JP2013189473A - マトリックスメタロプロテイナーゼ結合タンパク質 - Google Patents

マトリックスメタロプロテイナーゼ結合タンパク質 Download PDF

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Abstract

【課題】マトリックスメタロプロテイナーゼ結合タンパク質の提供。
【解決手段】マトリックスメタロプロテイナーゼ14に結合するタンパク質およびかかるタンパク質の使用方法を記載する。1つの態様では、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)に結合し、少なくとも1つの免疫グロブリン可変領域を含むタンパク質(例えば、単離タンパク質)を開示する。例えば、タンパク質は、重鎖(HC)免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖(LC)免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む。1つの実施形態では、タンパク質は、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)に結合して阻害する。
【選択図】図7

Description

(関連出願への相互参照)
本願は、2005年12月30日に出願された米国特許出願第60/755,376号;2006年6月22日に出願された米国特許出願第60/805,567号;および2006年12月18日に出願された米国特許出願第60/870,566号への優先権を主張する。これらの出願の開示は、本出願の開示の一部分である(そして、本出願の開示に参考として援用される)と考えられる。
(背景)
膜型(MT)−マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)は、主な細胞周囲タンパク質分解のメディエーターおよびプロMMP−2の生理学的アクチベーターである膜固着MMPの亜群を構成する。MT−MMPは、MMP−2の酵素形成形態(プロMMP−2またはプロゼラチナーゼA)を活性化する(非特許文献1;非特許文献2)。MMP−2は、同様に、プロMMP−9を活性化することができる(非特許文献3)。MT−MMPは、原形質繋留MMPの6つのメンバーを含み、このメンバーは、4つのI型膜貫通酵素(MMP−14、−15、−16、および−24)および2つのグリコシルホスファチジルイノシトール固着酵素(MMP−17および−25)を含む(非特許文献4)。強力な細胞外マトリックス(ECM)分解酵素であることに加えて、I型膜貫通MT−MMPはまた、細胞表面上のチモーゲン活性化のカスケードを開始することができる。
Hernandez−Barrantes et al,2002,Semin.Cancer Biol,12:131−8 Zucker et al,2003,Curr Top Dev Biol,54:1−74 Toth et al,2003,Biochem Biophys Res Commun,308:386−95 Zhao et al,2004,J Biol Chem,279:8592−8601
(要旨)
本開示は、特に、本明細書中で「MMP−14結合タンパク質」と呼ばれるMMP−14に結合するタンパク質ならびにかかるタンパク質を同定および使用する方法に関する。これらのタンパク質には、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)に結合し、そして/または阻害する抗体および抗体フラグメント(例えば、霊長類抗体およびFab、特にヒト抗体およびFab)が含まれる。MMP−14結合タンパク質を、過剰なまたは不適切なMMP−14活性を特徴とする疾患、特に癌などのヒト疾患の治療で使用することができる。多くの場合、タンパク質は耐えられるほど低い毒性を持つか毒性を持たない。
これらの結合タンパク質のいくつかはまた、他のI型膜貫通酵素(MMP−16およびMMP−24など)に結合し、そして/または阻害する。2つまたはそれを超えるMMP−14、16、および24を阻害する能力は、これらのMMPが集合的に寄与する疾患および容態の治療に有用である。
1つの態様では、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)に結合し、少なくとも1つの免疫グロブリン可変領域を含むタンパク質(例えば、単離タンパク質)を開示する。例えば、タンパク質は、重鎖(HC)免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖(LC)免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む。1つの実施形態では、タンパク質は、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)に結合して阻害する。
タンパク質は、1つまたは複数の以下の特徴を含み得る:(a)ヒトCDRまたはヒトフレームワーク領域、(b)HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、本明細書中に記載のLC可変ドメインのCDRと少なくとも85、88、90、92、94、95、96、97、98、99、または100%同一である1つまたは複数のCDRを含むこと、(c)LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、本明細書中に記載のHC可変ドメインのCDRと少なくとも85、88、90、92、94、95、96、97、98、99、または100%同一である1つまたは複数のCDRを含むこと、(d)LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、本明細書中に記載のLC可変ドメインと少なくとも85、88、90、92、94、95、96、97、98、99、または100%同一であること、(e)HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、本明細書中に記載のHC可変ドメインと少なくとも85、88、90、92、94、95、96、97、98、99、または100%同一であること、(f)タンパク質が本明細書中に記載のタンパク質によって結合したエピトープまたはかかるエピトープと重複するエピトープに結合すること、および(g)霊長類CDRまたは、または霊長類フレームワーク領域。
タンパク質は、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)と少なくとも10、10、10、10、10、1010、および1011−1の結合親和性で結合することができる。1つの実施形態では、タンパク質は、1×10−3、5×10−4−1、または1×10−4−1より遅いKoffでMMP−14に結合する。1つの実施形態では、タンパク質は、1×10、1×10、または5×10−1−1より速いKonでMMP−14に結合する。1つの実施形態では、タンパク質は、例えば、10−5、10−6、10−7、10−8、10−9、および10−10M未満のKでヒトMMP−14活性を阻害する。タンパク質は、例えば、100nM、10nM、または1nM未満のIC50であり得る。例えば、タンパク質は、例えば、プロMMP−2の活性化の阻害によって、プロMMP−2へのMMP−14の結合を調整する。タンパク質は、PMA活性化HT−1080細胞中のin vitroでのプロMMP2のMMP−14活性化を阻害することができる。タンパク質のMMP−14に対する親和性を、100nM未満、10nM未満、または2.4nM未満のKによって特徴づけることができる。
