増殖の抑制を生じる能力を示した(S.N.10/603.000に開示されている)。FACSを使用して、H460−16−2は、MDA−MB−231細胞周期に対する効果も実証し、この効果は、多数のアポトーシス細胞の用量依存的増加をもたらした(S.N.10/810,165に開示されている)。H460−16−2の作用機構を更に解明するために、乳癌の異種移植モデルにおいてインビボで増殖したMDA−MB−231腫瘍におけるアポトーシスに対するH460−16−2処置の効果を調査した。
ヒト乳癌のMDA−MB−231確立モデルによる処置期間の終了時に、H460−16−2群のマウスは、緩衝剤対照処置群の容量の68.8%の平均腫瘍容量を示した(実施例10において同様のプロセスが開示されている)。処置終了の2日後、群あたり4匹のマウスを無作為に選択し、腫瘍を採取した。採取した腫瘍を、半分に分け、10%緩衝ホルマリンで固定した。固定した後、組織を更に切り取って、パラフィン踏め込みのためにおよそ2mmの腫瘍片にした。腫瘍の全断面が表れるように、妥当な努力が払われた。組織を、Toronto General Hospital(Toronto,ON)の臨床研究実験室で染色するために、パラフィンに埋め込み、切片にし、スライドに載せた。
アポトーシスを、Chemicon International(Temecula,CA)からのApopTag(登録商標)Plus Peroxidase In Situ Apoptosis Detection Kit(S7101)を使用して組織切片で評価した。ApopTag Kitは、TUNELアッセイに基づき、DNA断片化を評価することによりアポトーシスを検査する。末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)を使用して、ジゴキシゲニン−dNTPで断片を末端標識する。組み込まれたジゴキシゲニン−dNTPは、抗ジゴキシゲニンペルオキシダーゼ試薬を使用して検出した。従ったプロトコールは、キットに備えられたマニュアルに概説されていた。ApopTag染色及び細胞形態学は、光学顕微鏡検査法を使用して可視化した。それぞれの切片では、腫瘍の生存区域からの4つの別々の領域を使用して、染色細胞をカウントした。腫瘍の壊死領域に集中しないように注意した。4つの別々の領域からのカウントを合計して、この切片を表す合計カウントとした。カウントをそれぞれの切片毎に3回繰り返した(毎回、4つの領域に集中した)。3回のカウントから得た合計を使用して、切片の平均を得た。続いて、異なる治療群の平均カウントを計算した。図15に示されているように、緩衝剤対照群は、31.5細胞(±14.62)の平均総スコアを生じ、一方、H460−16−2処置群は、42.5細胞(±3.70)の平均総スコアを生じた。したがって、TUNELアッセイを使用して決定されたように、H460−16−2処置によりアポトーシスが増加する傾向がある。
ApoTag染色腫瘍の一連の切片を、続いてH&E染色し、単細胞、細胞縮化及びクロマチンの高密度質量への圧縮などの形態学的基準を使用して、アポトーシス細胞について検査した。これらの基準を満たす細胞のカウントを上記のセクションに記載されているように実施して、処置分の平均カウントを得た。陽性対照スライド(正常齧歯類乳腺の授乳の3〜5日後の組織)をキットに含め、試験スライドと共に染色した。図15に示されているように、緩衝剤対照群は、17細胞(±5.29)の平均総スコアを生じ、一方、H460−16−2処置群は、22.5細胞(±4.20)の平均総スコアを生じた。したがって、細胞形態学を使用して決定されたように、H460−16−2処置によりアポトーシスが増加する傾向がある。
実施例9
H460−16−2のキメラ化
1.0 可変部領域遺伝子を配列決定ベクターにクローニングする
抗体キメラの産生を促進するために、重鎖と軽鎖の両方の可変部領域をコードする遺伝子を、別々に、市販の配列決定ベクターpCR2.1にクローンした。
H460−16−2のキメラ化
1.0 可変部領域遺伝子を配列決定ベクターにクローニングする
抗体キメラの産生を促進するために、重鎖と軽鎖の両方の可変部領域をコードする遺伝子を、別々に、市販の配列決定ベクターpCR2.1にクローンした。
1.1 mRNAの単離
メッセンジャーリボ核酸(mRNA)を、QuickPrep(商標)Micro mRNA Purification Kit(GE Healthcare,Piscataway,NJ)を使用して、コンフルエントMaster Cell Bank H460−16−2ハイブリドーマ細胞の培養から単離した。mNAを、更なる使用が必要となるまで−80℃で保存した。
メッセンジャーリボ核酸(mRNA)を、QuickPrep(商標)Micro mRNA Purification Kit(GE Healthcare,Piscataway,NJ)を使用して、コンフルエントMaster Cell Bank H460−16−2ハイブリドーマ細胞の培養から単離した。mNAを、更なる使用が必要となるまで−80℃で保存した。
1.2 可変部領域遺伝子のRT−PCR増幅
別々の反応を実施して、軽及び重鎖可変部領域を増幅した。逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)は、mRNAテンプレートから相補的デオキシリボ核酸(cDNA)を合成し、次に、標的遺伝子を特異的に増幅した。
別々の反応を実施して、軽及び重鎖可変部領域を増幅した。逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)は、mRNAテンプレートから相補的デオキシリボ核酸(cDNA)を合成し、次に、標的遺伝子を特異的に増幅した。
軽鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルMuIgκVL5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルMuIgκVL3′−1プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington,ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応の第2のセットも、使用した順方向プライマーがMuIgκVL5′−Fの代わりにMuIgκVL5′−Cプライマー(Novagen,Mississauga,ON)であったことを除いて、上記の通りに調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。PCR産物を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
重鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Aプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの10pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Bプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、MuIgVH5′−Cプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Dプライマー、(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgGVH3′−2プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum(登録商標)Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。PCR反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。
図16は、RT−PCR反応の結果を示す。軽鎖反応(パネルA)は、MuIgκVL5′−F(レーン1)又はMuIgκVL5′−C(レーン2)順方向プライマーを使用して増幅した。重鎖反応(パネルB)は、MuIgVH5′−A、B、C、D及びF順方向プライマーのミックスを使用して増幅した。両方の軽鎖反応(パネルA、レーン1及び2)は、450bpで強いバンドを示し、また850bpで弱いバンドを示す。450bpバンドは、H460−16−2Vk遺伝子を含む標的バンドである。重鎖反応(パネルB、レーン1)は、500bpで強いバンドを示し、1000bpで弱いバンドを示す。500bpのバンドは、H460−16−2Vh遺伝子に対応する標的バンドである。PCR産物は、全てQIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
1.3 配列決定ベクターへのクローニング
軽及び重鎖精製PCR産物を、TOPO TA Cloning(登録商標)Kit(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して、pCR2.1ベクターに別々にクローンした。軽及び重鎖反応は両方とも2マイクロリットルの適切な精製PCR産物を含んだ。プラスミドを、製造者の使用説明書に従って、One Shot(登録商標)MAX Efficiency(商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。軽及び重鎖形質転換では、両方において、2マイクロリットルの連結反応を使用した。
軽及び重鎖精製PCR産物を、TOPO TA Cloning(登録商標)Kit(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して、pCR2.1ベクターに別々にクローンした。軽及び重鎖反応は両方とも2マイクロリットルの適切な精製PCR産物を含んだ。プラスミドを、製造者の使用説明書に従って、One Shot(登録商標)MAX Efficiency(商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。軽及び重鎖形質転換では、両方において、2マイクロリットルの連結反応を使用した。
それぞれの反応からの30マイクロリットルの形質転換細胞を、N,N−ジメチルホルムアミド(Caledon Laboratories,Georgetown,ON)中の50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)及び40マイクロリットルの40mg/mL 5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−ベータ−D−ガラクトピラノシド(X−gal,Caledon Laboratories,Georgetown,ON)を含有する、予め温めたLennox Lブロス(LB)アガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養した。プレートを逆さまにし、37℃で一晩インキュベートした。
それぞれのH460−16−2Vk形質転換プレートから5個の単一白色クローン及びH460−16−2Vh形質転換プレートから10個の単一白色クローンを選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLのLBブロス(Sigma,Oakville,ON)への接種に使用した。培養を、200rpmで振とうしながら37℃で一晩増殖させた。プラスミドを、QIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用してそれぞれの培養から単離した。
回収したプラスミドをEcoR Iで消化して、挿入のサイズを決定した。H460−16−2Vk消化物は、5マイクロリットルのプラスミド、0.02マイクロリットルの50U/マイクロリットルEcoR I(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの10×緩衝剤H(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの0.1%ウシ血清アルブミン(BSA)及び6.98ミリリットルの水を含有した。H460−16−2Vh消化物は、5マイクロリットルのプラスミド、0.04マイクロリットルの50U/マイクロリットルEcoR I(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの10×緩衝剤H(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの0.1%BSA(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)及び6.96マイクロリットルの水を含有した。プラスミドを、37℃で1時間消化した。それぞれの消化プラスミドの5マイクロリットルを1.0%アガロースゲルにかけた。
図17は、EcoR Iで消化されたpCR2.1(H460−16−2Vk)プラスミドを示す。クローン番号を上側に示す。最初の数字は、使用した順方向プライマーを意味し(1はMuIgκVL5′−F、2はMuIgκVL5′−C)、2番目の数字はクローン番号を意味する(1〜5)。およそ5000bpの大きいバンドは、pCR2.1ベクター骨格である。2〜4を除く全てのクローンは、H460−16−2Vk挿入の予測されるサイズである500bpでバンドを有する(矢印により示す)。
図18は、EcoR Iで消化されたpCR2.1(H460−16−2Vh)プラスミドを示す。クローン1、2、3、4、5及び8は、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の500bpバンドを示す。
適切なサイズの挿入(Vk1−1、Vk1−2、Vk1−3、Vk2−1、Vk2−2、Vk2−3、Vh1、Vh4及びVh5)を含有するプラスミドのうちの幾つかを、York UniversityのCore Molecular Biology Facility(Toronto,ON)で配列決定した。配列を図19に提示する。正確なH460−16−2Vk配列がクローン1−1、1−2及び1−3で見出された。残りのVkクローンは、異常免疫グロブリン遺伝子を含んでいた。クローン1−1(pVkH460−16−2#1−1)を、キメラH460−16−2 IgG2プラスミドの構築のために使用した。全てのH460−16−2Vhクローンは、正確なH460−16−2Vh配列を含んでいた。正確な配列を有するプラスミドを、更なる適用のために−30℃で保存した。
1.4 H460−16−2VHを配列決定ベクターにクローニングする(キメラIgG2の構築のため)
上記のmRNAを使用して、H460−16−2Vh遺伝子を増幅した。重鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で2分間冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Aプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの10pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Bプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Dプライマー、(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgGVH3′−2プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum(登録商標)Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。PCR反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。PCR産物を、製造者の使用説明書に従って、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
上記のmRNAを使用して、H460−16−2Vh遺伝子を増幅した。重鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で2分間冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Aプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの10pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Bプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Dプライマー、(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgGVH3′−2プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum(登録商標)Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。PCR反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。PCR産物を、製造者の使用説明書に従って、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
重鎖精製PCR産物を、TOPO TA Cloning(登録商標)Kit(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して、pCR2.1ベクターにクローンした。反応は1マイクロリットルの精製PCR産物を含んだ。2マイクロリットルの連結反応を使用して、One Shot(登録商標)MAX Efficiency(商標)DH5α(登録商標)−1R大腸菌(Invitrogen,Burlington,ON)を形質転換した。30マイクロリットルの形質転換細胞を、N,N−ジメチルホルムアミド(Caledon Laboratories,Georgetown,ON)中の50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)及び40マイクロリットルの40mg/mL 5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−ベータ−D−ガラクトピラノシド(X−gal,Caledon Laboratories,Georgetown,ON)を含有する、予め温めたLennox Lブロス(LB)アガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養した。プレートを逆さまにし、37℃で一晩インキュベートした。
H460−16−2VH形質転換プレートから10個の単一クローンを選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシンを含有する4mLのLBブロスへの接種に使用した。培養を、200rpmで振とうしながら37℃で一晩増殖させた。プラスミドを、製造者の使用説明書に従って、QIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用してそれぞれの培養から単離した。
回収したプラスミドをEcoR Iで消化して、挿入のサイズを決定した。H460−16−2Vh消化物は、5マイクロリットルのプラスミド、0.04マイクロリットルの50U/マイクロリットルEcoR I(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの10×緩衝剤H(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの0.1%BSA(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)及び6.96マイクロリットルの水を含有した。プラスミドを、37℃で1時間消化した。それぞれの消化プラスミドの5マイクロリットルを1.0%アガロースゲルにかけた。
クローン#3及び#1は、予測された500bp挿入を有すると思われた。正確な挿入を有するクローンを更に得るために、pCR2.1(H460−16−2VH)形質転換大腸菌プレートから更に10個のクローンを選択した。上記に記載したように、クローンをLBブロスの接種に使用した。プラスミドを上記に記載したように培養から単離し、次に上記に記載したようにEcoR Iで消化した。
図20は、pCR2.1(H460−16−2Vh)プラスミドのEcoR I消化物を示す。およそ5000bpの大きいバンドは、pCR2.1ベクター骨格である。クローン#17は、H460−16−2VH挿入の予測されるサイズである500bpでバンドを有する(矢印により示す)。
適切なサイズの挿入(Vh#1、Vh#3及びVh#17)を含有するプラスミドを、York UniversityのCore Molecular Biology Facility(Toronto,ON)で配列決定した。配列を図21に提示する。正確なH460−16−2Vh配列がクローン3及び17で見出された。クローン3(pVhH460−16−2#3)を、キメラH460−16−2 IgG2プラスミドの構築のために使用した。正確な配列を有するプラスミドを、更なる適用のために−30℃で保存した。
2.0 ヒト定常部領域遺伝子を含むCMVプロモーターベクターにネズミH460−16−2遺伝子をクローニングする
ネズミ−ヒトIgG1キメラ抗体作成物を作り出すために、ネズミH460−16−2可変部領域遺伝子を、ヒト定常部領域遺伝子を含むプラスミドにクローンした。これらのCMVプロモーターベクターをG.R.McLeanらから得た。ベクターは、最初はpHC−huCg1及びpLC−huCkと呼ばれた。本明細書では、pCH−huIg1及びpCL−huCkと呼ぶ。
ネズミ−ヒトIgG1キメラ抗体作成物を作り出すために、ネズミH460−16−2可変部領域遺伝子を、ヒト定常部領域遺伝子を含むプラスミドにクローンした。これらのCMVプロモーターベクターをG.R.McLeanらから得た。ベクターは、最初はpHC−huCg1及びpLC−huCkと呼ばれた。本明細書では、pCH−huIg1及びpCL−huCkと呼ぶ。
2.1 pCH−huIg1の制限酵素部位を変える
重鎖CMVプロモーターベクター(pCH−huIg1)のプラスミドマップを図22に提示する。H460−16−2Vh可変部遺伝子を、Nhe I制限部位とHind III制限部位の間にクローンした。H460−16−2Vh遺伝子内の内部Hind III部位のため、ベクターのHind III部位はBsiW Iに変わった。
重鎖CMVプロモーターベクター(pCH−huIg1)のプラスミドマップを図22に提示する。H460−16−2Vh可変部遺伝子を、Nhe I制限部位とHind III制限部位の間にクローンした。H460−16−2Vh遺伝子内の内部Hind III部位のため、ベクターのHind III部位はBsiW Iに変わった。
PCRプライマーは、このクローニングを促進するために社内で設計し、Gibco BRL(Birlington,ON)により合成した。プライマー配列を図23に提示する。1マイクロリットルの精製pCH−huIg1プラスミド(G.R.McLean,Bronx,NY)を、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルpCH−huBsiW Iプライマー、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルBGHプライマー、0.2マイクロリットルの50mM MgCl2(Invitrogen,Burlington,ON)及び22マイクロリットルのPlatinum(登録商標)PCR Supermix(Invitrogen,Burlington,ON)と合わせた。反応を、熱循環器により、94℃で5分間、続いて30サイクルの94℃で1分間、58℃で1分間、そして72℃で1分間によりインキュベートした。最後に、反応を72℃で10分間インキュベートし、次に4℃で保存した。
4マイクロリットルのPCR産物を、図24に示されているように、1.0パーセントアガロースゲルにかけた。パネルA、レーン1は、IgG1のヒト重鎖定常部領域を含むpCH−huIg1プラスミドのPCR増幅領域である。バンドが約1100bpで表れ、これは予測されたサイズである。残りのPCR産物を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
精製PCR産物と精製pCH−huIg1プラスミドの両方を、Hind III及びXho Iで消化して連結を促進した。PCR産物消化は、46マイクロリットルの精製PCR産物、6マイクロリットルの10×緩衝剤M(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)、6マイクロリットルの0.1%BSA(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)及び2マイクロリットルの15U/マイクロリットルHind III(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)を含んだ。プラスミド消化は、4マイクロリットルの1.4マイクログラム/マイクロリットルpCH−huIg1、6マイクロリットルの10×緩衝剤M(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)、6マイクロリットルの1パーセントBSA(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)、42マイクロリットルの水及び2マイクロリットルの15U/マイクロリットルHind III(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)を含んだ。消化物を、37℃で2時間インキュベートした。少量のアリコート(2マイクロリットルのPCR産物反応及び3マイクロリットルのプラスミド反応)を取り出し、アガロースゲルにより消化の進行を調べるために保存した。残りの消化物に、3.2マイクロリットルの1M NaCl、2.5マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4及び3マイクロリットルの8U/マイクロリットルXho I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加えた。反応を、37℃で2時間更にインキュベートした。それぞれの消化物から別の少量のアリコートを取り出して、アガロースゲルにかけるために保存した。
図25は、消化PCR産物及びプラスミドを示す。消化後でPCR産物のサイズにほとんど変化がなく(レーン1、パネルA及びB)、これは、それぞれの末端から極めて少数の塩基対が除去されたので予測されたことである。プラスミドの単一Hind III消化(パネルA、レーン2)は、直線化プラスミドのサイズを示す(分子量マーカーより大きい)。二重Hind III及びXho I消化(パネルB)は、大きなプラスミド骨格を示し、消化され、消化PCR産物に代えられる約1000bpの切片を示す。残りの消化PCR産物を、QIAquick PCR Purificationキット(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、残りのプラスミド骨格を、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して1%アガロースゲルで精製した。
消化PCR産物及びプラスミド骨格を、4:1のモル比で一緒に連結した。反応は、233ngの消化プラスミド骨格、162ngの消化PCR産物、4マイクロリットルの5×連結緩衝剤(Gibco BRL,Burlington,ON)、4マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Gibco BRL,Burlington,ON)及び9.33マイクロリットルの水を含んだ。反応を、16℃で一晩、次に70℃で15分間インキュベートして、酵素を不活性化した。2マイクロリットルの連結反応を、氷上で30分間、42℃で2分間、再び氷上で5分間インキュベートすることによって、50マイクロリットルのOne Shot(登録商標)MAX Efficiency(登録商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌細胞(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。250マイクロリットルのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を加え、形質転換細胞を37℃で1時間インキュベートした。100マイクロリットルの細胞を、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する予め温めたLBアガープレート(Sigma,Oakville,ON)で平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
10個の単一クローンを、形質転換細胞から選択し、50μg/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLのLBブロス(Sigma,Oakville,ON)への接種に使用し、200rpmで振とうしながら37℃で一晩インキュベートした。プラスミドを、QIAprep Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して一晩培養から単離した。単離プラスミドを、BsiW Iで消化して、どのクローンが新たな切断部位を組み込んだかを同定した。消化物は、3マイクロリットルの精製プラスミド、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、1マイクロリットルの3U/マイクロリットルBsiW I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含有した。消化物を37℃で2時間インキュベートし、5マイクロリットルの消化プラスミドを、図26で示されているように、1%アガロースゲルにかけた。4及び8を除く全てのクローンは消化されると直線化し、これらが新たなBsiW I切断部位を組み込んだことを示した。レーン11は、対照環状プラスミドとしてのクローン5の未消化アリコートを示す。クローン1、2、5及び7をYork University(Toronto,ON)で配列決定した。6個のクローンは全て所望の配列を有し、更なる使用のために−30℃で保存した。
2.2 ARH460−16−2Vκ及びVH遺伝子のpCL−huCk及びpCH−huIg1への挿入
H460−16−2Vk及びVh遺伝子のpCL−huCk及びpCH−huIg1それぞれへのクローニングを促進するために、制限部位を遺伝子のいずれのかの末端に付加する必要があった。軽鎖では、Bgl II部位を5′末端に付加し、Hing III部位を3′末端に付加した。重鎖では、Nhe I部位を5′末端に付加し、BsiW I部位を3′末端に付加した。これらのPCR反応に使用したプライマーの配列を図23に提示する。pCL−huCk(pLC−huCkとも呼ばれる)のプラスミドマップを図27に提示する。図には表れないが、pCL−huCkベクターにおけるリーダー領域と可変部領域の間にBgl II部位が存在する。
H460−16−2Vk及びVh遺伝子のpCL−huCk及びpCH−huIg1それぞれへのクローニングを促進するために、制限部位を遺伝子のいずれのかの末端に付加する必要があった。軽鎖では、Bgl II部位を5′末端に付加し、Hing III部位を3′末端に付加した。重鎖では、Nhe I部位を5′末端に付加し、BsiW I部位を3′末端に付加した。これらのPCR反応に使用したプライマーの配列を図23に提示する。pCL−huCk(pLC−huCkとも呼ばれる)のプラスミドマップを図27に提示する。図には表れないが、pCL−huCkベクターにおけるリーダー領域と可変部領域の間にBgl II部位が存在する。
軽鎖では、pCR2.1(H460−16−2Vk)M#1−1(上記を参照すること、MはMaster Cell Bankを意味する)から精製された150ng/マイクロリットルのプラスミドの1マイクロリットルを、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルH460−16−2Vk5′プライマー、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルVk3′NotI、0.2マイクロリットルの50mM MgCl2(Invitrogen,Burlington,ON)及び22マイクロリットルのPlatinum(登録商標)PCR Supermix(Invitrogen,Burlington,ON)と合わせた。重鎖では、pCR2.1(H460−16−2Vh)#1(上記を参照すること)から精製された40ng/マイクロリットルのプラスミドの1マイクロリットルを、1マイクロリットルの25pmol/マイクロリットルH460−16−2Vh5′NheIプライマー、1マイクロリットルの25pmol/マイクロリットルVh3′BsiW Iプライマー及び47マイクロリットルのPCR Supermix High Fidelity(Invitrogen,Burlington,ON)と合わせた。軽鎖反応を、94℃で5分間、続いて30サイクルの94℃で1分間、58℃で1分間、そして72℃で1分間、続いて72℃で7分間によりインキュベートした。重鎖反応を、同様にインキュベートしたが、アニーリング温度は(58℃の代わりに)55℃であった。
図24は、1.0%アガロースゲルにかけたそれぞれのPCR反応のアリコートを示す。H460−16−2Vk遺伝子(パネルA、レーン2)は400bpで表れ、これは軽鎖可変部領域の予測されるサイズである。H460−16−2Vh遺伝子(パネルB、レーン1)は450bp近くで表れ、これは重鎖可変部領域の予測されるサイズである。残りのPCR産物を、QIAquick PCR Purificationキット(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、次に適切な酵素で消化して、プラスミドへの連結を促進した。
軽鎖では、pCL−huCkとH460−16−2Vk PCR産物の両方を、Bgl II及びNot Iで消化して、クローニングを促進した。40マイクロリットルのH460−16−2Vk PCR産物を、6マイクロリットルの10×NE緩衝剤(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.6マイクロリットルの100×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルBgl II(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルNot I及び60マイクロリットルまでの水と合わせた。軽鎖プラスミドでは、PCR産物の代わりに8マイクロリットルのpCL−huCk(G.R.McLean,Bronx,NY)を含む同様の反応を調製した。両方の反応を、37℃で3時間インキュベートした。消化ベクター及び挿入のアリコートを、図28に示されているように、1.2%アガロースゲルにかけた。直線化pCL−huCkベクター骨格(レーン1)が大きなバンドで表れ、一方、ベクターから除去された軽鎖可変部領域は、400bpバンドで表れる。消化H460−16−2Vk(レーン2)遺伝子も400bpで表れる。残りの直線化pCL−huCkプラスミドを1.0パーセントゲルにかけ、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。残りの消化H460−16−2Vk PCR産物を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
重鎖では、BsiW I部位が付加されたpCH−huIg1プラスミド(上記を参照すること)とH460−16−2Vh PCR産物の両方を、BsiW I及びNhe Iで消化して、クローニングを促進した。プラスミド反応は、0.7マイクロリットルのpCH−huIg1(BsiW I)#1DNA、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルBsiW I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含んだ。プラスミドの代わりに12.1マイクロリットルのH460−16−2Vh精製PCR産物を含む同様の反応も設定した。反応を55℃で一晩インキュベートし、5マイクロリットルのアリコートをプラスミド消化から取り出し、ゲルで調べた。0.2マイクロリットルの100×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び1マイクロリットルの5U/マイクロリットルNhe I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を、両方の反応に加え、これらを37℃で一晩更にインキュベートした。別の5マイクロリットルを取り出し、ゲルにかけて消化を調べることに使用した。
図29は、1.2パーセントゲルにかけた消化の結果を示す。単一BsiW I消化(パネルB、レーン1)は、直線化プラスミドを示す。二重BsiW I及びNhe I消化(パネルB、レーン2)は、大きなバンドでプラスミド骨格を示し、重鎖可変部領域を450pbに示す。この小さなバンドは、450bpの消化H460−16−2Vh PCR産物により代えられる(パネルA、レーン1)。残りの消化プラスミドは、1.2パーセントゲルにかけ、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。残りの消化H460−16−2Vh PCR産物は、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
消化H460−16−2Vk PCR産物を、直線化pCL−huCkプラスミドと連結した。220ngの消化pCL−huCkを、66ngの消化H460−16−2Vk、4マイクロリットルの5×連結緩衝剤(Gibco BRL,Burlington,ON)、4マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Gibco BRL,Burlington,ON)及び20マイクロリットルまでの水と合わせた。反応を、16℃で一晩インキュベートし、次に70℃で10分間インキュベートして、酵素を熱不活性化した。2マイクロリットルの連結反応を、氷上で30分間、42℃で2分間、再び氷上で5分間インキュベートすることによって、50マイクロリットルのOne Shot(登録商標)MAX Efficiency(登録商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌細胞(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。250マイクロリットルのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を加え、形質転換細胞を37℃で1時間インキュベートした。30マイクロリットルの細胞を、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する予め温めたLBアガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
重鎖連結反応は、250ngの消化pCH−huIg1、84ngび消化H460−16−2Vh PCR産物、4マイクロリットルの5×連結緩衝剤(Gibco BRL,Burlington,ON)、1マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Gibco BRL,Burlington,ON)及び20マイクロリットルまでの水を含んで設定した。反応を、16℃で一晩、次に65℃で10分間インキュベートして、酵素を熱不活性化した。1マイクロリットルの連結反応を、氷上で30分間、42℃で2分間、再び氷上で5分間インキュベートすることによって、25マイクロリットルのOne Shot(登録商標)MAX Efficiency(登録商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌細胞(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。250マイクロリットルのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を加え、形質転換細胞を37℃で1時間インキュベートした。30マイクロリットルの細胞を、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する予め温めたLBアガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
形質転換pCL−huCk(H460−16−2Vk)プレートから8個の単一クローン及び形質転換pCH−huIg1(H460−16−2Vh)プレートから6個の単一クローンを選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLの2−YTブロス(Gibco BRL,Burlington,ON)への接種に使用した。プラスミドを、QIAprep Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して一晩培養から単離し、消化して、正確なサイズの挿入を確認した。軽鎖反応を、3マイクロリットルのプラスミド、1.5マイクロリットルの10×NE緩衝剤3(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.15マイクロリットルの100×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルBgl II、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルNot I及び9.65マイクロリットルの水により調製し、37℃で3時間インキュベートした。重鎖反応は、2マイクロリットルのプラスミドを、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルBsiW I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水と組み合わせることのよって設定した。これらを55℃2時間インキュベートし、次に2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び0.8マイクロリットルの5U/マイクロリットルNhe Iを加えた。反応を、37℃で2時間更にインキュベートした。
図30及び31は、pCL−huCk(H460−16−2Vk)及びpCH−huIg1(H460−16−2Vh)それぞれの上記の消化の結果を示す。#1を除く全ての軽鎖クローン(図30)は、H460−16−2Vk遺伝子に対応する所望の400bp挿入を含んだ。全ての重鎖クローン(図31)は、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の450bp挿入を含んだ。これらの結果に基づき、pCL−huCk(H460−16−2Vk)クローン3、4、6、7及び8、並びにpCH−huIg1(H460−16−2Vh)クローン4及び6を、York University(Toronto,ON)で配列決定した。クローンは全て所望の配列を有し、更なる使用のために−80℃で保存した。
3.0 キメラ化軽及び重鎖ARH460−16−2をCHEF1発現ベクターにクローニングする。
次に、軽鎖(H460−16−2Vk)のネズミ可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpNEF38にクローンし、重鎖(H460−16−2Vh)のネズミ可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpDEF38にクローンした。プラスミドマップを図32及び33に提示する。
次に、軽鎖(H460−16−2Vk)のネズミ可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpNEF38にクローンし、重鎖(H460−16−2Vh)のネズミ可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpDEF38にクローンした。プラスミドマップを図32及び33に提示する。
この報告の残りの部分において、用語Ch−ARH460−16−2Vkは、pCL−huCkプラスミドから誘導される、軽鎖可変部H460−16−2遺伝子とヒト軽鎖定常部領域の組み合わせを意味する。用語Ch−ARH460−16−2Vhは、pCH−huIg1プラスミドから誘導される、重鎖可変部H460−16−2遺伝子とヒト重鎖IgG1領域の組み合わせを意味する。
3.1 CHEF1ベクターにクローンするために制限部位を変える
CMVプロモーターベクターにおいてCh−ARH460−16−2遺伝子をフランキングする制限部位は、CHEF1発現ベクターへのサブクローニングを促進するために、変える必要があった。CMVプロモーター作成物におけるリーダー、可変部及び定常部領域を、所望の制限部位に導入されたプライマーを使用してPCR増幅した。プライマー配列を図23に提示する。
CMVプロモーターベクターにおいてCh−ARH460−16−2遺伝子をフランキングする制限部位は、CHEF1発現ベクターへのサブクローニングを促進するために、変える必要があった。CMVプロモーター作成物におけるリーダー、可変部及び定常部領域を、所望の制限部位に導入されたプライマーを使用してPCR増幅した。プライマー配列を図23に提示する。
軽鎖では、PCR反応は、1.4マイクロリットルの73ng/マイクロリットルpCL−huCk(ARH460−16−2Vk)#3DNA(上記を参照すること)、1.0マイクロリットルの25pmol/マイクロリットルpCL−huCK 5′MluIプライマー、1.7マイクロリットルの15pmol/マイクロリットルBGHプライマー及び20.9マイクロリットルのPCR Supermix High Fidelity(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して調製した。重鎖では、PCR反応は、0.5マイクロリットルの0.27マイクログラム/マイクロリットルpCH−huIg1(ARH460−16−2Vh)#4DNA(上記を参照すること)、1.7マイクロリットルの15pmol/マイクロリットルVh 5′Nhe I/Mlu Iプライマー、1.7マイクロリットルの15pmol/マイクロリットルBGHプライマー及び21.1マイクロリットルのPCR Supermix High Fidelity(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して調製した。重及び軽鎖反応を、94℃で2分間、続いて25又は30サイクルの94℃で30分間、55℃で30分間、そして68℃で2分間によりそれぞれインキュベートした。それぞれの反応のアリコートを、図34で示されているように、アガロースゲルにかけた。Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物(パネルA、レーン1)は、800bpバンドで表れ、これは軽鎖ネズミH460−16−2Vk可変部領域及びヒト定常部領域の予測されるサイズである。Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物(パネルB、レーン1)は、1500bpバンドで表れ、これは重鎖ネズミH460−16−2Vh可変部領域及びヒト定常部領域の予測されるサイズである。