1つの実施形態では、タンパク質は、ヒトMMP−14の触媒ドメインに結合する(例えば、タンパク質はMMP−14の活性部位中または活性部位付近の残基と接触する)。
1つの実施形態では、タンパク質はまた、例えば、少なくとも10、10、10、10、10、1010、および1011−1の結合親和性でMMP−16および/またはMMP−24に結合する。例えば、タンパク質は、少なくとも10、10、10、10、10、1010、および1011−1の結合親和性でMMP−14およびMMP−16またはMMP−24の両方に結合する。
好ましい実施形態では、タンパク質は、M0031−C02、M0031−F01、M0033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02を含むリストから選別した抗体の軽鎖および重鎖を有するヒト抗体である。好ましい実施形態では、タンパク質は、M0031−C02、M0031−F01、M0033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02を含むリストから選別したその重鎖を有するヒト抗体である。好ましい実施形態では、タンパク質は、M0031−C02、M0031−F01、M0033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02を含むリストから選別したその軽鎖を有するヒト抗体である。好ましい実施形態では、タンパク質は、M0031−C02、M0031−F01、MO033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02を含む重鎖のリストの対応するCDRから選別した1つまたは複数の重鎖CDRを有するヒト抗体である。好ましい実施形態では、タンパク質は、M0031−C02、M0031−F01、M0033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02を含む重鎖のリストの対応するCDRから選別した1つまたは複数の軽鎖CDRを有するヒト抗体である
1つの実施形態では、HCおよびLC可変ドメイン配列は、同一のポリペプチド鎖の成分である。別の実施形態では、HCおよびLC可変ドメイン配列は、異なるポリペプチド鎖の成分である。例えば、タンパク質は、IgG(例えば、IgGl、IgG2、IgG3、またはIgG4)である。タンパク質は、可溶性Fabであり得る。他の実施形態では、タンパク質には、Fab2’、scFv、ミニボディ(minibody)、scFv::Fc融合物、Fab::HSA融合物、HSA::Fab融合物、Fab::HSA::Fab融合物、または本明細書中に記載の結合タンパク質の1つの抗原組み合わせ部位を含む他の分子が含まれる。これらのFabのVHおよびVL領域を、IgG、Fab、Fab2、Fab2’、scFv、PEG化Fab、PEG化scFv、PEG化Fab2、VH::CH1::HSA+LC、HSA::VH::CH1+LC、LC::HSA+VH::CH1、HSA::LC+VH::CH1、または他の適切な構築物として提供することができる。
1つの実施形態では、タンパク質は、ヒト抗体またはヒト化抗体であるか、ヒトで非免疫原性を示す。例えば、タンパク質は、1つまたは複数のヒト抗体フレームワーク領域(例えば、全てのヒトフレームワーク領域)を含む。1つの実施形態では、タンパク質は、ヒトFcドメインまたはヒトFcドメインと95、96、97、98、または99%同一であるFcドメインを含む。
1つの実施形態では、タンパク質は、霊長類抗体または霊長類化抗体であるか、ヒト中で非免疫原性を示す。例えば、タンパク質は、1つまたは複数の霊長類抗体フレームワーク領域(例えば、全ての霊長類フレームワーク領域)を含む。1つの実施形態では、タンパク質は、霊長類Fcドメインまたは霊長類Fcドメインと95、96、97、98、または99%同一であるFcドメインを含む。「霊長類」には、ヒト(ホモ・サピエンス)、チンパンジー(パン・トログロディテス(Pan troglodytes)およびパン・パニスカス(Pan paniscus)(ボノボ))、ゴリラ(ゴリラ・ゴリラ)、テナガザル、サル、キツネザル、アイアイ(ダウベントニア・マダガスカリエンシス)、およびメガネザルが含まれる。
いくつかの実施形態では、MMP−14に対する霊長類抗体の親和性は、1.2nMのKによって特徴づけられる。
一定の実施形態では、タンパク質には、マウスまたはウサギ由来の配列を含まない(例えば、マウス抗体またはウサギ抗体ではない)。
1つの実施形態では、タンパク質は、MMP−14を発現する腫瘍細胞(例えば、HT−1080細胞(ヒト線維肉腫細胞株)、LNCaP細胞(ヒト前立腺癌)、MDA−MB−231細胞(ヒト、コーカサス人種、乳房、腺癌)、またはPC3細胞(ヒト前立腺癌細胞))に結合することができる。
1つの実施形態では、タンパク質はナノ粒子と物理的に会合しており、これを使用して、ナノ粒子を、細胞表面上にMMP−14を発現する細胞に誘導することができる。1つの実施形態では、タンパク質により、MMP−14を発現する細胞を死滅させるためのエフェクター細胞(CDCまたはADCC)が得られる。
本明細書中に記載の結合タンパク質を、例えば、薬学的に許容可能なキャリアを含む薬学的組成物として提供することができる。組成物は、他のタンパク質種が、少なくとも10、20、30、50、75、85、90、95、98、99、または99.9%フリーであり得る。
別の態様では、サンプル中のMMP−14を検出する方法を開示する。本方法は、サンプルをMMP−14結合タンパク質と接触させる工程および存在する場合にタンパク質とMMP−14との間の相互作用を検出する工程を含む。いくつかの実施形態では、タンパク質は、検出可能な標識を含む。MMP−14結合タンパク質を使用して、被験体中のMMP−14を検出することができる。本方法は、MMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程および被験体中のタンパク質を検出する工程を含む。いくつかの実施形態では、タンパク質は、検出可能な標識をさらに含む。例えば、検出は、被験体を画像化する工程を含む。
別の態様では、MMP−14活性を調整する方法を開示する。本方法は、MMP−14をMMP−14結合タンパク質(例えば、ヒト被験体中)と接触させ、それにより、MMP−14活性を調整する工程を含む。
別の態様では、癌(例えば、転移癌)を治療する方法を開示する。本方法は、被験体の癌を治療するのに十分な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程を含む。例えば、癌は、頭頸部癌、口腔癌、喉頭癌、軟骨肉腫、乳癌(エストロゲン受容体陽性(ER+)、エストロゲン受容体陰性(ER−)、Her2陽性(Her2+)、Her2因子得(Her2−)、またはこれらの組み合わせ(例えば、ER+/Her2+、ER+/Her2−、ER−./Her2+、またはER−/Her2−)であり得る)、喉頭癌、卵巣癌、睾丸癌、黒色腫、または脳腫瘍(例えば、星状細胞腫、膠芽細胞腫、神経膠腫)である。
MMP−14結合タンパク質は、被験体の転移活性を調整するのに有用である。タンパク質(転移活性を調整するのに有効な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与することができる。例えば、タンパク質は、1つまたは複数の以下を阻害する:腫瘍成長、腫瘍塞栓症、腫瘍移動度(tumor mobility)、腫瘍浸潤性、および癌細胞増殖。
癌治療に関する本明細書中に開示の方法(例えば、癌の治療および/または転移活性の調整)は、抗癌療法である第2の療法を被験体に施す工程(化学療法薬(例えば、VEGF経路を介したシグナル伝達を拮抗する薬剤(例えば、ベバシズマブ(アバスチン(登録商標))))の投与)をさらに含み得る。1つの実施形態では、第2の療法は、5−FU、ロイコボリン、および/またはイリノテカンの投与を含む。1つの実施形態では、第2の療法は、Tie1インヒビター(例えば、抗Tie1抗体)の投与を含む。1つの実施形態では、第2の療法は、プラスミンのインヒビター(例えば、米国特許第6,010,880号に開示のkunitzドメイン(アミノ酸配列MHSFCAFKAETGPCRARFDRWFFNIFTRQCEEFIYGGCEGNQNRFESLEECKKMCTRD(配列番号)を含むタンパク質またはポリペプチドなど))である。
MMP−14のインヒビター(例えば、本明細書中に開示のMMP−14結合タンパク質)は、Her2をターゲティングする薬剤(例えば、トラスツズマブなどのHer2結合抗体)の活性を増強することができる。したがって、1つの実施形態では、第2の療法は、Her2結合抗体などのHer2に結合する薬剤(例えば、トラスツズマブ)である。いくつかのかかる実施形態では、Her2結合剤の用量は、MMP−14結合タンパク質と組み合わせないで投与した場合、Her2結合剤の用量から減少させる(例えば、MMP−14結合タンパク質と組み合わせずに投与した場合のHer2結合剤の用量の少なくとも10%、25%、40%、または50%未満)。
別の態様では、眼疾患を治療する方法を開示する。本方法は、眼疾患を治療するのに十分な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程を含む。1つの実施形態では、本方法は、VEGF経路を介したシグナル伝達を拮抗する第2の薬剤(例えば、ベバシズマブまたはラニビズマブ)を投与する工程をさらに含む。第2の薬剤がVEGF経路インヒビター(例えば、ベバシズマブまたはラニビズマブ)である1つの実施形態では、眼疾患は、加齢性黄斑変性(wet型加齢性黄斑変性など)である。
別の態様では、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、関節リウマチ)を治療する方法を開示する。本方法は、炎症性疾患を治療するのに十分な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程を含む。本方法は、抗炎症療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含み得る。例えば、特に関節リウマチについて、第2の療法は、1つまたは複数の以下の薬剤:アスピリン、ナプロキセン、イブプロフェン、エトドラク、コルチゾン(コルチコステロイド)、制酸薬、スクラルファート、プロトンポンプインヒビター、ミソプロストール、金(例えば、金塩、金チオグルコース、チオリンゴ酸金、オーラルゴールド(oral gold))、メトトレキサート、スルファサラジン、D−ペニシラミン、アザチオプリン、シクロホスファミド、クロラムブシル、シクロスポリン、レフルノミド、エタネルセプト、インフリキシマブ、アナキンラ、アダリムマブ、および/またはヒドロキシクロロキンを投与する工程を含む。
別の態様では、骨関節炎を治療する方法を開示する。本方法は、骨関節炎を治療するのに十分な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程を含む。本方法は、抗骨関節炎療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含み得る。
別の態様では、糖尿病を治療する方法を開示する。本方法は、糖尿病を治療するのに十分な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程を含む。本方法は、糖尿病療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含み得る。例えば、第2の療法は、1つまたは複数の以下の薬剤:スルホニル尿素、メグリチニド、ビグアニド、メルホルミン、トログリタゾン、ピオグリタゾン、ロシグリタゾン、アカルボース、プラムリンチド、エクセナチド、グリブリド/メルホルミン(グルコバンス(登録商標))、ロシグリタゾン/メトホルミン(アバンダメット(登録商標))、および/またはグリピジド/メルホルミン(メタグリップ(登録商標))を投与する工程を含む。
別の態様では、アルツハイマー病を治療する方法を開示する。本方法は、アルツハイマー病を治療するのに十分な量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程を含む。本方法は、アルツハイマー病療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含み得る。例えば、第2の療法が、1つまたは複数の以下の薬剤:タクリン(COGNEX(登録商標))、ドネペジル(ARICEPT(登録商標))、リバスチグミン(EXELON(登録商標))、ガランタミン(REMINYL(登録商標))、メマンチン(NAMENDATM)、非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDS)、スタチン、葉酸、イチョウ、ビタミンE、ビタミンB6、および/またはビタミンB12を投与する工程を含む。
MMP−14結合タンパク質を投与する工程を含む他の例示的治療方法を以下に記載する。本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質を、1つまたは複数の他のMMPインヒビター(例えば、低分子インヒビター(例えば、広域特異性インヒビター(broad specificity inhibitor))と組み合わせて投与することができる。1つの実施形態では、低分子インヒビターは、1つまたは複数のネオバスタット、マリマスタット、BAY 12−9566、またはプリノマスタットである。別の実施形態では、1つまたは複数のMMPインヒビターには、別のMMP−14結合タンパク質が含まれる。
MMP−14結合タンパク質は、被験体(例えば、腫瘍を有するか、有することが疑われる被験体)への薬剤の標的化送達(targeted delivery)(例えば、被験体中の腫瘍への薬剤の方向付け)に有用である。例えば、抗腫瘍薬((化学療法薬、毒素、薬物または放射性核種(例えば、131I、90Y、177Lu)など))に結合体化したMMP−14結合タンパク質を、腫瘍を有するか、有することが疑われる被験体に投与することができる。
別の態様では、被験体を画像化する方法を開示する。本方法は、被験体にMMP−14結合タンパク質を投与する工程を含む。いくつかの実施形態では、タンパク質は、MMP−14触媒活性を実質的に阻害しないタンパク質である。MMP−14結合タンパク質は、検出可能な標識(例えば、放射性核種またはMRI検出可能な標識)を含み得る。1つの実施形態では、被験体は、腫瘍を有するか、有することが疑われる。本方法は、癌の診断、術中腫瘍検出、術後腫瘍検出、または腫瘍の浸潤性のモニタリングに有用である。