3.2 キメラH460−16−2遺伝子をCHEF1ベクターにクローニングする
残りのPCR産物は、MinElute PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、クローニングのために適切な制限酵素によりCHEF1ベクターと共に消化した。反応は、1マイクログラムのDNA(精製Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物、精製Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物、pNEF38(ICOS,Seattle,WA)又はpDEF38(ICOS,Seattle,WA))、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/マイクロリットルXba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含んだ。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルMul I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加え、37℃で6時間更にインキュベートした。消化PCR産物を、MinElute Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、消化ベクターを、QIAEX II Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)で精製した。
残りのPCR産物は、MinElute PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、クローニングのために適切な制限酵素によりCHEF1ベクターと共に消化した。反応は、1マイクログラムのDNA(精製Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物、精製Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物、pNEF38(ICOS,Seattle,WA)又はpDEF38(ICOS,Seattle,WA))、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/マイクロリットルXba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含んだ。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルMul I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加え、37℃で6時間更にインキュベートした。消化PCR産物を、MinElute Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、消化ベクターを、QIAEX II Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)で精製した。
Ch−ARH460−16−2Vkを、5:1のモル比でpNEF38に連結した。25ngの消化pNEF38を、69ngの消化Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物、4マイクロリットルの5×リガーゼ反応緩衝剤(Invitrogen,Burlington,ON)、0.5マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Invitrogen,Burlington,ON)及び20マイクロリットルまでの水と合わせた。同等の重鎖反応を、25ngの消化pDEF38及び66ngの消化Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物を使用して調製した。反応を、16℃で一晩インキュベートし、次に65℃で10分間インキュベートして、酵素を不活性化した。重鎖連結反応を、QIAEX II Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
連結反応は、3マイクロリットルの希釈塩溶液(Invitrogen,Burlington,ON)及び2マイクロリットルの連結反応を、50マイクロリットルのOne Shot(登録商標)TOP10 Electrocomp(商標)大腸菌(Invitrogen,Mississauga,ON)に加えることによって、大腸菌に形質転換した。細胞を、予め冷やした1mmのキュベットに移し、1700Vにより5ミリセカンドで電気穿孔器に投入した。1mLのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を直ぐに加え、次に細胞を、200rpmで浸透しながら、37℃で1時間インキュベートした。細胞の200マイクロリットルのアリコートを、50マイクログラム/mLのアンピリシンを含有する予め温めたLBアガープレートで平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
6個の単一クローンを、それぞれのプレートから選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLの2YTブロス(Invitrogen,Burlington,ON)への接種に使用し、200rpmで振とうしながら37℃で一晩インキュベートした。プラスミドを、QIAprep Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して得られた一晩培養から単離した。軽鎖プラスミドをXba I及びMlu Iで消化して、どのクローンが正確なサイズの挿入を含有するかを確認した。消化物は、1マイクログラムのプラスミドDNA、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/マイクロリットルXba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含有した。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルMul I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加え、37℃で6時間更にインキュベートした。重鎖プラスミドを、Xba I、Mlu I及びHind IIIで消化した。100ngのプラスミドDNAを、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/μL Xba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水と組み合わせた。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/μL Mul Iを加え、37℃で6時間更に消化した。消化物の少量のアリコートを取り出してゲルにかけ、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.3マイクロリットルの15U/マイクロリットルHind III及び7.7マイクロリットルの水を加えた。反応を、37℃で6時間インキュベートした。
消化プラスミドを、図35で見られるように、1.2パーセントアガロースゲルにかけた。軽鎖プラスミド(パネルA)では、#3を除いて全てのクローンが所望の750bp挿入を有し、それは軽鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。重鎖プラスミドでは、Xba I及びMlu I消化物(パネルB、レーン1A、2A及び6A)は、1500bp挿入を示し、これは重鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。Xba I、Mul I及びBsiW Iで消化された重鎖プラスミド(パネルB、レーン1B、2B及び6B)は、1000bp及び500bpでバンドを示し、これらはそれぞれ重鎖定常部領域及び可変部領域に対応する。クローン4(パネルB)は、全く表れず、反応設定に問題があったことを示した。
これらの結果に基づき、軽鎖クローン1、2及び4と重鎖クローン1、2及び6を、York University(Toronto,ON)で配列決定した。配列を図36に提示する。軽鎖クローンpNEF38(Ch−ARH460−16−2Vk)#4及び重鎖クローンpDEF38(Ch−ARH460−16−2Vh)#2は、正確な配列を有し、キメラH460−16−2作成物の構築に使用した。
4.0 (ch)ARH460−16−2−IgG1を産生するための初期クローニング
4.1 pMPGCR5IgG1−Vk+hH460の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2(Ch−ARH460−16−2Vh及びCh−ARH460−16−2Vk)のキメラIgG1アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図37)。このプラスミドは、下記に記載するように、最初に2つの中間体プラスミドを構築することにより産生した。
4.1 pMPGCR5IgG1−Vk+hH460の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2(Ch−ARH460−16−2Vh及びCh−ARH460−16−2Vk)のキメラIgG1アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図37)。このプラスミドは、下記に記載するように、最初に2つの中間体プラスミドを構築することにより産生した。
A)pMPGCR5VkH460AscIdの構築
抗体B43の軽鎖をコードするDNAフラグメントを、BamHIで消化することによって、pMPGCR5B43k(図38)から除去した。末端を平滑化した後、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理し、ベクターDNAを、pNEF38(Ch−ARH460−16−2Vκ)#4をXba I及びBsiW Iにより消化し、続いてT4DNAポリメラーゼにより処理して末端を平滑化することによって得られた、軽鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。
抗体B43の軽鎖をコードするDNAフラグメントを、BamHIで消化することによって、pMPGCR5B43k(図38)から除去した。末端を平滑化した後、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理し、ベクターDNAを、pNEF38(Ch−ARH460−16−2Vκ)#4をXba I及びBsiW Iにより消化し、続いてT4DNAポリメラーゼにより処理して末端を平滑化することによって得られた、軽鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。
B)pCR5IgGlVhH460AscIの構築
B43の重鎖をコードするDNAフラグメントを、Hind IIIで消化することによって、pKCR5B43G3(図39)から除去した。T4DNAポリメラーゼにより末端を平滑化し、CIPで処理した後、ベクターDNAを、pDEF38(Ch−ARH460−16−2VH)#2をXba I及びPac Iで消化することによって単離された、重鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。連結の前に、DNAフラグメントを、T4DNAポリメラーゼで平滑化した。
B43の重鎖をコードするDNAフラグメントを、Hind IIIで消化することによって、pKCR5B43G3(図39)から除去した。T4DNAポリメラーゼにより末端を平滑化し、CIPで処理した後、ベクターDNAを、pDEF38(Ch−ARH460−16−2VH)#2をXba I及びPac Iで消化することによって単離された、重鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。連結の前に、DNAフラグメントを、T4DNAポリメラーゼで平滑化した。
C)最終組み立て
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpCR5IgGlVhH460AscIから切断し、pMPGCR5VkH460AscIdのAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。得られた作成物(pMPGCR5IgG1−Vk+hH460)のマップを図37に表す。
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpCR5IgGlVhH460AscIから切断し、pMPGCR5VkH460AscIdのAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。得られた作成物(pMPGCR5IgG1−Vk+hH460)のマップを図37に表す。
5.0 クローン発現キメラH460−16−12の産生
CHO−SF(a)のバイアルをGibco BRL(Burlington,ON)から得て、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地(Gibco BRL,Burlington,ON)において2000年5月に解凍した。細胞を、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地で10日間増殖させ、90%ウシ胎児血清(Hyclone,Logan,UT)及び10%DMSOで冷凍保存液を作成した。cumateトランスアクチベーター(cTA)を安定して発現するCHOcTA細胞は、CHO−SF(a)細胞を、製造者の推奨に従ってLipofectamine 2000(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して直線化pMPG−BFP/CMV−cTA/tk−neoで形質移入することによって、生成した。3日後、形質移入細胞を、G418(1.2mg/mL)の存在下でインキュベートし、4週間後、G418耐性細胞のプールをpAdCR5GFPqで形質移入した。2日後、GFPを最も多く発現している細胞を、EPICS TM V(Model 752;Beckman−Coulter,Hialeah,FL)マルチパラメーターレーザーフローサイトメーター及び細胞分類装置で分類し、1.2mg/mLのG418の存在下で1ウエルあたり1個の細胞の密度で96ウエルプレートに移した。コンフルエントクローンを取り出し、拡大し、細胞により合成されたcTAの量を、CR5プロモーターにより調節されているアデノウイルスベクター発現GFP(AdCR5GFPq)で感染した24時間後、Coulter EPICS Tm XIフローサイトメーター(Beckman−Coulter,Hialeah,FL)を使用したフローサイトメトリーによりGFPの強度を測定することによって、間接的に決定した。2回目のクローニングは、AdCR5GFPqにより形質導入した後で最も蛍光性があったクローンからの個別の細胞を、細胞マイクロマニピュレーターを使用して96ウエルプレートに移動することによって実施した(Caron et al.,2000)。細胞をG418の不在下で増殖させ、コンフルエントコロニーを取り出し、拡大した。これらの細胞により産生されたcTAの量を、AdCR5GFPqで感染した後に産生されたGFPqの強度を測定するフローサイトメトリーにより、間接的に評価した。最も生産的なサブクローンのうちの1つ(CHOcTA−5F−1)を拡大した。小規模の細胞バンクを生成し、液体窒素に冷凍して保持した。
CHO−SF(a)のバイアルをGibco BRL(Burlington,ON)から得て、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地(Gibco BRL,Burlington,ON)において2000年5月に解凍した。細胞を、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地で10日間増殖させ、90%ウシ胎児血清(Hyclone,Logan,UT)及び10%DMSOで冷凍保存液を作成した。cumateトランスアクチベーター(cTA)を安定して発現するCHOcTA細胞は、CHO−SF(a)細胞を、製造者の推奨に従ってLipofectamine 2000(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して直線化pMPG−BFP/CMV−cTA/tk−neoで形質移入することによって、生成した。3日後、形質移入細胞を、G418(1.2mg/mL)の存在下でインキュベートし、4週間後、G418耐性細胞のプールをpAdCR5GFPqで形質移入した。2日後、GFPを最も多く発現している細胞を、EPICS TM V(Model 752;Beckman−Coulter,Hialeah,FL)マルチパラメーターレーザーフローサイトメーター及び細胞分類装置で分類し、1.2mg/mLのG418の存在下で1ウエルあたり1個の細胞の密度で96ウエルプレートに移した。コンフルエントクローンを取り出し、拡大し、細胞により合成されたcTAの量を、CR5プロモーターにより調節されているアデノウイルスベクター発現GFP(AdCR5GFPq)で感染した24時間後、Coulter EPICS Tm XIフローサイトメーター(Beckman−Coulter,Hialeah,FL)を使用したフローサイトメトリーによりGFPの強度を測定することによって、間接的に決定した。2回目のクローニングは、AdCR5GFPqにより形質導入した後で最も蛍光性があったクローンからの個別の細胞を、細胞マイクロマニピュレーターを使用して96ウエルプレートに移動することによって実施した(Caron et al.,2000)。細胞をG418の不在下で増殖させ、コンフルエントコロニーを取り出し、拡大した。これらの細胞により産生されたcTAの量を、AdCR5GFPqで感染した後に産生されたGFPqの強度を測定するフローサイトメトリーにより、間接的に評価した。最も生産的なサブクローンのうちの1つ(CHOcTA−5F−1)を拡大した。小規模の細胞バンクを生成し、液体窒素に冷凍して保持した。
CHO−SF(b)細胞(Invitrogen,Burlington,ON)を解凍し、1×HTサプリメント(Invitrogen,Burlington,ON)、4mMのL−グルタミン(Invitrogen,Burlington,ON)を補充した50mlのCD CHO培地(Invitrogen,Burlington,ON)において37℃で増殖した。3世代後、22個の冷凍バイアルのバンクを、下記に記載するように10%DMSO(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して作製した。細胞バンクを、INRS−Institut Armand−Frappier,Montreal,QCにおいてマイコプラズマの存在について試験した。マイコプラズマは検出されなかった。cumateトランスアクチベーター(cTA)を安定して発現するCHOcTA細胞は、CHO−SF(b)細胞を、製造者の推奨に従ってLipofectamine 2000(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して直線化pMPG−/tk−neo/cymR_VP16−nlsで形質移入することによって生成した。翌日、細胞を、G418(1.2mg/mL)の存在下、1ウエルあたり10000又は5000個の細胞の濃度で96ウエル/プレートに分けた。3〜4週間後、耐性コロニーを取り出し、拡大した。細胞により合成されたcTAの量は、CR5プロモーターにより調節されているアデノウイルスベクター発現GFP(AdCR5GFPq)で感染した24時間後、フローサイトメトリーによりGFPの強度を測定することによって、間接的に決定した。最初の形質移入の1か月と3週間後、2回目のクローニングは、AdCR5GFPq(CHOs cTA #10)により形質導入した後で最も蛍光性があったクローンのうちの1つから個別の細胞を、細胞マイクロマニピュレーターを使用して96ウエルプレートに移動することによって実施した(Caron et al.,2000)。細胞をG418の不在下で増殖させ、コンフルエントコロニーを(3〜4週間後)取り出し、拡大した。これらの細胞により産生されたcTAの量を、AdCR5GFPqで感染した後に生じたGFPqの強度を測定するフローサイトメトリーにより、間接的に評価した。最も生産的なサブクローンのうちの1つ(CHOcTA−10−9)を拡大した。小規模の細胞バンクを生成し、液体窒素に冷凍して保持した。細胞バンクを、INRS−Institut Armand−Frappierにおいてマイコプラズマの存在について試験した。マイコプラズマは検出されなかった。
cumateトランスアクチベーター(CHOcTA,クローン10−9及び5F−1)を発現するCHO細胞を、Lipofectamine 2000試薬を使用して、直線化pMPGCR5IgG1−Vk+hH460(SspI消化)により形質移入した。翌日、細胞を異なる濃度(10000又は5000細胞/ウエル)で96ウエルプレートに移した。この時点で、600μg/mLのハイグロマイシンBを培地に加えた。2〜3週間後、耐性コロニー(378個のクローン)の上澄みを、ELISAによりIgG1抗体の存在について分析した(ELISA及びウエスタンブロットにより決定された定量化は、定量化に使用した標準(精製ヒトIgG)が、細胞により産生されたH460−16−2のキメラIgG1と異なるため、概算の抗体産生でしかない)。合計104個のコロニーが、検出可能な量の抗体を産生した。
次に12個のクローンを増幅し、24時間生産性試験を使用して、ウエスタンブロット及びSDS−PAGEにより抗体の発現について試験した。抗体の産生は、また、バッチ培養により30℃で6〜13日間評価した(図40及び41)。産生を30℃で実施し、それはCR5プロモーターがこの温度でより強力だからである。
6個のクローンは、17、71、80、6′、47′及び147′であった。クローン17、71及び80は、CHOcTA−10−9を使用して生成し、クローン6′、47′及び147′は、CHOcTA−5F1を使用して生成した。これらの6個のクローンは、ヒトIgGを標準として使用するCoomassie Fluo−Orange染色により推定したように、37℃で4〜6pg/細胞/日を分泌した、
6.0 (ch)ARH460−16−2−IgG2を産生するための初期クローニング
6.1 pMPGCR5VK+h460−IgG2の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2のキメラIgG2アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図42)。このプラスミドは、下記に記載する、幾つかのPCR及びサブクローニング工程を介して産生した。
6.1 pMPGCR5VK+h460−IgG2の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2のキメラIgG2アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図42)。このプラスミドは、下記に記載する、幾つかのPCR及びサブクローニング工程を介して産生した。
A)軽鎖のキメラ化(pMPGCR5VkH460の構築)
H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びjctvar−k#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びjctk−var#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B及びPCR Aと、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域を用いて組み立てた。得られたDNAフラグメント(PCR C)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、直線化ベクターを、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460kozと呼んだ。完全軽鎖を配列決定のために送った。コザック配列内の突然変異を除いて、予測されるヌクレオチド配列が得られた。この突然変異は、両方のプラスミドをKpnIにより消化し、正常なDNAフラグメントを一緒に連結することによって、pMPGCR5vKH460kozの可変部領域をpMPGCR5kH460wrongjct(下記を参照すること)の可変部領域に取り替えることで修正した。得られたプラスミドを、pMPGCR5VkH460と呼び、軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びjctvar−k#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びjctk−var#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B及びPCR Aと、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域を用いて組み立てた。得られたDNAフラグメント(PCR C)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、直線化ベクターを、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460kozと呼んだ。完全軽鎖を配列決定のために送った。コザック配列内の突然変異を除いて、予測されるヌクレオチド配列が得られた。この突然変異は、両方のプラスミドをKpnIにより消化し、正常なDNAフラグメントを一緒に連結することによって、pMPGCR5vKH460kozの可変部領域をpMPGCR5kH460wrongjct(下記を参照すること)の可変部領域に取り替えることで修正した。得られたプラスミドを、pMPGCR5VkH460と呼び、軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
B)pMPGCR5VkH460wrortgjctの構築
このプラスミドは、可変部領域と定常部領域の間に異なる接合部を有するH460−16−2のキメラ軽鎖を含有する。このプラスミドを構築するために、H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B1)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びARjctvar−k(図30)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A1)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びARjctvar−k(図43)とを使用して、PcRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B1及びPCR A1と、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域を用いて組み立てた。次に、得られたDNAフラグメント(PCR C1)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、ベクターをCIPで処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460wrongjctkozと呼んだ。軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
このプラスミドは、可変部領域と定常部領域の間に異なる接合部を有するH460−16−2のキメラ軽鎖を含有する。このプラスミドを構築するために、H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B1)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びARjctvar−k(図30)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A1)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びARjctvar−k(図43)とを使用して、PcRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B1及びPCR A1と、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域を用いて組み立てた。次に、得られたDNAフラグメント(PCR C1)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、ベクターをCIPで処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460wrongjctkozと呼んだ。軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
C)重鎖のキメラ化(pKCR5IgG2VhH460の構築)
H460−16−2の重鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR D)は、プラスミドpVhH460−16−2#3と、プライマーARigg2varlc及びARhvarswa(図43)とを使用して、PCRにより単離した。PCR産物をApaIで消化し、ヒトIgG2の定常部領域をコードする4.6kb DNAフラグメントに連結した。このベクターは、pkHc(BRI,NRC,Montreal Qc)をApaIで消化し、続いてCIPで処理することによって得た。得られたプラスミドを、pKIgG2−VhH460と呼んだ。
H460−16−2の重鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR D)は、プラスミドpVhH460−16−2#3と、プライマーARigg2varlc及びARhvarswa(図43)とを使用して、PCRにより単離した。PCR産物をApaIで消化し、ヒトIgG2の定常部領域をコードする4.6kb DNAフラグメントに連結した。このベクターは、pkHc(BRI,NRC,Montreal Qc)をApaIで消化し、続いてCIPで処理することによって得た。得られたプラスミドを、pKIgG2−VhH460と呼んだ。
pKIgG2−VhH460でコードされる完全重鎖を、SwaIによる消化で放出し、Hind IIIによる消化でB43重鎖を予め除去したpKCR5B43G3(図39)にクローンした。連結する前に、プラスミドを、T4 DNAポリメラーゼによる処理で平滑化し、CIPで脱リン酸化した。得られたプラスミドを、pKCR5IgG2VhH460wrongjctと呼び、完全重鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。キメラIgG2の可変部と軽鎖の間の接合部は異常であった。このため、修飾することにした。正常な接合部を含むDNAフラグメントを、プライマーApaICR5及びIgG2TVSSASTK(図43)を使用するpKCR5IgG2VhH460wrongjctのPCRによって増幅した。PCRフラグメントをApaIで消化し、ApaIで予め消化されたpKCR5IgG2VhH460wrongjctにクローンした。連結する前に、4.6kbフラグメントをCIPで処理することにより脱リン酸化した。得られたプラスミドを、pKCR5IgG2VhH460呼び、キメラIgG2のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
D)IgG2発現ベクターの最終組み立て
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpKCR5IgG2VhH460から切断し、pMPGCR5VkH460のAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。重鎖及び軽鎖の完全ヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。得られた作成物(pMPGCR5VK+h460−IgG2)のマップを図42に表す。
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpKCR5IgG2VhH460から切断し、pMPGCR5VkH460のAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。重鎖及び軽鎖の完全ヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。得られた作成物(pMPGCR5VK+h460−IgG2)のマップを図42に表す。
7.0 初期クローンの産生
血清無含有既知組成培地で増殖させたCHO−cTA(クローン10−9)細胞を、キメラIgG2抗体pMPGCR5VK+h460−IgG2(図42)を発現するプラスミドで形質移入し、安定したクローンを、ハイグロマイシンの存在下で生成した。374個のクローンをELISAによりIgG2抗体の発現について分析した。80個のクローンが抗体の発現において陽性であった。58個の最も生産的なクローンにより分泌された抗体の量を、ウエスタンブロット又はSDS−PAGEにより分析した(図44)。最も生産的なクローンは、37℃で5〜10pg/細胞/日を産生した。6個のクローンは、クローン40、50、51、52、54及び56であった。
血清無含有既知組成培地で増殖させたCHO−cTA(クローン10−9)細胞を、キメラIgG2抗体pMPGCR5VK+h460−IgG2(図42)を発現するプラスミドで形質移入し、安定したクローンを、ハイグロマイシンの存在下で生成した。374個のクローンをELISAによりIgG2抗体の発現について分析した。80個のクローンが抗体の発現において陽性であった。58個の最も生産的なクローンにより分泌された抗体の量を、ウエスタンブロット又はSDS−PAGEにより分析した(図44)。最も生産的なクローンは、37℃で5〜10pg/細胞/日を産生した。6個のクローンは、クローン40、50、51、52、54及び56であった。
8.0 高生産性クローンの選択
クローン40、50、51、54及び56を、選択圧の不在下でマイクロマニピュレーターを使用してサブクローンした(クローン1個あたり約50個の細胞)。51個のサブクローンの産生レベルを、ウエスタンブロット分析又はSDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により試験した(図45)最も生産的なサブクローンは以下であり、37℃で産生された抗体の量を括弧内に示す:40F8(11)、40B7(7)、56B9(7)、40F7(7)、56E9(5)、40E11(5)、40D9(6)、56B8(6)、56F11(4)及び54E10(3)。
クローン40、50、51、54及び56を、選択圧の不在下でマイクロマニピュレーターを使用してサブクローンした(クローン1個あたり約50個の細胞)。51個のサブクローンの産生レベルを、ウエスタンブロット分析又はSDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により試験した(図45)最も生産的なサブクローンは以下であり、37℃で産生された抗体の量を括弧内に示す:40F8(11)、40B7(7)、56B9(7)、40F7(7)、56E9(5)、40E11(5)、40D9(6)、56B8(6)、56F11(4)及び54E10(3)。
9.0 上澄みの試験
キメラIgG1及びIgG2クローンのそれぞれの上澄みを、ウエスタンブロットプローブとして使用して、ネズミ抗体H460−16−2の標的抗原(CD44)を検出することができるIgGが存在するかを決定した。MDA−MB−231ヒト乳癌細胞の全膜画分の300マイクログラムを含む試料を、沸騰させ、SDS−PAGE(分取ゲル、10%アクリルアミド)/ウエスタンイムノブロッティングにより分析した。ウエスタンブロットを、ウエスタンブロッティングの標準的手順に従って、細胞培養上澄み(TBST中の10%スキムミルクを有する)の1:2希釈によりプローブした。
キメラIgG1及びIgG2クローンのそれぞれの上澄みを、ウエスタンブロットプローブとして使用して、ネズミ抗体H460−16−2の標的抗原(CD44)を検出することができるIgGが存在するかを決定した。MDA−MB−231ヒト乳癌細胞の全膜画分の300マイクログラムを含む試料を、沸騰させ、SDS−PAGE(分取ゲル、10%アクリルアミド)/ウエスタンイムノブロッティングにより分析した。ウエスタンブロットを、ウエスタンブロッティングの標準的手順に従って、細胞培養上澄み(TBST中の10%スキムミルクを有する)の1:2希釈によりプローブした。
結果は、全ての上澄み(キメラIgG1及びキメラIgG2分泌クローン)が、ネズミ親BAbで得られたものと同様である信号により、同様の(計算)濃度(5マイクログラム/mL;図46及び47)でCD44を検出することができることを示す。
10.0 選択したクローンのバイオリアクターにおける産生
キメラIgG1クローン6′は、SDS−PAGE分析によると最も多く分泌するクローンであると思われ、ウエスタンブロットにおいて、MDA−MB−231細胞の膜調製物に対するネズミH460−16−2と同様に結合すると思われる。したがって、クローン6′を、30℃で振とうフラスコ中のバッチ培養に抗体を産生するために使用した。バッチ中の抗体濃度を、SDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により評価した(図48)。異なるバッチの容量及び抗体濃度は以下である:バッチsuper22Nov:1.6L、150mg/L;バッチN3:.65L、200mg/L;バッチN4:.65L、100mg/L、並びにバッチN5及びN6:.8L、200 mg/L。クローン6′を今後のキメラIgG1研究の全てにおいて使用し、(ch)ARH460−16−2−IgG1と呼ぶ。
キメラIgG1クローン6′は、SDS−PAGE分析によると最も多く分泌するクローンであると思われ、ウエスタンブロットにおいて、MDA−MB−231細胞の膜調製物に対するネズミH460−16−2と同様に結合すると思われる。したがって、クローン6′を、30℃で振とうフラスコ中のバッチ培養に抗体を産生するために使用した。バッチ中の抗体濃度を、SDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により評価した(図48)。異なるバッチの容量及び抗体濃度は以下である:バッチsuper22Nov:1.6L、150mg/L;バッチN3:.65L、200mg/L;バッチN4:.65L、100mg/L、並びにバッチN5及びN6:.8L、200 mg/L。クローン6′を今後のキメラIgG1研究の全てにおいて使用し、(ch)ARH460−16−2−IgG1と呼ぶ。
キメラIgG2クローン40B7は、SDS−PAGE分析によると最も多く分泌するクローンであると思われ、ウエスタンブロットにおいて、MDA−MB−231細胞の膜調製物に対するネズミH460−16−2と同様に結合すると思われる。したがって、クローン40B7を大量に産生した(図49)。約140mg/リットルの抗体を含有する20リットルの培地を製造した。培地中の抗体の濃度を、SDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orangeを使用する染色により決定した。クローン40B7を今後のキメラIgG2研究の全てにおいて使用し、(ch)ARH460−16−2−IgG2と呼ぶ。
実施例10
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図50及び51を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。腫瘍の増殖をカリパスで毎週測定した。コホートの大部分が移植後35日目に91mm3(55〜143のmm3範囲)の平均腫瘍容量に達したとき、マウスを腫瘍サイズによってブロックに分けた。ブロックのマウスを、それぞれの群における平均腫瘍容量が互いに有意に異ならないように、4つの処置群(1群あたり10匹)に無作為に割り当てた。H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1、(ch)ARH460−16−2−IgG2試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後の300マイクロリットルの容量の15mg/kgの抗体を投与することによって、それぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体を、1週間に3回で合計10用量を同じ方法により移植後57日目まで投与した。腫瘍増殖を、約7日毎で移植後62日目まで又は個々の動物がCCAC終点に達するまで、カリパスにより測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図50及び51を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。腫瘍の増殖をカリパスで毎週測定した。コホートの大部分が移植後35日目に91mm3(55〜143のmm3範囲)の平均腫瘍容量に達したとき、マウスを腫瘍サイズによってブロックに分けた。ブロックのマウスを、それぞれの群における平均腫瘍容量が互いに有意に異ならないように、4つの処置群(1群あたり10匹)に無作為に割り当てた。H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1、(ch)ARH460−16−2−IgG2試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後の300マイクロリットルの容量の15mg/kgの抗体を投与することによって、それぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体を、1週間に3回で合計10用量を同じ方法により移植後57日目まで投与した。腫瘍増殖を、約7日毎で移植後62日目まで又は個々の動物がCCAC終点に達するまで、カリパスにより測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
図50で示されているように、ネズミH460−16−2及び(ch)ARH460−16−2−IgG1は、両方とも、ヒト乳癌の確立MDA−MB−231インビボモデルにおいて腫瘍増殖を低減した。62日目、つまり最終用量が投与された5日後、H460−16−2による処置は、39%の腫瘍増殖阻害をもたらした(平均T/C=57%)。腫瘍増殖におけるこの低減は、対照と有意に異なっていた(p=0.0037)。キメラ抗体(ch)ARH460−16−2−lgG1は、64%の増強した腫瘍増殖阻害をもたらした(平均T/C=26.9%;p=<0,0001)。対照的に、IgG2型のキメラ抗体(ch)ARH460−16−2−lgG2は、緩衝剤対照と比較したとき、腫瘍増殖に対して阻害を示さなかった(TGI=0%;平均T/C=122%;p=0.7264)。
研究の全体を通して毒性の臨床徴候はなかった。1週間の間隔をおいて測定した体重は、健康及び生育失敗の代用であった。図51は、研究の期間にわたるそれぞれの処置群の体重の結果を表す。H460−16−2又は(ch)ARH460−16−2−IgG2処置群のいずれかのマウスにおいて、緩衝剤対照群と比較したとき、体重に有意な変化はなかった。しかし、緩衝剤対照処置群と(ch)ARH460−16−2−IgG1処置群の間では、体重に有意な減少(p=0.0005)があった。
まとめると、(ch)ARH460−16−2−IgG1は、MDA−MB−231ヒト乳癌モデルにおいて、ネズミ抗体と比較して同一か又はそれ以上の効能を示す。対照的に、(ch)ARH460−16−2−IgG2キメラ抗体は、ヒトMDA−MB−231乳癌のモデルにおいて腫瘍増殖を低減しなかった。
実施例11
H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及び(ch)ARH460−16−2IgG2で処理したMDA−MB231細胞のアネキシン−V染色
アネキシン−V染色は、キメラ型のH460−16−2がMDA−MB−231ヒト乳癌細胞株においてネズミの対応物と同様にアポトーシスを誘発することができるかを決定するために実施した。MDA−MB−231細胞を、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1又は(ch)ARH460−16−2−IgG2により、0.25、2.5及び20マイクログラム/mLで24時間処理した。各抗体を、同一の濃度で試験した適切なアイソタイプ対照(1B7.11、抗−TNP、ネズミIgG1、カッパ、社内で産生;ヒト骨髄腫IgG1、k、Sigma,Oakville,ON;ヒト骨髄腫IgG2、k、Sigma,Oakville,ON)と共に三重に試験した。未処理試料を陰性対照として含め、カンプトテシン(Biovision;Exton,PA)を陽性対照として含めた。蛍光測定ビーズ(BD Bioscience,Oakville,ON)を使用して、FACS器具を蛍光複合体の光学的こぼれについて補正した。次に、細胞をアネキシン−V及び7AADで染色し、FACSArrayに1時間以内にかけた。
H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及び(ch)ARH460−16−2IgG2で処理したMDA−MB231細胞のアネキシン−V染色