1つの態様では、本明細書中に記載の障害(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、または無調節または不適切な血管形成)の治療薬の製造のための本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質の使用を開示する。MMP−14結合タンパク質を含む薬物を使用して治療することができるさらに他の障害には、大動脈瘤、歯周炎、自己免疫性水疱形成皮膚障害、皮膚光老化が含まれる。
本発明の1つまたは複数の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の説明で記載する。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
少なくとも1つの免疫グロブリン可変領域を含む単離タンパク質であって、前記タンパク質がMMP−14に結合して阻害する、単離タンパク質。
(項目2)
重鎖(HC)免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖(LC)免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む単離タンパク質であって、第1および第2の免疫グロブリン可変ドメイン配列が、MMP−14に結合する抗原結合部位を形成し、1つまたは複数の以下の特徴:
(a)ヒトCDRまたはヒトフレームワーク領域、
(b)霊長類CDRまたは霊長類フレームワーク領域、
(c)前記HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のLC可変ドメインのCDRと少なくとも85%同一である1つまたは複数のCDRを含むこと、
(d)前記LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473
Figure 2013189473

のHC可変ドメインのCDRと少なくとも85%同一である1つまたは複数のCDRを含むこと、
(e)前記LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のLC可変ドメインと少なくとも85%同一であること、
(f)前記HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のHC可変ドメインと少なくとも85%同一であること、および
(g)前記タンパク質が、
Figure 2013189473

によって結合するエピトープ、またはかかるエピトープと重複するエピトープに結合すること
を含む、単離タンパク質。
(項目3)
前記タンパク質がヒトMMP−14に結合する、項目2に記載のタンパク質。
(項目4)
前記タンパク質が、100nM未満の解離定数(K )でヒトMMP−14に結合する、項目2に記載のタンパク質。
(項目5)
前記タンパク質が、10nM未満の解離定数(K )でヒトMMP−14に結合する、項目4に記載のタンパク質。
(項目6)
前記タンパク質がヒトMMP−14活性を阻害する、項目2に記載のタンパク質。
(項目7)
(a)前記HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のHC可変ドメインと少なくとも85%同一であるか、
(b)前記LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のLC可変ドメインと少なくとも85%同一である、項目6に記載のタンパク質。
(項目8)
前記タンパク質が、100nM未満のIC 50 でヒトMMP−14活性を阻害する、項目7に記載のタンパク質。
(項目9)
前記タンパク質が、10nM未満のIC 50 でヒトMMP−14活性を阻害する、項目7に記載のタンパク質。
(項目10)
前記タンパク質が、ヒトMMP−14の触媒ドメインに結合する、項目2に記載のタンパク質。
(項目11)
前記タンパク質が、プロMMP−2へのMMP−14の結合を調整する、項目2に記載のタンパク質。
(項目12)
前記タンパク質が、プロMMP−2のMMP−14活性化を阻害する、項目11に記載のタンパク質。
(項目13)
前記タンパク質が、MMP−16またはMMP−24に結合する、項目2に記載のタンパク質。
(項目14)
(a)前記HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のHC可変ドメインと少なくとも85%同一であるか、
(b)前記LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、
Figure 2013189473

のLC可変ドメインと少なくとも85%同一である、項目13に記載のタンパク質。
(項目15)
前記HCおよびLC可変ドメイン配列が、同一のポリペプチド鎖の成分である、項目2に記載のタンパク質。
(項目16)
前記HCおよびLC可変ドメイン配列が、異なるポリペプチド鎖の成分である、項目2に記載のタンパク質。
(項目17)
前記タンパク質がIgGである、項目2に記載のタンパク質。
(項目18)
前記タンパク質が可溶性Fabである、項目2に記載のタンパク質。
(項目19)
前記タンパク質がヒト抗体またはヒト化抗体であるか、あるいはヒト中で免疫原性でない、項目2に記載のタンパク質。
(項目20)
前記タンパク質がヒト抗体フレームワーク領域を含む、項目2に記載のタンパク質。
(項目21)
前記タンパク質がヒトFcドメインを含む、項目2に記載のタンパク質。
(項目22)
前記タンパク質が、in vitroにてPMA活性化HT−1080細胞中でプロMMP2のMMP−14活性化を阻害する、項目2に記載のタンパク質。
(項目23)
(a)前記HC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、M0038−F01、M0033−H07、またはM0039−H08のHC可変ドメインと少なくとも85%同一であるか、
(b)前記LC免疫グロブリン可変ドメイン配列が、M0038−F01、M0033−H07、またはM0039−H08のLC可変ドメインと少なくとも85%同一である
、項目22に記載のタンパク質。
(項目24)
前記タンパク質が、MMP−14を発現する腫瘍細胞に結合することができる、項目2に記載のタンパク質。
(項目25)
前記腫瘍細胞が、HT−1080細胞、LNCaP細胞、MDA−MB−231細胞、またはPC3細胞である、項目24に記載のタンパク質。
(項目26)
項目1または項目2に記載のタンパク質および薬学的に許容可能なキャリアを含む薬学的組成物。
(項目27)
サンプル中のMMP−14を検出する方法であって、前記サンプルを項目2に記載のタンパク質と接触させる工程、および存在する場合に前記タンパク質と前記MMP−14との間の相互作用を検出する工程を含む、方法。
(項目28)
前記タンパク質が検出可能な標識をさらに含む、項目25に記載の方法。
(項目29)
MMP−14活性を調整する方法であって、MMP−14を項目2に記載のタンパク質と接触させ、それにより、前記MMP−14の活性を調整する工程を含む、方法。
(項目30)
前記MMP−14がヒト被験体中に存在する、項目29に記載の方法。
(項目31)
被験体中のMMP−14を検出する方法であって、
項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程、および
前記被験体中の前記タンパク質を検出する工程
を含む、方法。
(項目32)
前記タンパク質が検出可能な標識をさらに含む、項目31に記載の方法。
(項目33)
前記検出が被験体の画像化を含む、項目31に記載の方法。
(項目34)
癌を治療する方法であって、被験体の癌を治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を前記被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目35)
前記癌が、頭頸部癌、口腔癌、喉頭癌、軟骨肉腫、乳癌、喉頭癌、卵巣癌、睾丸癌、黒色腫、または脳腫瘍である、項目34に記載の方法。
(項目36)
被験体における転移活性を調整する方法であって、前記転移活性を調整するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目37)
前記タンパク質が、腫瘍成長、腫瘍塞栓症、腫瘍移動度、腫瘍浸潤性、および癌細胞増殖のうちの1つまたは複数を阻害する、項目36に記載の方法。
(項目38)
前記方法が、抗癌療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含む、項目34または項目36に記載の方法。
(項目39)
前記第2の療法が、化学療法薬を投与する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目40)
前記第2の療法が、VEGF経路を介したシグナル伝達を拮抗する薬剤を投与する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目41)
前記第2の療法がベバシズマブを投与する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目42)
前記第2の療法が、5−FU、ロイコボリン、またはイリノテカンを投与する工程を含む、項目36に記載の方法。
(項目43)
前記第2の療法が、Tie1インヒビターを投与する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目44)
炎症性疾患を治療する方法であって、炎症性疾患を治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目45)
抗炎症療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含む、項目44に記載の方法。
(項目46)
眼疾患を治療する方法であって、眼疾患を治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目47)
関節リウマチを治療する方法であって、関節リウマチを治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目48)
前記方法が、抗関節リウマチ療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含む、項目47に記載の方法。
(項目49)
前記第2の療法が、1つまたは複数の以下の薬剤:アスピリン、ナプロキセン、イブプロフェン、エトドラク、コルチゾン、制酸薬、スクラルファート、プロトンポンプインヒビター、ミソプロストール、金、メトトレキサート、スルファサラジン、D−ペニシラミン、アザチオプリン、シクロホスファミド、クロラムブシル、シクロスポリン、レフルノミド、エタネルセプト、インフリキシマブ、アナキンラ、アダリムマブ、およびヒドロキシクロロキンを投与する工程を含む、項目48に記載の方法。
(項目50)
骨関節炎を治療する方法であって、骨関節炎を治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目51)
前記方法が、抗骨関節炎療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含む、項目50に記載の方法。
(項目52)
糖尿病を治療する方法であって、糖尿病を治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目53)
糖尿病療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含む、項目52に記載の方法。
(項目54)
前記第2の療法が、1つまたは複数の以下の薬剤:スルホニル尿素、メグリチニド、ビグアニド、メルホルミン、トログリタゾン、ピオグリタゾン、ロシグリタゾン、アカルボース、プラムリンチド、エクセナチド、グリブリド/メトホルミン(グルコバンス)、ロシグリタゾン/メルホルミン(アバンダメット)、およびグリピジド/メルホルミン(メタグリップ)を投与する工程を含む、項目53に記載の方法。
(項目55)
アルツハイマー病を治療する方法であって、アルツハイマー病を治療するのに十分な量の項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目56)
前記方法が、アルツハイマー病療法である第2の療法を被験体に施す工程をさらに含む、項目55に記載の方法。
(項目57)
前記第2の療法が、1つまたは複数の以下の薬剤:タクリン(COGNEX(登録商標))、ドネペジル(ARICEPT(登録商標))、リバスチグミン(EXELON(登録商標))、ガランタミン(REMINYL(登録商標))、メマンチン(NAMENDA TM )、非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDS)、スタチン、葉酸、イチョウ、ビタミンE、ビタミンB6、およびビタミンB12を投与する工程を含む、項目56に記載の方法。
(項目58)
腫瘍に薬剤を送達させる方法であって、項目2に記載のタンパク質を、腫瘍を有するか、有することが疑われる被験体に投与する工程を含み、前記タンパク質は薬剤に結合体化している、方法。
(項目59)
前記薬剤が毒素または化学療法薬である、項目58に記載の方法。
(項目60)
前記薬剤が放射性核種である、項目58に記載の方法。
(項目61)
被験体を画像化する方法であって、
検出可能な標識に物理的に会合している項目2に記載のタンパク質を被験体に投与する工程を含む、方法。
(項目62)
前記被験体が、腫瘍を有するか、有することが疑われる、項目61に記載の方法。
(項目63)
項目2に記載のタンパク質を、1つまたは複数のMMPインヒビターと組み合わせて投与する、項目34、項目36、項目44、項目46、項目47、項目50、項目52、または項目55に記載の方法。
(項目64)
前記1つまたは複数のMMPインヒビターが低分子インヒビターである、項目63に記載の方法。
(項目65)
前記低分子インヒビターが、1つまたは複数のネオバスタット、マリマスタット、BAY12−9566、またはプリノマスタットである、項目64に記載の方法。
(項目66)
前記1つまたは複数のMMPインヒビターが、別のMMP−14結合タンパク質を含む、項目63に記載の方法。
(項目67)
前記さらなるMMP−14結合タンパク質が、1つまたは複数の
Figure 2013189473

である、項目66に記載の方法。
(項目68)
Figure 2013189473

からなる群から選択される抗体の軽鎖および重鎖と少なくとも85%相同な重鎖および軽鎖を含むヒト抗体であるMMP−14に結合して阻害するタンパク質。
(項目69)
Figure 2013189473

からなる群から選択される抗体由来の重鎖と少なくとも85%相同な重鎖を有するヒト抗体であるMMP−14に結合して阻害するタンパク質。