アネキシン−V染色は、キメラ型のH460−16−2がMDA−MB−231ヒト乳癌細胞株においてネズミの対応物と同様にアポトーシスを誘発することができるかを決定するために実施した。MDA−MB−231細胞を、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1又は(ch)ARH460−16−2−IgG2により、0.25、2.5及び20マイクログラム/mLで24時間処理した。各抗体を、同一の濃度で試験した適切なアイソタイプ対照(1B7.11、抗−TNP、ネズミIgG1、カッパ、社内で産生;ヒト骨髄腫IgG1、k、Sigma,Oakville,ON;ヒト骨髄腫IgG2、k、Sigma,Oakville,ON)と共に三重に試験した。未処理試料を陰性対照として含め、カンプトテシン(Biovision;Exton,PA)を陽性対照として含めた。蛍光測定ビーズ(BD Bioscience,Oakville,ON)を使用して、FACS器具を蛍光複合体の光学的こぼれについて補正した。次に、細胞をアネキシン−V及び7AADで染色し、FACSArrayに1時間以内にかけた。
2つの独立した実験において、ネズミと2つのキメラH460−16−2抗体の両方を、互いに、そして適切なアイソタイプ対照抗体と比較した(図52)。図52は、2つの実験の平均も示す。アイソタイプ対照で処理された細胞の自発的なアポトーシス効果は、ビヒクルだけで処理された細胞と同様であることが見出された。ネズミ及びヒトのキメラIgG1及びIgG2 H460−16−2抗体は、全て、それぞれの実験において用量依存的に乳癌細胞株にアポトーシスを誘発することが見出され、(ch)ARH460−16−2 IgG1とIgG2の両方の抗体でより大きなアポトーシス効果が見られた。結果は、インビトロで、(ch)ARH460−16−2−IgG2抗体は、キメラIgG1抗体と比較すると、最も大きいアポトーシス効果を有することを示す。
3つの抗体は、全て、これらの予想されるアイソタイプ対照に対して壊死の率及び壊死/アポトーシス個体群の増加を示した。 壊死の率及び壊死/アポトーシス個体群の最大の増加が、(ch)ARH460−16−2−IgG2において、次に(ch)ARH460−16−2−IgG1において、そして次にH460−16−2において見られた。
圧倒的な証拠が、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8がCD44に存在するエピトープとの連結を介して抗癌効果を仲介することを示している。H460−16−2及びAR37A335.8抗体を使用して、MDA−MB−231細胞のような発現細胞から同族抗原を免疫沈降できることが、実施例5において示されている。更に、FACS、細胞ELISA又はIHCにより示されるがこれらに限定されない技術を利用して、特異的に結合するCD44抗原部分を発現する細胞及び/又は組織の検出に、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8抗体を使用できることを示すことができる。
したがって、免疫沈降したH460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8抗原が、いずれかの抗体とそのような細胞又は組織との結合を阻害できることを、FACS、細胞ELISA又はIHCアッセイを使用して示すことができる。 更に、H460−16−2,(ch)ARH460−16−2−IgG2,(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8抗体と同様に、他の抗CD44抗体も、他の形態のCD44抗原を免疫沈降及び単離するのに使用することができ、抗原は、また、同じ種類のアッセイを使用して、抗原を発現する細胞又は組織へのこれらの抗体の結合を阻害することに使用できる。
本明細書で記述されている全ての特許及び出版物は、本発明が関わる当業者のレベルを示している。全ての特許及び出版物は、それぞれ個別の出版物が明確かつ個別に参照として組み込まれることを示すかのように、同じ程度で参照として本明細書に組み込まれる。
本発明の特定の形態が例示されているが、本明細書に記載され、示されている部分の特定の形態又は配置に限定されないことを理解するべきである。本発明の範囲から逸脱することなく多様な変更を行うことができ、本発明を、明細書に示され、記載されているものに限定することが考慮されないことは、当業者には明白である。当業者は、本発明が目的を実行するために十分に適合されることを容易に理解し、記述される目的と利点、並びにそれらに固有のものを容易に得るであろう。本明細書で記載されているオリゴヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、生物学的に関連する化合物、方法、手順及び技術のいずれも、好ましい実施態様の現在の代表例であり、例示的であることが意図され、範囲を制限するものとして意図されてはいない。本明細書の変更及び他の使用を当業者は考えつき、それは本発明の精神の範囲内に包含され、添付の請求項の範囲によって定義される。本発明は、特定の好ましい実施態様と関連して記載されてきたが、請求される本発明は、そのような特定の実施例に過度に限定されるべきではないことを理解するべきである。事実、本発明を実施するために記載された様式の多様な修正は、当業者には明白であり、請求項の範囲内であることが意図される。
本発明は、癌性疾患の診断及び治療、特に腫瘍細胞の細胞障害性の媒介に関し、とりわけ、細胞毒性反応を開始する手段として、場合により1つ以上の化学療法剤と組み合わせた、癌性疾患修飾抗体(CDMAB)の使用に関する。本発明は、更に、本発明のCDMABを利用する結合アッセイ(検定法)に関する。
癌におけるDC44:ヒト白血球に対してモノクローナル抗体を産生させることが、広範囲の正常組織及び全種類の造血細胞に発現する単鎖ヒアルロン酸(HA)結合糖タンパク質であるCD44抗原の発見をもたらした。これは、元々、リンパ球活性化及びホーミングに関連していた。現在、その推定される生理学的役割には、炎症性遺伝子の活性化、細胞周期の調節、細胞繁殖の誘発、分化及び発生の誘発、細胞骨格再構築の誘発、細胞移動、並びにアポトーシスに対する細胞生存/抵抗性も含まれる。
ヒトにおいて、CD44の単一遺伝子コピーは、染色体11,11p13の短腕に位置している。遺伝子は、19個のエクソンを含み、最初の5個は定常性であり、次の9個は変異性であり、続く3個は定常性であり、そして最後の2個は変異性である。差次的スプライシングによって、1000個を超す異なるアイソフォームをもたらすことができる。しかし、現在、僅か数十個の天然に発生する変種が同定されているにすぎない。
CD44標準糖タンパク質は、N末端細胞外(20a.a.リーダー配列及び膜近位領域(85a.a.)を含む)ドメイン(270a.a.)、膜貫通領域(21a.a.)、細胞質末端(72a.a.)から構成される。細胞外領域は、また、N末端にリンクモジュールを含む。この領域は長さが92a.a.であり、他のHA結合リンクタンパク質に相同性を示す。マウスとヒト形態のCD44との間に高い相同性が存在する。タンパク質の変種形態が、エクソン5のカルボキシ末端に挿入されており、発現するときには細胞外に位置する。
CD44の血清可溶性形態も天然に生じ、終止コドン(可変部領域内)から又はタンパク質分解活性から生じることができる。TNF−αを含む多様な刺激からの細胞の活性化は、CD44レセプターの分断をもたらす。レセプターの分断は、腫瘍細胞においても見られ、ヒト血清においてCD44の10倍までの濃度増加をもたらす可能性がある。高CD44血清濃度は悪性を示唆する(卵巣癌は例外である)。
CD44の標準形態は、およそ37kDの分子量で存在する。翻訳後修飾は、分子量を89〜90kDに増加する。これらの修飾には、アスパラギン残基でのアミノ末端細胞外ドメインN結合グリコシル化、細胞外ドメインのカルボキシ末端でのセリン/トレオニン残基におけるO結合グリコシル化、及びグリコサミノグリカン付加が含まれる。スプライス変種は、サイズが80〜250kDの範囲であることができる。
哺乳動物の細胞外マトリックス(ECM)に位置する多糖類であるHAは、主要なCD44リガンドであると考えられる。しかし、CD44は、コラーゲン、フィブロネクチン、ラミニンなどのようなタンパク質に結合することも見出されている。HA結合とグリコシル化との間に相関関係があると思われる。不活性CD44(HAに結合しない)は、最も高いグリコシル化レベルを有し、活性CD44(HAに結合する)は、最も低いグリコシル化レベルを有し、一方、誘発性CD44(サイトカイン、モノクローナル抗体、成長因子などで活性化されなければHAに結合しないか又は弱く結合する)は、活性及び不活性形態の間のいずれかのグリコシル化レベルを有する。
CD44はシグナル伝達経路を介して、細胞、刺激及び環境の相互作用に依存するその機能の幾つかを媒介することができる。これらの経路のうちの幾つかには、NFκBシグナリングカスケード(炎症性反応を伴う)、Ras−MAPKシグナル伝達経路(細胞周期及び繁殖の活性化を伴う)、タンパク質のRhoファミリー(細胞骨格再構築及び細胞移動を伴う)、並びにPI3−K関連シグナリング経路(細胞生存に関わる)が含まれる。上記の機能は、全て、腫瘍疾患の開始及び進行に密接に関連している。CD44は、また、多様な追加的な機構を通して癌において役割を果たすことに関わってきた。これらには、悪性に関与するレセプターに対して、CD44の細胞表面に存在する細胞表面プロテオグリカンにより成長因子、ケモカイン及びサイトカインを提示することが含まれる。また、CD44−HA複合体の内部移行後のリソソームヒアルロニダーゼによるHAの細胞内崩壊が、ECMを介した腫瘍の侵襲性及び血管形成誘発の可能性を潜在的に増大しうる。加えて、生存又はアポトーシスシグナルの伝達は、標準又は変異CD44レセプターのいずれかを介して生じることが示されている。CD44は、また、細胞分化及び移動に関わることが示唆されている。これらの機構の全てではないが多くが環境及び細胞依存性であり、幾つかは可変の知見を生じている。したがって、何らかの結論が引き出せるまで更なる研究が必要である。
癌におけるCD44の潜在的な機能的役割を確認するため、レセプターの発現差異が疾患進行と相関関係があるかを判定する、CD44の発現研究が実施された。しかし、一貫しない知見が大多数の腫瘍型において観察され、これは、おそらく、研究者の間での試薬、技術、病理学的スコアリング及び細胞型の違いの組み合わせに起因する。腎細胞癌及び非ホジキンリンパ腫は、一貫して高CD44発現腫瘍を有する患者が、低又は非CD44発現の対応者よりも生存期間が短い点において例外であると思われる。
この癌との関連性のために、CD44は、抗癌治療の開発の標的となってきた。CD44の標準又は変種形態が腫瘍進行にとって必要であるかは、依然として議論の的である。両方の見解を支持するインビボ動物データが存在し、この場合でも、腫瘍型、さらには細胞型に依存しうる。異なる治療手法には、可溶性CD44タンパク質、ヒアルロナンシンターゼcDNA、ヒアルロニダーゼの注射、CD44アンチセンス及びCD44特異性抗体の使用が含まれていた。それぞれの手法は、ある程度の成功をもたらし、それにより抗CD44癌治療への支持を提供した。
変種と標準の両方のCD44特異性モノクローナル抗体が実験的に生成されたが、大部分は、これらの抗体は固有の生物学的活性を有さず、むしろ、認識するCD44の型に特異的に結合する。しかし、幾つかはインビトロ又はインビボのいずれかで活性であるが、一般には、両方において活性ではない。幾つかの抗CD44抗体は、細胞事象を媒介することが示されている。例えば、ヒト赤血球リュテラン抗原CD44標準形態に対して向けられているマウス抗体A3D8は、CD2(9−1抗体)及びCD3(OKT3抗体)媒介T細胞活性化を向上させることが示され、別の抗CD44抗体も同様の効果を有した。A3D8は、また、単球からのIL−1放出及びTリンパ球からのIL−2放出を誘発した。興味深いことに、ダウノルビシン、ミトキサントロン及びエトポシドのような薬剤と一緒にA3D8を使用することは、第二メッセンジャーセラミドの生成を抑止して、HL60及びNB4AMLにおけるアポトーシス誘発を阻害した。固有の活性を有さず、かつCD44の同様のエピトープに対して向けられているJ173抗体は、薬剤誘発アポトーシスを阻害しなかった。85〜110kD及び200kD形態のCD44に対して向けられているNIH44−1抗体は、筆者たちがCD44の架橋又は凝集によると推測している経路を介してT細胞繁殖を増大した。まとめると、癌に対して向けられてなく(例えば、リンパ球を活性化する)、細胞繁殖を誘発し、又は細胞毒性剤と使用すると癌細胞の薬剤誘発死を阻害するので、これらのような抗体が癌治療としての使用に適しているという証拠がない。
インビボで抗腫瘍効果を実証する幾つかの抗CD44抗体が記載されている。CD44のv6変種に向けられているマウスIgG1である抗体1.1ASMLは、リンパ節を減少し、ラット膵臓腺癌BSp73ASMLの肺転移を減少することが示されている。処置動物の生存が同時に増加した。抗体は、リンパ節コロニー形成の前に投与された場合にのみ有効であり、リンパ節における細胞繁殖を妨げると仮定された。インビトロにおける腫瘍細胞に対して直接的な細胞障害性はなく、抗体は、補体媒介細胞障害性又は免疫エフェクター細胞機能を向上させなかった。ヒト細胞に対する抗体の有用性は記載されなかった。
Breyerらは、CD44に対して市販の抗体を使用して、正所移植ラットグリア芽細胞腫の進行を妨害することを記載した。ラットグリア芽細胞腫細胞株C6を前頭葉に移植し、1週間後、ラットに大脳内注射で抗体による3つの処置を与えた。処置ラットは、腫瘍増殖の減少、及び緩衝剤又はアイソタイプ対照処置ラットよりも多い体重を示した。抗体は、細胞外マトリックス成分で被覆されたカバーガラスへの細胞のインビトロでの接着を阻害することができたが、細胞に対して直接的な細胞毒性効果を有さなかった。この抗体は、ヒト細胞に対して試験されなかった。
CD44s(IM−7.8.1)に対する抗体と、CD44v10(K926)に対する抗体の効能を比較した研究が実施された。両方のCD44アイソフォームを発現する転移性の高いマウス黒色腫株B16F10を、マウスに静脈内移植した。2日後、抗体を試験の期間中3日目毎に与えた。両方の抗体は、肺転移の数に50%を超える有意な低減を引き起こし、2つの抗体の間で効能に有意な差はなかった。抗体は、インビトロで繁殖に影響を与えず、著者たち、Zawadzkiらは、腫瘍増殖の阻害は、抗体がCD44とそのリガンドとの相互作用を遮断したためであると推測した。IM−7.8.1を使用する別の研究では、Zawadzkiらは、抗体及びそのF(ab′)2フラグメントが、マウスT細胞リンパ腫LBによるリンパ節繁殖を阻止できたことを実証した。これはマウスに有意な生存利益を付与した。Wallach−Dayanらは、自発的に腫瘍を形成しないLB−TRマウスリンパ腫の、CD44v4〜v10による形質移入が、腫瘍を形成する能力を付与したことを示した。IM−7.8.1投与は、アイソタイプ対照抗体と比較して、移植された形質移入細胞の腫瘍サイズを減少した。これらの研究のうちで、この抗体のヒトへの有効性を実証したものはなかった。
マウスIgG2aであるGKW.A3はヒトCD44に対して特異的であり、SCIDマウスにおけるヒト黒色腫異種移植の形成及び転移を防止した。この抗体を転移性ヒト細胞株SMMU−2と混合し、次に皮下注射した。処置は、次に3週間続いた。4週間後、未処置動物の100%と比較して、10匹のマウスのうち1匹しか注射部位に腫瘍を発生しなかった。抗体のF(ab′)2フラグメントは、腫瘍形成に対して同じ阻害を示し、作用機構は、補体又は抗体依存細胞障害活性に依存しないことを示唆した。腫瘍細胞が最初の抗体注射の1週間前に注射された場合、動物の80%が原発部位で腫瘍を発生した。しかし、生存期間は依然として有意に増加したことが注目された。遅延抗体投与は原発性腫瘍形成に対して効果がなかったが、未処置動物に存在した、肺、肝臓、副腎、肝臓及び腹膜への転移を完全に防止した。この抗体は、インビトロで細胞株に対して直接的な細胞障害性を有さず、またSMMU−2細胞の繁殖も妨げることなく、転移又は増殖に影響を及ぼすことによって腫瘍形成に対して主な効果を有すると思われる。この抗体の注目すべき一つの特徴は、CD44の全てのアイソフォームを認識することであり、これは、治療用途における限定された可能性を示唆する。
Strobelらは、抗CD44抗体(クローン515)を使用して、マウス異種移植モデルにおけるヒト卵巣癌細胞の腹膜移植を阻害することを記載する。ヒト卵巣細胞株36M2を、抗CD44抗体又は対照抗体の存在下でマウスに腹腔内移植し、次に処置を次の20日間にわたって投与した。5週間後、抗体処置群の腹腔内では小結節が有意に少なかった。抗CD44及び対照処置群の両方の小結節が同じサイズであり、細胞が移植されると、抗体が腫瘍増殖に対して効果を有さないことを示唆した。細胞が皮下に移植される場合、この場合も腫瘍増殖に対して効果を有さず、抗体それ自体は、抗繁殖性又は細胞毒性効果を有さないことを示した。加えて、抗体はインビトロにおいて細胞増殖に対して効果がなかった。
BIWA1とも呼ばれるVFF−18は、ポリペプチドの360〜370領域に対して特異性のあるCD44のv6変種に対して高い親和性のある抗体である。この抗体は、12人に患者における第1相臨床試験で99mテクネチウム標識複合体と使用された。抗体を、頭部及び頸部に扁平上皮癌を有する患者において、安全性及び標的化の可能性について試験した。注入の40時間後、注入用量の14パーセントが腫瘍により取り込まれ、腎臓、脾臓及び骨髄を含む他の臓器に最小限の蓄積を有した。高度に選択的な腫瘍結合は、この抗体の放射線免疫療法における役割を示唆しているが、この抗体の顕著に高い親和性が、腫瘍のより深い層への浸透を妨げた。BIWA1の適用を更に制限しているものは、マウス抗体の免疫原性(12人の患者のうち11人がヒト抗マウス抗体(HAMA)を発生した)、腫瘍全体にわたる不均一な蓄積及び抗体可溶性CD44複合体の形成である。WO02/094879は、BIWA4と呼ぶ、HAMA反応を克服するために設計されたヒト化型VFF−18を開示している。BIWA4は、親VFF18抗体よりも有意に低い抗原結合親和性を有することが見出された。驚くべきことに、親和性の低いBIWA4抗体が、親和性の高いBIWA8ヒト化VFF−18抗体よりも優れた腫瘍取り込み特性を有した。99mテクネチウム標識及び186レニウム標識BIWA4抗体は、両方とも、33人の患者の第1相臨床試験で評価し、186Re標識BIWA4抗体の場合では、安全性、耐性、腫瘍蓄積及び最大耐量を決定した。99mTc標識BIWA4には腫瘍関連取り込みがあると思われる。186Re標識BIWA4の全ての用量において腫瘍反応が見られなかったが、幾つかは安定した疾患を有し、用量制限毒性が60mCi/m2で生じた。33人に患者のうち12人に50〜65パーセントの比率で、重篤な有害事象(血小板減少、白血球減少及び発熱)を有すると思われる有害事象があり、そのうち、全て186Re標識BIWA4で治療されている6人が、処置の期間中又は追跡治療の間に疾患進行のために死亡した。2人の患者は、ヒト抗ヒト抗体(HAHA)を発生した。186Re標識BIWA4の第1相漸増用量試験が20人の患者で実施された。口腔粘膜炎、並びに用量制限血小板減少及び白血球減少が観察され、1人の患者はHAHA反応を発生した。安定した疾患が、最高用量の60mCi/m2で治療された5人の患者で見られた。達成される効能の安全性及び耐性の両方において許容されると思われるが、これらの研究は、臨床試験における他の非放射性同位体結合生物学的治療と比較して、高い率の有害事象を有する。米国特許出願US2003/0103985は、腫瘍治療に用いるための、BIWI1と呼ばれる、マイタンシノイドに結合したヒト化型のVFF−18を開示する。毒素と結合した場合のヒト化VFF18抗体のBIWA4、すなわちBIWI1は、ヒト外陰類表皮癌、咽頭扁平上皮癌又は乳癌のマウスモデルにおいて有意な抗腫瘍効果を有することが見出された。非結合型のBIWA4は、抗腫瘍効果を有さず、結合型のBIWI1は、ヒトにおける安全性又は効能についての証拠を有さない。
MabU36は、UM−SCC−22Bヒト下咽頭癌細胞免疫化及び癌と組織への特異性についての選択により生成されたマウスモノクローナルIgG1抗体である。cDNAクローニング及び配列分析による抗原特徴決定は、ケラチノサイト特異性CD44スプライス変種エピカンのv6ドメインをMabU36の標的として同定した。免疫組織化学研究は、エピトープが細胞膜に限定されていることを示す。更に、MabU36は、頭部及び頸部扁平上皮癌(HNSCC)の94パーセントを強く標識し、これらの腫瘍内では細胞染色が均一であった。10人の患者での99mTc標識MabU36研究は、HNSCC癌への抗体の選択的蓄積を示し(2日間で20.4+/−12.4パーセントの注射用量)、2人の患者がHAMAを発症した以外は、副作用の報告はなかった。放射性ヨウ素化マウスMabU36の研究において、18人の患者で3症例のHAMAがあり、HNSCCにおいて選択的均一取り込みがあった。MabU36の抗原性を減少するため及びHAMAの比率を減少するため、キメラ抗体が作成された。キメラも元のマウスMabU36もADCC活性を有さない。MabU36の未変性機能活性の証拠はない。186Re標識キメラMabU36を使用して、MabU36の治療剤としての有用性を決定した。この第1相漸増用量試験において、13人の患者が調査用量の99mTc標識キメラMabU36を摂取し、続いて186Re標識キメラMabU36を摂取した。急性有害事象の報告はないが、治療の後、3人の患者のうち2人に用量制限骨髄毒性(1.5GB/m2)が観察され、最大耐量(1.0GBq/m2)で治療された1人の患者に血小板減少が観察された。腫瘍サイズにいくらかの効果があったが、これらの効果は、治療の他覚反応の基準を満たさなかった。186Re標識キメラMabU36の更なる研究は、果粒球コロニー刺激因子刺激全血液再注入を使用して最大耐性活性を2倍の2.8Gyにする戦略を用いた。この頭部及び頸部に多様な腫瘍を有する9人の患者の研究において、3人には薬剤関連貧血のために輸血が必要であった。他の毒性には、グレード3の骨髄毒性及びグレード2の粘膜炎が含まれる。他覚腫瘍反応は報告されなかったが、安定した疾患が5人の患者で3〜5か月間達成された。したがって、MabU36は、高度に特異的な抗体であるが、達成される臨床効果に関わる治療に関連する毒性によって、抗癌効果を達成するためには放射性免疫複合体を必要する欠点がその有用性を制限していることが分かる。
まとめると、CD44v6(1.1ASML)及びCD44v10(K926)モノクローナル抗体は、転移性膵臓腺癌を注射されたラット及び悪性黒色腫を注射されたマウスのそれぞれにおいて、転移活性を低減することを示した。別の抗CD44v6抗体(VFF−18及びその誘導体)は、マイタンシノイド又は放射性同位体と結合した場合にのみ、抗腫瘍効果を有することを示した。抗標準CD44モノクローナル抗体も、ラットグリア芽細胞腫(抗CD44s)、マウスT細胞リンパ腫によるリンパ節侵入(IM−7.8.1)による大脳内進行を抑制すること、並びにヌードマウスにおけるヒト卵巣癌細胞株の移植(クローン515)、マウス黒色腫細胞株の肺移転(IM−7.8.1)、及びSCIDマウスにおけるヒト黒色腫細胞株の移転(GKW.A3)を阻害することを示した。放射性同位体結合MabU36抗CD44v6抗体及びその誘導体は、有意な毒性を伴って、臨床試験において抗腫瘍活性を有した。これらの結果は、有望であり、かつ抗CD44モノクローナル抗体の潜在的な癌治療薬としての開発を支持するが、限定された有用性、安全性及びヒト癌への適用性を示す。
したがって、細胞においてCD44の細胞表面発現を誘引する機能として、癌性細胞障害活性を媒介する抗体組成物が単離されると、貴重な診断的及び治療的手段が実現するであろう。
癌治療としてのモノクローナル抗体:癌を示す個人はそれぞれ特有であり、個人の独自性と同じように他の癌と異なる癌を有する。それにも関わらず、現行の治療は、同じ種類で同じ段階の癌を有する全ての患者を、同じように治療する。これらの患者の少なくとも30%は、第一次治療に失敗し、したがって、更なる一連の治療をもたらし、治療が失敗し、転移し、最終的には死亡する可能性が増大する。治療の優れた手法は、特定の個人における治療の特別仕様である。それ自体特別仕様につながる唯一の現行の治療は、外科手術である。化学療法及び放射線治療は、患者に合わせることができず、外科手術それ自体は、ほとんどの場合において、治癒を生じるには不十分である。
モノクローナル抗体の出現によって、特別仕様の治療の方法を開発する可能性がより現実的になり、それは、それぞれの抗体を単一のエピトープに向かわせることができるからである。更に、特定の個人の腫瘍を一意に定義する一団のエピトープに方向付けられる、抗体の組み合わせを生成することが可能である。
癌性と正常な細胞との有意な差は、癌性細胞が形質移入細胞に特異性のある抗原を含有することであるという認識を持って、科学界は、癌抗原に特異的に結合することによって、形質移入細胞を特異的に標的にするようにモノクローナル抗体を設計することができると長い間考えてきて、それ故、モノクローナル抗体は、癌細胞を排除する「魔法の弾丸」として役立つことができるという信念を生み出した。しかし、癌の全ての場合に役立つことができる単一のモノクローナル抗体はないこと、及びモノクローナル抗体は、標的癌治療としての分類として展開できることが、現在広く認識されている。本発明の開示された教示に従って単離されたモノクローナル抗体は、例えば腫瘍量を低減することにより患者の利益になる方法で、癌性疾患の過程を修飾することが示されており、癌性疾患修飾抗体(CDMAB)又は「抗癌」抗体として本明細書でさまざまに参照される。
今のところ、癌患者は、一般に治療の選択肢がほとんどない。癌治療に対する厳格に管理された手法は、世界的な生存率及び罹患率において改善をもたらした。しかし、特定の個人に対しては、これらの改善された統計は、彼らの個人的な状態における改善と必ずしも相関関係がない。
したがって、開業医がそれぞれの腫瘍を同じコホートにおける他の患者とは無関係に治療することができる方法論が提案される場合、それは、ただ1人のために適合された特有の治療手法を許容することになる。理想的にはそのような治療過程が治癒の比率を増加し、より良好な成果を生じるのであれば、それは、長年にわたる切実な要求を満たすであろう。
歴史的に、ポリクローナル抗体の使用は、ヒトの癌治療では限られた成果を伴って使用されてきた。リンパ腫及び白血病は、ヒト血漿で治療されてきたが、長期間の寛解又は反応はほとんどなかった。更に、化学療法と比較して、再現性が欠如し、追加的な利益がなかった。乳癌、黒色腫及び腎細胞癌のような固形腫瘍も、ヒト血液、チンパンジー血清、ヒト血漿及びウマ血清により治療され、同様に予測不能で効果のない結果を得た。
固形腫瘍においてモノクローナル抗体の多くの臨床試験が行われてきた。1980年代には、特定の抗原に対する抗体を使用するか、又は組織選択性に基づいて、ヒト乳癌において少なくとも4回の臨床試験が行われ、少なくとも47人の患者のうち1人しか反応しなかった。1998年になって、ヒト化抗Her2/neu抗体(Herceptin(登録商標))をシスプラチンと組み合わせて使用した臨床試験が成功した。この試験では、37人の患者で反応を評価し、約四分の一が部分的反応率を有し、さらに四分の一が僅かな又は安定した疾患進行を有した。反応者の進行時間の中央値は、8.4か月であり、反応持続時間の中央値は5.3か月であった。
Herceptin(登録商標)は、Taxol(登録商標)と組み合わせた第一次使用として1998年に認可された。臨床研究の結果は、Taxol(登録商標)単独を摂取した群(3.0か月)と比較して、抗体治療+Taxol(登録商標)を摂取した群(6.9か月)で疾患が進行した時間の中央値が増加したことを示した。生存の中央値で僅かな増加もあり、Herceptin(登録商標)+Taxol(登録商標)の治療類群対Taxol(登録商標)単独の治療群が、22か月対18か月であった。加えて、Taxol(登録商標)単独と比較した、抗体+Taxol(登録商標)組み合わせ群における完全(8パーセント対2パーセント)及び部分的反応者(34パーセント対15パーセント)の両方で数が増加した。しかし、Herceptin(登録商標)及びTaxol(登録商標)による治療は、Taxol(登録商標)単独の治療と比較して、心毒性の高い発生率をもたらした(それぞれ、13パーセント対1パーセント)。また、Herceptin(登録商標)治療は、現在知られている機能又は生物学的に重要なリガンドを持たないレセプターである、ヒト上皮増殖因子レセプター2(Her2/neu)を過剰発現している(免疫組織化学(IHC)分析により決定された)患者にしか有効ではなく、転移性乳癌を有する患者のおよそ25%であった。したがって、乳癌の患者において、依然として満たされていない大きな要求が存在する。Herceptin(登録商標)治療により利益を受けることができる患者でも、依然として化学療法を必要とし、したがって、依然として、少なくともある程度は、この種類の治療の副作用に対処しなければならない。
結腸直腸癌を調査する臨床試験は、糖タンパク質標的と糖脂質標的の両方に対する抗体に関わる。腺癌にいくらかの特異性を有する17−1Aのような抗体では、60人の患者で第2相臨床試験を行い、部分的な反応を有する患者が1人だけであった。別の試験では、17−1Aの使用は、追加のシクロホスファミドを使用したプロトコールにおいて、52人の患者のうち、完全寛解が1人及び僅かな反応が2人だけであった。現在まで、17−1Aの第III相臨床試験は、第III期結腸癌の補助療法として、改善された効能を実証していない。最初に画像化のために認可されたヒト化マウスモノクローナル抗体の使用も、腫瘍退縮を生じなかった。
最近になって、モノクローナル抗体の使用による結腸直腸癌臨床研究において肯定的な結果が得られるようになった。2004年には、ERBITUX(登録商標)が、イリノテカンに基づく化学療法に難治性である、EGFR発現転移性結腸直腸癌の患者における第二次治療のために認可された。2群第II相臨床試験と単独群研究の両方の結果は、イリノテカンと組み合わせたERBITUX(登録商標)が、それぞれ4.1か月と6.5か月の疾患進行時間の中央値で、それぞれ23パーセントと15パーセントの反応率を有したことを示した。同じ2群第II相臨床試験及び別の単独群研究の結果は、ERBITUX(登録商標)単独での治療が、それぞれ1.5か月と4.2か月の疾患進行時間の中央値で、それぞれ11パーセントと9パーセントの反応率をもたらしたことを示した。
したがって、スイスと米国の両方において、イリノテカンと組み合わせたERBITUX(登録商標)の治療が、そして米国において、ERBITUX(登録商標)単独の治療が、第一次イリノテカン療法が失敗した結腸癌患者の第二次治療として認可された。したがって、Herceptin(登録商標)と同様に、スイスにおける治療は、モノクローナル抗体と化学療法の組み合わせとしてのみ認可されている。加えて、スイスと米国の両方における治療は、患者にとって第二次療法としてのみ認可されている。また2004年には、AVASTIN(登録商標)が、転移性結腸直腸癌の第一次治療として、静脈内5−フルオロウラシルに基づく化学療法と組み合わせての使用が認可された。第III相臨床研究の結果は、AVASTIN(登録商標)+5−フルオロウラシルで治療した患者の生存の中央値が、5−フルオロウラシル単独で治療した患者と比較して延長したことを実証した(それぞれ、20か月対16か月)。しかし、この場合もHerceptin(登録商標)及びERBITUX(登録商標)と同様に、治療は、モノクローナル抗体と化学療法の組み合わせとしてのみ認可されている。
また、肺、脳、卵巣、膵臓、前立腺及び胃癌において乏しい結果を生じ続けている。非小型細胞肺ガンの最近の最も有望な結果は、治療が、化学療法剤タキソテールと組み合わせた細胞死滅薬ドキソルビシンと結合するモノクローナル抗体(SGN−15;dox−BR96、抗Sialyl−LeX)を含む、第II相臨床試験からもたらされた。タキソテールは、肺癌の第二次治療のために唯一FDAにより認可された化学療法である。初期データは、タキソテール単独と比較して全体的に改善された生存を示す。研究のために動員された62人の患者のうち、三分の二は、SGN−15をタキソテールと組み合わせて摂取し、一方、残りの三分の一は、タキソテール単独を摂取した。タキソテールと組み合わせたSGN−15を摂取した患者では、全体的な生存の中央値は、タキソテール単独を摂取した患者の5.9か月と比較して、7.3か月であった。1年と18か月の全体的な生存は、タキソテール単独を摂取した患者でのそれぞれ24パーセント及び8パーセントと比較して、SGN−15+タキソテールを摂取した患者では、それぞれ29パーセント及び18パーセントであった。更なる臨床試験が計画されている。
前臨床では、黒色腫におけるモノクローナル抗体の使用でいくらかの限定された成果が得られている。これらの抗体のうちで臨床試験に到達したものはほとんどなく、現在まで、第III相診療試験で承認されたもの又は好ましい結果を実証したものはない。
疾患を治療する新薬の発見は、疾患の病原に明白に寄与している既知の遺伝子30、000個の産物のうちから関連する標的を同定することの欠如によって、妨げられている。腫瘍学研究において、潜在的な薬剤標的は、多くの場合、単に腫瘍細胞で過剰発現しているという事実によって選択される。このように同定された標的は、次に多数の化合物との相互作用のためにスクリーニングされる。潜在的な抗体療法において、これらの候補化合物は、通常、Kohler及びMilsteinにより定められた基本的な原則(1975,Nature,256,495−497,Kohler and Milstein)に従ったモノクローナル抗体生成の伝統的な方法によって誘導される。脾臓細胞を、抗原(例えば、全細胞、細胞分画、精製抗原)により免疫化したマウスから収集し、不死化ハイブリドーマパートナーと融合する。得られたハイブリドーマを、標的に最も熱心に結合する抗体の分泌のためにスクリーニングし、選択する。Herceptin(登録商標)及びRITUXIMABを含む、癌細胞に向けられる多くの治療用及び診断用抗体が、これらの方法を使用して産生され、その親和性に基づいて選択されてきた。この戦略の欠点には、2つの部分がある。第1には、治療用又は診断用抗体結合に適切な標的の選択は、組織特異的発癌性経過を取り巻く知識の不足によって、そしてその結果として得られる、それによりこれらの標的が同定される単純な方法、例えば過剰発現による選択によって、制限される。第2には、最大の親和性を持ってレセプターに結合する薬剤分子が、通常、シグナルを開始する又は阻害する最高の確率を有するという前提は、必ずしもそうであるとは限らない場合がある。
乳癌及び結腸癌の治療でいくらかの進展があるにもかかわらず、有効な抗体療法の確認及び開発は、単独の作用物質又は同時治療のいずれにおいても、全ての種類の癌では不十分である。
従来の特許:
特許文献1は、患者の腫瘍からの細胞を、患者の細胞又は組織からクローン化できるMHC遺伝子により形質移入するプロセスを開示する。次にこれらの形質移入細胞を使用して患者に予防接種する。
特許文献1は、患者の腫瘍からの細胞を、患者の細胞又は組織からクローン化できるMHC遺伝子により形質移入するプロセスを開示する。次にこれらの形質移入細胞を使用して患者に予防接種する。
特許文献2は、哺乳動物の新生細胞及び正常細胞の内部細胞成分に特異性があるが、外部成分にはないモノクローナル抗体を得る工程、モノクローナル抗体を標識する工程、標識抗体と、新生細胞を死滅させる治療を受けた哺乳動物の組織とを接触させる工程、及び縮退新生細胞の内部細胞成分への標識抗体の結合を測定することによって、治療の効果を決定する工程を含むプロセスを開示する。ヒト細胞内抗原へ向かう抗体を調製するためには、特許権所有者は、悪性細胞がそのような抗原の都合のよい供給源を表すことを認識する。
特許文献3は、新規抗体及びその産生方法を提供する。特に、特許は、ヒト腫瘍、例えば、結腸及び肺の腫瘍に関連するタンパク質抗原に強く結合するが、正常な細胞にかなり低い程度で結合する特性を有するモノクローナル抗体の形成を教示する。
特許文献4は、ヒト癌患者から腫瘍組織を外科的に除去すること、腫瘍組織を処理して腫瘍細胞を得ること、生存しているが非腫瘍形成性である腫瘍細胞を照射すること、これらの細胞を使用して、患者のために、原発性腫瘍の再発を抑制することができ、同時に転位を抑制することができるワクチンを調製することを含む癌治療の方法を提供する。この特許は、腫瘍細胞の表面抗原に反応性があるモノクローナル抗体の開発を教示する。第4欄45行目(以下参照)に記載されているように、特許権所有者は、ヒト新生物において活性な特異的免疫療法を発現するモノクローナル抗体の開発に自発性腫瘍細胞を利用する。
特許文献5は、ヒト癌腫の特性を持つが、起源の上皮細胞に依存しない糖タンパク質抗原を教示する。
特許文献6は、Her2発現細胞のアポトーシスを誘発する抗Her2抗体、抗体を産生するハイブリドーマ細胞株、抗体を使用する癌治療の方法、及び前記抗体を含む医薬組成物を記述する。
特許文献7は、腫瘍及び非腫瘍組織供給源から精製された、ムチン抗原に対するモノクローナル抗体を産生するための新規ハイブリドーマ細胞株を記載する。
特許文献8は、所望の抗原に特異的な抗体を産生するヒトリンパ球を生成する方法、モノクローナル抗体を産生する方法、並びにこの方法により産生されるモノクローナル抗体を記述する。この特許は、特に、癌の診断及び治療に有用な抗HDヒトモノクローナル抗体の産生について記述している。
特許文献9は、ヒト癌腫細胞に反応性のある、抗体、抗体フラグメント、抗体複合体及び単鎖免疫毒素に関する。これらの抗体が機能する機構には2つの部分があり、それは、分子が、ヒト癌腫の表面に存在する細胞膜抗原と反応すること、更には、抗体が、癌腫細胞内に取り入れられ、続いて結合する能力を有することであり、抗体−薬剤及び抗体−毒素複合体を形成するのに特に有用である。非修飾形態において、抗体は、特定の濃度で細胞毒性の特性も表す。
特許文献10は、腫瘍の治療及び予防のための自己抗体の使用を開示する。しかし、この抗体は、老齢哺乳動物からの抗核自己抗体である。この場合、自己抗体は、免疫系で見出される天然抗体の一つの種類であると言われている。自己抗体が「老齢哺乳動物」からのものであるため、自己抗体は、実際に治療を受けている患者からのものであるという必要条件がない。加えて、この特許は、老齢哺乳動物からの天然及びモノクローナル抗核自己抗体、並びにモノクローナル抗核自己抗体を産生するハイブリドーマ細胞株を開示する。
特許文献11は、CD44遺伝子の変種エクソンv6に対して向けられている特異的抗体VFF−18及びその変種を開示する。この抗体は、ラットCD44v6変種ではなくヒトCD44v6変種を認識する点において、コンパラトール抗体に比べて改善されている。加えて、この抗体は、CD44v6発現についての診断的検定法を開示する。この抗体についてインビトロ又はインビボ機能の開示は何もなかった。
特許文献12は、CD44遺伝子のヒトエクソン6Aによりコードされる配列を含む合成ペプチドに対して生じたモノクローナル抗体Var3.1を開示する。具体的には、この抗体は、ヒトCD44の90kD形態に結合せず、Hermes−3抗体と区別される。CD44のv6変種を検出する方法、並びにこの抗原に基づいた悪性転換についてスクリーニング及び分析する方法が提供される。血清中で抗原を検出することに基づいた炎症性疾患をスクリーニングする方法も提供される。
特許文献13は、43アミノ酸ペプチドを産生するヒトCD44変種6の129bdエクソンに結合する特異的抗体を開示する。モノクローナル抗体は、多数のハイブリドーマ細胞株:MAK<CD44>M−1.1.12、MAK<CD44>M−2.42.3、MAK<CD44>M−4.3.16により産生される。この抗体は、新規CD44v6アミノ酸配列のヘキサペプチドを少なくとも含む融合タンパク質から生成される。更に、癌診断に使用することができるエクソン6変種の検出のためのイムノアッセイを開示する。有意には、この抗体についてインビトロ又はインビボ機能の開示は何もない。
特許文献14は、CD44様ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、並びにポリヌクレオチド及びその変種を使用する組み換えタンパク質を作製する方法を開示する。これらのポリペプチドに対する抗体が特許請求されているが、特定の例はなく、そのような抗体を分泌する寄託クローンがない。ノーザンブロットは、数種の組織にポリヌクレオチドが表れたことを実証したが、このポリヌクレオチドの翻訳及び発現があるという不随する証拠がない。したがって、このポリヌクレオチドの遺伝子産物に対して作製された抗体が存在する、これらの抗体がインビトロ又はインビボ機能のいずれかを有する、及びこれらがヒト癌性疾患と関連性があるという証拠がない。
特許文献15は、CD44の変種エピトープと反応する抗体、及びこの抗体の使用を介して変種を同定する方法を開示する。この変種をコードする単離ポリヌクレオチドがラット細胞から単離され、この変種に対して向けられている抗体mAb1.1ASMLは、分子量120kD、150kD、180kD及び200kDのタンパク質を認識する。モノクローナル抗体1.1ASMLの投与は、同質遺伝子ラットにおいてラットBSp73ASMLの増殖及び転移を遅延した。有意には、1.1ASMLは、LCLC97ヒト大型細胞肺癌に対する反応性の欠如によって示されているように、ヒト腫瘍を認識しない。ヒト相同体がLCLC97から単離されたが、この相同体を認識する同等の抗体は産生されなかった。したがって、ラットCD44の変種に特異的な抗体が産生され、ラット腫瘍の増殖及び転移に対して影響を及ぼすことが示されているが、この抗体のヒト腫瘍に対する効果についての証拠はない。より詳細には、発明者たちは、この抗体は、ヒト癌を認識しないことを指摘している。
米国特許第5,750,102号
米国特許第4,861,581号
米国特許第5,171,665号
米国特許第5,484,596号
米国特許第5,693,763号
米国特許第5,783,186号
米国特許第5,849,876号
米国特許第5,869,268号
米国特許第5,869,045号
米国特許第5,780,033号
米国特許第5,916,561号
米国特許第5,616,468号
米国特許第5,879,8989号
米国特許第5,942,417号
米国特許第5,885,575号
本発明者たちには、以前に、癌性疾患を治療するのに有用である、個人に合わせて特別仕様された抗癌抗体を選択する方法を対象とする、表題が「個人に合わせた患者特異性抗癌抗体」である米国特許第6,180,357号が付与されている。一部のアミノ酸配列が、タンパク質の構造又は機能に著しく影響を与えることなく、ポリペプチドにおいて変わることができることは、当該技術でよく認識されている。抗体の分子再構成において、骨格領域の核酸又はアミノ酸配列における修飾は、一般に許容されうる。これには、置換(好ましくは、保存的置換)、欠失又は付加が挙げられるが、これらに限定はされない。更に、標準的な化学療法モダリティー、例えば放射性核種と、本発明のCDMABとを結合し、それによって、前記化学療法剤の使用に焦点を当てることは、本発明の範囲内である。CDMABは、毒素、細胞毒性部分、酵素、例えばビオチン結合酵素又は血行性細胞と結合することもでき、それによって、抗体複合体を形成することができる。
本出願は、癌性疾患修飾モノクローナル抗体をコードするハイブリドーマ細胞株を単離することに関する第′357号特許で教示されている、患者特性抗癌抗体を産生する方法を利用する。これらの抗体は、1つの腫瘍のために特別に作ることができ、したがって、癌治療を特別仕様にすることが可能である。本出願の文脈内で、細胞死滅特性(細胞毒性)又は細胞増殖阻害特性(細胞増殖抑制性)のいずれかを有する抗癌抗体を、本明細書以降では、細胞毒性と呼ぶ。これらの抗体は、癌の病期分類及び診断の助けとして使用することができ、腫瘍転移を治療するために使用できる。これらの抗体を、予防処置の方法で癌予防のために使用することもできる。伝統的な薬剤発見パラダイムに従って生成された抗体と異なり、本方法のようにして生成された抗体は、以前には悪性組織の増殖及び/又は生存と一体として示されていない分子及び経路を標的にすることができる。更に、これらの抗体の結合親和性は、より強力な親和性相互作用に従わない場合がある細胞毒性事象の開始のための要件に適している。
個人に合わせた抗癌治療の展望は、患者を管理する方法に変化をもたらす。起こりそうな臨床シナリオは、診断時に腫瘍試料を得て、保存するというものである。この試料から、腫瘍を、既に存在している癌性疾患修飾抗体のパネルによって分類することができる。患者は、従来のように病期分類されるが、患者を更に分類するために、利用可能な抗体が役に立つことができる。患者を、現存の抗体により直ぐに治療することができ、腫瘍に特異的な抗体のパネルを、本明細書で開示された方法を使用する、又は本明細書で開示されたスクリーニング方法と併せてファージディスプレーライブラリーを使用する、のいずれかよって産生することができる。生成された抗体は、他の腫瘍が、治療されているものと同じエピトープのうちの幾つかを持ちうる可能性があるので、全て抗癌抗体のライブラリーに加えられる。本発明の方法に従って産生された抗体は、これらの抗体に結合する癌を有する何人もの患者において、癌性疾患を治療するのに有用であることができる。
抗癌抗体に加えて、患者は、治療の多様なレジメンの一部として現行の推奨される治療を受けることを選ぶことができる。本発明の方法論により単離された抗体が非癌性細胞に対して相対的に非毒性であるという事実は、高用量の抗体の組み合わせを単独で、又は従来の治療と一緒に使用することを可能にする。高い治療指数は、治療耐性細胞の発生の可能性を減少するはずである短期間での再治療も可能にする。
患者が治療の初期過程に難治性であるか、又は転移が発生する場合、腫瘍に特異的な抗体を生成する方法を再治療のために繰り返すことができる。更に、抗癌抗体を、患者から得た赤血球と結合して、転移の治療のために再注入することができる。転移性癌に対する有効な治療はほとんどなく、転移は、通常、死亡をもたらす不良転帰の前兆である。しかし、転移性癌は、通常、十分に血管新生化されており、赤血球による抗癌抗体の送達は、腫瘍部位へ抗体を集中させる効果を有することができる。転移の前でさえも、ほとんどの癌細胞は、その生存を宿主の血液供給に依存し、赤血球と結合した抗癌抗体は、原位置の腫瘍に対しても有効であることができる。あるいは、抗体を、他の血行性細胞、例えば、リンパ球、マクロファージ、単球、ナチュラルキラー細胞などと結合させることができる。
5種類の抗体があり、それぞれその重鎖により付与される機能と関連している。一般に、裸抗体による癌細胞死滅は、抗体依存性細胞障害活性又は補体依存性細胞障害性のいずれかによって媒介されると考えられる。例えば、マウスIgM及びIgG2a抗体は、補体系のC1成分の結合によりヒト補体を活性化することができ、それによって、腫瘍溶解をもたらすことができる、補体活性化の古典的経路を活性化することができる。ヒト抗体では、最も効果的な補体活性化抗体は、一般にIgM及びIgG1である。IgG2a及びIgG3アイソタイプのマウス抗体は、単球、マクロファージ、顆粒球及び特定のリンパ球による細胞死滅をもたらすFcレセプターを有する細胞毒性細胞を動員するのに有効である。ヒト抗体のIgG1とIgG3の両方のアイソタイプはADCCを媒介する。
抗体媒介癌死滅の別の可能な機構は、細胞膜及びその関連する糖タンパク質又は糖脂質における多様な化学的結合の加水分解を触媒するように機能する抗体、いわゆる触媒抗体の使用を介することでありうる。
抗体媒介癌細胞死滅について3つの追加的な機構がある。第1は、癌細胞に存在する推定抗原に対して免疫反応を生じるように体を誘導する、ワクチンとしての抗体の使用である。第2は、増殖レセプターを標的にし、その機能を妨害する、又は機能が効果的に失われるようにそのレセプターを下方制御する、抗体の使用である。第3は、TRAIL R1若しくはTRAIL R2のような死レセプター又はアルファVベータ3などのようなインテグリン分子の連結のような、直接の細胞死をもたらしうる細胞表面部分の直接連結に対するそのような抗体の効果である。