(項目70)
Figure 2013189473

からなる群から選択される抗体由来の軽鎖と少なくとも85%相同な軽鎖を有するヒト抗体であるMMP−14に結合して阻害するタンパク質。
(項目71)
Figure 2013189473

を含む重鎖のリストの対応するCDRから選別した1つまたは複数の重鎖CDRを有するヒト抗体であるMMP−14に結合して阻害するタンパク質。
(項目72)
Figure 2013189473

を含む重鎖のリストの対応するCDRから選別した1つまたは複数の軽鎖CDRを有するヒト抗体であるMMP−14に結合して阻害するタンパク質。
(項目73)
霊長類抗体であるMMP−14に結合して阻害するタンパク質。
(項目74)
前記霊長類がヒトである、項目73に記載のタンパク質。
(項目75)
MMP−14の親和性が、1.2nM未満のKDによって特徴づけられる、項目73に記載のタンパク質。
(項目76)
前記第2の療法が、プラスミンインヒビターを投与する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目77)
前記プラスミンインヒビターがKunitzドメインを含む、項目76に記載の方法。
図1Aは、MMP−14結合タンパク質のKi値の決定を示す一連のグラフである。 図1Bは、MMP−14結合タンパク質のKi値の決定を示す一連のグラフである。 図2は、ゼラチンザイモグラムの再生である。 図3は、MMP−14への生殖系列化(germlined)抗体(539C−M0038F01生殖系列および539C−M0033−H07生殖系列)の結合を示す一連のグラフを示す。 図4は、親抗体と比較した2つの生殖系列化抗体(539C−M0038F01生殖系列および539C−M0033−H07生殖系列)のIC50値(2pM hMMP−14に対する)の決定を示す一連のグラフを示す。 図5は、生殖系列化抗体539C−M0038F01 Geneartおよび539C−M0033−H07 Geneartを使用して行ったゼラチンザイモグラムの再生を示す。 図6Aは、ビヒクル(vehicle)、種々の用量のM0038 F01、またはスラミンで処置したHUVECの立体培養の顕微鏡写真を示す。図6Bは、同一の実験由来の管長の測定値をまとめたグラフを示す。 図7は、雌Balb/cマウスの乳房脂肪パッドに同所性に注射したMDA−MB−231細胞由来の腫瘍成長に及ぼすMMP−14結合抗体(M0038−F01)の影響を試験した実験の結果をまとめたグラフを示す。y軸は腫瘍体積(mm)であり、x軸は投与開始からの時間(週)である。 図8は、雌Balb/cマウスの乳房脂肪パッドに同所性に注射したMDA−MB−231細胞由来の腫瘍成長に及ぼす一定範囲の用量のMMP−14結合抗体(M0038−F01)の影響を試験した実験の結果をまとめたグラフを示す。y軸は腫瘍体積(mm)であり、x軸は投与開始からの時間(週)である。 図9は、雌Balb/cマウスの乳房脂肪パッドに同所性に注射したMDA−MB−435 GFP乳房腫瘍の成長に及ぼす一定範囲の用量のMMP−14結合抗体(M0038−F01)の影響を試験した実験の結果をまとめたグラフを示す(実施例15に記載)。y軸は腫瘍体積(mm)であり、x軸は投与開始からの時間(週)である。 図10Aは、皮下移植したB16F1黒色腫の成長に及ぼす一定範囲の用量のMMP−14結合抗体(M0038−F01)の影響を試験した実験の結果をまとめたグラフを示す(実施例16に記載)。y軸は腫瘍体積(mm)であり、x軸は投与開始からの時間(週)である。図10Bは、B16F1黒色腫転移に及ぼすDox、M0038F01、およびアイソタイプ適合抗体コントロールでの処置後の肺小結節の定量を示す。y軸は、肺小結節の総数である。 図11は、マウスのPC3前立腺腫瘍の成長に及ぼす一定範囲の用量のMMP−14結合抗体(M0038−F01)の影響を試験した実験の結果をまとめたグラフを示す(実施例17に記載)。y軸は腫瘍体積(mm)であり、x軸は投与開始からの時間(週)である。 図12は、マウスのBT474乳房腫瘍の成長に及ぼす一定範囲の用量のMMP−14結合抗体(M0038−F01または「F01」)の影響を試験した実験の結果をまとめたグラフを示す(実施例18に記載)。y軸は腫瘍体積(mm)であり、x軸は投与開始からの時間(週)である。
(発明の詳細な説明)
マトリックスメタロプロテイナーゼは、例えば、組織の形態形成、成長、子宮周期、および分娩後退縮、組織修復、および血管形成中の細胞外マトリックスの生理学的再造形で機能する。これらの活性を有する3つのプロテアーゼは、MMP−14、MMP−16、およびMMP−24である。MMP−14結合タンパク質(MMP−14結合活性を阻害するMMP−14結合タンパク質が含まれる)を開示する。開示によって教示されたMMP−14結合タンパク質は、MMP−16および/またはMMP−24に結合することもでき、いくつかの実施形態では、阻害することもできる。
用語「結合タンパク質」は、標的分子と相互作用することができるタンパク質をいう。
この用語を、「リガンド」と交換可能に使用する。「MMP−14結合タンパク質」は、MMP−14と相互作用することができるタンパク質をいい、特に、MMP−14と優先的に相互作用し、そして/または阻害するタンパク質が含まれる。例えば、MMP−14結合タンパク質は抗体である。
用語「抗体」は、少なくとも1つの免疫グロブリン可変ドメインまたは免疫グロブリン可変ドメイン配列を含むタンパク質をいう。例えば、抗体は、重(H)鎖可変領域(本明細書中で、VHと略す)および軽(L)鎖可変領域(本明細書中で、VLと略す)を含むことができる。別の例では、抗体は、2つの重(H)鎖可変領域および2つの軽(L)鎖可変領域を含む。用語「抗体」は、抗体の抗原結合フラグメント(例えば、単鎖抗体、Fab、およびsFabフラグメント、F(ab’)、Fdフラグメント、Fvフラグメント、scFv、およびドメイン抗体(dAb)フラグメント(de Wildt et
al.,Eur J Immunol.1996;26(3):629−39))および完全な抗体を含む。抗体は、IgA、IgG、IgE、IgD、IgM(およびこれらのサブタイプ)の構造特性を有し得る。抗体は、任意の供給源に由来し得るが、霊長類(ヒト」および非ヒト霊長類)抗体および霊長類化抗体が好ましい。
VH領域およびVL領域を、「フレームワーク領域」(「FR」)と呼ばれるより保存された領域が散在する「相補性決定領域」(「CDR」)と呼ばれる超可変領域にさらに分割することができる。フレームワーク領域およびCDRの範囲は、正確に定義されている(Kabat,E.A.,et al.(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest,Fifth Edition,U.S.Department of Health and Human Services,NIH Publication No.91−3242およびChothia,C.et al.(1987)J.Mol.Biol.196:901−917を参照のこと。www.hgmp.mrc.ac.ukも参照のこと)。Kabatの定義を本明細書中で使用する。各VHおよびVLは、典型的には、3つのCDRおよび4つのFRから構成され、アミノ末端からカルボキシ末端まで以下の順序で配置している:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。
本明細書中で使用される場合、「免疫グロブリン可変ドメイン配列」は、1つまたは複数のCDR領域が抗原結合部位に適切な高次構造で配置されるように免疫グロブリン可変ドメインの構造を形成することができるアミノ酸配列をいう。例えば、配列は、天然に存在する可変ドメインのアミノ酸配列の全部または一部を含むことができる。例えば、配列は、1つ、2つ、またはそれを超えるN末端またはC末端アミノ酸、内部アミノ酸を省略することができるか、1つまたは複数の挿入またはさらなる末端アミノ酸を含むことができるか、他の変化を含むことができる。1つの実施形態では、免疫グロブリン可変ドメイン配列を含むポリペプチドは、別の免疫グロブリン可変ドメイン配列と会合して、抗原結合部位(例えば、MMP−14タンパク質と優先的に相互作用する構造(例えば、MMP−14触媒ドメイン))を形成することができる。
抗体のVHまたはVL鎖は、重鎖定常領域または軽鎖定常領域の全部または一部をさらに含み、それにより、免疫グロブリン重鎖または軽鎖をそれぞれ形成することができる。1つの実施形態では、抗体は、2つの免疫グロブリン重鎖および2つの免疫グロブリン軽鎖の四量体であり、ここで、免疫グロブリン重鎖および軽鎖は、例えば、ジスルフィド結合によって相互に連結している。IgGでは、重鎖定常領域は、3つの免疫グロブリンドメイン(CH1、CH2、およびCH3)を含む。軽鎖定常領域は、CLドメインを含む。重鎖および軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含む。抗体の定常領域は、典型的には、宿主組織または因子(免疫系の種々の細胞(例えば、エフェクター細胞)および古典的補体系の第1の成分(C1q)が含まれる)への抗体の結合を媒介する。免疫グロブリンの軽鎖は、κ型またはλ型であり得る。1つの実施形態では、抗体は、グリコシル化されている。抗体は、抗体依存性細胞傷害性および/または補体媒介細胞傷害性に機能的であり得る。
抗体の1つまたは複数の領域は、ヒトまたは事実上ヒトであり得る。例えば、1つまたは複数の可変領域は、ヒトまたは事実上ヒトであり得る。例えば、1つまたは複数のCDRは、ヒトであり得る(例えば、HC CDR1、HC CDR2、HC CDR3、LC CDR1、LC CDR2、およびLC CDR3)。各軽鎖CDRは、ヒトであり得る。HC CDR3はヒトであり得る。1つまたは複数のフレームワーク領域は、ヒトであり得る(例えば、HCまたはLCのFR1、FR2、FR3、およびFR4)。例えば、Fc領域はヒトであり得る。1つの実施形態では、全フレームワーク領域はヒトである(例えば、ヒト体細胞(例えば、免疫グロブリンを産生する造血細胞または非造血細胞)由来)。1つの実施形態では、例えば、ヒト配列は、生殖系列核酸によってコードされる生殖系列配列である。1つの実施形態では、選択されたFabのフレームワーク(FR)残基を、ほとんどの類似する霊長類生殖系列遺伝子(特に、ヒト生殖系列遺伝子)中の対応する残基のアミノ酸型に変換することができる。1つまたは複数の定常領域は、ヒトまたは事実上ヒトであり得る。例えば、少なくとも70、75、80、85、90、92、95、98、または100%の免疫グロブリン可変ドメイン、定常領域、定常ドメイン(CH1、CH2、CH3、CL1)、または完全な抗体は、ヒトまたは事実上ヒトであり得る。
抗体の全てまたは一部を、免疫グロブリン遺伝子またはそのセグメントによってコードすることができる。例示的なヒト免疫グロブリン遺伝子には、κ、λ、α(IgA1およびIgA2)、γ(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)、δ、ε、およびμ定常領域遺伝子ならびに多数の免疫グロブリン可変領域遺伝子が含まれる。全長免疫グロブリン「軽鎖」(約25KDaまたは約214アミノ酸)は、NH2末端(約110アミノ酸)が可変領域遺伝子によってコードされ、COOH末端がκまたはλ定常領域遺伝子によってコードされる。全長免疫グロブリン「重鎖」(約50KDaまたは約446アミノ酸)は、同様に、可変領域遺伝子(約116アミノ酸)および他の上記の定常領域遺伝子の1つ(例えば、γ(約330アミノ酸をコードする))によってコードされる。HC CDR3が約3アミノ酸残基から35アミノ酸残基長まで異なるので、ヒトHCの長さは非常に異なる。
用語、全長抗体の「抗原結合フラグメント」は、目的の標的に特異的に結合する能力を保持した全長抗体の1つまたは複数のフラグメントをいう。用語、全長抗体の「抗原結合フラグメント」内に含まれる結合フラグメントの例には、(i)Fabフラグメント(VL、VH、CL、およびCH1ドメインからなる1価のフラグメント)、(ii)F(ab’)フラグメント(ヒンジ領域でジスルフィド結合によって連結した2つのFabフラグメントを含む2価のフラグメント)、(iii)VHおよびCH1ドメインからなるFdフラグメント、(iv)抗体の単一アームのVLおよびVHドメインからなるFvフラグメント、(v)VHドメインからなるdAbフラグメント(Ward et al,(1989)Nature 341:544−546)、および(vi)機能性を保持する単離相補性決定領域(CDR)が含まれる。さらに、Fvフラグメントの2つのドメイン(VLおよびVH)は個別の遺伝子によってコードされるにもかかわらず、これらの遺伝子は、組換え法を使用して合成リンカーによって連結することができ、この合成リンカーは、VLおよびVH領域が対合して単鎖Fv(scFv)として公知の1価の分子を形成する単一タンパク質鎖として作製することができる。例えば、米国特許第5,260,203号、同第4,946,778号、および同第4,881,175号、Bird et al(1988)Science 242:423−426、ならびにHuston
et al.(1988)Proc.Natl.Acad.Sci. USA 85:5879−5883を参照のこと。
任意の適切な技術(当業者に公知の従来の技術が含まれる)を使用して、抗体フラグメントを得ることができる。用語「単一特異性抗体」は、特定の標的(例えば、エピトープ)に対して単一の結合特異性および親和性を示す抗体をいう。この用語には、「モノクローナル抗体」または「モノクローナル抗体成分」が含まれ、本明細書中で使用される場合、どのようにして抗体が生成されたかと無関係に抗体の調製物または単一の分子成分のそのフラグメントをいう。
「事実上ヒトの」免疫グロブリン可変領域は、免疫グロブリン可変領域が正常なヒトで免疫原性応答を誘発しないような十分な数のヒトフレームワークアミノ酸位置数を含む免疫グロブリン可変領域である。「事実上ヒト」抗体は、抗体が正常なヒトで免疫原性応答を誘発しないような十分な数のヒトアミノ酸位置数を含む抗体である。
「ヒト化」免疫グロブリン可変領域は、免疫グロブリン可変領域が正常なヒトで免疫原性応答を誘発しないような十分な数のヒトフレームワークアミノ酸位置数を含むように改変された免疫グロブリン可変領域である。「ヒト化」免疫グロブリンの説明には、例えば、米国特許第6,407,213号および同第5,693,762号が含まれる。
本明細書中で使用される場合、「結合親和性」は、見かけ上の結合定数またはKをいう。Kは、解離定数(K)の逆数である。結合タンパク質は、例えば、特定の標的分子(例えば、MMP−14、MMP−16、またはMMP−24)に対して少なくとも10、10、10、10、10、1010、および1011−1の結合親和性で結合することができる。第2の標的と比較して第1の標的への結合タンパク質のより高い親和性の結合を、第2の標的への結合に対するK(またはK値)より高い第1の標的への結合に対するK(またはより小さいK値)によって同定することができる。かかる場合、結合タンパク質は、第2の標的(例えば、第2の高次構造のタンパク質もしくはその模倣物または第2のタンパク質)と比較して第1の標的(例えば、第1の高次構造のタンパク質またはその模倣物)に対して特異性を有する。結合親和性(例えば、特異性または他の比較)の相違は、少なくとも1.5、2、3、4、5、10、15、20、37.5、50、70、80、91、100、500、1000、または10倍であり得る。