制癌剤の臨床的有用性は、患者の許容されるリスクプロフィール下での薬剤の利益に基づく。癌療法において、生存は、一般に最も追求される利益であるが、延命に加えて他の十分に認識されている利益が多数存在する。治療が生存に有害な影響を与えないこれらの他の利益には、症状緩和、有害事象に対する保護、再発するまでの時間又は無病生存期間の延長、及び進行するまでの時間の延長が含まれる。これらの基準は、一般に受け入れられており、米国食品医薬品局(FDA)のような規制機関は、これらの利益を生じる薬剤を認可している(Hirschfeld et al.Critical Reviews in Oncology/Hematolgy 42:137−143 2002)。これらの基準に加えて、これらの種類の利益を予感することができる他の終点があることは、十分に認識されている。部分的には、米国FDAにより許可された加速承認方法は、患者の利益を予測すると思われる代用薬があることを認めている。年末(2003年)には、この方法により16種の薬剤が認可され、それらのうち4種が完全に承認され、すなわち、追跡調査が、代用薬終点により予測された直接的な患者の利益を実証した。固形腫瘍における薬剤効果を決定する一つの重要な終点は、処置に対する反応を測定することにより腫瘍量を評価することである(Therasse et al.Journal of the National Cancer Institute 92(3):205−216 2000)。そのような評価の臨床基準(RECIST基準)は、国際的な癌専門家のグループであるResponse Evaluation Criteria in Solid Tumors Working Groupにより公表されてきた。適切な対照群と比較して、RECIST基準に従った他覚的反応により示された、腫瘍量に対する効果を実証した薬剤は、最終的に、直接的な患者利益を生じる傾向がある。前臨床設定において、腫瘍量は、一般に評価及び文書化に対してより直接的である。前臨床試験を臨床設定に転換することができるので、前臨床モデルにおいて生存期間の延長を生じる薬剤は、最大の予測臨床的有用性を有する。臨床治療に陽性反応を生じることと同様に、前臨床設定において腫瘍量を低減する薬剤は、疾患に対して著しく直接的な影響を有することもできる。生存期間の延長が制癌剤治療で最も追求される臨床転帰であるが、臨床的有用性を有する他の利益が存在し、疾患進行の遅延、延長した生存期間又はその両方に相関しうる腫瘍量の低減が、直接的な利益をもたらし、臨床的な影響を与えることもできることが明白である(Eckhardt et al.Developmental Therapeutics:Successes and Failures of Clinical Trial Designs of Targeted Compounds;ASCO Educational Book,39th Annual Meeting,2003,pages 209−219)。
実質的に米国特許6,180,357号の方法を使用して、マウスモノクローナル抗体H460−16−2を、患者の肺腫瘍生検からの細胞による、以下の、マウスの免疫化に従って得た。H460−16−2抗原は、異なる組織由来の広範囲なヒト細胞株の細胞表面に発現した。乳癌細胞株MDA−MB−231(MB−231)及び皮膚癌細胞株A2058は、インビトロでH460−16−2の細胞毒性効果に感受性があった。
培養中のMB−231細胞に対するH460−16−2細胞障害性の結果は、マウスに移植されたとき、これらの癌細胞に対するその抗腫瘍活性により更に拡大された(S.N.10/603,000に開示されている)。前臨床異種移植腫瘍モデルは、治療有効性の有効な予測判断材料であると考えられる。
ヒト乳癌の予防インビボモデルにおいて、H460−16−2処置は、アイソタイプ対照抗体よりも、処置期間における腫瘍増殖の抑制に有意に(p<0.0001)効果的であった。処置段階の終了時には、H460−16−2を与えられたマウスは、対照群の1.3パーセントしか増殖しなかった腫瘍を有した。処置後の追跡調査期間の間、H460−16−2の処置効果は持続し、処置群の平均腫瘍容量は、測定段階の終了時まで、対照よりも有意に小型であり続けた。生存を抗体効能の測度として使用して、H460−16−2処置群で死亡する危険性は、処置後およそ70日目で抗体緩衝剤対照群の約71パーセントであった(p=0.0028)と推定した。これらのデータは、H460−16−2処置が、対照処置群と比較して、生存利益を付与したことを実証した。H460−16−2処置は、体重の低減及び臨床困難を含む毒性の徴候を誘導しなかったので、安全であると思われた。したがって、H460−16−2処置は、ヒト乳癌の十分に確立したモデルにおいて、対照処置群と比較して腫瘍増殖を遅延し、また生存を向上させたので、有効であった。
加えて、H460−16−2は、確立したインビボ腫瘍モデルにおいて、MB−231細胞に対して抗腫瘍活性を実証した(S.N.10/603,000に開示されている)。H460−16−2による処置を、標準的な化学療法薬シスプラチンと比較し、シスプラチン及びH460−16−2処置群は、抗体希釈緩衝剤又はアイソタイプ対照抗体のいずれかで処置した群と比較して、有意に(p<0.001)小さい平均腫瘍容量を有した。H460−16−2処置は腫瘍抑制を媒介し、それはシスプラチン化学療法のおよそ三分の二であったが、シスプラチンで観察された有意な(19.2パーセント)体重減少(p<0.003)及び2つの処置関連死亡を含む臨床困難がなかった。H460−16−2の抗腫瘍活性及びその最小限の毒性は、それを魅力的な抗癌治療剤にする。
処置後期間において、H460−16−2は、H460−16−2群における死亡の危険性が、処置後>70日でアイソタイプ対照抗体の約半分であったように、有意な生存利益(p<0.02)を示した。観察された生存利益は、処置後120日を過ぎても続き、H460−16−2処置群の67パーセントと比較して、アイソタイプ対照及びシスプラチン処置マウスの100パーセントが死亡した。H460−16−2は、アイソタイプ対照抗体群と比較して、腫瘍増殖を26パーセント遅延することによって腫瘍抑制を維持した。処置後31日目に、H460−16−2は、アイソタイプ対照群と比較して腫瘍増殖を48パーセント低減することによって、腫瘍のサイズを制限し、これは、処置の終了時で観察される49パーセントの低減に匹敵する。乳癌の確立した腫瘍モデルにおいて、これらの結果は、処置段階を越えて腫瘍抑制を維持するH460−16−2の潜在能力を示し、哺乳動物において腫瘍量を低減し、かつ生存を向上させる抗体の能力を実証した。
乳癌の確立したインビボ腫瘍モデルにおける利益効果に加えて、化学療法薬(シスプラチン)と組み合わせたH460−16−2処置は、確立したインビボ前立腺癌モデルにおいてPC−3細胞に対して抗腫瘍活性を有した(S.N.10/810,165で開示されている)。対t−検定を使用して、H460−16−2+シスプラチン処置は、緩衝剤対照(p<0.0001)、シスプラチン処置単独(p=0.004)又はH460−16−2処置単独(p<0.0001)よりも、処置期間の直ぐ後で腫瘍増殖を抑制するのに有意に有効であった。処置段階の終了時には、H460−16−2+シスプラチンを与えられたマウスは、緩衝剤対照群の28.5パーセントしか増殖しなかった腫瘍を有した。PC−3 SCID異種移植モデルでは、体重を疾患進行の代理指標として使用することができる。全ての群においてマウスは重篤な体重の減少を被った。この研究において、全ての群のマウスは、処置期間の終了時までにおよそ23〜35パーセントの体重減少を示した。H460−16−2で処置された群は、最も小さい程度の体重減少(21.7パーセント)を示した。処置の後、つまり48日目に、緩衝剤対照と比較して、H460−16−2及びシスプラチンの処置に関連した体重減少に有意な増加はなかった(p=0.5042)。したがって、H460−16−2+シスプラチン処置は、ヒト前立腺癌の十分に確立したモデルにおいて、アイソタイプ対照処置群と比較して腫瘍増殖を遅延したように、有効であった。
薬剤標的としてH460−16−2エピトープを確認するために、正常なヒト組織におけるH460−16−2抗原の発現を予め決定した(S.N.10/603,000)。この処理を、抗CD44抗体;クローンL178(S.N.10/647,818に開示されている)及びクローンBU75(S.N.10/810,165に開示されている)との比較に拡大した。H460−16−2でIHC染色すると、肝臓、腎臓(尿細管上皮細胞の辺縁染色を除く)、心臓及び肺のような重要な臓器の細胞を含む大部分の組織は、H460−16−2抗原を発現しなかった。組織染色の結果は、H460−16−2が多様な細胞型への限定された結合を示すが、浸潤性マクロファージ、リンパ球及び線維芽細胞への結合を有したことを示した。BU75抗体は同様の染色パターンを示した。しかし、少なくとも1つの注目すべき差があり、リンパ球の染色はH460−16−2と比較してBU75でより強力であった。
H460−16−2抗原の局在化、及び乳癌患者のような集団内での蔓延の決定は、H460−16−2の治療上の使用を評価する及び効果的な臨床試験を設計するのに重要である。癌患者からの乳房腫瘍におけるH460−16−2抗原の発現に取り組むため、50人の乳癌患者の腫瘍組織試料では、予め、H460−16−2抗原の発現をスクリーニングし(S.N.10/603,000)、L178(S.N.10/647,818)、BU75(S.N.10/810,165)及び抗Her2抗体c−erbB−2(S.N.10/810,165)と比較した。これらの研究の結果は類似しており、組織試料の62パーセントがH460−16−2抗原で陽性に染色され、一方、乳房腫瘍組織の73パーセントがBU75エピトープで陽性であったことを示した。患者の試料内でのH460−16−2の発現は、染色が悪性細胞に限定されているので、癌細胞に特異的であると思われた。H460−16−2は、乳癌患者の正常組織の10個の試料のうち4個を染色し、一方、BU75は8個を染色した。H460−16−2及びBU75抗原の乳房腫瘍発現は、主に、悪性細胞の細胞膜に局在化していると思われ、治療においてCD44が魅力的な標的となる。H460−16−2発現を、乳房腫瘍の発達、治療及び予後に重要な役割を演じるホルモンであるエストロゲン及びプロゲステロンのためのレセプターの乳房腫瘍発現に基づいて、更に評価した。H460−16−2抗原と、エストロゲン又はプロゲステロンのいずれかのためのレセプターの発現との間の相関関係は、明白ではなかった。腫瘍をその病期又は癌の進行程度に基づいて分析したとき、この場合でも、H460−16−2抗原発現と腫瘍の病期との間に明確な相関関係がなかった。BU75で同様の結果を得た。c−erbB−2抗比較して、H460−16−2は、H460−16−2抗原では陽性の乳房腫瘍組織試料の52パーセントがHer2発現では陰性であるという完全に異なる染色プロフィールを示し、乳癌患者にとって標的治療の要求が依然として満たされていないこと示した。また、H460−16−2とHer2の両方で陽性である乳房腫瘍組織切片間の染色強度に差があった。c−erbB−2抗体も、正常な乳房組織切片のうちの1つを陽性染色した。
H460−16−2の潜在的な治療利益を更に広げるために、多様なヒト癌組織内の抗原の頻度及び局在性も、予め決定し(S.N.10/603,000)、クローンL178と比較した(S.N.10/647,818)。これらの腫瘍型の大部分は、L178抗原でも陽性である。ヒト乳房腫瘍組織でも、H460−16−2及びL178局在化が腫瘍細胞の膜で生じた。しかし、H460−16−2抗体と比較して、L176による膜局在化のほうが実質的多かった。また、H460−16−2とL178の両方で染色された腫瘍型のうち、43パーセントの組織がL178抗体によるより高い強度の染色を示した。
文献のIHCデータとの比較に基づいて、本明細書に提示されたIHCデータと正確にマッチするCD44の形態は存在しないと思われる。CD44の標準形態は、通常、ヒト脳に発現し、H460−16−2抗原は発現しない。パンCD44アイソフォームに向けられている抗体は、肝臓(クッパー細胞を含む)を染色せず、生殖周期の全段階において子宮内膜腺を陽性染色する。H460−16−2抗原は、クッパー細胞に明確に存在し、生殖周期の分泌子宮内膜腺にのみ存在する。H460−16−2抗原は、組織マクロファージに明確に存在し、変種形態V4/5及びV8/9のみが時々マクロファージの染色を示す。類似しているが依然として区別されるパターンが、抗CD44 L178と比較してH460−16−2により見られ、ここでBU75は、H460−16−2抗原がCD44の独自のエピトープであることを示す。
以前に開示されているように(S.N.10/647,818)、追加的な生化学データは、H460−16−2により認識される抗原がCD44の形態の1つであることも示した。これは、CD44に対して反応性のあるモノクローナル抗体(L178)が、免疫沈降によりH460−16−2に結合するタンパク質を同定することを示す研究によって支持された。ウエスタンブロッティング研究も、H460−16−2により認識されるCD44のエピトープが、v6又はv10に存在しないことを示唆した。H460−16−2エピトープは、炭水化物であり、立体構造依存性であることによっても区別され、一方、多くの抗CD44抗体は、CD44のペプチド部分に対して向けられている。これらのIHC及び生化学的な結果は、H460−16−2がCD44抗原の変種に結合することを実証した。したがって、圧倒的な証拠が、H460−16−2は、CD44の変種に存在する特有の炭水化物依存性立体構造エピトープとの連結を介して、抗癌効果を媒介することを示した。本発明の目的において、前記エピトープは、ハイブリドーマ細胞株H460−16−2、その抗原結合フラグメント又はその抗体複合体によりコードされるモノクローナル抗体と結合するその能力によって特徴決定される、「CD44抗原部分」と定義される。
H460−16−2の抗癌効果の背後にある機構を更に解明するために、ヒアルロン酸(HA)結合検定法を実施した(S.N.10/810,165に開示されている)。平均濃度1.87(+/−1.01)マイクログラム/mLのH460−16−2が、MDA−MB−231細胞のHAへの接着を50パーセント阻害するのに必要であった。この結果は、H460−16−2が、少なくとも部分的に、HAへの結合に関与し、同時に、血管形成の下方制御を介してその抗癌効果を媒介する又はECMを介して腫瘍の侵襲性を媒介する可能性のあるCD44の領域と相互作用することを示した。
HA結合検定法に加えて、H460−16−2のインビトロ及びインビボ抗癌効果が細胞周期の調節に起因するかを決定するために、細胞周期実験を実施した(S.N.10/810,165に開示されている)。24時間後及び20μg/mLのH460−16−2により、MDA−MB−231アポトーシス細胞の数がアイソタイプ対照と比較して増加した。この効果は、また、用量依存的であると思われた。したがって、H460−16−2の効能は、全体的に又は部分的に、そのアポトーシス誘発能力にも起因する場合がある。
全体として、このデータは、H460−16−2抗原が、癌関連抗原であり、ヒトにおいて発現し、病原関連癌標的であることを実証する。更に、このデータは、H460−16−2抗体のヒト癌組織への結合も実証し、診断的、治療予測的、又は予後的であることができる検定法のために適切に使用することができる。加えて、ほとんどの非悪性細胞における抗原の発現の欠如に起因して、この抗原の細胞膜局在性は細胞の癌状態を示しており、この観察は、診断的、治療予測的又は予後的であることができる検定法で使用されるこの抗体、その遺伝子又は誘導体、そのタンパク質又はその変種の使用を容認する。
抗CD44抗体の使用を伴う他の研究は、H460−16−2により示されない、治療可能性の限界を有する。H460−16−2は、インビトロとインビボの両方において抗腫瘍活性を実証する。MAK<CD44>M−1.1.12、MAK<CD44>M−2.42.3及びMAK<CD44>M−4.3.16のような以前に記載された抗体は、これらに帰するインビトロ又はインビボ細胞障害性を有さず、VFF−18及びMabU36は、固有の腫瘍細胞障害性を示さない。加えて、インビボ腫瘍効果を示す他の抗CD44抗体も、H460−16−2では明らかではない特定の限界を有する。例えば、ASML1.1、K926、抗CD44s及びIM−78.1は、ラット、マウス、異種移植モデルで増殖したラット及びマウスのそれぞれの腫瘍に対するインビボ抗腫瘍活性を示す。H460−16−2は、ヒト癌のモデルで抗腫瘍活性を実証する。H460−16−2は、ヒトCD44に対しても向けられているが、ASML1.1のような抗体は、ラットCD44しか認識しない。クローン515抗CD44抗体は、ヒト卵巣細胞株の腹膜腫瘍移植を阻害はするが、腫瘍増殖のを防止又は阻害しない。H460−16−2は、SCIDマウス異種移植モデルにおいてヒト乳房腫瘍増殖を阻害することができる。GKW.A3は、予防的であるが確立していないモデルにおいてマウスで増殖したヒト転移性黒色腫の腫瘍増殖を阻害することができる抗ヒトCD44モノクローナル抗体である。H460−16−2は、ヒト乳癌の予防的及び確立したマウス異種移植モデルの両方において有意な抗腫瘍活性を実証した。したがって、H460−16−2が、以前に記載された抗CD44抗体と比較して優れた抗腫瘍特性を有するのは、全く明白なことである。これは、SCIDマウスのヒト乳房腫瘍に対するインビトロとインビボの両方で抗腫瘍活性を実証し、ヒトCD44に向けられている。また、ヒト乳癌の予防及び確立(臨床的により関連性がある)モデルにおいて活性を示し、ヒト前立腺癌の確立モデルにおいてシスプラチンと共に活性を示す。
全体として、本発明は、投与されたとき、哺乳動物において抗原を発現している癌の腫瘍量を低減することができ(したがって疾患の進行を遅延する)、かつ治療された哺乳動物の生存期間の延長をもたらすこともできる治療剤の標的としての、H460−16−2抗原の使用を教示する。本発明は、その抗原を標的にして、哺乳動物において抗原を発現する癌の腫瘍量を低減するため、及びこの抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の生存期間を延長するための、CDMAB(H460−16−2)及びその誘導体の使用も教示する。加えて、本発明は、その抗原に結合した後、H460−16−2は、ヒアルロン酸と相互作用する癌細胞の能力を妨げることができ、癌細胞にアポトーシスを引き起こすこともできることを教示する。更に、本発明は、癌性細胞においてH460−16−2抗原を検出することの使用も教示し、これは、この抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の診断、治療予測及び予後のために有用であることができる。
本発明は、米国特許第6,180,357号で記載された方法により開発され、その効果が、細胞毒性検定法、動物モデルの非確立及び確立腫瘍増殖、並びに癌性疾患に罹患しているものでの延長された生存期間において確認された、H460−16−2の開発及び使用を記載する。本発明は、米国特許第6,180,357号で記載された方法により開発され、その効果が、細胞毒性検定法において及び動物モデルの腫瘍増殖の予防的防止において確認された、AR37A335.8の開発及び使用も記載する。本発明は、標的分子CD44に存在するエピトープ又は複数のエピトープに特異的に結合し、かつ悪性腫瘍細胞に対してインビトロ細胞毒性の特性も有するが、正常な細胞には有さず、また、腫瘍増殖の阻害及びヒト癌のインビボモデルにおける生存期間の延長を直接媒介する裸抗体を初めて記載する点において、癌治療の分野における進歩を示す。これは、同様の特性を示すものがなかったので、以前に記載された他のあらゆる抗CD44抗体に対する進歩である。特定の種類の腫瘍の増殖及び発達に関連する事象においてCD44の直接的な関与を明確に、かつ初めて実証したので、この分野における進歩も提供する。ヒトの患者において同様の抗癌特性を示す潜在能力を有するので、癌治療における進歩も示す。更なる進歩は、これらの抗体を抗癌抗体のライブラリーに含めることが、腫瘍の増殖及び発達を標的にし、かつ阻害するのに最も有効なものを発見するため、異なる抗癌抗体の適切な組み合わせを決定することにより、異なる抗原マーカーを発現する腫瘍を標的にする可能性を向上させることである。
全体として、本発明は、投与されたとき、哺乳動物においで抗原を発現している癌の腫瘍量を低減することができ、かつ治療された哺乳動物の生存期間の延長をもたらすこともできる治療剤の標的としての、H460−16−2抗原の使用を教示する。本発明は、それらの抗原を標的にして、哺乳動物において抗原を発現する癌の腫瘍量を低減するため、及びこの抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の生存期間を延長するための、CDMAB(H460−16−2及びAR37A335.8)、それらの誘導体、リガンド、及びそれらの抗原結合フラグメントの使用も教示する。更に、本発明は、癌性細胞においてH460−16−2及びAR37A335.8抗原を検出することの使用も教示し、これは、この抗原を発現する腫瘍を持つ哺乳動物の診断、治療予測及び予後のために有用であることができる。
したがって、ハイブリドーマ細胞株、並びに対応する単離モノクローナル抗体及び前記ハイブリドーマ細胞株がコードされているその抗原結合フラグメントを単離するために、特定の個人由来の癌性細胞又は1つ以上の特定の癌細胞株に対して生じた癌性疾患修飾抗体(CDMAB)(ここでCDMABは、癌細胞に関しては細胞毒性があるが、同時に、非癌性細胞には相対的に非毒性である)を産生する方法を利用することが、本発明の目的である。
癌性疾患修飾抗体、そのリガンド及び抗原結合フラグメントを教示することが、本発明の追加的な目的である。
その細胞障害性が抗体依存性細胞毒性により媒介される癌性疾患修飾抗体及びリガンドを産生することが、本発明の更なる目的である。
その細胞障害性が補体依存性細胞毒性により媒介される癌性疾患修飾抗体及びリガンドを産生することが、本発明のなお追加的な目的である。
その細胞障害性が細胞の化学的結合の加水分解を触媒する能力の機能である癌性疾患修飾抗体及びリガンドを産生することが、本発明のまた更なる目的である。
本発明のまた更なる目的は、癌の診断、予後及びモニタリングのための結合検定法に有用である癌性疾患修飾抗体又はリガンドを産生することである。
本発明の他の目的及び利点は、以下の記載によって明らかとなり、例示及び実施例によって、本発明の特定の実施態様が記載される。
(図面の簡単な説明)
図1は、細胞株PC−3、LnCap及びCCD−27skに対するAR37A335.8ハイブリドーマ上澄みの細胞障害性及び結合レベルの率を比較する。
図2は、細胞障害性検定法における陽性及び陰性対照と対比したAR37A335.8の比較である。
図3は、癌及び正常細胞株へのAR37A335.8及び抗EGFR対照の結合を表す。データを、アイソタイプ対照を越える増加倍数として平均蛍光強度を表して表にまとめる。
図4は、癌及び非癌細胞株に対して向けられたAR37A335.8及び抗EGFR抗体の代表的なFACSヒストグラムを含む。
図5は、予防MDA−MB−231乳癌モデルにおける腫瘍増殖に対するAR37A335.8の効果を示す。縦破線は、抗体が投与された期間を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図6は、予防MDA−MB−231乳癌モデルにおける体重に対するAR37A335.8の効果を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図7は、予防SW1116結腸癌モデルにおける腫瘍増殖に対するAR37A335.8の効果を示す。縦破線は、抗体が投与された期間を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図8は、予防SW1116結腸癌モデルにおける体重に対するAR37A335.8の効果を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図9は、AR37A335.8及びH460−16−2でプローブした、MDA−MB−231細胞の全膜画分(レーン1)及びPC−3の全細胞溶解産物(レーン2)及びCCD−27sk細胞株(レーン3)から得た試料のウエスタンブロットである。
図10は、MDA−MB−231細胞株の全膜画分からの、抗CD44 H460−16−2の免疫沈降により調製された免疫複合体のウエスタンブロットである。ブロットの個別のレーンを、AR37A335.8(レーン1)、H460−16−2(レーン2)又はアイソタイプ対照抗体(レーン3)でプローブした。
図11は、ヒト前立腺腫瘍及び正常組織マイクロアレイに対するH460−16−2結合のまとめである。
図12は、ヒト組織マイクロアレイから、H460−16−2(A)又はアイソタイプ対照抗体(B)で得た前立腺腫瘍組織の結合パターン及びH460−16−2(C)又はアイソタイプ対照抗体(D)で得た正常前立腺組織の結合パターンを示す代表的な顕微鏡写真である。H460−16−2は、腫瘍細胞に対して強い陽性染色を示し、正常組織の間質線維芽細胞に対して弱い染色を示した。倍率は200×である。
図13は、ヒト肝腫瘍及び正常組織マイクロアレイに対するH460−16−2結合のまとめである。
図14は、ヒト組織マイクロアレイから、H460−16−2(A)又はアイソタイプ対照抗体(B)で得た肝腫瘍組織の結合パターン及びH460−16−2(C)又はアイソタイプ対照抗体(D)で得た非腫瘍性肝臓組織の結合パターンを示す代表的な顕微鏡写真である。H460−16−2は、腫瘍細胞に対して強い陽性染色を示し、非腫瘍性肝臓組織では類洞細胞(黒色矢印)及び浸潤性リンパ球(緑色矢印)の染色に限定された。倍率は200×である。
図15は、TUNEL検定法又はH&E染色により決定された、H460−16−2又は緩衝剤処置後の、MDA−MB−231腫瘍異種移植におけるアポトーシス細胞の数のまとめである。
図16は、H460−16−2mRNAのRT−PCR産物である。軽鎖反応(パネルA)は、MuIgκVL5′−F(レーン1)又はMuIgκVL5′−C(レーン2)順方向プライマーを使用して増幅した。重鎖反応(パネルB)は、MuIgVH5′−A、B、C、D及びF順方向プライマーのミックスを使用して増幅した。両方の軽鎖反応(パネルA、レーン1及び2)は、450bpで強いバンドを示し、また850bpで弱いバンドを示す。450bpバンドは、H460−16−2Vk遺伝子を含む標的バンドである。重鎖反応(パネルB、レーン1)は、500bpで強いバンドを示し、1000bpで弱いバンドを示す。500bpのバンドは、H460−16−2Vh遺伝子に対応する標的バンドである。
図17は、pCR2.1(H460−16−2Vk)で形質転換された大腸菌から単離したEcoR I消化プラスミドである。クローン番号を上側に示す。最初の数字は、使用した順方向プライマーを示し(1はMuIgκVL5′−F、2はMuIgκVL5′−C)、2番目の数字はクローン番号を示す(1〜5)。分子量マーカーを左側に示す。矢印は、所望のH460−16−2Vk挿入の位置を示す。
図18は、pCR2.1(H460−16−2Vh)で形質転換された大腸菌から単離したEcoR I消化プラスミドである。クローン番号を上側に示す。分子量マーカーを左側に示す。クローン1、2、3、4、5及び8は、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の500bpバンドを示す。
図19は、pCR2.1(H460−16−2Vh)クローンの生配列データである。
図20は、pCR2.1(H460−16−2Vh)で形質転換された大腸菌から単離したEcoR I消化プラスミドである。クローン番号を上側に示す。分子量マーカーを左側に示す。矢印は、所望のH460−16−2Vh挿入の位置を示す。
図21は、pCR2.1(H460−16−2Vk)及びpCR2.1(H460−16−2Vh)クローンの生配列データである。
図22は、pHC−huCg1ベクター(pCH−huIg1とも呼ばれる)の概略プラスミドマップである。ヒトCγ1の定常部領域は、Hind IIIとXho Iの制限部位の間にある。細菌(アンピシリン)及び哺乳類細胞(ネオマイシン)の選択マーカーが示されている。このプラスミドは、G.R.McLeanらにより提供された。
図23はプライマー配列である。
図24は、現存するテンプレートに適切な制限部位を付加した、PCR増幅pCH−huIg1(パネルA、レーン1)、H460−16−2Vk(パネルA、レーン2)、及びH460−16−2Vh(パネルB、レーン1)PCR増幅である。BsiW I部位を、pCH−huIg1ベクターの現存するHind III部位の直ぐ下流に付加した。1100bpバンド(レーン1)は、Hind III部位とXba I部位の間のプラスミドの増幅領域である。Nhe I部位を、H460−16−2Vk遺伝子の5′末端に付加し、Not I部位を3′末端に付加した。Nhe I部位を、遺伝子の5′末端に付加し、BsiW I部位を3′末端に付加した。得られたH460−16−2Vk(パネルA、レーン2)及びH460−16−2Vh(パネルB、レーン1)バンドのサイズは、極めて少数のヌクレオチドしか加えなかったので、元の遺伝子のサイズと同様の約450bpである。
図25は、IgG1のPCR産物(レーン1)及びpCH−huIg1プラスミド(レーン2)のヒト重鎖定常部領域の消化である。パネルAはHind IIIを使用する単一消化である。パネルBは、Hind III及びXho Iを使用する二重消化である。PCR産物(レーン1)のサイズは、極めて少数のヌクレオチドしか消化により除去されなかったので、消化間(パネルA及びB)で変わらず、約1000bpである。pCH−huIg1プラスミド(レーン2)は、Hind IIIにより完全に直線化した(パネルA)。消化PCR産物とサイズが等しいバンドが、およそ1000bpでプラスミド二重消化(レーン2、パネルB)において表れる。これは、新たなBsiW I部位を含むPCR産物に代えられたプラスミドの一部である。
図26は、異なる切断部位でのBsiW I消化pCH−huIg1である。BsiW I制限部位をpCH−huIg1に付加して、H460−16−2(内部Hind III部位を有する)のクローニングを促進した。プラスミドを、改変プラスミドで形質転換した大腸菌細胞から単離し、BsiW Iで消化して、切断部位が組み込まれているかを決定した。クローン番号を、未消化対照プラスミド(クローン#5)であるレーン11の場合を除いて、それぞれのレーンの上に示す。4及び8を除く全てのクローンは消化されると直線化し、これらが新たな切断部位を含むこことが確認される。クローン4及び8は、未切断対照のレーン11と同一であると思われ、これらが新たな切断部位を含まないことを示す。
図27は、pCL−huCkベクターの概略プラスミドマップである。ヒトCkの定常部領域は、Not I制限部位とXho I制限部位の間にある。可変部領域は、Nhe I部位とNot I部位の間にある。細菌(アンピシリン)及び哺乳類細胞(ピューロマイシン)の選択マーカーが示されている。このプラスミドは、G.R.McLeanらにより提供された。
図28は、Bgl II及びNot Iで消化されたpCL−huCk及びH460−16−2Vkである。pCL−huCkプラスミド(レーン1)及びH460−16−2Vk PCR産物(レーン2)を、両方ともBgl II及びNot Iで消化して、クローニングを促進した。消化プラスミド(レーン1)は、プラスミド骨格である大きいバンドとして表れ、H460−16−2Vkに代えられている軽鎖可変部領域である約400bpバンドとして表れる。H460−16−2VkのPCR産物(レーン2)も約400bpで表れ、これは軽鎖可変部領域の予測されるサイズである。
図29は、BsiW I及びNhe Iで消化されたH460−16−2Vh及びpCH−huIg1である。パネルAは、450pbでBsiW I及びNhe Iにより消化されたH460−16−2VhのPCR産物を示す。パネルBは、BsiW I(レーン1)並びにBsiW I及びNhe I(レーン2)で消化されたpCH−huIg1を示す。単一pCH−huIg1消化(パネルB、レーン1)は、大きなバンドとして表れ、二重消化では450bp挿入で大きなバンドとして表れ(パネルB、レーン2)、H460−16−2Vhに代えられている重鎖可変部領域に対応する。
図30は、1%アガロースゲルにかけた、Bgl II及びNot Iで消化されたpCL−huCk(H460−16−2Vk)形質転換大腸菌から単離したプラスミドである。レーン上部の番号はクローン番号を示す。#1を除いた全てのクローンは、H460−16−2Vk遺伝子に対応する所望の約400bp挿入を示す。
図31は、1.2パーセントアガロースゲルにかけた、BsiW I及びNhe Iで消化されたpCH−huIg1(H460−16−2Vh)により形質転換された大腸菌から単離されたプラスミドである。レーン上部の番号はクローン番号を示す。全てのクローンは、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の約450bp挿入を有する。
図32は、pNEF38発現ベクター(ICOS,Seattle,WA)のプラスミド概略図である。キメラH460−16−2Vk遺伝子を、Mlu I及びXba I制限部位を使用して多重クローニング部位(MCS)にクローンしたこのプラスミドの選択マーカーは、ネオマイシン耐性(NeoR)遺伝子であり、Geneticin(登録商標)(G418硫酸塩)の存在下で増殖する能力を形質移入細胞に提供する。
図33は、pDEF38発現ベクター(ICOS,Seattle,WA)のプラスミド概略図である。キメラH460−16−2Vh遺伝子を、Mlu I及びXba I制限部位を使用して多重クローニング部位(MCS)にクローンしたこのプラスミドの選択マーカーは、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)遺伝子であり、チミジン及びヒポキサンチンの不在下で増殖する能力を形質移入DHFR欠損細胞に提供する。
図34は、それぞれ1.2パーセントと1.0パーセントのアガロースゲルにかけた、制限部位を変えるキメラH460−16−2Vk(パネルA)及びVH(パネルB)PCR産物である。キメラ軽鎖PCR反応(パネルA、レーン1)は、約800bpで単一バンドを生じ、これは軽可変部領域(420bp)と定常部領域(320bp)を組み合わせた予測されるサイズに匹敵する。重鎖PCR反応(パネルB)は、単一の約1500bpバンドを生じ、これは重可変部領域(450bp)と定常部領域(990bp)の両方を組み合わせた予測されるサイズに匹敵する。
図35は、Xba I及びMul Iで消化されたpNEF38(H460−16−2Vk)(パネルA)及びpDEF38(H460−16−2Vh)(パネルB)形質転換大腸菌から単離したプラスミドである。重鎖プラスミド(パネルB)は、また、Xba I、Mul I及びBsiW I(レーン1B、2B、4B及び6B)で三重に消化された。軽鎖プラスミド(パネルA)では、#3を除いて全てのクローンが所望の750bp挿入を有し、それは軽鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。重鎖プラスミドではでは、Xba I及びMlu I消化物(パネルB、レーン1A、2A及び6A)は、1500bp挿入を示し、これは重鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。Xba I、Mul I及びBsiW Iで消化された重鎖プラスミド(パネルB、レーン1B、2B及び6B)は、1000bp及び500bpでバンドを示し、これらはそれぞれ重鎖定常部領域及び可変部領域に対応する。クローン4(パネルB)は、全く表れず、反応設定に問題があったことを示した。
図36は、pNEF38(H460−16−2Vk)及びpDEF38(H460−16−2Vh)クローンの生配列データである。
図37は、pMPGCR5IgG1−Vk+hH460のマップである。R&BポリA:ウサギβグロビンポリアデニル化シグナル;phCMV:サイトメガウイルスプロモーター;Ad Tpl;アデノウイルス三者間リーダー;P2(6):cumateトランスアクチベーター(cTA)の結合ドメイン;IgG1−VhH460:H460−16−2の重鎖のコード配列;VkH460;H460−16−2軽鎖のコード配列;BK T3′:BKウイルスの大型T抗原の部分;TK:チミジンキナーゼ;enh MPL:アデノウイルスの主要な後期プロモーターのエンハンサー。
図38は、pMPGCR5B43kのマップである。
図39は、pkCR5B43G3のマップである。
図40は、異なるクローン(レーン1〜6:それぞれ0、25、50、100、150及び200ngのヒトIgG;レーン7:クローン17;レーン8:クローン71:レーン9:クローン80;レーン10:クローン6′;レーン11:クローン47′;レーン12:クローン147′;レーン13:100ngの純粋なH460−16−2;レーン14:10マイクロリットルのハイブリドーマ血清)で産生されたH460−16−2(IgG1アイソタイプ)のウエスタンブロットによる定量化である。
図41は、異なるクローン(レーン1〜5:それぞれ50、100、150、200及び0ngのヒトIgG;レーン6:クローン17;レーン7:クローン71:レーン8:クローン80;レーン9:クローン6′;レーン10:クローン47′;レーン11:クローン147′;レーン12:100ngの、細胞上澄みを有するヒトIgG;レーン13:100ngの純粋なH460−16−2;レーン14:10マイクロリットルのハイブリドーマ血清)で産生されたH460−16−2(IgG1アイソタイプ)のSDS−PAGEによる定量化である。
図42は、pMPGCR5VK+h460−IgG2のマップである。R&BポリA:ウサギβグロビンポリアデニル化シグナル;phCMV:サイトメガウイルスプロモーター;Ad Tpl;アデノウイルス三者間リーダー;P2(6):cumateトランスアクチベーター(cTA)の結合ドメイン;Vh−H460IgG2:H460−16−2の重鎖のコード配列;Vk−H460;H460−16−2軽鎖のコード配列;BK T:BKウイルスの大型T抗原の部分;TK:チミジンキナーゼ;enh MPL:アデノウイルスの主要な後期プロモーターのエンハンサー。
図43は、H460−16−2のキメラIgG2アイソタイプを作成するのに使用したプライマーのリストである。
図44は、最初の一連のクローニングの後のウエスタンブロットによるH460−16−2のIgG2アイソタイプの発現である。クローンから選択した250000個の細胞を、500マイクロリットルの培地に再懸濁した。37℃で24時間後、10マイクロリットルの上澄みを、HRPに結合した抗ヒト抗体を使用してウエスタンブロットにより分析した。
図45は、異なるサブクローンからの細胞を、5.0×105細胞/mL、37℃で平板培養した。細胞密度が1.5〜2.0×106細胞/mLに達したとき、30℃に移した。30℃で7日間後、指定量の上澄みをSDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluor−Orangeでの染色により分析した。産生された抗体の量(ng/マイクロリットル)を示す。
図46は、MDA−MB−231細胞の全膜画分に対するウエスタンブロッティングによるキメラ(ch)ARH460−16−2−IgG1クローンの特徴決定である。
図47は、MDA−MB−231細胞の全膜画分に対するウエスタンブロッティングによるキメラ(ch)ARH460−16−2−IgG2クローンの特徴決定である。
図48は、CHOcTAクローン6′により産生された抗体の抗体濃縮の、SDS−PAGEによる、続いてCoomassie Fluo−Orange染色による分析である。
図49は、クローン40B7により産生された抗体の抗体濃縮の、SDS−PAGEによる、続いてCoomassie Fluo−Orange染色による分析である。
図50は、ヒト乳癌のマウスモデルにおける腫瘍増殖に対するH460−16−2、(ch)ARH460−16−2−lgG1及び(ch)ARH460−16−2−IgG2による処置の効果を示す。腫瘍容量は、群平均±SEMとして表す。縦破線は、投与の最初と最後の日を示す。
図51は、研究の期間中の体重に対するモノクローナル抗体による処置の効果を示す。体重は、群平均±SEMとして表す。
図52は、2つの別々の、アネキシンV染色実験で得られたマウス及びキメラH460−16−2抗体の全体的なアポトーシス効果を表す。
図1は、細胞株PC−3、LnCap及びCCD−27skに対するAR37A335.8ハイブリドーマ上澄みの細胞障害性及び結合レベルの率を比較する。
図2は、細胞障害性検定法における陽性及び陰性対照と対比したAR37A335.8の比較である。
図3は、癌及び正常細胞株へのAR37A335.8及び抗EGFR対照の結合を表す。データを、アイソタイプ対照を越える増加倍数として平均蛍光強度を表して表にまとめる。
図4は、癌及び非癌細胞株に対して向けられたAR37A335.8及び抗EGFR抗体の代表的なFACSヒストグラムを含む。
図5は、予防MDA−MB−231乳癌モデルにおける腫瘍増殖に対するAR37A335.8の効果を示す。縦破線は、抗体が投与された期間を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図6は、予防MDA−MB−231乳癌モデルにおける体重に対するAR37A335.8の効果を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図7は、予防SW1116結腸癌モデルにおける腫瘍増殖に対するAR37A335.8の効果を示す。縦破線は、抗体が投与された期間を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図8は、予防SW1116結腸癌モデルにおける体重に対するAR37A335.8の効果を示す。データポイントは平均+/−SEMを表す。
図9は、AR37A335.8及びH460−16−2でプローブした、MDA−MB−231細胞の全膜画分(レーン1)及びPC−3の全細胞溶解産物(レーン2)及びCCD−27sk細胞株(レーン3)から得た試料のウエスタンブロットである。
図10は、MDA−MB−231細胞株の全膜画分からの、抗CD44 H460−16−2の免疫沈降により調製された免疫複合体のウエスタンブロットである。ブロットの個別のレーンを、AR37A335.8(レーン1)、H460−16−2(レーン2)又はアイソタイプ対照抗体(レーン3)でプローブした。
図11は、ヒト前立腺腫瘍及び正常組織マイクロアレイに対するH460−16−2結合のまとめである。
図12は、ヒト組織マイクロアレイから、H460−16−2(A)又はアイソタイプ対照抗体(B)で得た前立腺腫瘍組織の結合パターン及びH460−16−2(C)又はアイソタイプ対照抗体(D)で得た正常前立腺組織の結合パターンを示す代表的な顕微鏡写真である。H460−16−2は、腫瘍細胞に対して強い陽性染色を示し、正常組織の間質線維芽細胞に対して弱い染色を示した。倍率は200×である。
図13は、ヒト肝腫瘍及び正常組織マイクロアレイに対するH460−16−2結合のまとめである。
図14は、ヒト組織マイクロアレイから、H460−16−2(A)又はアイソタイプ対照抗体(B)で得た肝腫瘍組織の結合パターン及びH460−16−2(C)又はアイソタイプ対照抗体(D)で得た非腫瘍性肝臓組織の結合パターンを示す代表的な顕微鏡写真である。H460−16−2は、腫瘍細胞に対して強い陽性染色を示し、非腫瘍性肝臓組織では類洞細胞(黒色矢印)及び浸潤性リンパ球(緑色矢印)の染色に限定された。倍率は200×である。
図15は、TUNEL検定法又はH&E染色により決定された、H460−16−2又は緩衝剤処置後の、MDA−MB−231腫瘍異種移植におけるアポトーシス細胞の数のまとめである。
図16は、H460−16−2mRNAのRT−PCR産物である。軽鎖反応(パネルA)は、MuIgκVL5′−F(レーン1)又はMuIgκVL5′−C(レーン2)順方向プライマーを使用して増幅した。重鎖反応(パネルB)は、MuIgVH5′−A、B、C、D及びF順方向プライマーのミックスを使用して増幅した。両方の軽鎖反応(パネルA、レーン1及び2)は、450bpで強いバンドを示し、また850bpで弱いバンドを示す。450bpバンドは、H460−16−2Vk遺伝子を含む標的バンドである。重鎖反応(パネルB、レーン1)は、500bpで強いバンドを示し、1000bpで弱いバンドを示す。500bpのバンドは、H460−16−2Vh遺伝子に対応する標的バンドである。
図17は、pCR2.1(H460−16−2Vk)で形質転換された大腸菌から単離したEcoR I消化プラスミドである。クローン番号を上側に示す。最初の数字は、使用した順方向プライマーを示し(1はMuIgκVL5′−F、2はMuIgκVL5′−C)、2番目の数字はクローン番号を示す(1〜5)。分子量マーカーを左側に示す。矢印は、所望のH460−16−2Vk挿入の位置を示す。
図18は、pCR2.1(H460−16−2Vh)で形質転換された大腸菌から単離したEcoR I消化プラスミドである。クローン番号を上側に示す。分子量マーカーを左側に示す。クローン1、2、3、4、5及び8は、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の500bpバンドを示す。
図19は、pCR2.1(H460−16−2Vh)クローンの生配列データである。
図20は、pCR2.1(H460−16−2Vh)で形質転換された大腸菌から単離したEcoR I消化プラスミドである。クローン番号を上側に示す。分子量マーカーを左側に示す。矢印は、所望のH460−16−2Vh挿入の位置を示す。
図21は、pCR2.1(H460−16−2Vk)及びpCR2.1(H460−16−2Vh)クローンの生配列データである。
図22は、pHC−huCg1ベクター(pCH−huIg1とも呼ばれる)の概略プラスミドマップである。ヒトCγ1の定常部領域は、Hind IIIとXho Iの制限部位の間にある。細菌(アンピシリン)及び哺乳類細胞(ネオマイシン)の選択マーカーが示されている。このプラスミドは、G.R.McLeanらにより提供された。
図23はプライマー配列である。
図24は、現存するテンプレートに適切な制限部位を付加した、PCR増幅pCH−huIg1(パネルA、レーン1)、H460−16−2Vk(パネルA、レーン2)、及びH460−16−2Vh(パネルB、レーン1)PCR増幅である。BsiW I部位を、pCH−huIg1ベクターの現存するHind III部位の直ぐ下流に付加した。1100bpバンド(レーン1)は、Hind III部位とXba I部位の間のプラスミドの増幅領域である。Nhe I部位を、H460−16−2Vk遺伝子の5′末端に付加し、Not I部位を3′末端に付加した。Nhe I部位を、遺伝子の5′末端に付加し、BsiW I部位を3′末端に付加した。得られたH460−16−2Vk(パネルA、レーン2)及びH460−16−2Vh(パネルB、レーン1)バンドのサイズは、極めて少数のヌクレオチドしか加えなかったので、元の遺伝子のサイズと同様の約450bpである。
図25は、IgG1のPCR産物(レーン1)及びpCH−huIg1プラスミド(レーン2)のヒト重鎖定常部領域の消化である。パネルAはHind IIIを使用する単一消化である。パネルBは、Hind III及びXho Iを使用する二重消化である。PCR産物(レーン1)のサイズは、極めて少数のヌクレオチドしか消化により除去されなかったので、消化間(パネルA及びB)で変わらず、約1000bpである。pCH−huIg1プラスミド(レーン2)は、Hind IIIにより完全に直線化した(パネルA)。消化PCR産物とサイズが等しいバンドが、およそ1000bpでプラスミド二重消化(レーン2、パネルB)において表れる。これは、新たなBsiW I部位を含むPCR産物に代えられたプラスミドの一部である。
図26は、異なる切断部位でのBsiW I消化pCH−huIg1である。BsiW I制限部位をpCH−huIg1に付加して、H460−16−2(内部Hind III部位を有する)のクローニングを促進した。プラスミドを、改変プラスミドで形質転換した大腸菌細胞から単離し、BsiW Iで消化して、切断部位が組み込まれているかを決定した。クローン番号を、未消化対照プラスミド(クローン#5)であるレーン11の場合を除いて、それぞれのレーンの上に示す。4及び8を除く全てのクローンは消化されると直線化し、これらが新たな切断部位を含むこことが確認される。クローン4及び8は、未切断対照のレーン11と同一であると思われ、これらが新たな切断部位を含まないことを示す。
図27は、pCL−huCkベクターの概略プラスミドマップである。ヒトCkの定常部領域は、Not I制限部位とXho I制限部位の間にある。可変部領域は、Nhe I部位とNot I部位の間にある。細菌(アンピシリン)及び哺乳類細胞(ピューロマイシン)の選択マーカーが示されている。このプラスミドは、G.R.McLeanらにより提供された。
図28は、Bgl II及びNot Iで消化されたpCL−huCk及びH460−16−2Vkである。pCL−huCkプラスミド(レーン1)及びH460−16−2Vk PCR産物(レーン2)を、両方ともBgl II及びNot Iで消化して、クローニングを促進した。消化プラスミド(レーン1)は、プラスミド骨格である大きいバンドとして表れ、H460−16−2Vkに代えられている軽鎖可変部領域である約400bpバンドとして表れる。H460−16−2VkのPCR産物(レーン2)も約400bpで表れ、これは軽鎖可変部領域の予測されるサイズである。
図29は、BsiW I及びNhe Iで消化されたH460−16−2Vh及びpCH−huIg1である。パネルAは、450pbでBsiW I及びNhe Iにより消化されたH460−16−2VhのPCR産物を示す。パネルBは、BsiW I(レーン1)並びにBsiW I及びNhe I(レーン2)で消化されたpCH−huIg1を示す。単一pCH−huIg1消化(パネルB、レーン1)は、大きなバンドとして表れ、二重消化では450bp挿入で大きなバンドとして表れ(パネルB、レーン2)、H460−16−2Vhに代えられている重鎖可変部領域に対応する。
図30は、1%アガロースゲルにかけた、Bgl II及びNot Iで消化されたpCL−huCk(H460−16−2Vk)形質転換大腸菌から単離したプラスミドである。レーン上部の番号はクローン番号を示す。#1を除いた全てのクローンは、H460−16−2Vk遺伝子に対応する所望の約400bp挿入を示す。
図31は、1.2パーセントアガロースゲルにかけた、BsiW I及びNhe Iで消化されたpCH−huIg1(H460−16−2Vh)により形質転換された大腸菌から単離されたプラスミドである。レーン上部の番号はクローン番号を示す。全てのクローンは、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の約450bp挿入を有する。
図32は、pNEF38発現ベクター(ICOS,Seattle,WA)のプラスミド概略図である。キメラH460−16−2Vk遺伝子を、Mlu I及びXba I制限部位を使用して多重クローニング部位(MCS)にクローンしたこのプラスミドの選択マーカーは、ネオマイシン耐性(NeoR)遺伝子であり、Geneticin(登録商標)(G418硫酸塩)の存在下で増殖する能力を形質移入細胞に提供する。
図33は、pDEF38発現ベクター(ICOS,Seattle,WA)のプラスミド概略図である。キメラH460−16−2Vh遺伝子を、Mlu I及びXba I制限部位を使用して多重クローニング部位(MCS)にクローンしたこのプラスミドの選択マーカーは、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)遺伝子であり、チミジン及びヒポキサンチンの不在下で増殖する能力を形質移入DHFR欠損細胞に提供する。
図34は、それぞれ1.2パーセントと1.0パーセントのアガロースゲルにかけた、制限部位を変えるキメラH460−16−2Vk(パネルA)及びVH(パネルB)PCR産物である。キメラ軽鎖PCR反応(パネルA、レーン1)は、約800bpで単一バンドを生じ、これは軽可変部領域(420bp)と定常部領域(320bp)を組み合わせた予測されるサイズに匹敵する。重鎖PCR反応(パネルB)は、単一の約1500bpバンドを生じ、これは重可変部領域(450bp)と定常部領域(990bp)の両方を組み合わせた予測されるサイズに匹敵する。
図35は、Xba I及びMul Iで消化されたpNEF38(H460−16−2Vk)(パネルA)及びpDEF38(H460−16−2Vh)(パネルB)形質転換大腸菌から単離したプラスミドである。重鎖プラスミド(パネルB)は、また、Xba I、Mul I及びBsiW I(レーン1B、2B、4B及び6B)で三重に消化された。軽鎖プラスミド(パネルA)では、#3を除いて全てのクローンが所望の750bp挿入を有し、それは軽鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。重鎖プラスミドではでは、Xba I及びMlu I消化物(パネルB、レーン1A、2A及び6A)は、1500bp挿入を示し、これは重鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。Xba I、Mul I及びBsiW Iで消化された重鎖プラスミド(パネルB、レーン1B、2B及び6B)は、1000bp及び500bpでバンドを示し、これらはそれぞれ重鎖定常部領域及び可変部領域に対応する。クローン4(パネルB)は、全く表れず、反応設定に問題があったことを示した。
図36は、pNEF38(H460−16−2Vk)及びpDEF38(H460−16−2Vh)クローンの生配列データである。
図37は、pMPGCR5IgG1−Vk+hH460のマップである。R&BポリA:ウサギβグロビンポリアデニル化シグナル;phCMV:サイトメガウイルスプロモーター;Ad Tpl;アデノウイルス三者間リーダー;P2(6):cumateトランスアクチベーター(cTA)の結合ドメイン;IgG1−VhH460:H460−16−2の重鎖のコード配列;VkH460;H460−16−2軽鎖のコード配列;BK T3′:BKウイルスの大型T抗原の部分;TK:チミジンキナーゼ;enh MPL:アデノウイルスの主要な後期プロモーターのエンハンサー。
図38は、pMPGCR5B43kのマップである。
図39は、pkCR5B43G3のマップである。
図40は、異なるクローン(レーン1〜6:それぞれ0、25、50、100、150及び200ngのヒトIgG;レーン7:クローン17;レーン8:クローン71:レーン9:クローン80;レーン10:クローン6′;レーン11:クローン47′;レーン12:クローン147′;レーン13:100ngの純粋なH460−16−2;レーン14:10マイクロリットルのハイブリドーマ血清)で産生されたH460−16−2(IgG1アイソタイプ)のウエスタンブロットによる定量化である。
図41は、異なるクローン(レーン1〜5:それぞれ50、100、150、200及び0ngのヒトIgG;レーン6:クローン17;レーン7:クローン71:レーン8:クローン80;レーン9:クローン6′;レーン10:クローン47′;レーン11:クローン147′;レーン12:100ngの、細胞上澄みを有するヒトIgG;レーン13:100ngの純粋なH460−16−2;レーン14:10マイクロリットルのハイブリドーマ血清)で産生されたH460−16−2(IgG1アイソタイプ)のSDS−PAGEによる定量化である。
図42は、pMPGCR5VK+h460−IgG2のマップである。R&BポリA:ウサギβグロビンポリアデニル化シグナル;phCMV:サイトメガウイルスプロモーター;Ad Tpl;アデノウイルス三者間リーダー;P2(6):cumateトランスアクチベーター(cTA)の結合ドメイン;Vh−H460IgG2:H460−16−2の重鎖のコード配列;Vk−H460;H460−16−2軽鎖のコード配列;BK T:BKウイルスの大型T抗原の部分;TK:チミジンキナーゼ;enh MPL:アデノウイルスの主要な後期プロモーターのエンハンサー。
図43は、H460−16−2のキメラIgG2アイソタイプを作成するのに使用したプライマーのリストである。
図44は、最初の一連のクローニングの後のウエスタンブロットによるH460−16−2のIgG2アイソタイプの発現である。クローンから選択した250000個の細胞を、500マイクロリットルの培地に再懸濁した。37℃で24時間後、10マイクロリットルの上澄みを、HRPに結合した抗ヒト抗体を使用してウエスタンブロットにより分析した。
図45は、異なるサブクローンからの細胞を、5.0×105細胞/mL、37℃で平板培養した。細胞密度が1.5〜2.0×106細胞/mLに達したとき、30℃に移した。30℃で7日間後、指定量の上澄みをSDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluor−Orangeでの染色により分析した。産生された抗体の量(ng/マイクロリットル)を示す。
図46は、MDA−MB−231細胞の全膜画分に対するウエスタンブロッティングによるキメラ(ch)ARH460−16−2−IgG1クローンの特徴決定である。
図47は、MDA−MB−231細胞の全膜画分に対するウエスタンブロッティングによるキメラ(ch)ARH460−16−2−IgG2クローンの特徴決定である。
図48は、CHOcTAクローン6′により産生された抗体の抗体濃縮の、SDS−PAGEによる、続いてCoomassie Fluo−Orange染色による分析である。
図49は、クローン40B7により産生された抗体の抗体濃縮の、SDS−PAGEによる、続いてCoomassie Fluo−Orange染色による分析である。
図50は、ヒト乳癌のマウスモデルにおける腫瘍増殖に対するH460−16−2、(ch)ARH460−16−2−lgG1及び(ch)ARH460−16−2−IgG2による処置の効果を示す。腫瘍容量は、群平均±SEMとして表す。縦破線は、投与の最初と最後の日を示す。
図51は、研究の期間中の体重に対するモノクローナル抗体による処置の効果を示す。体重は、群平均±SEMとして表す。
図52は、2つの別々の、アネキシンV染色実験で得られたマウス及びキメラH460−16−2抗体の全体的なアポトーシス効果を表す。
一般に、以下の語又は語句は、発明の開示、記載、実施例及び請求項で使用される場合に、示された定義を有する。
用語「抗体」は、最も広範囲な意味で使用され、具体的には、例えば単一モノクローナル抗体(アゴニスト、アンタゴニスト及び中和抗体、脱免疫化、マウス、キメラ化又はヒト化抗体を含む)、ポリエピトープ的特異性を有する抗体組成物、単鎖抗体、免疫複合体及び抗体のフラグメントを網羅する(下記を参照すること)。
本明細書で使用されるとき、用語「モノクローナル抗体」は、実質的に均質の抗体の個体群から得られる抗体を意味し、すなわち、個体群に含まれる個別の抗体は、少量で存在しうる天然に生じる突然変異の可能性を除いて同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、単一抗原部位に向けられる。更に、異なる決定要因(エピトープ)に向けられている異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物と対照的に、それぞれのモノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定要因に向けられている。これらの特異性に加えて、モノクローナル抗体は、他の抗体で汚染されることなく合成することができる点において有利である。修飾語「モノクローナル」は、実質的に均質の抗体個体群から得られる抗体の特性を示し、いずれかの特定の方法により抗体を産生する必要性があると考慮されるべきでない。例えば、本発明により使用されるモノクローナル抗体は、Kohler et al.,Nature,256:495(1975)に最初に記載されたハイブリドーマ(マウス又はヒト)法により作製することができるか、又は組み換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号を参照すること)により作製することができる。「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson et al.,Nature,352:624−628(1991)及びMarks et al.,J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)に記載された技術を使用して、ファージ抗体ライブラリーから単離することもできる。
「抗体フラグメント」は、無処置抗体の一部を含み、好ましくはその抗原結合又は可変部領域を含む。抗体フラグメントの例には、完全長に満たない抗体、Fab、Fab′、F(ab′)2及びFvフラグメント;二特異性抗体;線状抗体;単鎖抗体分子;単鎖抗体、単一ドメイン抗体分子、融合タンパク質、組み換えタンパク質、並びに抗体フラグメントから形成される多特異性抗体が挙げられる。
「無処置」抗体は、抗原結合可変部領域を含み、またさらに、軽鎖定常部ドメイン(CL)及び重鎖定常部ドメイン、CH1、CH2及びCH3を含むものである。定常部ドメインは、未変性配列定常部ドメイン(例えば、ヒト未変性配列定常部ドメイン)又はアミノ酸配列可変部ドメインであることができる。好ましくは、無処置抗体は、1つ以上のエフェクター機能を有する。
重鎖の定常部ドメインのアミノ酸配列に応じて、無処置抗体を異なる「部類」に指定することができる。無処置抗体には5つの主要な部類:IgA、IgD、IgE、IgG及びIgMがあり、これらのうちの幾つかは、更に「下位分類」(アイソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA及びIgA2に分けることができる。抗体の異なる部類に対応する重鎖定常部ドメインは、それぞれα、δ、ε、γ及びμと呼ばれる。免疫グロブリンの異なる部類のサブユニット構造及び三次元配置がよく知られている。
抗体の「エフェクター機能」は、抗体のFc領域(未変性配列Fc領域又はアミノ酸配列可変部Fc領域)に寄与する生物学的活性を意味する。抗体エフェクター機能の例には、C1q結合;補体依存性細胞障害性;Fcレセプター結合;抗体依存−細胞媒介性細胞障害性(ADCC);食菌作用;細胞表面レセプター(例えば、B細胞レセプター;BCR)の下方制御などが挙げられる。
「抗体依存−細胞媒介性細胞障害性」及び「ADCC」は、Fcレセプター(FcR)を発現する非特異的細胞毒性細胞(例えば、ナチュラルキラー(NK)細胞、好中球及びマクロファージ)が、標的細胞上の結合抗体を認識し、続いて標的細胞の溶解を引き起こす細胞媒介性反応を意味する。ADCCを媒介する一次細胞である、NK細胞は、FcγRIIIのみを発現し、一方、単球は、FcγRI、FcγRII及びFcγRIIIを発現する。造血細胞におけるFcR発現をまとめたものが、Ravetch and Kinet,Annu.Rev.Immunol 9:457−92(1991)の第464頁、表3である。目的分子のADCC活性を評価するために、米国特許第5,500,362号又は同第5,821,337号に記載されているような生体外ADCC検定法を実施することができる。そのような検定法に有用なエフェクター細胞には、末梢血単核細胞(PBMC)及びナチュラルキラー(NK)細胞が含まれる。あるいは又は追加的には、目的分子のADCC活性を生体内で、例えば、Clynes et al.PNAS(USA)95:652−656(1998)に開示されているような動物モデルにおいて評価することができる。
「エフェクター細胞」は、1つ以上のFcRを発現し、かつエフェクター機能を実行する白血球である。好ましくは、細胞は、少なくともFcγRIIIを発現し、ADCCエフェクター機能を実行する。ADCCを媒介するヒト白血球の例には、末梢血単核細胞(PBMC)、ナチュラルキラー(NK)細胞、単球、細胞毒性T細胞及び好中球が挙げられ、PBMC及びNK細胞が好ましい。エフェクター細胞を、その未変性供給源から、例えば、本明細書に記載されている血液又はPBMCから単離することができる。
用語「Fcレセプター」又は「FcR」は、抗体のFc領域に結合するレセプターを記載するために使用される。好ましいFcRは、未変性配列ヒトFcRである。更に、好ましいFcRは、IgG抗体に結合するもの(ガンマレセプター)であり、FcγRI、FcγRII及びFcγRIIIの下位分類のレセプターを含み、またこれらのレセプターの対立変種及び代替的なスプライス型を含む。FcγRIIレセプターには、FcγRIIA(「活性化レセプター」)及びFcγRIIB(「阻害レセプター」)が含まれ、それらは主に細胞質ドメインが異なるが類似のアミノ酸配列を有する。活性化レセプターFcγRIIAは、その細胞質ドメインに免疫レセプターチロシン活性化モチーフ(ITAM)を含有する。阻害レセプターFcγRIIBは、その細胞質ドメインに免疫レセプターチロシン阻害モチーフ(ITIM)を含有する(M.in Daeron,Annu.Rev.Immunol.15:203−234(1997)の論評を参照すること)。FcRは、Ravetch and Kinet,Annu.Rev.Immunol 9:457−92(1991);Capel et al.,Immunomethods 4:25−34(1994);及びde Haas et ah,J.Lab.Clin.Med.126:330−41(1995)において検討されている。将来的に同定されるものを含む他のFcRは、本明細書における用語「FcR」に包含される。この用語には、母親IgGの胎児への移動に関与する新生児レセプターFcRnも含まれる(Guyer et al.,J.Immunol.117:587(1976)及びKim et al.,Eur.J.Immunol.24:2429(1994))。
「補体依存性細胞障害性」又は「CDC]は、分子が補体の存在下で標的を溶解する能力を意味する。補体活性化経路は、補体系の最初の成分(Clq)と、同族抗原と複合体を形成している分子(例えば、抗体)との結合によって開始される。補体活性化を評価するために、例えば、Gazzano−Santoro et al.,J.Immunol.Methods 202:163(1996)に記載されているようなCDC検定法を実行することができる。
用語「可変部」は、可変部ドメインの特定の部分が、その配列が抗体間で大きく異なり、それが特定の抗原に対するそれぞれ特定の抗体の結合及び特異性のために使用される、という事実を意味する。しかし、可変性は、抗体の可変部ドメインの全体にわたって均一に分布されてはいない。軽鎖と重鎖の両方の可変部ドメインにおいて超可変部領域と呼ばれる3つのセグメントに集中している。可変部ドメインのより高度に保存された部分は、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる。未変性重鎖及び軽鎖の可変部ドメインは、それぞれ4つのFRからなり、それはほぼβシート形状をしていて、3つの超可変部領域により結合しており、それはβシート構造に結合するループを形成しているが、幾つかの場合ではその一部分を形成している。それぞれの鎖における超可変部領域は、FRにより近接して一緒に保持され、他の鎖の超可変部領域と共に、抗体の抗原結合部位の形成に寄与する(Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991)を参照すること)。定常部ドメインは、抗体と抗原との結合に直接関わらないが、抗体依存性細胞障害活性(ADCC)における抗体の参加のような、種々のエフェクター機能を示す。
本明細書で使用されるとき、用語「超可変部領域」は、抗原結合に関与する抗体のアミノ酸残基を意味する。超可変部領域は、一般に「相補性決定領域」又は「CDR」からのアミノ酸残基(例えば、軽鎖可変部ドメインにおける残基24−34(L1)、50−56(L2)及び89−97(L3)、重鎖可変部ドメインにおける残基31−35(H1)、50−65(H2)及び95−102(H3);Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991))並びに/又は「超可変部ループ」からの残基(例えば、軽鎖可変部ドメインにおける残基26−32(L1)、50−52(L2)及び91−96(L3)、重鎖可変部ドメインにおける残基26−32(H1)、53−55(H2)及び96−101(H3);Chothia and Lesk J.Mol.Biol.196:901−917(1987))を含む。「フレームワーク領域」又は「FR]残基は、本明細書で定義されている超可変部領域残基以外の可変部ドメイン残基である。抗体のパパイン消化は、「Fab」フラグメントと呼ばれる2つの同一の抗原結合フラグメントを産生し、それぞれ単一の抗原結合部位と、その名称が容易に結晶化する能力を反映している残基「Fc」フラグメントを有する。ペプシン処理によって、2つの抗原結合部位を有し、かつ依然として抗原を架橋することができるF(ab′)2フラグメントが生じる。
「Fv」は、完全な抗原認識及び抗原結合部位を含有する最小限の抗体フラグメントである。この領域は、1つの重鎖と1つの軽鎖の可変部ドメインの密接な非共有会合の二量体から構成される。それぞれの可変部ドメインの3つの超可変部領域が相互作用して、VH−VL二量体の表面に抗原結合部位を画定するのが、この配置である。集合的には、6つの超可変部領域が抗原結合特異性を抗体に付与する。しかし、単一の可変部ドメイン(又は1つの抗原に特異性のある3つの超可変部領域しか含まない1つのFvの半分)でさえも、抗原を認識し結合する能力を有するが、結合部位全体よりも親和性は低い。Fabフラグメントも、軽鎖の定常部ドメインと重鎖の第1定常部ドメイン(CH1)を含有する。Fab′フラグメントは、重鎖CH1ドメインのカルボキシ末端に抗体のヒンジ領域からの1つ以上のシステインを含む幾つかの残基が付加される分だけ、Fabフラグメントと異なる。Fab′−SHは、定常部ドメインのシステイン残基が少なくとも1つの遊離チオール基を有するFab′の本明細書における名称である。F(ab′)2抗体フラグメントは、元々、その間にヒンジシステインを有する一対のFab′フラグメントとして産生された。抗体フラグメントの他の化学結合も知られている。
任意の脊椎動物種からの抗体の「軽鎖」は、その定常部ドメインのアミノ酸配列に基づいてカッパ(κ)及びラムダ(λ)と呼ばれる、明確に区別される2つの型のうちの1つに帰属させることができる。
「単鎖Fv」又は「scFv」抗体フラグメントは、抗体のVH及びVLドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖に存在する。好ましくは、Fvポリペプチドは、scFvが抗原結合のために所望の構造を形成することを可能にする、VHとVLのドメインの間にあるポリペプチドリンカーを更に含む。scFvについての検討は、Plueckthun in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,Springer−Verlag,New York,pp.269−315(1994)を参照すること。
用語「二特異性抗体」は、2つの抗原結合部位を有する小型抗体フラグメントであり、そのフラグメントは、同じポリペプチド鎖(VH−VL)において可変部軽ドメイン(VL)に結合している可変部重ドメイン(VH)を含む。同じ鎖内の2つのドメインの間の対合を可能にするには短すぎるリンカーを使用することによって、それらドメインは別の鎖の相補ドメインと対を形成して、2つの抗原結合部位を作り出すことが強要される。二特異性抗体は、例えば、EP404,097;WO93/11161;及びHollinger et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)においてより完全に記載されている。
「単離」抗体は、自然環境の1つの成分から同定、分離及び/又は回収されたものである。自然環境の汚染成分は、抗体の診断的又は治療的使用を妨げる物質であり、酵素、ホルモン、及び他のタンパク質様又は非タンパク質様溶質が含まれうる。単離抗体には、抗体の自然環境の少なくとも1つの成分が存在しないので、組み換え細胞内原位置の抗体を含む。しかし、通常、単離抗体は、少なくとも1つの精製工程によって調製される。
目的の抗原、例えばCD44抗原部位に「結合する」抗体は、抗体が、抗原を発現する細胞を標的にする治療剤として有用であるように、十分な親和性を持って抗原部位に結合することができるものである。抗体がCD44抗原部分に結合するものである場合、通常は、他のレセプターではなくてCD44抗原部分に優先的に結合し、非特異性Fc接触のような偶発的に結合するもの又は他の抗原に共通する翻訳後修飾へ結合するものは含まれず、他のタンパク質と有意に交差反応しないものでありうる。目的の抗原に結合する抗体を検出する方法は、当該技術において周知であり、FACS、細胞ELISA及びウエスタンブロットのような検定法が含まれうるが、これらに限定はされない。
本明細書で使用されるとき、表現「細胞」、「細胞株」及び「細胞培養」は交換可能に使用され、そのような名称には全て子孫が含まれる。全ての子孫は、意図的な又は偶然の突然変異のために、DNA内容が正確に同一ではない場合があることも理解される。元の形質転換細胞でスクリーニングされたものと同じ機能又は生物学的活性を有する突然変異体の子孫が含まれる。それは明確な名称が意図される文脈から明らかとなろう。
「治療」は、治療処置と、予防(prophylactic)又は防止(preventative)手段の両方を意味し、目的は、標的とする病理的状態又は障害を防止又は遅延(軽減)することである。治療の必要なものには、既に障害を有しているもの、並びに障害を有する傾向のあるもの又は障害が防止されるべきものが含まれる。したがって、本明細書における治療される哺乳動物は、障害を有していると診断される場合があるか、又は障害に罹患しやすくなっているか若しくは敏感になっている場合がある。
用語「癌」及び「癌性」は、典型的には未制御の細胞増殖又は死により特徴付けられる、哺乳動物における生理学的状態を意味するか又はそれを記載する。癌の例には、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫及び白血病又はリンパ性悪性腫瘍が挙げられるが、これらに限定はされない。より詳細には、そのような癌の例には、扁平細胞癌(例えば、上皮扁平細胞癌)、小型細胞肺癌、非小型細胞肺癌、肺の腺癌及び肺の扁平上皮癌を含む肺癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃腸の癌を含む胃又は腹部の癌、膵癌、グリア芽細胞腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、肝腫、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓又は腎性癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝臓癌腫、肛門癌、陰茎癌、並びに頭部及び頸部の癌が挙げられる。
「化学療法剤」は、癌の治療に有用な化学物質である。化学療法剤の例には、チオテパ及びシクロースホスファミド(CYTOXAN(商標))のようなアルキル化剤;ブスルファン、インプロスルファン及びピポスルファンのようなアルキルスルホネート;ベンゾドーパ、カルボコン、メツレドーパ及びウレドーパのようなアジリジン;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホルアミド、トリエチレンチオホスホルアミド及びトリメチローロメラミンを含むエチレンイミン及びメチラメラミン;クロラムブシル、クロルナファジン、コロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロメタミン、酸化メクロエタミン塩酸塩、メルファラン、ノベンビチン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードのようなナイトロジェンマスタード;カムルスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、ラニムスチンのようなニトロソウレア;アクラシノマイシン、アクチノマイシン、オースラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カリチアマイシン、カラビシン、カルノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン、ピューロマイシン、ケラマイシン、ロドルビシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、ゾルビシンのような抗生物質;メトトレキセート及び5−フルオロウラシル(5−FU)のような抗代謝剤;デノプテリン、メトトレキセート、プテロプテリン、トリメトレキセートのような葉酸類似体;フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニンのようなプリン類似体;アンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン、5−FUのようなピリミジン類似体;カルステロン、ドロモスタノロンプロピオネート、エピチオスタノール、メピチオスタン、テストラクトンのようなアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタンのような抗副腎剤;フロリン酸のような葉酸補充物;アセグラトン;アルドホスファアミドグリコシド;アミノレブリン酸;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;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;エルホルミチン;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;ロニダミン;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダモール;ニトラクリン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ポドフィリン酸;2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK(登録商標);ラゾキサン;シゾフィラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジコン;
2,2′,2″−トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキサン、例えばパクリタキセル(TAXOL(登録商標)、Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)及びドセタキセル(TAXOTERE(登録商標)、Aventis,Rhone−Poulenc Rorer,Antony,France);クロラムブシル;ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチン及びカルボプラチンのような白金類似体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;マイトマイシンC;マイトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;キセローダ;イバントロネート;CPT−11;トポイソメラーゼインヒビターRFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸;エスペラミシン;カペシタビン;及び上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体が挙げられる。また、この定義に含まれるものは、例えばタモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)−イミダゾール、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LY117018、オナプリストン及びトレミフェン(Fareston)を含む抗エストロゲン、フルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド及びゴセレリンのような抗アンドロゲン、並びに上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体のような、腫瘍に対するホルモン作用を調節又は阻害するように作用する抗ホルモン剤である。
2,2′,2″−トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキサン、例えばパクリタキセル(TAXOL(登録商標)、Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)及びドセタキセル(TAXOTERE(登録商標)、Aventis,Rhone−Poulenc Rorer,Antony,France);クロラムブシル;ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチン及びカルボプラチンのような白金類似体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;マイトマイシンC;マイトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;キセローダ;イバントロネート;CPT−11;トポイソメラーゼインヒビターRFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸;エスペラミシン;カペシタビン;及び上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体が挙げられる。また、この定義に含まれるものは、例えばタモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)−イミダゾール、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LY117018、オナプリストン及びトレミフェン(Fareston)を含む抗エストロゲン、フルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド及びゴセレリンのような抗アンドロゲン、並びに上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体のような、腫瘍に対するホルモン作用を調節又は阻害するように作用する抗ホルモン剤である。
治療目的の「哺乳動物」は、ヒト、マウス、SCID又はヌードマウス又はマウスの系統、家畜、動物園の動物、競技用の動物又は愛玩動物、例えばヒツジ、イヌ、ウマ、ネコ、ウシなどを含む哺乳動物として分類される任意の動物を意味する。好ましくは、本明細書における哺乳動物はヒトである。
「オリゴヌクレオチド」は、1988年5月4日に公開されたEP266,032に記載された固相技術を使用して、又はFroehler et al,Nucl.Acids Res.,14:5399−5407,1986に記載されているデオキシヌクレオシドH−ホスホネート中間体を介して、既知の方法(例えば、ホスホトリエステル、ホスファイト又はホスホラミダイト化学)によって化学的に合成された長さが短い一本又は二本鎖ポリデオキシヌクレオチドである。次にこれらはポリアクリルアミドゲル上で精製される。
特に指示のない限り、本明細書で使用されるとき、用語「CD44抗原部分」は、単鎖ヒアルロン酸(HA)結合糖タンパク質を意味し、ヒアルロネートレセプター、H−CAM、gp85及びHermesとも呼ばれる。
「アポトーシス」を誘発する抗体は、アネキシンVの結合、DNA断片化、細胞縮化、小胞体の拡張、細胞断片化及び/又は膜小胞(アポトーシス小体と呼ばれる)の形成により確定されるプログラム細胞死を誘発するものである。
本明細書のモノクローナル抗体は、特に、所望の生物学的活性を示す限り、その重鎖及び/又は軽鎖の部分が、特定の種から誘導されるか又は特定の抗体の部類若しくは下位分類に属している抗体における対応する配列と同一であるか又は相同性があり、一方、当該の鎖の残りが、別の種から誘導されるか又は別の抗体の部類若しくは下位分類に属している抗体、またそのような抗体のフラグメントにおける対応する配列と同一であるか又は相同性がある「キメラ」抗体を含む(米国特許第4,816,567号及びMorrison et al,Proc.Natl.Acad.ScL USA,81:6851−6855(1984))。
非ヒト(例えば、マウス)抗体の「ヒト化」形態は、非ヒト免疫グロブリン由来の最低限の配列を含有する特定のキメラ免疫グロブリン、その免疫グロブリン鎖又はフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab′、F(ab)2又は抗体の他の抗原結合部分配列)である。大部分の場合において、ヒト化抗体は、レシピエント抗体の相補性決定領域(CDR)の残基が、所望の特異性、親和性及び能力を有するマウス、ラット又はウサギのような非ヒト種(ドナー抗体)のCDRの残基に代えられているヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。幾つかの場合において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒトFR残基に代えられている。更に、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも導入されたCDR又はFR配列にも見出されない残基を含むことができる。これらの修飾は、抗体性能を更に精製し最適化するために行われる。一般に、ヒト化抗体は、全て又は実質的に全てのCDR領域が非ヒト免疫グロブリンに対応する、少なくとも1つ、典型的には2つの可変部ドメインを実質的に全て含み、そして、全て又は実質的に全てのFR残基がヒト免疫グロブリンコンセンサス配列のものである。ヒト化抗体は、最適には免疫グロブリン定常部領域(Fc)の少なくとも一部分も含み、一般的にはそれはヒト免疫グロブリンのものである。
「脱免疫化」抗体は、所定の種に対して非免疫原性であるか又は免疫原性が低い免疫グロブリンである。脱免疫化は、抗体に対する構造改変によって達成することができる。当業者に既知のあらゆる脱免疫化技術を用いることができる。抗体を脱免疫化する一つの適切な技術が、例えば、2000年6月15日公開のWO00/34317に記載されている。
「相同性」は、配列を比較し、必要であればギャップを導入して最大相同率を達成した後に同一である、アミノ酸配列可変部における残基の率として定義される。配列比較の方法及びそのためのコンピュータープログラムは、当該技術でよく知られている。
本明細書の全体を通して、ハイブリドーマ細胞株、並びにそれから産生される単離モノクローナル抗体は、内部名称であるH460−16−2及びAR37A335.8又は寄託名称であるATCC受入番号PTA−4621又はIDAC280104−06とそれぞれ代替的に呼ばれる。
本明細書で使用されるとき、「リガンド」には、標的抗原に結合特異性を示す部分を含み、そしてそれらは、無処置抗体分子及び少なくとも1つの抗原結合領域又はその部分(すなわち、抗体分子の可変性部分)を有する任意の分子、例えばFv分子、Fab分子、Fab′分子、F(ab′)2分子、二重特異性抗体、融合タンパク質、又はATCC受入番号PTA−4621又はIDAC280104−06と称されるハイブリドーマ細胞株により産生された単離モノクローナル抗体に結合している抗原(ATCC PTA−4621又はIDAC280104−06抗原)を特異的に認識し結合する任意の遺伝子操作された分子、を含む。
本明細書で使用されるとき、「抗原結合領域」は、標的抗原を認識する上記分子の部分を意味する。
本明細書で使用されるとき、「競合的に阻害する」は、従来の相互抗体競合検定法を使用して、PTA−4621又はIDAC280104−06と呼ばれるハイブリドーマ細胞株により産生されるモノクローナル抗体(PTA−4621又はIDAC280104−06抗体)が向けられる決定基を認識し、それに結合することができることを意味する。(Belanger L.,Sylvestre C.and Dufour D.(1973),Enzyme linked immunoassay for alpha fetoprotein by competitive and sandwich procedures.Clinica Chimica Acta 48,15)。
本明細書で使用されるとき、「標的抗原」は、PTA−4621又はIDAC280104−06抗原又はその部分である。
本明細書で使用されるとき、「免疫複合体」は、細胞毒素、放射性作用物質、酵素、毒素、抗腫瘍薬又は治療剤に化学的又は生物学的に結合している抗体のような任意の分子又はリガンドを意味する。抗体は、細胞毒素、放射性作用物質、抗腫瘍薬又は治療剤に、その標的に結合することができる限り、分子に沿って任意の位置に結合することができる。免疫複合体の例には、抗体毒素化学複合体及び抗体毒素融合タンパク質が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「融合タンパク質」は、抗原結合領域が、生物学的に活性な分子、例えば、毒素、酵素又はタンパク質薬物に結合している任意のキメラタンパク質を意味する。
本明細書に記載される発明がより完全に理解できるために、下記の説明を記載する。
本発明は、PTA−4621又はIDAC280104−06抗原を特異的に認識し、それに結合するリガンド(すなわち、PTA−4621又はIDAC280104−06リガンド)を提供する。
本発明のリガンドは、ハイブリドーマPTA−4621又はIDAC280104−06により産生されたモノクローナル抗体のその標的抗原への免疫特異的結合を競合的に阻害する抗原結合領域を有する限り、任意の形態であることができる。したがって、IDAC280104−06抗体と同じ結合特異性を有するあらゆる組み換えタンパク質(例えば、抗体がリンホカイン又は腫瘍阻害性増殖因子のような第2タンパク質と組み合わされた融合タンパク質)が、本発明の範囲内に入る。
本発明の一つの実施態様において、リガンドは、PTA−4621又はIDAC280104−06抗体である。
別の実施態様において、リガンドは抗原結合フラグメントであり、それは、Fv分子(例えば、単鎖Fv分子)、Fab分子、Fab′分子、F(ab′)2分子、融合タンパク質、二重特異性抗体、異種抗体、又はPTA−4621又はIDAC280104−06抗体の抗原結合領域を有する任意の組み換え分子であることができる。本発明のリガンドは、PTA−4621又はIDAC280104−06モノクローナル抗体が向けられているエピトープに向けられている。
本発明のリガンドは、誘導体分子を産生するように修飾されることができ、すなわち、分子内のアミノ酸修飾によって修飾されることができる。化学修飾も可能である。
誘導体分子は、ポリペプチドの機能特性を保持し、すなわち、そのような置換を有する分子は、ポリペプチドの、PTA−4621又はIDAC280104−06抗原又はその一部への結合を依然として許容する。
これらのアミノ酸置換には、当該技術において「保存的」として知られているアミノ酸置換が含まれるが、これに限定される必要はない。
例えば、「保存的アミノ酸置換」と称される特定のアミノ酸置換は、タンパク質においてタンパク質の立体配座又は機能のいずれかを改変することなく頻繁に行うことができる、十分に確立されたタンパク質化学の原理である。
そのような変化には、イソロイシン(I)、バリン(V)及びロイシン(L)のいずれかで他の疎水性アミノ酸のいずれかを、アスパラギン酸(D)でグルタミン酸(E)を(及びその逆を)、グルタミン(Q)でアスパラギン(N)を(及びその逆を)、並びにセリン(S)でトレオニン(T)を(及びその逆を)置換することが含まれる。他の置換を、特定のアミノ酸の環境及びタンパク質の三次元構造におけるその役割に応じて、保存的であると考慮することもできる。例えば、グリシン(G)及びアラニン(A)は、頻繁に交換可能であり、アラニン及びバリン(V)も同様である。相対的に疎水性であるメチオニン(M)を、ロイシン及びイソロイシンと頻繁に、バリンとは時々交換することができる。リシン(K)及びアルギニン(R)は、位置を頻繁に交換することができ、それは、アミノ酸残基の有意な特徴はその電荷であり、これら2つのアミノ酸残基のpKが異なることは有意ではないからである。さらに他の変化も特定の環境下では「保存的」であると考慮することができる。
1つの抗体を得ると、個別の当業者は、競合的に阻害する1つのリガンド、例えば競合抗体を生成することができ、これは同じエピトープを認識するものである(Belanger L et al.,1973)。一つの方法は、抗体により認識される抗原を発現する免疫原により免疫化することを伴うことができる。試料には、組織、単離タンパク質又は細胞株が含まれうるが、これらに限定はされない。得られたハイブリドーマは、ELISA、FACS又は免疫沈降のような、試験抗体の結合を阻害する抗体を同定するものである競合検定法を使用して、スクリーニングすることができる。別の方法は、ファージディスプレーライブラリーを使用し、前記抗原を認識する抗体をパニングすることによって行うことができる(Rubinstein他,2003)。どちらの場合でも、バイブリドーマは、最初の抗体とその標的抗原の結合に打ち勝つ能力に基づいて選択される。したがって、そのようなハイブリドーマは、最初の抗体と同じ抗原を認識する特性を有し、より詳細には、同じエピトープを認識する。
実施例1
ハイブリドーマ産生−ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8
ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8を、ブダペスト条約に従って、International Depository Authority of Canada(IDAC),Bureau of Microbiology,Health Canada,1015 Arlington Street,Winnipeg,Manitoba,Canada,R3E 3R2に、受入番号280104−06で2004年1月28日に寄託した。37 CFR 1.808に従って、寄託者は、寄託物質の公共利用性に対して課せられている全ての制限が、特許の付与にあたって変更不能に解除されることを確認する。
ハイブリドーマ産生−ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8
ハイブリドーマ細胞株AR37A335.8を、ブダペスト条約に従って、International Depository Authority of Canada(IDAC),Bureau of Microbiology,Health Canada,1015 Arlington Street,Winnipeg,Manitoba,Canada,R3E 3R2に、受入番号280104−06で2004年1月28日に寄託した。37 CFR 1.808に従って、寄託者は、寄託物質の公共利用性に対して課せられている全ての制限が、特許の付与にあたって変更不能に解除されることを確認する。
抗癌抗体AR37A335.8を産生するハイブリドーマを産生するために、SCIDマウスにおいて固形腫瘍として増殖したPC−3前立腺癌細胞株の新たな単一細胞懸濁液をPBSで調製した。IMMUNEASY(商標)(Qiagen,Venlo,Netherlands)アジュバントを、穏やかに混合することによって使用のために調製した。5〜7週齢BALB/cマウスを、50マイクロリットルの抗原アジュバント中の2百万の細胞を皮下注射することにより免疫化した。最近調製した抗原アジュバントを使用して、最初の免疫化の2及び5週間後に、50マイクロリットル中の2百万細胞により腹腔内で免疫化マウスを追加免疫した。最後の免疫化の3日後に、脾臓を融合のために使用した。ハイブリドーマは、単離脾細胞をNSO−1骨髄腫パートナーと融合することによって調製した。融合体の上澄みを、ハイブリドーマのサブクローニングについて試験した。
ハイブリドーマ細胞により分泌された抗体がIgG又はIgMアイソタイプであるかを決定するために、ELISA検定法を用いた。100マイクロリットル/ウエルの、4℃の被覆緩衝剤(0.1M炭酸塩/重炭酸塩緩衝剤、pH9.2〜9.6)中の濃度2.4マイクログラム/mLのヤギ抗マウスIgG+IgM(H+L)を、ELISAプレートに一晩加えた。プレートを洗浄緩衝剤(PBS+0.05%Tween)で3回洗浄した。100マイクロリットル/ウエルの遮断緩衝剤(洗浄緩衝剤中5%ミルク)をプレートに室温で1時間加え、次に洗浄緩衝剤で3回洗浄した。100マイクロリットル/ウエルのハイブリドーマ上澄みを加え、プレートを室温で1時間インキュベートした。プレートを、洗浄緩衝剤で3回洗浄し、100マイクロリットル/ウエルの、ヤギ抗マウスIgG又はIgMのホースラディッシュペルオキシダーゼ複合体のいずれかの1/100,000希釈(5%ミルクを含有するPBSで希釈した)を加えた。プレートを室温で1時間インキュベートした後、プレートを洗浄緩衝剤で3回洗浄した。100マイクロリットル/ウエルのTMB溶液を、室温で1〜3分間インキュベートした。呈色反応を、100マイクロリットル/ウエルの2M H2SO4の添加により終了させ、プレートをPerkin−Elmer HTS7000プレート読み取り機により450nmで読み取った。図1に示されているように、AR37A335.8ハイブリドーマは、主にIgGアイソタイプの抗体を分泌した。
ハイブリドーマ細胞により分泌された抗体の下位分類を決定するために、アイソタイプ化実験を、Mouse Monoclonal Antibody Isotyping Kit(GE Healthcare,Piscataway,NJ)を使用して実施した。抗体含有ハイブリドーマ上澄みを、異なる種類のペプチド鎖に特異的なヤギ抗体を担持するアイソタイプ化ストリップを有する試験管(TBS−Tによる1:10希釈溶液中)に加えた。管を15分間撹拌した。次にストリップを、撹拌しながら5分間TBS−Tで2回洗浄した。ペルオキシダーゼ標識種特異的抗マウス抗体を、試験管(TBS−Tによる1:500希釈液中)に15分間加えて、スティック上のヤギ抗体に結合しているモノクローナル抗体を検出した。ストリップを、再び、撹拌しながら5分間TBS−Tで2回洗浄した。次にストリップに結合したペルオキシダーゼ標識抗体を、ペルオキシダーゼ基質系を使用して検出した。4−クロロ−1−ナフトールの錠剤30mgを、10mLの冷エタノールに溶解し、1滴の過酸化水素溶液(30%v/v)を50mLのTBSで希釈した。2つの溶液を使用直前に合わせ、3mLをアイソタイプ化ストリップに撹拌しながら15分間加えた。次に基質溶液を廃棄し、ストリップを5mLの蒸留水で撹拌しながら3回洗浄した。次にタイプ化スティックを試験管から取り出し、結果を分析した。抗癌抗体AR37A335.8はIgG2b、ラムダアイソタイプのものである。
一連の限界希釈の後、ハイブリドーマ上澄みを、細胞ELISA検定法により標的細胞に結合する抗体について試験した。2つのヒト前立腺癌細胞株及び1つのヒト正常皮膚細胞株を試験し、それぞれPC−3、LnCap及びCCD−27skであった。平板培養細胞は、使用する前に固定した。プレートを、MgCl2及びCaCl2を含有するPBSにより室温で3回洗浄した。PBSで希釈した2%パラホルムアルデヒドの100マイクロリットルを、それぞれのウエルに室温で10分間加え、次に廃棄した。プレートを、再び、MgCl2及びCaCl2を含有するPBSにより室温で3回洗浄した。遮断を、洗浄緩衝剤(PBS+0.05%Tween)中の5%ミルクの100マイクロリットル/ウエルにより室温で1時間実施した。プレートを洗浄緩衝剤で3回洗浄し、ハイブリドーマ上澄みを、100マイクロリットル/ウエルにより室温で1時間加えた。プレートを、洗浄緩衝剤で3回洗浄し、100マイクリットル/ウエルの、ホースラディッシュペルオキシダーゼに結合したヤギ抗マウスIgG抗体の1/25,000希釈(5%ミルクを含有するPBSで希釈した)を加えた。室温での1時間のインキュベーションの後、プレートを洗浄緩衝剤で3回洗浄し、100マイクロリットル/ウエルのTMB基質を、室温で1〜3分間インキュベートした。反応を、100マイクロリットル/ウエルの2M H2SO4により終了させ、プレートをPerkin−Elmer HTS7000プレート読み取り機により450nmで読み取った。図1で表にまとめた結果を、試験した細胞株に結合しないことを以前に示している社内IgGアイソタイプ対照と比較して、バックグラウンドを越える倍数として表した。ハイブリドーマAR37A335.8からの抗体は、前立腺癌細胞株PC−3に実質的な結合を示し、皮膚細胞株CCD−27skに結合を示した。AR37A335.8は、もう1つの前立腺癌細胞株LnCapには検出可能な結合を何も示さなかった。
抗体結合についての試験と共に、ハイブリドーマ上澄みの細胞毒性効果を、同じ細胞株PC−3、LnCap及びCCD−27skで試験した。Calcein AMは、Molecular Probes(Eugene,OR)から得た。検定法を、製造会社の使用説明書に従い、下記に概説するように変えて実施した。細胞を、検定法の前に、所定の適切な密度で蒔いた。2日後、ハイブリドーママイクロタイタープレートの上澄みの100マイクロリットルを、細胞プレートに移し、5パーセントCO2インキュベーターで5日間インキュベートした。陽性対照としての役割を果たすウエルを空になるまで吸引し、100マイクロリットルのアジ化ナトリウム(NaN3)又はシクロヘキシミドを加えた。処理の5日後、プレートを逆さにして空にし、吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有する室温DPBS(ダルベッコリン酸緩衝食塩水)を、多チャンネルスクイーズボトルからそれぞれのウエルに分配し、3回軽く叩き、反転して空にし、次に吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有するDPBSで稀釈した蛍光カルセイン染料の50マイクロリットルをそれぞれのウエルに加え、5%CO2インキュベーターにおいて37℃で30分間インキュベートした。プレートを、Perkin−Elmer HTS7000蛍光プレート読み取り機で読み取り、データを、Microsoft Excelで分析した。結果を図1で表にまとめる。AR37A335.8ハイブリドーマは、LnCap細胞の16パーセントで特異的に細胞障害性を生じ、これは、陽性対照のアジ化ナトリウム及びシクロヘキシミドそれぞれにより得られた細胞障害性の21パーセント及び30パーセントであった。図1の結果は、AR37A335.8の細胞毒性効果が、癌細胞型への結合レベルに比例しないことを実証した。PC−3細胞と比較して、LnCap細胞においてより大きなレベルの細胞障害性が生じたが、PC−3細胞での結合レベルはより高かった。したがって、結合は、抗体のその同族抗原との連結の結果を必ずしも予測するものではなく、明白な知見ではなかった。これは、異なる細胞における抗体連結の脈絡が、単に抗体結合ではなく細胞毒性を決定することを示唆した。図1で表にまとめたように、AR37A335.8はCCD−27sk正常細胞株において細胞障害性を生じなかった。既知の非特異的細胞毒性剤のシクロヘキシミド及びNaN3は、予測されたように一般的な細胞障害性を生じた。
実施例2
抗体産生:
AR37A335.8モノクローナル抗体は、CL−1000フラスコ(BD Biosciences,Oakville,ON)中でハイブリドーマを培養し、収集及び再接種を週に2回することによって産生した。Protein G Sepharose 4 Fast Flow(Amersham Biosciences,Baie d’Urfe,QC)による標準的な抗体精製手順に従った。ヒト、脱免疫化されている、ヒト化されている、キメラ化されている又はマウスのモノクローナル抗体を利用することは、本発明の範囲内である。
抗体産生:
AR37A335.8モノクローナル抗体は、CL−1000フラスコ(BD Biosciences,Oakville,ON)中でハイブリドーマを培養し、収集及び再接種を週に2回することによって産生した。Protein G Sepharose 4 Fast Flow(Amersham Biosciences,Baie d’Urfe,QC)による標準的な抗体精製手順に従った。ヒト、脱免疫化されている、ヒト化されている、キメラ化されている又はマウスのモノクローナル抗体を利用することは、本発明の範囲内である。
AR37A335.8は、細胞障害性検定法において、多数の陽性(抗EGFR(C225、IgG1、カッパ、5マイクログラム/mL、Cedarlane,Hornby,ON)、シクロヘキシミド(CHX、0.5マイクロモル、Sigma,Oakville,ON)及びNaN3(0.1%、Sigma,Oakville,ON))と陰性(MPC−11(抗原特異性は不明、IgG2b、カッパ、20マイクログラム/mL、BD Biosciences,Oakville,ON))の対照の両方、並びに緩衝剤希釈対照を比較した(図2)。結腸(DLD−1及びLovo)と卵巣(OVCAR−3)の癌、並びに非癌肺(Hs888.Lu)細胞株を試験した(全て、ATCC,Manassas,VAからのもの)。Calcein AMは、Molecular Probes(Eugene,OR)から得た。検定法を、製造会社の使用説明書に従い、下記に概説するように変えて実施した。細胞を、検定法の前に、所定の適切な密度で平板培養した。2日後、100マイクロリットルの精製抗体又は対照を培地で希釈し、次に細胞プレートに移し、5パーセントCO2インキュベーターで5日間インキュベートした。次にプレートを反転して空にし、吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有する室温DPBSを、多チャンネルスクイーズボトルからそれぞれのウエルに分配し、3回軽く叩き、反転して空にし、次に吸い取って乾燥した。MgCl2及びCaCl2を含有するDPBSで稀釈した蛍光カルセイン染料の50マイクロリットルをそれぞれのウエルに加え、5パーセントCO2インキュベーターにおいて37℃で30分間インキュベートした。プレートをPerkin−Elmer HTS7000蛍光平板読み取り機で読み取り、データをマイクロソフトのエクセルで分析し、結果を図2において作表した。それぞれの抗体は、三重に試験した4つの実験で観察された平均細胞障害性に基づいて5〜50のスコアを得て、検定法間で観察されたばらつきに基づいて25〜100のスコアを得た。これらの2つのスコアの合計(細胞障害性スコア)を、図2に提示する。55以上の細胞障害性スコアは、試験された細胞株に対して陽性であると見なした。AR37A335.8抗体は、アイソタイプ及び緩衝剤陰性対照の両方と比べて、Lovo及びDLD−1結腸癌細胞株において細胞障害性を生じた。AR37A335.8抗体は、OVCAR−3卵巣癌細胞株には細胞障害性を生じなかった。重要なことは、AR37A335.8が非癌細胞株Hs888.Luに対して特異的な細胞障害性を生じておらず、この抗体は癌細胞に特異的であることが示された。化学細胞毒性剤は、これらに予測される非特異的細胞障害性を誘発した。
AR37A335.8の、上記の癌及び正常ヒト細胞株のパネルへの結合を、フローサイトメトリー(FACS)により評価した。 細胞は、最初に細胞単層をDPBS(Ca++及びMg++を有さない)で洗浄することによって、FACSのために調製した。次に細胞解離緩衝剤(INVITROGEN,Burlington,ON)を使用して、37℃で細胞培養プレートから細胞を取り出した。遠心分離及び収集した後、細胞を、MgCl2、CaCl2及び2パーセントウシ胎児血清を4℃で含有するDPBS(染色媒質)に再懸濁し、カウントし、適切な細胞密度にアリコートし、遠心沈殿して細胞をペレットにし、試験抗体(AR37A335.8)又は対照抗体(アイソタイプ対照、抗EGFR)の存在下、4℃で20マイクログラム/mLの染色培地に氷上で30分間再懸濁した。Alexa Fluor 488結合二次抗体の添加の前に、細胞を染色培地で1回洗浄した。次に染色培地中のAlexa Fluor 488結合抗体を、30分間加えた。次に細胞を最終的に洗浄し、固定培地(1.5%パラホルムアルデヒドを含有する染色培地)に再懸濁した。細胞のフローサイトメトリー取得を、CellQuestソフトウエア(BD Biosciences,Oakville,ON)を使用したFACScanに試料をかけて評価した。細胞の前方散乱(FSC)及び側面散乱(SSC)を、FSC及びSSC検出器の電圧及び振幅利得を調整して設定した。蛍光(FITC)チャンネル用の検出器を、細胞がおよそ1〜5単位の蛍光強度中央値の均一ピークを有するように、Alexa Fluor 488結合二次抗体でのみ染色された細胞をかけて調整した。それぞれの試料では、およそ10,000個の染色固定細胞を分析のために得て、結果を図3に表す。
図3は、アイソタイプ対照を越える蛍光強度増加倍数の平均値を表す。AR37A335.8抗体の代表的なヒストグラムを図4にまとめた。AR37A335.8は、試験された全ての細胞株に結合を示した。これらのデータは、試験された全ての癌型への明確な結合が存在するが、Lovo及びDLD−1結腸癌細胞と関連する細胞毒性しか存在しないという点で、AR37A335.8が機能的特異性を示すことを実証した。
実施例3
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図5及び6を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図5及び6を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
AR37A335.8は、ヒト乳癌のMDA−MB−231インビボ予防モデルにおいて腫瘍増殖を著しく低減した。移植後の55日目、つまり最終処置投与の5日後では、AR37A335.8A処置群の平均腫瘍容量は、緩衝剤対照処置群の腫瘍容量よりも98.8パーセント少なかった(図5)。研究の終了時の腫瘍容量は、対照と有意に異なっていた(p=0.0064、t−試験)。
研究の全体を通して毒性の臨床徴候はなかった。1週間の間隔をおいて測定した体重は、健康及び成長障害の代用であった。図6で見られるように、対照及びAR37A335.8処置群の両方の体重は、研究期間の間増加した。
結論として、AR37A335.8は、耐性が十分であり、このヒト乳癌異種移植モデルで腫瘍量を減少した。
実施例4
SW1116細胞によるインビボ腫瘍実験
図7及び8を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト結腸癌細胞(SW1116)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
SW1116細胞によるインビボ腫瘍実験
図7及び8を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト結腸癌細胞(SW1116)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。マウスを無作為に5匹の処置群に2分割した。移植した当日に、20mg/kgのAR37A335.8試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後、300マイクロリットルの容量でそれぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体及び対照試料を、1週間に1回、試験の期間中、合計8用量で同じ方法により投与した。腫瘍増殖を、約7日毎にカリパスで測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
AR37A335.8による処置は、ヒト結腸癌のインビボ予防モデルにおいてSW1116で腫瘍増殖の阻害をもたらした。移植後の55日目、つまり最終処置投与の5日後では、AR37A335.8A処置群の平均腫瘍容量は、緩衝剤対照処置群の腫瘍容量よりも48.7パーセント少なかった(図7)。AR37A335.8による処置は、対照よりも有意に少ない腫瘍容量をもたらした(p=0.0055)。
研究の全体を通して毒性の臨床徴候はなかった。1週間の間隔をおいて測定した体重は、健康及び成長障害の代用であった。図8で見られるように、対照又はAR37A335.8処置群の体重は、研究期間の間減少しなかった。また、処置期間の終了時(48日目)又は処置後の追跡調査期間の終了時(63日目)に、2群の間に体重の差はなかった。
したがって、AR37A335.8は、耐性が十分であり、このヒト結腸癌異種移植モデルで腫瘍量を減少した。
実施例5
AR37A335.8と抗CD44 H460−16−2の交差反応性の決定
全膜画分及び全細胞溶解質のウエスタンブロットを、モノクローナル抗体AR37A335.8と、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2でプローブした。簡潔には、培養で増殖したMDA−MB−231細胞から単離した20マイクログラムの全膜画分と、PC−3及びCCD−27sk細胞から調製した40マイクログラムの全細胞溶解質とを、非還元条件下で、10%SDS−ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動した後、ブロットを、ウエスタンブロットの標準プロトコールに従って、抗体AR37A335.8及びH460−16−2でプローブした。モノクローナル抗体AR37A335.8でプローブされたウエスタンブロットによる結果は、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2で得られたものと強く類似していることを明らかにし(図9)、両方の抗体が同じ抗原、すなわちCD44を認識している可能性があることを示唆した。AR37A335.8がCD44分子と交差反応するかを決定するために、これを培養で増殖した細胞の全膜画分からの抗CD44 H460−16−2により得られた免疫沈降複合体のウエスタンブロットでプローブとして使用した。簡潔には、300マイクログラムのMDA−MB−231全膜画分(1mg/mL最終タンパク質濃度)を、H460−16−2結合タンパク質Gセファロースビーズと4℃で2時間インキュベートした。洗浄した後、ビーズを1×非還元SDS−PAGE試料緩衝剤中で沸騰させ、試料を、10%分離用ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動させた後、ブロットの個別のレーンを、標準ウエスタンブロットプロトコールに従って、抗体AR37A335.8、H460−16−2及びIgG1アイソタイプ対照でプローブした。一次抗体は、全て5マイクログラム/mLの濃度で使用した。得られたブロットの画像(図10)は、AR37A335.8とH460−16−2の両方が同じ抗原と交差反応することを示し、したがって、抗体AR37A335.8もCD44分子内に含まれるエピトープを認識することを実証した。
AR37A335.8と抗CD44 H460−16−2の交差反応性の決定
全膜画分及び全細胞溶解質のウエスタンブロットを、モノクローナル抗体AR37A335.8と、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2でプローブした。簡潔には、培養で増殖したMDA−MB−231細胞から単離した20マイクログラムの全膜画分と、PC−3及びCCD−27sk細胞から調製した40マイクログラムの全細胞溶解質とを、非還元条件下で、10%SDS−ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動した後、ブロットを、ウエスタンブロットの標準プロトコールに従って、抗体AR37A335.8及びH460−16−2でプローブした。モノクローナル抗体AR37A335.8でプローブされたウエスタンブロットによる結果は、抗CD44モノクローナル抗体H460−16−2で得られたものと強く類似していることを明らかにし(図9)、両方の抗体が同じ抗原、すなわちCD44を認識している可能性があることを示唆した。AR37A335.8がCD44分子と交差反応するかを決定するために、これを培養で増殖した細胞の全膜画分からの抗CD44 H460−16−2により得られた免疫沈降複合体のウエスタンブロットでプローブとして使用した。簡潔には、300マイクログラムのMDA−MB−231全膜画分(1mg/mL最終タンパク質濃度)を、H460−16−2結合タンパク質Gセファロースビーズと4℃で2時間インキュベートした。洗浄した後、ビーズを1×非還元SDS−PAGE試料緩衝剤中で沸騰させ、試料を、10%分離用ポリアクリルアミドゲルで電気泳動により分析した。PVDF膜へ電気移動させた後、ブロットの個別のレーンを、標準ウエスタンブロットプロトコールに従って、抗体AR37A335.8、H460−16−2及びIgG1アイソタイプ対照でプローブした。一次抗体は、全て5マイクログラム/mLの濃度で使用した。得られたブロットの画像(図10)は、AR37A335.8とH460−16−2の両方が同じ抗原と交差反応することを示し、したがって、抗体AR37A335.8もCD44分子内に含まれるエピトープを認識することを実証した。
実施例6
ヒト前立腺腫瘍組織の染色
IHC(免疫組織化学)研究を実施して、ヒト前立腺腫瘍組織へのH460−16−2の結合を更に評価した。更なる実験の条件を決定するために、IHC最適化研究を予め実施した。H460−16−2モノクローナル抗体を、上記に記載したように産生及び精製した。
ヒト前立腺腫瘍組織の染色
IHC(免疫組織化学)研究を実施して、ヒト前立腺腫瘍組織へのH460−16−2の結合を更に評価した。更なる実験の条件を決定するために、IHC最適化研究を予め実施した。H460−16−2モノクローナル抗体を、上記に記載したように産生及び精製した。
53個のヒト前立腺腫瘍及び3個の正常な前立腺組織への抗体の結合を、ヒト前立腺の正常及び腫瘍組織マイクロアレイ(Imgenex,San Diego,CA)を使用して実施した。組織切片をオーブンにより58℃で1時間乾燥して脱パラフィン処理し、Coplinジャー中のキシレンにそれぞれ4分間で5回浸漬して脱ロウした。一連の段階的なエタノール洗浄(100%から75%)による処置の後、切片を水中で再水和した。スライドを、pH6のクエン酸緩衝剤(Dako,Toronto,Ontario)10mMに浸漬し、次に高、中及び低設定でそれぞれ5分間マイクロ波照射し、最後に冷PBSに浸漬した。次にスライドを3%過酸化水素溶液に6分間浸漬し、PBSによりそれぞれ5分間で3回洗浄し、乾燥し、Universal遮断溶液(Dako,Toronto,Ontario)と共に室温で5分間インキュベートした。H460−16−2、モノクローナルマウス抗前立腺特異的膜抗原(PSMA;クローン1D11、North West Biotherapeutics,Bothell,WA)又はアイソタイプ対照抗体(哺乳類組織に存在せず、誘導もされない酵素である、アスペルギルスニガーグルコースオキシダーゼに向けられている;Dako,Toronto,Ontario)を、抗体稀釈緩衝剤(Dako,Toronto,Ontario)で、処理濃度(2マイクログラム/mLに希釈された抗PSMAを除いて、それぞれの抗体では5マイクログラム/mL)に希釈し、室温で1時間インキュベートした。スライドをPBSによりそれぞれ5分間で3回洗浄した。一次抗体の免疫反応性を、供給されたHRP結合二次抗体(Dako Envision System,Toronto,Ontario)により室温で30分間検出/可視化した。この工程の後、スライドをPBSによりそれぞれ5分間で3回洗浄し、免疫ペルオキシダーゼ染色のために、DAB(3,3′−ジアミノベンジジンテトラヒドラクロリド、Dako,Toronto,Ontario)発色基質溶液を室温で10分間加えて、呈色反応を起こした。スライドを水道水で洗浄して、発色反応を止めた。マイヤー・ヘマトキシリン(Sigma Diagnostics,Oakville,ON)による対比染色の後、スライドを段階的なエタノール(75から100%)で脱水し、キシレンで清澄にした。装填培地(Dako Faramount,Toronto,Ontario)を使用して、スライドをカバーガラスで覆った。スライドを、Axiovert 200(Ziess Canada,Toronto,ON)を使用して微視的に調べ、Northern Eclipse Imaging Software(Mississauga,ON)を使用して、デジタル画像を得て、保存した。結果を、組織病理学者が読み取り、評価し、解釈した。
図11は、ヒト正常及び腫瘍前立腺組織のアレイのH460−16−2染色の結果のまとめを表す。表では、試験した腫瘍の19/53個(36%)がH460−16−2に陽性であった。H460−16−2は、腫瘍細胞及び間質線維芽細胞に特異的であった。細胞局在化は、管腔局在化するか又はしないで、ほとんど膜及び細胞質膜においてであった。陽性細胞の率は、<10%〜>50%の範囲であり、抗体の腫瘍細胞への不均一な結合を示した。抗体結合と腫瘍の病期との関係は、異なる腫瘍病期の腫瘍の数に差があったので正確に評価することができなかった(それぞれ、病期I、II、III及びIVで1/1個(100%)、4/12個(33%)、0/2個(0%)及び11/33個(33%))。
グリーソンスコアG1〜G2(25%)よりもG3〜G4(36%)において高い結合が存在した。グリーソンスコアは、前立腺癌を等級付けするシステムである。グリーソン等級付システムは、組織試料における癌の2つの最大領域のそれぞれに等級を割り当てる。等級は、1〜5の範囲であり、1が攻撃性が最も少なく、5が最も攻撃的である。等級3の腫瘍は、例えば、転移性をほとんど有さないが、転移性は等級4又は等級5では一般的である。次に2つの等級を合計して、グリーソンスコアを生成する。スコア2〜4は低い等級、5〜7は中程度の等級、8〜10は高い等級と考慮される。低いグリーソンスコアを有する腫瘍は、典型的には、患者の寿命内では有意な脅威をもたらさない可能性があるほどゆっくりと増殖する。
3個の正常な前立腺組織切片は、全て、抗体に対して陽性であった。しかし、組織特異性が、筋上皮及び間質線維芽細胞にあり、腺上皮にはなかった。図12は、H460−16−2の、試験した前立腺組織への結合の不均一性を示し、10/53個、6/53個、3/53個の陽性腫瘍が、それぞれ<10〜10%、<50〜50%及び>50%に分類される。前立腺癌細胞へのその結合の結果、H460−16−2の治療利益を、潜在的に前立腺癌の治療に拡大することができる。
実施例7
ヒト肝腫瘍組織の染色
H460−16−2のヒト肝腫瘍組織への結合を更に評価するために、抗体を肝腫瘍組織アレイ(lmgenex,San Diego,CA)で試験した。次の情報をそれぞれの患者から得た:年齢、性別、臓器及び診断。使用された染色手順は実施例6で開示されたものと同一であった。上記に記載したものと同じ陰性対照抗体を使用した。使用した陽性対照抗体は、抗AFP(アルファ1フェトプロテイン;クローンAFP−11、Abeam,Cambridge,MA)であった。抗体は、10マイクログラム/mLの処理濃度で使用した抗AFP以外は、全て5マイクログラム/mLの処理濃度で使用した。
ヒト肝腫瘍組織の染色
H460−16−2のヒト肝腫瘍組織への結合を更に評価するために、抗体を肝腫瘍組織アレイ(lmgenex,San Diego,CA)で試験した。次の情報をそれぞれの患者から得た:年齢、性別、臓器及び診断。使用された染色手順は実施例6で開示されたものと同一であった。上記に記載したものと同じ陰性対照抗体を使用した。使用した陽性対照抗体は、抗AFP(アルファ1フェトプロテイン;クローンAFP−11、Abeam,Cambridge,MA)であった。抗体は、10マイクログラム/mLの処理濃度で使用した抗AFP以外は、全て5マイクログラム/mLの処理濃度で使用した。
図13に開示されているように、H460−16−2抗体は、11/37個(30%)の原発性、7/8個(88%)の転移性肝細胞癌、1/2個(50%)の原発性、2/2個(100%)の転移性胆管癌を含む、試験した肝癌の21/49個(43%)に結合を示した。抗体は、初期の病期I及びII(p=0.03)と比較して進行腫瘍の病期III及びIVに有意に高い結合を示した〔病期I、0/2個(0%);病期II、2/17個(12%);病期III、8/16個(50%)及び病期IV、6/8個(75%)〕。H460−16−2は、腫瘍細胞及び浸潤性炎症性細胞に特異的であった。細胞局在は、主に膜であった。幾つかの腫瘍は、散在性細胞質染色パターンも示した。抗体は、9/9個の非腫瘍性肝臓組織に結合した(図14)。しかし、結合は、類洞細胞及び浸潤性リンパ球に限定されていた。H460−16−2抗原は、進行肝腫瘍組織に特異的に発現しているように思われる。したがって、AH460−16−2は、肝癌の治療における治療薬として潜在能力を有する。
実施例8
H460−16−2で処置したSCIDマウス由来のMDA−MB−231異種移植腫瘍組織に対するアポトーシス研究
H460−16−2は、予防及び確立MDA−MB−231異種移植モデルにおいてインビボで腫瘍増殖の抑制を生じる能力を示した(S.N.10/603.000に開示されている)。FACSを使用して、H460−16−2は、MDA−MB−231細胞周期に対する効果も実証し、この効果は、アポトーシス細胞数の用量依存的増加をもたらした(S.N.10/810,165に開示されている)。H460−16−2の作用機構を更に解明するために、乳癌の異種移植モデルにおいてインビボで増殖したMDA−MB−231腫瘍におけるアポトーシスに対するH460−16−2処置の効果を調査した。
H460−16−2で処置したSCIDマウス由来のMDA−MB−231異種移植腫瘍組織に対するアポトーシス研究
H460−16−2は、予防及び確立MDA−MB−231異種移植モデルにおいてインビボで腫瘍増殖の抑制を生じる能力を示した(S.N.10/603.000に開示されている)。FACSを使用して、H460−16−2は、MDA−MB−231細胞周期に対する効果も実証し、この効果は、アポトーシス細胞数の用量依存的増加をもたらした(S.N.10/810,165に開示されている)。H460−16−2の作用機構を更に解明するために、乳癌の異種移植モデルにおいてインビボで増殖したMDA−MB−231腫瘍におけるアポトーシスに対するH460−16−2処置の効果を調査した。
ヒト乳癌のMDA−MB−231確立モデルによる処置期間の終了時に、H460−16−2群のマウスは、緩衝剤対照処置群の容量の68.8%の平均腫瘍容量を示した(実施例10において同様のプロセスが開示されている)。処置終了の2日後、群あたり4匹のマウスを無作為に選択し、腫瘍を採取した。採取した腫瘍を、半分に分け、10%緩衝ホルマリンで固定した。固定した後、組織を更に切り取って、パラフィン埋め込みのためにおよそ2mmの腫瘍片にした。腫瘍の全断面が表れるように、妥当な努力が払われた。組織を、Toronto General Hospital(Toronto,ON)の臨床研究実験室で染色するために、パラフィンに埋め込み、切片にし、スライドに載せた。
アポトーシスを、Chemicon International(Temecula,CA)からのApopTag(登録商標)Plus Peroxidase In Situ Apoptosis Detection Kit(S7101)を使用して組織切片で評価した。ApopTag Kitは、TUNEL検定法に基づき、DNA断片化を評価することによりアポトーシスを検査する。末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)を使用して、ジゴキシゲニン−dNTPで断片を末端標識する。組み込まれたジゴキシゲニン−dNTPは、抗ジゴキシゲニンペルオキシダーゼ試薬を使用して検出した。従ったプロトコールは、キットに備えられたマニュアルに概説されていた。ApopTag染色及び細胞形態学は、光学顕微鏡検査法を使用して可視化した。それぞれの切片では、腫瘍の生存区域からの4つの別々の領域を使用して、染色細胞をカウントした。腫瘍の壊死領域に集中しないように注意した。4つの別々の領域からのカウントを合計して、この切片を表す合計カウントとした。カウントをそれぞれの切片毎に3回繰り返した(毎回、4つの領域に集中した)。3回のカウントから得た合計を使用して、切片の平均を得た。続いて、異なる治療群の平均カウントを計算した。図15に示されているように、緩衝剤対照群は、31.5細胞(±14.62)の平均総スコアを生じ、一方、H460−16−2処置群は、42.5細胞(±3.70)の平均総スコアを生じた。したがって、TUNEL検定法を使用して決定されたように、H460−16−2処置によりアポトーシスが増加する傾向がある。
ApoTag染色腫瘍の一連の切片を、続いてH&E染色し、単細胞の欠失、細胞縮化及びクロマチンの高密度質量への圧縮などの形態学的基準を使用して、アポトーシス細胞について検査した。これらの基準を満たす細胞のカウントを上記のセクションに記載されているように実施して、処置分の平均カウントを得た。陽性対照スライド(正常齧歯類乳腺の授乳の3〜5日後の組織)をキットに含め、試験スライドと共に染色した。図15に示されているように、緩衝剤対照群は、17細胞(±5.29)の平均総スコアを生じ、一方、H460−16−2処置群は、22.5細胞(±4.20)の平均総スコアを生じた。したがって、細胞形態学を使用して決定されたように、H460−16−2処置によりアポトーシスが増加する傾向がある。
実施例9
H460−16−2のキメラ化
1.0 可変部領域遺伝子を配列決定ベクターにクローニングする
抗体キメラの産生を促進するために、重鎖と軽鎖の両方の可変部領域をコードする遺伝子を、別々に、市販の配列決定ベクターpCR2.1にクローンした。
H460−16−2のキメラ化
1.0 可変部領域遺伝子を配列決定ベクターにクローニングする
抗体キメラの産生を促進するために、重鎖と軽鎖の両方の可変部領域をコードする遺伝子を、別々に、市販の配列決定ベクターpCR2.1にクローンした。
1.1 mRNAの単離
メッセンジャーリボ核酸(mRNA)を、QuickPrep(商標)Micro mRNA Purification Kit(GE Healthcare,Piscataway,NJ)を使用して、コンフルエントMaster Cell Bank H460−16−2ハイブリドーマ細胞の培養から単離した。mNAを、更なる使用が必要となるまで−80℃で保存した。
メッセンジャーリボ核酸(mRNA)を、QuickPrep(商標)Micro mRNA Purification Kit(GE Healthcare,Piscataway,NJ)を使用して、コンフルエントMaster Cell Bank H460−16−2ハイブリドーマ細胞の培養から単離した。mNAを、更なる使用が必要となるまで−80℃で保存した。
1.2 可変部領域遺伝子のRT−PCR増幅
別々の反応を実施して、軽及び重鎖可変部領域を増幅した。逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)は、mRNAテンプレートから相補的デオキシリボ核酸(cDNA)を合成し、次に、標的遺伝子を特異的に増幅した。
別々の反応を実施して、軽及び重鎖可変部領域を増幅した。逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)は、mRNAテンプレートから相補的デオキシリボ核酸(cDNA)を合成し、次に、標的遺伝子を特異的に増幅した。
軽鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルMuIgκVL5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルMuIgκVL3′−1プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington,ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応の第2のセットも、使用した順方向プライマーがMuIgκVL5′−Fの代わりにMuIgκVL5′−Cプライマー(Novagen,Mississauga,ON)であったことを除いて、上記の通りに調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。PCR産物を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
重鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Aプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの10pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Bプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、MuIgVH5′−Cプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Dプライマー、(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgGVH3′−2プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum(登録商標)Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。PCR反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。
図16は、RT−PCR反応の結果を示す。軽鎖反応(パネルA)は、MuIgκVL5′−F(レーン1)又はMuIgκVL5′−C(レーン2)順方向プライマーを使用して増幅した。重鎖反応(パネルB)は、MuIgVH5′−A、B、C、D及びF順方向プライマーのミックスを使用して増幅した。両方の軽鎖反応(パネルA、レーン1及び2)は、450bpで強いバンドを示し、また850bpで弱いバンドを示す。450bpバンドは、H460−16−2Vk遺伝子を含む標的バンドである。重鎖反応(パネルB、レーン1)は、500bpで強いバンドを示し、1000bpで弱いバンドを示す。500bpのバンドは、H460−16−2Vh遺伝子に対応する標的バンドである。PCR産物は、全てQIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
1.3 配列決定ベクターへのクローニング
軽及び重鎖精製PCR産物を、TOPO TA Cloning(登録商標)Kit(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して、pCR2.1ベクターに別々にクローンした。軽及び重鎖反応は両方とも2マイクロリットルの適切な精製PCR産物を含んだ。プラスミドを、製造者の使用説明書に従って、One Shot(登録商標)MAX Efficiency(商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。軽及び重鎖形質転換では、両方において、2マイクロリットルの連結反応を使用した。
軽及び重鎖精製PCR産物を、TOPO TA Cloning(登録商標)Kit(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して、pCR2.1ベクターに別々にクローンした。軽及び重鎖反応は両方とも2マイクロリットルの適切な精製PCR産物を含んだ。プラスミドを、製造者の使用説明書に従って、One Shot(登録商標)MAX Efficiency(商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。軽及び重鎖形質転換では、両方において、2マイクロリットルの連結反応を使用した。
それぞれの反応からの30マイクロリットルの形質転換細胞を、N,N−ジメチルホルムアミド(Caledon Laboratories,Georgetown,ON)中の50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)及び40マイクロリットルの40mg/mL 5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトピラノシド(X−gal,Caledon Laboratories,Georgetown,ON)を含有する、予め温めたLennox Lブロス(LB)アガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養した。プレートを逆さまにし、37℃で一晩インキュベートした。
それぞれのH460−16−2Vk形質転換プレートから5個の単一白色クローン及びH460−16−2Vh形質転換プレートから10個の単一白色クローンを選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLのLBブロス(Sigma,Oakville,ON)への接種に使用した。培養を、200rpmで振とうしながら37℃で一晩増殖させた。プラスミドを、QIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用してそれぞれの培養から単離した。
回収したプラスミドをEcoR Iで消化して、挿入のサイズを決定した。H460−16−2Vk消化物は、5マイクロリットルのプラスミド、0.02マイクロリットルの50U/マイクロリットルEcoR I(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの10×緩衝剤H(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの0.1%ウシ血清アルブミン(BSA)及び6.98ミリリットルの水を含有した。H460−16−2Vh消化物は、5マイクロリットルのプラスミド、0.04マイクロリットルの50U/マイクロリットルEcoR I(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの10×緩衝剤H(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの0.1%BSA(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)及び6.96マイクロリットルの水を含有した。プラスミドを、37℃で1時間消化した。それぞれの消化プラスミドの5マイクロリットルを1.0%アガロースゲルにかけた。
図17は、EcoR Iで消化されたpCR2.1(H460−16−2Vk)プラスミドを示す。クローン番号を上側に示す。最初の数字は、使用した順方向プライマーを意味し(1はMuIgκVL5′−F、2はMuIgκVL5′−C)、2番目の数字はクローン番号を意味する(1〜5)。およそ5000bpの大きいバンドは、pCR2.1ベクター骨格である。2〜4を除く全てのクローンは、H460−16−2Vk挿入の予測されるサイズである500bpでバンドを有する(矢印により示す)。
図18は、EcoR Iで消化されたpCR2.1(H460−16−2Vh)プラスミドを示す。クローン1、2、3、4、5及び8は、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の500bpバンドを示す。
適切なサイズの挿入(Vk1−1、Vk1−2、Vk1−3、Vk2−1、Vk2−2、Vk2−3、Vh1、Vh4及びVh5)を含有するプラスミドのうちの幾つかを、York UniversityのCore Molecular Biology Facility(Toronto,ON)で配列決定した。配列を図19に提示する。正確なH460−16−2Vk配列がクローン1−1、1−2及び1−3で見出された。残りのVkクローンは、異常免疫グロブリン遺伝子を含んでいた。クローン1−1(pVkH460−16−2#1−1)を、キメラH460−16−2 IgG2プラスミドの構築のために使用した。全てのH460−16−2Vhクローンは、正確なH460−16−2Vh配列を含んでいた。正確な配列を有するプラスミドを、更なる適用のために−30℃で保存した。
1.4 H460−16−2VHを配列決定ベクターにクローニングする(キメラIgG2の構築のため)
上記のmRNAを使用して、H460−16−2Vh遺伝子を増幅した。重鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で2分間冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Aプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの10pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Bプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Dプライマー、(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgGVH3′−2プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum(登録商標)Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。PCR反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。PCR産物を、製造者の使用説明書に従って、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
上記のmRNAを使用して、H460−16−2Vh遺伝子を増幅した。重鎖では、1マイクロリットルのmRNAを65℃で10分間加熱し、次に氷で2分間冷却した。RT−PCR反応は、12.5マイクロリットルの2×RT−PCR反応ミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Aプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの10pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Bプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Dプライマー、(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgVH5′−Fプライマー(Novagen,Mississauga,ON)、1マイクロリットルの5pmol/マイクロリットルMuIgGVH3′−2プライマー(Novagen,Mississauga,ON)、0.5マイクロリットルのRT/Platinum(登録商標)Taqミックス(Invitrogen,Burlington,ON)、0.4マイクロリットルの50mM MgSO4(Invitrogen,Burlington ON)及び25マイクロリットルまでの水の、Platinum(登録商標)Taq(Invitrogen,Burlington,ON)を有するSuperscript(商標)One−Step RT−PCRを使用して調製した。反応を熱循環器により50℃で40分間、続いて94℃で2分間加熱した。PCR反応を、94℃で30秒間分、55℃で1分間及び72℃で1分間の30サイクルで実施した。最後に、PCR産物を72℃で10分間加熱し、次に4℃で保存した。PCR産物を、製造者の使用説明書に従って、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
重鎖精製PCR産物を、TOPO TA Cloning(登録商標)Kit(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して、pCR2.1ベクターにクローンした。反応は1マイクロリットルの精製PCR産物を含んだ。2マイクロリットルの連結反応を使用して、One Shot(登録商標)MAX Efficiency(商標)DH5α(登録商標)−1R大腸菌(Invitrogen,Burlington,ON)を形質転換した。30マイクロリットルの形質転換細胞を、N,N−ジメチルホルムアミド(Caledon Laboratories,Georgetown,ON)中の50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)及び40マイクロリットルの40mg/mL 5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトピラノシド(X−gal,Caledon Laboratories,Georgetown,ON)を含有する、予め温めたLennox Lブロス(LB)アガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養した。プレートを逆さまにし、37℃で一晩インキュベートした。
H460−16−2VH形質転換プレートから10個の単一クローンを選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシンを含有する4mLのLBブロスへの接種に使用した。培養を、200rpmで振とうしながら37℃で一晩増殖させた。プラスミドを、製造者の使用説明書に従って、QIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用してそれぞれの培養から単離した。
回収したプラスミドをEcoR Iで消化して、挿入のサイズを決定した。H460−16−2Vh消化物は、5マイクロリットルのプラスミド、0.04マイクロリットルの50U/マイクロリットルEcoR I(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの10×緩衝剤H(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)、1.5マイクロリットルの0.1%BSA(Amersham Biosciences,Baie d′Urfe,QC)及び6.96マイクロリットルの水を含有した。プラスミドを、37℃で1時間消化した。それぞれの消化プラスミドの5マイクロリットルを1.0%アガロースゲルにかけた。
クローン#3及び#1は、予測された500bp挿入を有すると思われた。正確な挿入を有するクローンを更に得るために、pCR2.1(H460−16−2VH)形質転換大腸菌プレートから更に10個のクローンを選択した。上記に記載したように、クローンをLBブロスの接種に使用した。プラスミドを上記に記載したように培養から単離し、次に上記に記載したようにEcoR Iで消化した。
図20は、pCR2.1(H460−16−2Vh)プラスミドのEcoR I消化物を示す。およそ5000bpの大きいバンドは、pCR2.1ベクター骨格である。クローン#17は、H460−16−2VH挿入の予測されるサイズである500bpでバンドを有する(矢印により示す)。
適切なサイズの挿入(Vh#1、Vh#3及びVh#17)を含有するプラスミドを、York UniversityのCore Molecular Biology Facility(Toronto,ON)で配列決定した。配列を図21に提示する。正確なH460−16−2Vh配列がクローン3及び17で見出された。クローン3(pVhH460−16−2#3)を、キメラH460−16−2 IgG2プラスミドの構築のために使用した。正確な配列を有するプラスミドを、更なる適用のために−30℃で保存した。
2.0 ヒト定常部領域遺伝子を含むCMVプロモーターベクターにマウスH460−16−2遺伝子をクローニングする
マウス−ヒトIgG1キメラ抗体作成物を作り出すために、マウスH460−16−2可変部領域遺伝子を、ヒト定常部領域遺伝子を含むプラスミドにクローンした。これらのCMVプロモーターベクターをG.R.McLeanらから得た。ベクターは、最初はpHC−huCg1及びpLC−huCkと呼ばれた。本明細書では、pCH−huIg1及びpCL−huCkと呼ぶ。
マウス−ヒトIgG1キメラ抗体作成物を作り出すために、マウスH460−16−2可変部領域遺伝子を、ヒト定常部領域遺伝子を含むプラスミドにクローンした。これらのCMVプロモーターベクターをG.R.McLeanらから得た。ベクターは、最初はpHC−huCg1及びpLC−huCkと呼ばれた。本明細書では、pCH−huIg1及びpCL−huCkと呼ぶ。
2.1 pCH−huIg1の制限酵素部位を変える
重鎖CMVプロモーターベクター(pCH−huIg1)のプラスミドマップを図22に提示する。H460−16−2Vh可変部遺伝子を、Nhe I制限部位とHind III制限部位の間にクローンした。H460−16−2Vh遺伝子内の内部Hind III部位のため、ベクターのHind III部位はBsiW Iに変わった。
重鎖CMVプロモーターベクター(pCH−huIg1)のプラスミドマップを図22に提示する。H460−16−2Vh可変部遺伝子を、Nhe I制限部位とHind III制限部位の間にクローンした。H460−16−2Vh遺伝子内の内部Hind III部位のため、ベクターのHind III部位はBsiW Iに変わった。
PCRプライマーは、このクローニングを促進するために社内で設計し、Gibco BRL(Birlington,ON)により合成した。プライマー配列を図23に提示する。1マイクロリットルの精製pCH−huIg1プラスミド(G.R.McLean,Bronx,NY)を、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルpCH−huBsiW Iプライマー、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルBGHプライマー、0.2マイクロリットルの50mM MgCl2(Invitrogen,Burlington,ON)及び22マイクロリットルのPlatinum(登録商標)PCR Supermix(Invitrogen,Burlington,ON)と合わせた。反応を、熱循環器により、94℃で5分間、続いて30サイクルの94℃で1分間、58℃で1分間、そして72℃で1分間によりインキュベートした。最後に、反応を72℃で10分間インキュベートし、次に4℃で保存した。
4マイクロリットルのPCR産物を、図24に示されているように、1.0パーセントアガロースゲルにかけた。パネルA、レーン1は、IgG1のヒト重鎖定常部領域を含むpCH−huIg1プラスミドのPCR増幅領域である。バンドが約1100bpで表れ、これは予測されたサイズである。残りのPCR産物を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
精製PCR産物と精製pCH−huIg1プラスミドの両方を、Hind III及びXho Iで消化して連結を促進した。PCR産物消化は、46マイクロリットルの精製PCR産物、6マイクロリットルの10×緩衝剤M(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)、6マイクロリットルの0.1%BSA(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)及び2マイクロリットルの15U/マイクロリットルHind III(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)を含んだ。プラスミド消化は、4マイクロリットルの1.4マイクログラム/マイクロリットルpCH−huIg1、6マイクロリットルの10×緩衝剤M(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)、6マイクロリットルの1パーセントBSA(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)、42マイクロリットルの水及び2マイクロリットルの15U/マイクロリットルHind III(Amersham Biosciences,Baied′Urfe,QC)を含んだ。消化物を、37℃で2時間インキュベートした。少量のアリコート(2マイクロリットルのPCR産物反応及び3マイクロリットルのプラスミド反応)を取り出し、アガロースゲルにより消化の進行を調べるために保存した。残りの消化物に、3.2マイクロリットルの1M NaCl、2.5マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4及び3マイクロリットルの8U/マイクロリットルXho I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加えた。反応を、37℃で2時間更にインキュベートした。それぞれの消化物から別の少量のアリコートを取り出して、アガロースゲルにかけるために保存した。
図25は、消化PCR産物及びプラスミドを示す。消化後でPCR産物のサイズにほとんど変化がなく(レーン1、パネルA及びB)、これは、それぞれの末端から極めて少数の塩基対が除去されたので予測されたことである。プラスミドの単一Hind III消化(パネルA、レーン2)は、直線化プラスミドのサイズを示す(分子量マーカーより大きい)。二重Hind III及びXho I消化(パネルB)は、大きなプラスミド骨格を示し、消化され、消化PCR産物に代えられる約1000bpの切片を示す。残りの消化PCR産物を、QIAquick PCR Purificationキット(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、残りのプラスミド骨格を、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して1%アガロースゲルで精製した。
消化PCR産物及びプラスミド骨格を、4:1のモル比で一緒に連結した。反応は、233ngの消化プラスミド骨格、162ngの消化PCR産物、4マイクロリットルの5×連結緩衝剤(Gibco BRL,Burlington,ON)、4マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Gibco BRL,Burlington,ON)及び9.33マイクロリットルの水を含んだ。反応を、16℃で一晩、次に70℃で15分間インキュベートして、酵素を不活性化した。2マイクロリットルの連結反応を、氷上で30分間、42℃で2分間、再び氷上で5分間インキュベートすることによって、50マイクロリットルのOne Shot(登録商標)MAX Efficiency(登録商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌細胞(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。250マイクロリットルのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を加え、形質転換細胞を37℃で1時間インキュベートした。100マイクロリットルの細胞を、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する予め温めたLBアガープレート(Sigma,Oakville,ON)で平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
10個の単一クローンを、形質転換細胞から選択し、50μg/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLのLBブロス(Sigma,Oakville,ON)への接種に使用し、200rpmで振とうしながら37℃で一晩インキュベートした。プラスミドを、QIAprep Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して一晩培養から単離した。単離プラスミドを、BsiW Iで消化して、どのクローンが新たな切断部位を組み込んだかを同定した。消化物は、3マイクロリットルの精製プラスミド、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、1マイクロリットルの3U/マイクロリットルBsiW I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含有した。消化物を37℃で2時間インキュベートし、5マイクロリットルの消化プラスミドを、図26で示されているように、1%アガロースゲルにかけた。4及び8を除く全てのクローンは消化されると直線化し、これらが新たなBsiW I切断部位を組み込んだことを示した。レーン11は、対照環状プラスミドとしてのクローン5の未消化アリコートを示す。クローン1、2、5及び7をYork University(Toronto,ON)で配列決定した。6個のクローンは全て所望の配列を有し、更なる使用のために−30℃で保存した。
2.2 ARH460−16−2Vκ及びVH遺伝子のpCL−huCk及びpCH−huIg1への挿入
H460−16−2Vk及びVh遺伝子のpCL−huCk及びpCH−huIg1それぞれへのクローニングを促進するために、制限部位を遺伝子の両方の末端に付加する必要があった。軽鎖では、Bgl II部位を5′末端に付加し、Hing III部位を3′末端に付加した。重鎖では、Nhe I部位を5′末端に付加し、BsiW I部位を3′末端に付加した。これらのPCR反応に使用したプライマーの配列を図23に提示する。pCL−huCk(pLC−huCkとも呼ばれる)のプラスミドマップを図27に提示する。図には表れないが、pCL−huCkベクターにおけるリーダー領域と可変部領域の間にBgl II部位が存在する。
H460−16−2Vk及びVh遺伝子のpCL−huCk及びpCH−huIg1それぞれへのクローニングを促進するために、制限部位を遺伝子の両方の末端に付加する必要があった。軽鎖では、Bgl II部位を5′末端に付加し、Hing III部位を3′末端に付加した。重鎖では、Nhe I部位を5′末端に付加し、BsiW I部位を3′末端に付加した。これらのPCR反応に使用したプライマーの配列を図23に提示する。pCL−huCk(pLC−huCkとも呼ばれる)のプラスミドマップを図27に提示する。図には表れないが、pCL−huCkベクターにおけるリーダー領域と可変部領域の間にBgl II部位が存在する。
軽鎖では、pCR2.1(H460−16−2Vk)M#1−1(上記参照、MはMaster Cell Bankを意味する)から精製された150ng/マイクロリットルのプラスミドの1マイクロリットルを、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルH460−16−2Vk5′プライマー、1マイクロリットルの20pmol/マイクロリットルVk3′NotI、0.2マイクロリットルの50mM MgCl2(Invitrogen,Burlington,ON)及び22マイクロリットルのPlatinum(登録商標)PCR Supermix(Invitrogen,Burlington,ON)と合わせた。重鎖では、pCR2.1(H460−16−2Vh)#1(上記参照)から精製された40ng/マイクロリットルのプラスミドの1マイクロリットルを、1マイクロリットルの25pmol/マイクロリットルH460−16−2Vh5′NheIプライマー、1マイクロリットルの25pmol/マイクロリットルVh3′BsiW Iプライマー及び47マイクロリットルのPCR Supermix High Fidelity(Invitrogen,Burlington,ON)と合わせた。軽鎖反応を、94℃で5分間、続いて30サイクルの94℃で1分間、58℃で1分間、そして72℃で1分間、続いて72℃で7分間によりインキュベートした。重鎖反応を、同様にインキュベートしたが、アニーリング温度は(58℃の代わりに)55℃であった。
図24は、1.0%アガロースゲルにかけたそれぞれのPCR反応のアリコートを示す。H460−16−2Vk遺伝子(パネルA、レーン2)は400bpで表れ、これは軽鎖可変部領域の予測されるサイズである。H460−16−2Vh遺伝子(パネルB、レーン1)は450bp近くで表れ、これは重鎖可変部領域の予測されるサイズである。残りのPCR産物を、QIAquick PCR Purificationキット(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、次に適切な酵素で消化して、プラスミドへの連結を促進した。
軽鎖では、pCL−huCkとH460−16−2Vk PCR産物の両方を、Bgl II及びNot Iで消化して、クローニングを促進した。40マイクロリットルのH460−16−2Vk PCR産物を、6マイクロリットルの10×NE緩衝剤(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.6マイクロリットルの100×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルBgl II(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルNot I及び60マイクロリットルまでの水と合わせた。軽鎖プラスミドでは、PCR産物の代わりに8マイクロリットルのpCL−huCk(G.R.McLean,Bronx,NY)を含む同様の反応を調製した。両方の反応を、37℃で3時間インキュベートした。消化ベクター及び挿入のアリコートを、図28に示されているように、1.2%アガロースゲルにかけた。直線化pCL−huCkベクター骨格(レーン1)が大きなバンドで表れ、一方、ベクターから除去された軽鎖可変部領域は、400bpバンドで表れる。消化H460−16−2Vk(レーン2)遺伝子も400bpで表れる。残りの直線化pCL−huCkプラスミドを1.0パーセントゲルにかけ、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。残りの消化H460−16−2Vk PCR産物を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
重鎖では、BsiW I部位が付加されたpCH−huIg1プラスミド(上記を参照すること)とH460−16−2Vh PCR産物の両方を、BsiW I及びNhe Iで消化して、クローニングを促進した。プラスミド反応は、0.7マイクロリットルのpCH−huIg1(BsiW I)#1DNA、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルBsiW I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含んだ。プラスミドの代わりに12.1マイクロリットルのH460−16−2Vh精製PCR産物を含む同様の反応も設定した。反応を55℃で一晩インキュベートし、5マイクロリットルのアリコートをプラスミド消化から取り出し、ゲルで調べた。0.2マイクロリットルの100×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び1マイクロリットルの5U/マイクロリットルNhe I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を、両方の反応に加え、これらを37℃で一晩更にインキュベートした。別の5マイクロリットルを取り出し、ゲルにかけて消化を調べることに使用した。
図29は、1.2パーセントゲルにかけた消化の結果を示す。単一BsiW I消化(パネルB、レーン1)は、直線化プラスミドを示す。二重BsiW I及びNhe I消化(パネルB、レーン2)は、大きなバンドでプラスミド骨格を示し、重鎖可変部領域を450pbに示す。この小さなバンドは、450bpの消化H460−16−2Vh PCR産物により代えられる(パネルA、レーン1)。残りの消化プラスミドは、1.2パーセントゲルにかけ、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。残りの消化H460−16−2Vh PCR産物は、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
消化H460−16−2Vk PCR産物を、直線化pCL−huCkプラスミドと連結した。220ngの消化pCL−huCkを、66ngの消化H460−16−2Vk、4マイクロリットルの5×連結緩衝剤(Gibco BRL,Burlington,ON)、4マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Gibco BRL,Burlington,ON)及び20マイクロリットルまでの水と合わせた。反応を、16℃で一晩インキュベートし、次に70℃で10分間インキュベートして、酵素を熱不活性化した。2マイクロリットルの連結反応を、氷上で30分間、42℃で2分間、再び氷上で5分間インキュベートすることによって、50マイクロリットルのOne Shot(登録商標)MAX Efficiency(登録商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌細胞(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。250マイクロリットルのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を加え、形質転換細胞を37℃で1時間インキュベートした。30マイクロリットルの細胞を、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する予め温めたLBアガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
重鎖連結反応は、250ngの消化pCH−huIg1、84ngの消化H460−16−2Vh PCR産物、4マイクロリットルの5×連結緩衝剤(Gibco BRL,Burlington,ON)、1マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Gibco BRL,Burlington,ON)及び20マイクロリットルまでの水を含んで設定した。反応を、16℃で一晩、次に65℃で10分間インキュベートして、酵素を熱不活性化した。1マイクロリットルの連結反応を、氷上で30分間、42℃で2分間、再び氷上で5分間インキュベートすることによって、25マイクロリットルのOne Shot(登録商標)MAX Efficiency(登録商標)DH5α(商標)−T1R大腸菌細胞(Invitrogen,Burlington,ON)に形質転換した。250マイクロリットルのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を加え、形質転換細胞を37℃で1時間インキュベートした。30マイクロリットルの細胞を、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する予め温めたLBアガー(Sigma,Oakville,ON)プレートで平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
形質転換pCL−huCk(H460−16−2Vk)プレートから8個の単一コロニー及び形質転換pCH−huIg1(H460−16−2Vh)プレートから6個の単一コロニーを選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLの2−YTブロス(Gibco BRL,Burlington,ON)への接種に使用した。プラスミドを、QIAprep Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して一晩培養から単離し、消化して、正確なサイズの挿入を確認した。軽鎖反応を、3マイクロリットルのプラスミド、1.5マイクロリットルの10×NE緩衝剤3(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.15マイクロリットルの100×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルBgl II、2マイクロリットルの10U/マイクロリットルNot I及び9.65マイクロリットルの水により調製し、37℃で3時間インキュベートした。重鎖反応は、2マイクロリットルのプラスミドを、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルBsiW I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水と組み合わせることのよって設定した。これらを55℃2時間インキュベートし、次に2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び0.8マイクロリットルの5U/マイクロリットルNhe Iを加えた。反応を、37℃で2時間更にインキュベートした。
図30及び31は、pCL−huCk(H460−16−2Vk)及びpCH−huIg1(H460−16−2Vh)それぞれの上記の消化の結果を示す。#1を除く全ての軽鎖クローン(図30)は、H460−16−2Vk遺伝子に対応する所望の400bp挿入を含んだ。全ての重鎖クローン(図31)は、H460−16−2Vh遺伝子に対応する所望の450bp挿入を含んだ。これらの結果に基づき、pCL−huCk(H460−16−2Vk)クローン3、4、6、7及び8、並びにpCH−huIg1(H460−16−2Vh)クローン4及び6を、York University(Toronto,ON)で配列決定した。クローンは全て所望の配列を有し、更なる使用のために−80℃で保存した。
3.0 キメラ化軽及び重鎖ARH460−16−2をCHEF1発現ベクターにクローニングする。
次に、軽鎖(H460−16−2Vk)のマウス可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpNEF38にクローンし、重鎖(H460−16−2Vh)のマウス可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpDEF38にクローンした。プラスミドマップを図32及び33に提示する。
次に、軽鎖(H460−16−2Vk)のマウス可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpNEF38にクローンし、重鎖(H460−16−2Vh)のマウス可変部領域及びヒト定常部領域をCHEF1発現ベクターpDEF38にクローンした。プラスミドマップを図32及び33に提示する。
この報告の残りの部分において、用語Ch−ARH460−16−2Vkは、pCL−huCkプラスミドから誘導される、軽鎖可変部H460−16−2遺伝子とヒト軽鎖定常部領域の組み合わせを意味する。用語Ch−ARH460−16−2Vhは、pCH−huIg1プラスミドから誘導される、重鎖可変部H460−16−2遺伝子とヒト重鎖IgG1領域の組み合わせを意味する。
3.1 CHEF1ベクターにクローンするために制限部位を変える
CMVプロモーターベクターにおいてCh−ARH460−16−2遺伝子に隣接する制限部位は、CHEF1発現ベクターへのサブクローニングを促進するために、変える必要があった。CMVプロモーター作成物におけるリーダー、可変部及び定常部領域を、所望の制限部位を導入したプライマーを使用してPCR増幅した。プライマー配列を図23に提示する。
CMVプロモーターベクターにおいてCh−ARH460−16−2遺伝子に隣接する制限部位は、CHEF1発現ベクターへのサブクローニングを促進するために、変える必要があった。CMVプロモーター作成物におけるリーダー、可変部及び定常部領域を、所望の制限部位を導入したプライマーを使用してPCR増幅した。プライマー配列を図23に提示する。
軽鎖では、PCR反応は、1.4マイクロリットルの73ng/マイクロリットルpCL−huCk(ARH460−16−2Vk)#3DNA(上記を参照すること)、1.0マイクロリットルの25pmol/マイクロリットルpCL−huCK 5′MluIプライマー、1.7マイクロリットルの15pmol/マイクロリットルBGHプライマー及び20.9マイクロリットルのPCR Supermix High Fidelity(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して調製した。重鎖では、PCR反応は、0.5マイクロリットルの0.27マイクログラム/マイクロリットルpCH−huIg1(ARH460−16−2Vh)#4DNA(上記を参照すること)、1.7マイクロリットルの15pmol/マイクロリットルVh 5′Nhe I/Mlu Iプライマー、1.7マイクロリットルの15pmol/マイクロリットルBGHプライマー及び21.1マイクロリットルのPCR Supermix High Fidelity(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して調製した。重及び軽鎖反応を、94℃で2分間、続いて25又は30サイクルの94℃で30分間、55℃で30分間、そして68℃で2分間によりそれぞれインキュベートした。それぞれの反応のアリコートを、図34で示されているように、アガロースゲルにかけた。Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物(パネルA、レーン1)は、800bpバンドで表れ、これは軽鎖マウスH460−16−2Vk可変部領域及びヒト定常部領域の予測されるサイズである。Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物(パネルB、レーン1)は、1500bpバンドで表れ、これは重鎖マウスH460−16−2Vh可変部領域及びヒト定常部領域の予測されるサイズである。
3.2 キメラH460−16−2遺伝子をCHEF1ベクターにクローニングする
残りのPCR産物は、MinElute PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、クローニングのために適切な制限酵素によりCHEF1ベクターと共に消化した。反応は、1マイクログラムのDNA(精製Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物、精製Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物、pNEF38(ICOS,Seattle,WA)又はpDEF38(ICOS,Seattle,WA))、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/マイクロリットルXba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含んだ。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルMul I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加え、37℃で6時間更にインキュベートした。消化PCR産物を、MinElute Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、消化ベクターを、QIAEX II Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)で精製した。
残りのPCR産物は、MinElute PCR Purification Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、クローニングのために適切な制限酵素によりCHEF1ベクターと共に消化した。反応は、1マイクログラムのDNA(精製Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物、精製Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物、pNEF38(ICOS,Seattle,WA)又はpDEF38(ICOS,Seattle,WA))、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/マイクロリットルXba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含んだ。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルMul I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加え、37℃で6時間更にインキュベートした。消化PCR産物を、MinElute Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製し、消化ベクターを、QIAEX II Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)で精製した。
Ch−ARH460−16−2Vkを、5:1のモル比でpNEF38に連結した。25ngの消化pNEF38を、69ngの消化Ch−ARH460−16−2Vk PCR産物、4マイクロリットルの5×リガーゼ反応緩衝剤(Invitrogen,Burlington,ON)、0.5マイクロリットルの1U/マイクロリットルT4DNAリガーゼ(Invitrogen,Burlington,ON)及び20マイクロリットルまでの水と合わせた。同等の重鎖反応を、25ngの消化pDEF38及び66ngの消化Ch−ARH460−16−2Vh PCR産物を使用して調製した。反応を、16℃で一晩インキュベートし、次に65℃で10分間インキュベートして、酵素を不活性化した。重鎖連結反応を、QIAEX II Reaction Cleanup Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して精製した。
連結反応は、3マイクロリットルの希釈塩溶液(Invitrogen,Burlington,ON)及び2マイクロリットルの連結反応を、50マイクロリットルのOne Shot(登録商標)TOP10 Electrocomp(商標)大腸菌(Invitrogen,Mississauga,ON)に加えることによって、大腸菌に形質転換した。細胞を、予め冷やした1mmのキュベットに移し、電気穿孔器内で1700Vを5ミリ秒間チャージされた。1mLのS.O.C培地(Invitrogen,Burlington,ON)を直ぐに加え、次に細胞を、200rpmで振とうしながら、37℃で1時間インキュベートした。細胞の200マイクロリットルのアリコートを、50マイクログラム/mLのアンピリシンを含有する予め温めたLBアガープレートで平板培養し、37℃で一晩インキュベートした。
6個の単一コロニーを、それぞれのプレートから選択し、50マイクログラム/mLのアンピリシン(Sigma,Oakville,ON)を含有する4mLの2YTブロス(Invitrogen,Burlington,ON)への接種に使用し、200rpmで振とうしながら37℃で一晩インキュベートした。プラスミドを、QIAprep Miniprep Kit(QIAGEN,Mississauga,ON)を使用して、得られた一晩培養から単離した。軽鎖プラスミドをXba I及びMlu Iで消化して、どのクローンが正確なサイズの挿入を含有するかを確認した。消化物は、1マイクログラムのプラスミドDNA、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/マイクロリットルXba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水を含有した。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/マイクロリットルMul I(New England Biolabs,Ipswich,MA)を加え、37℃で6時間更にインキュベートした。重鎖プラスミドを、Xba I、Mlu I及びHind IIIで消化した。100ngのプラスミドDNAを、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、2マイクロリットルの10×BSA(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.2マイクロリットルの20U/μL Xba I(New England Biolabs,Ipswich,MA)及び20マイクロリットルまでの水と組み合わせた。反応を、37℃で一晩インキュベートし、次に0.8マイクロリットルの1M Tris−HCl、pH7.4、1.0マイクロリットルの1M NaCl及び0.4マイクロリットルの10U/μL Mul Iを加え、37℃で6時間更に消化した。消化物の少量のアリコートを取り出してゲルにかけ、2マイクロリットルの10×NE緩衝剤2(New England Biolabs,Ipswich,MA)、0.3マイクロリットルの15U/マイクロリットルHind III及び7.7マイクロリットルの水を加えた。反応を、37℃で6時間インキュベートした。
消化プラスミドを、図35で見られるように、1.2パーセントアガロースゲルにかけた。軽鎖プラスミド(パネルA)では、#3を除いて全てのクローンが所望の750bp挿入を有し、それは軽鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。重鎖プラスミドでは、Xba I及びMlu I消化物(パネルB、レーン1A、2A及び6A)は、1500bp挿入を示し、これは重鎖可変部領域及び定常部領域に対応する。Xba I、Mul I及びBsiW Iで消化された重鎖プラスミド(パネルB、レーン1B、2B及び6B)は、1000bp及び500bpでバンドを示し、これらはそれぞれ重鎖定常部領域及び可変部領域に対応する。クローン4(パネルB)は、全く表れず、反応設定に問題があったことを示した。
これらの結果に基づき、軽鎖クローン1、2及び4と重鎖クローン1、2及び6を、York University(Toronto,ON)で配列決定した。配列を図36に提示する。軽鎖クローンpNEF38(Ch−ARH460−16−2Vk)#4及び重鎖クローンpDEF38(Ch−ARH460−16−2Vh)#2は、正確な配列を有し、キメラH460−16−2作成物の構築に使用した。
4.0 (ch)ARH460−16−2−IgG1を産生するための初期クローニング
4.1 pMPGCR5IgG1−Vk+hH460の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2(Ch−ARH460−16−2Vh及びCh−ARH460−16−2Vk)のキメラIgG1アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図37)。このプラスミドは、下記に記載するように、最初に2つの中間体プラスミドを構築することにより産生した。
4.1 pMPGCR5IgG1−Vk+hH460の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2(Ch−ARH460−16−2Vh及びCh−ARH460−16−2Vk)のキメラIgG1アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図37)。このプラスミドは、下記に記載するように、最初に2つの中間体プラスミドを構築することにより産生した。
A)pMPGCR5VkH460AscIdの構築
抗体B43の軽鎖をコードするDNAフラグメントを、BamHIで消化することによって、pMPGCR5B43k(図38)から除去した。末端を平滑化した後、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理し、ベクターDNAを、pNEF38(Ch−ARH460−16−2Vκ)#4をXba I及びBsiW Iにより消化し、続いてT4DNAポリメラーゼにより処理して末端を平滑化することによって得られた、軽鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。
抗体B43の軽鎖をコードするDNAフラグメントを、BamHIで消化することによって、pMPGCR5B43k(図38)から除去した。末端を平滑化した後、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理し、ベクターDNAを、pNEF38(Ch−ARH460−16−2Vκ)#4をXba I及びBsiW Iにより消化し、続いてT4DNAポリメラーゼにより処理して末端を平滑化することによって得られた、軽鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。
B)pCR5IgGlVhH460AscIの構築
B43の重鎖をコードするDNAフラグメントを、Hind IIIで消化することによって、pKCR5B43G3(図39)から除去した。T4DNAポリメラーゼにより末端を平滑化し、CIPで処理した後、ベクターDNAを、pDEF38(Ch−ARH460−16−2VH)#2をXba I及びPac Iで消化することによって単離された、重鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。連結の前に、DNAフラグメントを、T4DNAポリメラーゼで平滑化した。
B43の重鎖をコードするDNAフラグメントを、Hind IIIで消化することによって、pKCR5B43G3(図39)から除去した。T4DNAポリメラーゼにより末端を平滑化し、CIPで処理した後、ベクターDNAを、pDEF38(Ch−ARH460−16−2VH)#2をXba I及びPac Iで消化することによって単離された、重鎖をコードするDNAフラグメントと連結した。連結の前に、DNAフラグメントを、T4DNAポリメラーゼで平滑化した。
C)最終組み立て
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpCR5IgGlVhH460AscIから切断し、pMPGCR5VkH460AscIdのAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。得られた作成物(pMPGCR5IgG1−Vk+hH460)のマップを図37に表す。
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpCR5IgGlVhH460AscIから切断し、pMPGCR5VkH460AscIdのAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。得られた作成物(pMPGCR5IgG1−Vk+hH460)のマップを図37に表す。
5.0 キメラH460−16−12を発現するクローンの産生
CHO−SF(a)のバイアルをGibco BRL(Burlington,ON)から得て、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地(Gibco BRL,Burlington,ON)において2000年5月に解凍した。細胞を、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地で10日間増殖させ、90%ウシ胎児血清(Hyclone,Logan,UT)及び10%DMSOで冷凍保存液を作成した。cumateトランスアクチベーター(cTA)を安定して発現するCHOcTA細胞は、CHO−SF(a)細胞を、製造者の推奨に従ってLipofectamine 2000(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して直線化pMPG−BFP/CMV−cTA/tk−neoで形質移入することによって、生成した。3日後、形質移入細胞を、G418(1.2mg/mL)の存在下でインキュベートし、4週間後、G418耐性細胞のプールをpAdCR5GFPqで形質移入した。2日後、GFPを最も多く発現している細胞を、EPICS TM V(Model 752;Beckman−Coulter,Hialeah,FL)マルチパラメーターレーザーフローサイトメーター及び細胞分類装置で分類し、1.2mg/mLのG418の存在下で1ウエルあたり1個の細胞の密度で96ウエルプレートに移した。コンフルエントクローンを取り出し、拡大し、細胞により合成されたcTAの量を、CR5プロモーターにより調節されているアデノウイルスベクター発現GFP(AdCR5GFPq)で感染した24時間後、Coulter EPICS Tm XIフローサイトメーター(Beckman−Coulter,Hialeah,FL)を使用したフローサイトメトリーによりGFPの強度を測定することによって、間接的に決定した。2回目のクローニングは、AdCR5GFPqにより形質導入した後で最も蛍光性があったクローンからの個別の細胞を、細胞マイクロマニピュレーターを使用して96ウエルプレートに移動することによって実施した(Caron他,2000)。細胞をG418の不在下で増殖させ、コンフルエントコロニーを取り出し、拡大した。これらの細胞により産生されたcTAの量を、AdCR5GFPqで感染した後に産生されたGFPqの強度を測定するフローサイトメトリーにより、間接的に評価した。最も高い生産性のサブクローンのうちの1つ(CHOcTA−5F−1)を拡大した。小規模の細胞バンクを生成し、液体窒素に冷凍して保持した。
CHO−SF(a)のバイアルをGibco BRL(Burlington,ON)から得て、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地(Gibco BRL,Burlington,ON)において2000年5月に解凍した。細胞を、4mMのL−グルタミンを補充したCD−CHO培地で10日間増殖させ、90%ウシ胎児血清(Hyclone,Logan,UT)及び10%DMSOで冷凍保存液を作成した。cumateトランスアクチベーター(cTA)を安定して発現するCHOcTA細胞は、CHO−SF(a)細胞を、製造者の推奨に従ってLipofectamine 2000(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して直線化pMPG−BFP/CMV−cTA/tk−neoで形質移入することによって、生成した。3日後、形質移入細胞を、G418(1.2mg/mL)の存在下でインキュベートし、4週間後、G418耐性細胞のプールをpAdCR5GFPqで形質移入した。2日後、GFPを最も多く発現している細胞を、EPICS TM V(Model 752;Beckman−Coulter,Hialeah,FL)マルチパラメーターレーザーフローサイトメーター及び細胞分類装置で分類し、1.2mg/mLのG418の存在下で1ウエルあたり1個の細胞の密度で96ウエルプレートに移した。コンフルエントクローンを取り出し、拡大し、細胞により合成されたcTAの量を、CR5プロモーターにより調節されているアデノウイルスベクター発現GFP(AdCR5GFPq)で感染した24時間後、Coulter EPICS Tm XIフローサイトメーター(Beckman−Coulter,Hialeah,FL)を使用したフローサイトメトリーによりGFPの強度を測定することによって、間接的に決定した。2回目のクローニングは、AdCR5GFPqにより形質導入した後で最も蛍光性があったクローンからの個別の細胞を、細胞マイクロマニピュレーターを使用して96ウエルプレートに移動することによって実施した(Caron他,2000)。細胞をG418の不在下で増殖させ、コンフルエントコロニーを取り出し、拡大した。これらの細胞により産生されたcTAの量を、AdCR5GFPqで感染した後に産生されたGFPqの強度を測定するフローサイトメトリーにより、間接的に評価した。最も高い生産性のサブクローンのうちの1つ(CHOcTA−5F−1)を拡大した。小規模の細胞バンクを生成し、液体窒素に冷凍して保持した。
CHO−SF(b)細胞(Invitrogen,Burlington,ON)を解凍し、1×HTサプリメント(Invitrogen,Burlington,ON)、4mMのL−グルタミン(Invitrogen,Burlington,ON)を補充した50mlのCD CHO培地(Invitrogen,Burlington,ON)において37℃で増殖した。3世代後、22個の冷凍バイアルのバンクを、下記に記載するように10%DMSO(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して作製した。細胞バンクを、INRS−Institut Armand−Frappier,Montreal,QCにおいてマイコプラズマの存在について試験した。マイコプラズマは検出されなかった。cumateトランスアクチベーター(cTA)を安定して発現するCHOcTA細胞は、CHO−SF(b)細胞を、製造者の推奨に従ってLipofectamine 2000(Invitrogen,Burlington,ON)を使用して直線化pMPG−/tk−neo/cymR_VP16−nlsで形質移入することによって生成した。翌日、細胞を、G418(1.2mg/mL)の存在下、1ウエルあたり10000又は5000個の細胞の濃度で96ウエル/プレートに分けた。3〜4週間後、耐性コロニーを取り出し、拡大した。細胞により合成されたcTAの量は、CR5プロモーターにより調節されているアデノウイルスベクター発現GFP(AdCR5GFPq)で感染した24時間後、フローサイトメトリーによりGFPの強度を測定することによって、間接的に決定した。最初の形質移入の1か月と3週間後、2回目のクローニングは、AdCR5GFPq(CHOs cTA #10)により形質導入した後で最も蛍光性があったクローンのうちの1つから個別の細胞を、細胞マイクロマニピュレーターを使用して96ウエルプレートに移動することによって実施した(Caron他,2000)。細胞をG418の不在下で増殖させ、コンフルエントコロニーを(3〜4週間後)取り出し、拡大した。これらの細胞により産生されたcTAの量を、AdCR5GFPqで感染した後に生じたGFPqの強度を測定するフローサイトメトリーにより、間接的に評価した。最も高い生産性のサブクローンのうちの1つ(CHOcTA−10−9)を拡大した。小規模の細胞バンクを生成し、液体窒素に冷凍して保持した。細胞バンクを、INRS−Institut Armand−Frappierにおいてマイコプラズマの存在について試験した。マイコプラズマは検出されなかった。
cumateトランスアクチベーター(CHOcTA,クローン10−9及び5F−1)を発現するCHO細胞を、Lipofectamine 2000試薬を使用して、直線化pMPGCR5IgG1−Vk+hH460(SspI消化)により形質移入した。翌日、細胞を異なる濃度(10000又は5000細胞/ウエル)で96ウエルプレートに移した。この時点で、600μg/mLのハイグロマイシンBを培地に加えた。2〜3週間後、耐性コロニー(378個のクローン)の上澄みを、ELISAによりIgG1抗体の存在について分析した(ELISA及びウエスタンブロットにより決定された定量化は、定量化に使用した標準(精製ヒトIgG)が、細胞により産生されたH460−16−2のキメラIgG1と異なるため、抗体産生の概算でしかない)。合計104個のコロニーが、検出可能な量の抗体を産生した。
次に12個のクローンを増幅し、24時間生産性試験を使用して、ウエスタンブロット及びSDS−PAGEにより抗体の発現について試験した。抗体の産生は、また、バッチ培養により30℃で6〜13日間評価した(図40及び41)。産生を30℃で実施し、それはCR5プロモーターがこの温度で遥かに強力だからである。
6個のクローンは、17、71、80、6′、47′及び147′であった。クローン17、71及び80は、CHOcTA−10−9を使用して生成し、クローン6′、47′及び147′は、CHOcTA−5F1を使用して生成した。これらの6個のクローンは、ヒトIgGを標準として使用するCoomassie Fluo−Orange染色により推定したように、37℃で4〜6pg/細胞/日を分泌した、
6.0 (ch)ARH460−16−2−IgG2を産生するための初期クローニング
6.1 pMPGCR5VK+h460−IgG2の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2のキメラIgG2アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図42)。このプラスミドは、下記に記載する、幾つかのPCR及びサブクローニング工程を介して産生した。
6.1 pMPGCR5VK+h460−IgG2の構築
このプラスミドは、cumate誘発性プロモーター(CR5)により調節されるH460−16−2のキメラIgG2アイソタイプの重鎖及び軽鎖を含有する。加えて、このプラスミドは、安定したクローンの選択のためにハイグロマイシンに対する耐性を含む(図42)。このプラスミドは、下記に記載する、幾つかのPCR及びサブクローニング工程を介して産生した。
A)軽鎖のキメラ化(pMPGCR5VkH460の構築)
H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びjctvar−k#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びjctk−var#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B及びPCR Aと、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域と組み立てた。得られたDNAフラグメント(PCR C)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、直線化ベクターを、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460kozと呼んだ。完全軽鎖を配列決定のために送った。コザック配列内の置換変異を除いて、予測されるヌクレオチド配列が得られた。この置換変異は、両方のプラスミドをKpnIにより消化し、正常なDNAフラグメントを一緒に連結することによって、pMPGCR5vKH460kozの可変部領域をpMPGCR5kH460wrongjct(下記を参照すること)の可変部領域に取り替えることで修正した。得られたプラスミドを、pMPGCR5VkH460と呼び、軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びjctvar−k#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びjctk−var#3(図43)とを使用して、PCRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B及びPCR Aと、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域と組み立てた。得られたDNAフラグメント(PCR C)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、直線化ベクターを、子ウシ腸管ホスファターゼ(CIP)で処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460kozと呼んだ。完全軽鎖を配列決定のために送った。コザック配列内の置換変異を除いて、予測されるヌクレオチド配列が得られた。この置換変異は、両方のプラスミドをKpnIにより消化し、正常なDNAフラグメントを一緒に連結することによって、pMPGCR5vKH460kozの可変部領域をpMPGCR5kH460wrongjct(下記を参照すること)の可変部領域に取り替えることで修正した。得られたプラスミドを、pMPGCR5VkH460と呼び、軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
B)pMPGCR5VkH460wrongjctの構築
このプラスミドは、可変部領域と定常部領域の間に異なる接合部を有するH460−16−2のキメラ軽鎖を含有する。このプラスミドを構築するために、H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B1)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びARjctvar−k(図30)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A1)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びARjctvar−k(図43)とを使用して、PcRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B1及びPCR A1と、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域を用いて組み立てた。次に、得られたDNAフラグメント(PCR C1)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、ベクターをCIPで処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460wrongjctkozと呼んだ。軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
このプラスミドは、可変部領域と定常部領域の間に異なる接合部を有するH460−16−2のキメラ軽鎖を含有する。このプラスミドを構築するために、H460−16−2の軽鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR B1)は、プラスミドpVkH460−16−2#1−1と、プライマーARvarlc及びARjctvar−k(図30)とを使用して、PCRにより単離した。IgGのヒトカッパ軽鎖の定常部領域をコードするDNAフラグメント(PCR A1)は、プラスミドpMPGB43kと、プライマーARkappa及びARjctvar−k(図43)とを使用して、PcRにより単離した。可変部領域は、テンプレートとしてフラグメントPCR B1及びPCR A1と、プライマーArvarlc及びARカッパとを使用して、PCRにより定常部領域を用いて組み立てた。次に、得られたDNAフラグメント(PCR C1)を、BamH Iで消化し、B43軽鎖を除去するためにBamH Iで予め消化されているpMPGCR5B43k(図38)に連結した。連結する前に、ベクターをCIPで処理することにより脱リン酸化した。得られたベクターを、pMPGCR5VkH460wrongjctkozと呼んだ。軽鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
C)重鎖のキメラ化(pKCR5IgG2VhH460の構築)
H460−16−2の重鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR D)は、プラスミドpVhH460−16−2#3と、プライマーARigg2varlc及びARhvarswa(図43)とを使用して、PCRにより単離した。PCR産物をApaIで消化し、ヒトIgG2の定常部領域をコードする4.6kb DNAフラグメントに連結した。このベクターは、pkHc(BRI,NRC,Montreal Qc)をApaIで消化し、続いてCIPで処理することによって得た。得られたプラスミドを、pKIgG2−VhH460と呼んだ。
H460−16−2の重鎖の可変部領域をコードするDNAフラグメント(PCR D)は、プラスミドpVhH460−16−2#3と、プライマーARigg2varlc及びARhvarswa(図43)とを使用して、PCRにより単離した。PCR産物をApaIで消化し、ヒトIgG2の定常部領域をコードする4.6kb DNAフラグメントに連結した。このベクターは、pkHc(BRI,NRC,Montreal Qc)をApaIで消化し、続いてCIPで処理することによって得た。得られたプラスミドを、pKIgG2−VhH460と呼んだ。
pKIgG2−VhH460でコードされる完全重鎖を、SwaIによる消化で放出し、Hind IIIによる消化でB43重鎖を予め除去したpKCR5B43G3(図39)にクローンした。連結する前に、プラスミドを、T4 DNAポリメラーゼによる処理で平滑化し、CIPで脱リン酸化した。得られたプラスミドを、pKCR5IgG2VhH460wrongjctと呼び、完全重鎖のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。キメラIgG2の可変部と軽鎖の間の接合部は異常であった。このため、修飾することにした。正常な接合部を含むDNAフラグメントを、プライマーApaICR5及びIgG2TVSSASTK(図43)を使用するpKCR5IgG2VhH460wrongjctのPCRによって増幅した。PCRフラグメントをApaIで消化し、ApaIで予め消化されたpKCR5IgG2VhH460wrongjctにクローンした。連結する前に、4.6kbフラグメントをCIPで処理することにより脱リン酸化した。得られたプラスミドを、pKCR5IgG2VhH460呼び、キメラIgG2のヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。
D)IgG2発現ベクターの最終組み立て
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpKCR5IgG2VhH460から切断し、pMPGCR5VkH460のAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。重鎖及び軽鎖の完全ヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。得られた作成物(pMPGCR5VK+h460−IgG2)のマップを図42に表す。
重鎖発現カセット(プロモーター、コード配列、ポリAシグナル)を、AscIで消化することによりpKCR5IgG2VhH460から切断し、pMPGCR5VkH460のAscI部位に挿入し、それを、連結する前にCIPで処理することによって脱リン酸化した。重鎖及び軽鎖の完全ヌクレオチド配列を、配列決定により確認した。得られた作成物(pMPGCR5VK+h460−IgG2)のマップを図42に表す。
7.0 初期クローンの産生
血清無含有既知組成培地で増殖させたCHO−cTA(クローン10−9)細胞を、キメラIgG2抗体pMPGCR5VK+h460−IgG2(図42)を発現するプラスミドで形質移入し、安定したクローンを、ハイグロマイシンの存在下で生成した。374個のクローンをELISAによりIgG2抗体の発現について分析した。80個のクローンが抗体の発現において陽性であった。58個の最も生産的なクローンにより分泌された抗体の量を、ウエスタンブロット又はSDS−PAGEにより分析した(図44)。最も生産的なクローンは、37℃で5〜10pg/細胞/日を産生した。6個のクローンは、クローン40、50、51、52、54及び56であった。
血清無含有既知組成培地で増殖させたCHO−cTA(クローン10−9)細胞を、キメラIgG2抗体pMPGCR5VK+h460−IgG2(図42)を発現するプラスミドで形質移入し、安定したクローンを、ハイグロマイシンの存在下で生成した。374個のクローンをELISAによりIgG2抗体の発現について分析した。80個のクローンが抗体の発現において陽性であった。58個の最も生産的なクローンにより分泌された抗体の量を、ウエスタンブロット又はSDS−PAGEにより分析した(図44)。最も生産的なクローンは、37℃で5〜10pg/細胞/日を産生した。6個のクローンは、クローン40、50、51、52、54及び56であった。
8.0 高生産性クローンの選択
クローン40、50、51、54及び56を、選択圧の不在下でマイクロマニピュレーターを使用してサブクローンした(クローン1個あたり約50個の細胞)。51個のサブクローンの産生レベルを、ウエスタンブロット分析又はSDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により試験した(図45)最も生産的なサブクローンは以下であり、37℃で産生された抗体の量を括弧内に示す:40F8(11)、40B7(7)、56B9(7)、40F7(7)、56E9(5)、40E11(5)、40D9(6)、56B8(6)、56F11(4)及び54E10(3)。
クローン40、50、51、54及び56を、選択圧の不在下でマイクロマニピュレーターを使用してサブクローンした(クローン1個あたり約50個の細胞)。51個のサブクローンの産生レベルを、ウエスタンブロット分析又はSDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により試験した(図45)最も生産的なサブクローンは以下であり、37℃で産生された抗体の量を括弧内に示す:40F8(11)、40B7(7)、56B9(7)、40F7(7)、56E9(5)、40E11(5)、40D9(6)、56B8(6)、56F11(4)及び54E10(3)。
9.0 上澄みの試験
キメラIgG1及びIgG2クローンのそれぞれの上澄みを、ウエスタンブロットプローブとして使用して、マウス抗体H460−16−2の標的抗原(CD44)を検出することができるIgGが存在するかを決定した。MDA−MB−231ヒト乳癌細胞の全膜画分の300マイクログラムを含む試料を、沸騰させ、SDS−PAGE(分取ゲル、10%アクリルアミド)/ウエスタンイムノブロッティングにより分析した。ウエスタンブロットを、ウエスタンブロッティングの標準的手順に従って、細胞培養上澄み(TBST中の10%スキムミルクを有する)の1:2希釈によりプローブした。
キメラIgG1及びIgG2クローンのそれぞれの上澄みを、ウエスタンブロットプローブとして使用して、マウス抗体H460−16−2の標的抗原(CD44)を検出することができるIgGが存在するかを決定した。MDA−MB−231ヒト乳癌細胞の全膜画分の300マイクログラムを含む試料を、沸騰させ、SDS−PAGE(分取ゲル、10%アクリルアミド)/ウエスタンイムノブロッティングにより分析した。ウエスタンブロットを、ウエスタンブロッティングの標準的手順に従って、細胞培養上澄み(TBST中の10%スキムミルクを有する)の1:2希釈によりプローブした。
結果は、全ての上澄み(キメラIgG1及びキメラIgG2分泌クローン)が、マウス親BAbで得られたものと同様である信号により、同様の(計算)濃度(5マイクログラム/mL;図46及び47)でCD44を検出することができることを示す。
10.0 選択したクローンのバイオリアクターにおける産生
キメラIgG1クローン6′は、SDS−PAGE分析によると最も多く分泌するクローンであると思われ、ウエスタンブロットにおいて、MDA−MB−231細胞の膜調製物に対するマウスH460−16−2と同様に結合すると思われる。したがって、クローン6′を、30℃で振とうフラスコ中のバッチ培養に抗体を産生するために使用した。バッチ中の抗体濃度を、SDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により評価した(図48)。異なるバッチの容量及び抗体濃度は以下である:バッチsuper22Nov:1.6L、150mg/L;バッチN3:.65L、200mg/L;バッチN4:.65L、100mg/L、並びにバッチN5及びN6:.8L、200 mg/L。クローン6′を今後のキメラIgG1研究の全てにおいて使用し、(ch)ARH460−16−2−IgG1と呼ぶ。
キメラIgG1クローン6′は、SDS−PAGE分析によると最も多く分泌するクローンであると思われ、ウエスタンブロットにおいて、MDA−MB−231細胞の膜調製物に対するマウスH460−16−2と同様に結合すると思われる。したがって、クローン6′を、30℃で振とうフラスコ中のバッチ培養に抗体を産生するために使用した。バッチ中の抗体濃度を、SDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orange染色により評価した(図48)。異なるバッチの容量及び抗体濃度は以下である:バッチsuper22Nov:1.6L、150mg/L;バッチN3:.65L、200mg/L;バッチN4:.65L、100mg/L、並びにバッチN5及びN6:.8L、200 mg/L。クローン6′を今後のキメラIgG1研究の全てにおいて使用し、(ch)ARH460−16−2−IgG1と呼ぶ。
キメラIgG2クローン40B7は、SDS−PAGE分析によると最も多く分泌するクローンであると思われ、ウエスタンブロットにおいて、MDA−MB−231細胞の膜調製物に対するマウスH460−16−2と同様に結合すると思われる。したがって、クローン40B7を大量に産生した(図49)。約140mg/リットルの抗体を含有する20リットルの培地を製造した。培地中の抗体の濃度を、SDS−PAGEにより、続いてCoomassie Fluo−Orangeを使用する染色により決定した。クローン40B7を今後のキメラIgG2研究の全てにおいて使用し、(ch)ARH460−16−2−IgG2と呼ぶ。
実施例10
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図50及び51を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。腫瘍の増殖をカリパスで毎週測定した。コホートの大部分が移植後35日目に91mm3(55〜143のmm3範囲)の平均腫瘍容量に達したとき、マウスを腫瘍サイズによってブロックに分けた。ブロックのマウスを、それぞれの群における平均腫瘍容量が互いに有意に異ならないように、4つの処置群(1群あたり10匹)に無作為に割り当てた。H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1、(ch)ARH460−16−2−IgG2試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後の300マイクロリットルの容量の15mg/kgの抗体を投与することによって、それぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体を、1週間に3回で合計10用量を同じ方法により移植後57日目まで投与した。腫瘍増殖を、約7日毎で移植後62日目まで又は個々の動物がCCAC終点に達するまで、カリパスにより測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
MDA−MB−231細胞によるインビボ腫瘍実験
図50及び51を参照すると、4〜6週齢の雌SCIDマウスに、100マイクロリットルの食塩水中の5百万のヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を、頸の首筋の皮下に注射して移植した。腫瘍の増殖をカリパスで毎週測定した。コホートの大部分が移植後35日目に91mm3(55〜143のmm3範囲)の平均腫瘍容量に達したとき、マウスを腫瘍サイズによってブロックに分けた。ブロックのマウスを、それぞれの群における平均腫瘍容量が互いに有意に異ならないように、4つの処置群(1群あたり10匹)に無作為に割り当てた。H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1、(ch)ARH460−16−2−IgG2試験抗体又は緩衝剤対照を、2.7mM KCl、1mM KH2PO4、137mM NaCl及び20mM Na2HPO4を含有する稀釈剤で保存濃縮物から稀釈した後の300マイクロリットルの容量の15mg/kgの抗体を投与することによって、それぞれのコホートに腹腔内投与した。次に抗体を、1週間に3回で合計10用量を同じ方法により移植後57日目まで投与した。腫瘍増殖を、約7日毎で移植後62日目まで又は個々の動物がCCAC終点に達するまで、カリパスにより測定した。動物の体重を、この研究の間、1週間に1回記録した。研究の終了時に、全ての動物をCCAC指針に従って安楽死させた。
図50で示されているように、マウスH460−16−2及び(ch)ARH460−16−2−IgG1は、両方とも、ヒト乳癌の確立MDA−MB−231インビボモデルにおいて腫瘍増殖を低減した。62日目、つまり最終用量が投与された5日後、H460−16−2による処置は、39%の腫瘍増殖阻害をもたらした(平均T/C=57%)。腫瘍増殖におけるこの低減は、対照と有意に異なっていた(p=0.0037)。キメラ抗体(ch)ARH460−16−2−lgG1は、64%の増強した腫瘍増殖阻害をもたらした(平均T/C=26.9%;p=<0,0001)。対照的に、IgG2型のキメラ抗体(ch)ARH460−16−2−lgG2は、緩衝剤対照と比較したとき、腫瘍増殖に対して阻害を示さなかった(TGI=0%;平均T/C=122%;p=0.7264)。
研究の全体を通して毒性の臨床徴候はなかった。1週間の間隔をおいて測定した体重は、健康及び生育失敗の代用であった。図51は、研究の期間にわたるそれぞれの処置群の体重の結果を表す。H460−16−2又は(ch)ARH460−16−2−IgG2処置群のいずれかのマウスにおいて、緩衝剤対照群と比較したとき、体重に有意な変化はなかった。しかし、緩衝剤対照処置群と(ch)ARH460−16−2−IgG1処置群の間では、体重に有意な減少(p=0.0005)があった。
まとめると、(ch)ARH460−16−2−IgG1は、MDA−MB−231ヒト乳癌モデルにおいて、マウス抗体と比較して同一か又はそれ以上の効能を示す。対照的に、(ch)ARH460−16−2−IgG2キメラ抗体は、ヒトMDA−MB−231乳癌のモデルにおいて腫瘍増殖を低減しなかった。
実施例11
H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及び(ch)ARH460−16−2IgG2で処理したMDA−MB231細胞のアネキシン−V染色
アネキシン−V染色は、キメラ型のH460−16−2がMDA−MB−231ヒト乳癌細胞株においてマウスの対応物と同様にアポトーシスを誘発することができるかを決定するために実施した。MDA−MB−231細胞を、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1又は(ch)ARH460−16−2−IgG2により、0.25、2.5及び20マイクログラム/mLで24時間処理した。各抗体を、同一の濃度で試験した適切なアイソタイプ対照(1B7.11、抗−TNP、マウスIgG1、カッパ、社内で産生;ヒト骨髄腫IgG1、k、Sigma,Oakville,ON;ヒト骨髄腫IgG2、k、Sigma,Oakville,ON)と共に三重に試験した。未処理試料を陰性対照として含め、カンプトテシン(Biovision;Exton,PA)を陽性対照として含めた。蛍光測定ビーズ(BD Bioscience,Oakville,ON)を使用して、FACS器具を蛍光複合体の光学的こぼれについて補正した。次に、細胞をアネキシン−V及び7AADで染色し、FACSArrayに1時間以内にかけた。
H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及び(ch)ARH460−16−2IgG2で処理したMDA−MB231細胞のアネキシン−V染色
アネキシン−V染色は、キメラ型のH460−16−2がMDA−MB−231ヒト乳癌細胞株においてマウスの対応物と同様にアポトーシスを誘発することができるかを決定するために実施した。MDA−MB−231細胞を、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG1又は(ch)ARH460−16−2−IgG2により、0.25、2.5及び20マイクログラム/mLで24時間処理した。各抗体を、同一の濃度で試験した適切なアイソタイプ対照(1B7.11、抗−TNP、マウスIgG1、カッパ、社内で産生;ヒト骨髄腫IgG1、k、Sigma,Oakville,ON;ヒト骨髄腫IgG2、k、Sigma,Oakville,ON)と共に三重に試験した。未処理試料を陰性対照として含め、カンプトテシン(Biovision;Exton,PA)を陽性対照として含めた。蛍光測定ビーズ(BD Bioscience,Oakville,ON)を使用して、FACS器具を蛍光複合体の光学的こぼれについて補正した。次に、細胞をアネキシン−V及び7AADで染色し、FACSArrayに1時間以内にかけた。
2つの独立した実験において、マウスと2つのキメラH460−16−2抗体の両方を、互いに、そして適切なアイソタイプ対照抗体と比較した(図52)。図52は、2つの実験の平均も示す。アイソタイプ対照で処理された細胞の自発的なアポトーシス効果は、ビヒクルだけで処理された細胞と同様であることが見出された。マウス及びヒトのキメラIgG1及びIgG2 H460−16−2抗体は、全て、それぞれの実験において用量依存的に乳癌細胞株にアポトーシスを誘発することが見出され、(ch)ARH460−16−2 IgG1とIgG2の両方の抗体でより大きなアポトーシス効果が見られた。結果は、インビトロで、(ch)ARH460−16−2−IgG2抗体は、キメラIgG1抗体と比較すると、最も大きいアポトーシス効果を有することを示す。
3つの抗体は、全て、これらの予想されるアイソタイプ対照に対して壊死の率及び壊死/アポトーシス個体群の増加を示した。 壊死の率及び壊死/アポトーシス個体群の最大の増加が、(ch)ARH460−16−2−IgG2において、次に(ch)ARH460−16−2−IgG1において、そして次にH460−16−2において見られた。
圧倒的な証拠が、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8がCD44に存在するエピトープとの連結を介して抗癌効果を媒介することを示している。H460−16−2及びAR37A335.8抗体を使用して、MDA−MB−231細胞のような発現細胞から同族抗原を免疫沈降できることが、実施例5において示されている。更に、FACS、細胞ELISA又はIHCにより示されるがこれらに限定されない技術を利用して、特異的に結合するCD44抗原部分を発現する細胞及び/又は組織の検出に、H460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8抗体を使用できることを示すことができる。
したがって、免疫沈降したH460−16−2、(ch)ARH460−16−2−IgG2、(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8抗原が、いずれかの抗体とそのような細胞又は組織との結合を阻害できることを、FACS、細胞ELISA又はIHC検定法を使用して示すことができる。 更に、H460−16−2,(ch)ARH460−16−2−IgG2,(ch)ARH460−16−2−IgG1及びAR37A335.8抗体と同様に、他の抗CD44抗体も、他の形態のCD44抗原を免疫沈降及び単離するのに使用することができ、抗原は、また、同じ種類の検定法を使用して、抗原を発現する細胞又は組織へのこれらの抗体の結合を阻害することに使用できる。
本明細書で記述されている全ての特許及び出版物は、本発明が関わる当業者のレベルを示している。全ての特許及び出版物は、それぞれ個別の出版物が明確かつ個別に参照として組み込まれることを示すかのように、同じ程度で参照として本明細書に組み込まれる。
本発明の特定の形態が例示されているが、本明細書に記載され、示されている部分の特定の形態又は配置に限定されないことを理解するべきである。本発明の範囲から逸脱することなく多様な変更を行うことができ、本発明を、明細書に示され、記載されているものに限定することが考慮されないことは、当業者には明白である。当業者は、本発明が目的を実行するために十分に適合されることを容易に理解し、記述される目的と利点、並びにそれらに固有のものを容易に得るであろう。本明細書で記載されているオリゴヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、生物学的に関連する化合物、方法、手順及び技術のいずれも、好ましい実施態様の現在の代表例であり、例示的であることが意図され、範囲を制限するものとして意図されてはいない。本明細書の変更及び他の使用を当業者は考えつき、それは本発明の精神の範囲内に包含され、添付の請求項の範囲によって定義される。本発明は、特定の好ましい実施態様と関連して記載されてきたが、請求される本発明は、そのような特定の実施例に過度に限定されるべきではないことを理解するべきである。事実、本発明を実施するために記載された様式の多様な修正は、当業者には明白であり、請求項の範囲内であることが意図される。
Claims (24)
- ヒト腫瘍から選択される組織試料において癌性細胞の抗体誘発細胞障害活性を開始する方法であって、
前記ヒト腫瘍から組織試料を提供すること;
受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンド(ここでリガンドは、前記単離モノクローナル抗体とその標的抗原との結合を競合的に阻害する能力によって特徴付けられる)を提供すること;及び
前記単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンドと前記組織試料とを接触させること
を含み、
前記単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンドと前記組織試料との接触が、細胞障害活性を誘発する
方法。 - 受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体のリガンド。
- 受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体のヒト化抗体のリガンド。
- 受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体のキメラ化抗体のリガンド。
- 細胞毒性部分、酵素、放射性化合物及び血行性細胞からなる群より選択されるメンバーと結合する、請求項2、3又は4のいずれか1項記載の単離抗体又はリガンド。
- ヒト腫瘍が、受入番号280104−06でIDACに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体又はその細胞障害活性誘発リガンド(ここでリガンドは、前記単離モノクローナル抗体とその標的抗原との結合を競合的に阻害する能力によって特徴付けられる)に特異的に結合する抗原を発現する、哺乳動物において抗体誘発細胞障害活性に感受性のある前記ヒト腫瘍を治療する方法であって、前記哺乳動物に、前記モノクローナル抗体又は前記その細胞障害活性誘発リガンドの、細胞障害活性を誘発するのに有効な量を投与し、それによって前記哺乳動物の腫瘍量を低減することを含む方法。
- 前記モノクローナル抗体又はリガンドが細胞毒性部分に結合している、請求項6記載の方法。
- 前記細胞毒性部分が放射性同位体である、請求項7記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体又はリガンドが補体を活性化する、請求項6記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体又はリガンドが抗体依存性細胞障害活性を仲介する、請求項6記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体がヒト化されている、請求項6記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体がキメラ化されている、請求項6記載の方法。
- モノクローナル抗体又はそのリガンドが、ATCC受入番号PTA−4621を有するハイブリドーマ細胞株H460−16−2から得られる単離モノクローナル抗体と同じ、ヒトCD44のエピトープ又は複数のエピトープと反応し、前記モノクローナル抗体又はリガンドが、前記単離モノクローナル抗体とその標的ヒトCD44抗原との結合を競合的に阻害することによって特徴付けられる、ヒトCD44に特異的に結合することができる前記モノクローナル抗体又はリガンド。
- モノクローナル抗体のそのリガンドが、IDAC受入番号280104−06を有するハイブリドーマ細胞株AR37A335.8から得られる単離モノクローナル抗体と同じ、ヒトCD44のエピトープ又は複数のエピトープと反応し、前記モノクローナル抗体又はリガンドが、前記単離モノクローナル抗体とその標的ヒトCD44抗原との結合を競合的に阻害することによって特徴付けられる、ヒトCD44に特異的に結合することができる前記モノクローナル抗体又はリガンド。
- モノクローナル抗体のそのリガンドが、ATCC受入番号PTA−4621を有するハイブリドーマ細胞株H460−16−2及びIDAC受入番号280104−06を有するハイブリドーマ細胞株AR37A335.8からなる群より選択されるハイブリドーマから得られる単離モノクローナル抗体と同じ、ヒトCD44のエピトープ又は複数のエピトープと反応し、前記モノクローナル抗体又はリガンドが、前記単離モノクローナル抗体とその標的ヒトCD44抗原との結合を競合的に阻害することによって特徴付けられる、ヒトCD44に特異的に結合することができる前記モノクローナル抗体又はリガンド。
- ヒトCD44抗原を発現するヒト癌性腫瘍を治療する方法であって、
前記ヒト癌を罹患する個人に、ATCC受入番号PTA−4621を有するハイブリドーマ細胞株H460−16−2及びIDAC受入番号280104−06を有するハイブリドーマ細胞株AR37A335.8からなる群より選択されるハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体によって認識されるものと同じエピトープ又は複数のエピトープを認識する、少なくとも1つのモノクローナル抗体又はリガンドを投与することを含み、
前記エピトープ又は複数のエピトープの結合が、腫瘍量を低減することに有効である
方法。 - ヒトCD44抗原を発現するヒト癌性腫瘍を治療する方法であって、
前記ヒト癌を罹患する個人に、ATCC受入番号PTA−4621を有するハイブリドーマ細胞株H460−16−2及びIDAC受入番号280104−06を有するハイブリドーマ細胞株AR37A335.8からなる群より選択されるハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体によって認識されるものと同じエピトープ又は複数のエピトープを認識する、少なくとも1つのモノクローナル抗体又はリガンドを、少なくとも1つの化学療法剤と一緒に投与することを含み、
前記投与が腫瘍量を低減することに有効である
方法。 - ヒト腫瘍から選択される組織試料においてCD44のエピトープ又は複数のエピトープを発現する癌性細胞の存在を決定する結合アッセイであって、
前記ヒト腫瘍から組織試料を提供すること;
ATCC受入番号PTA−4621を有するハイブリドーマ細胞株H460−16−2及びIDAC受入番号280104−06を有するハイブリドーマ細胞株AR37A335.8からなる群より選択されるハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗体によって認識されるものと同じエピトープ又は複数のエピトープを認識する、少なくとも1つのモノクローナル抗体又はリガンドを提供すること;
前記少なくとも1つのモノクローナル抗体又はそのリガンドと前記組織試料とを接触させること;及び
前記少なくとも1つのモノクローナル抗体又はそのリガンドと前記組織試料との結合を決定すること
を含み、
それによって、前記組織試料において前記癌性細胞の存在が示される
アッセイ。 - CD44と、受入番号PTA−4621でATCCに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体との結合を競合的に阻害する能力により特徴付けられる、モノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンド。
- ヒト腫瘍から選択される組織試料において癌性細胞の抗体誘発細胞障害活性を開始する方法であって、
前記ヒト腫瘍から組織試料を提供すること;
CD44と、受入番号PTA−4621でATCCに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体との結合を競合的に阻害する能力により特徴付けられる、モノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドを提供すること;及び
前記モノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドと前記組織試料とを接触させること
を含む方法。 - ヒト腫瘍がCD44を発現する、抗体誘発細胞障害活性に感受性のある前記ヒト腫瘍を治療する方法であって、
CD44と、受入番号PTA−4621でATCCに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体との結合を競合的に阻害する能力により特徴付けられる、モノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドの、細胞障害活性を誘発するのに有効な量を投与し、それによって前記哺乳動物の腫瘍量を低減することを含む方法。 - ヒトCD44抗原を発現するヒト癌性腫瘍を治療する方法であって、
前記ヒト癌に罹患している個人に、CD44と、受入番号PTA−4621でATCCに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体との結合を競合的に阻害する能力により特徴付けられる、少なくとも1つのモノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドを投与することを含み、
前記抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドの結合が、腫瘍量を低減することに有効である
方法。 - ヒトCD44抗原を発現するヒト癌性腫瘍を治療する方法であって、
前記ヒト癌に罹患している個人に、CD44と、受入番号PTA−4621でATCCに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体との結合を競合的に阻害する能力により特徴付けられる、少なくとも1つのモノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドを投与することを含み、
前記抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドの前記投与が、腫瘍量を低減することに有効である
方法。 - ヒト腫瘍から選択される組織試料においてCD44抗原を発現する癌性細胞の存在を決定する結合アッセイであって、
前記ヒト腫瘍から組織試料を提供すること;
CD44と、受入番号PTA−4621でATCCに寄託されているクローンによりコードされる単離モノクローナル抗体との結合を競合的に阻害する能力により特徴付けられる、少なくとも1つのモノクローナル抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドを提供すること;
前記少なくとも1つの抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドと前記組織試料とを接触させること;及び
前記少なくとも1つの抗CD44キメラ抗体又はそのリガンドと前記組織試料との結合を決定すること
を含み、
それによって、前記組織試料において前記癌性細胞の存在が示される
方法。
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