結合親和性を、種々の方法(平衡透析、平衡結合、ゲル濾過、ELISA、表面プラズモン共鳴法、または分光法(例えば、蛍光アッセイを使用する)が含まれる)によって決定することができる。結合親和性の例示的評価条件は、TRIS−緩衝液(50mM TRIS、150mM NaCl、5mM CaCl、pH7.5)である。これらの技術を使用して、結合タンパク質(または標的)濃度の関数として結合した結合タンパク質および遊離結合タンパク質の濃度を測定することができる。結合した結合タンパク質の濃度([結合])を、以下の式:
[結合]=N・[遊離]/((1/Ka)+[遊離])
(式中、(N)は、標的分子あたりの結合部位数である)によって遊離結合タンパク質の濃度([遊離])および標的上の結合タンパク質の結合部位の濃度と比較する。
時折、親和性の定量的測定(例えば、ELISAまたはFACS分析などの方法を使用して決定する)を行う(Kに比例する)のに十分であるので、Kを常に正確に得る必要はない。したがって、比較(より高い親和性が、例えば、2倍であるかどうかの決定など)に使用して、例えば、機能アッセイ(例えば、in vivoまたはin vitroアッセイ)における活性によって親和性を定量的に測定するか親和性を推定することができる。
「単離組成物」は、単離組成物を得る個とができる天然サンプルの少なくとも1つの成分の少なくとも90%から取り出された組成物をいう。人為的または天然に生成された組成物は、目的の種または種の集団が重量−重量ベースで少なくとも5、10、25、50、75、80、90、92、95、98、または99%の純度である場合、「少なくとも一定の純度の組成物」であり得る。
「エピトープ」は、結合タンパク質(例えば、Fabまたは全長抗体などの抗体)によって結合される標的化合物上の部位をいう。標的化合物がタンパク質である場合、部位は、完全にアミノ酸成分から構成されるか、完全にタンパク質のアミノ酸の化学修飾(例えば、グリコシル部分)から構成されるか、その組み合わせから構成され得る。重複エピトープは、少なくとも1つの共通のアミノ酸残基、グリコシル基、リン酸基、硫酸基、または他の分子の特徴を含む。
2配列間の「相同性」または「配列同一性」(これらの用語を本明細書中で交換可能に使用する)の計算を、以下のように行う。適切に比較できるように配列を整列させる(例えば、最適にアラインメントするために第1および第2のアミノ酸配列または核酸配列の一方または両方にギャップを導入し、比較するために非相同配列を無視することができる)。ギャップペナルティ12、ギャップ伸長ペナルティ4、およびフレームシフトギャップペナルティ5を使用したBlossum62スコアリング行列を有するGCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムを使用して、最適なスコアとして至適なアラインメントを決定する。次いで、対応するアミノ酸の位置またはヌクレオチドの位置のアミノ酸残基またはヌクレオチドを比較する。第1の配列中の位置が第2の配列中の対応する位置と同一のアミノ酸残基またはヌクレオチドで占められている場合、その位置で分子は同一である(本明細書中で使用する場合、アミノ酸または核酸の「同一性」は、アミノ酸または核酸の「相同性」と等価である)。2配列間の同一率は、配列が共有する同一の位置の数の関数である。
好ましい実施形態では、比較のために整列させた基準配列の長さは、基準配列の長さの少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、より好ましくは少なくとも50%、さらにより好ましくは少なくとも60%、さらにより好ましくは少なくとも70%、80%、90%、92%、95%、97%、98%、または100%である。例えば、基準配列は、免疫グロブリン可変ドメイン配列の長さであり得る。
本明細書中で使用される場合、用語「実質的に同一」(または「実質的に相同」)を、第1および第2のアミノ酸または核酸配列が類似の活性(例えば、結合活性、結合優先性、または生物活性)を有する(またはこれらを有するタンパク質をコードする)ように第2のアミノ酸または核酸配列と同一または等価な(例えば、類似の側鎖(例えば、保存されたアミノ酸置換)を有する)アミノ酸残基またはヌクレオチドを十分な数で含む第1のアミノ酸または核酸配列をいうために本明細書中で使用する。抗体の場合、第2の抗体は、同一の抗原と比較して同一の特性を有し、少なくとも50%、少なくとも25%、または少なくとも10%の親和性を有する。
本明細書中に開示の配列と類似または相同な(例えば、少なくとも約85%配列同一性)配列も本願の一部である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、約85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれを超え得る。さらに、核酸セグメントが選択的ハイブリッド形成条件下(例えば、高ストリンジェントなハイブリッド形成条件下)で鎖の相補物とハイブリッド形成する場合、実質的に同一である。核酸は、細胞全体、細胞溶解物、部分精製形態、または実質的に純粋な形態で存在し得る。
本明細書中で使用される場合、用語「低ストリンジェンシー、中ストリンジェンシー、高ストリンジェンシー、または超高ストリンジェンシー下でハイブリッド形成する」は、ハイブリッド形成および洗浄の条件を説明する。ハイブリッド形成反応を実施するためのガイダンスを、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,N.Y.(1989),6.3.1−6.3.6に見出すことができる。水性方法および非水性方法は、この参考文献で説明されており、いずれかを使用することができる。本明細書中で呼ばれる特異的ハイブリッド形成条件は以下である:(1)約45℃での6×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)、その後に少なくとも50℃の0.2×SSC、0.1%SDS中で2回洗浄する低ストリンジェンシーハイブリッド形成条件(洗浄温度を、低ストリンジェンシー条件のために55℃に上昇させることができる)、(2)約45℃での6×SSC、その後に60℃の0.2×SSC、0.1%SDSで1回または複数回洗浄する中ストリンジェンシーハイブリッド形成条件、(3)約45℃での6×SSC、その後に65℃の0.2×SSC、0.1%SDSで1回または複数回洗浄する高ストリンジェンシーハイブリッド形成条件、および(4)65℃での0.5Mリン酸ナトリウム、7%SDS、その後に65℃の0.2×SSC、1%SDSで1回または複数回洗浄する超高ストリンジェンシーハイブリッド形成条件。超高ストリンジェンシー条件(4)が好ましい条件であり、他で明記しない限り、これを使用すべきである。開示には、低、中、高、または超高ストリンジェンシーで本明細書中に記載の核酸またはその相補物(例えば、本明細書中に記載の結合タンパク質をコードする核酸)とハイブリッド形成する核酸が含まれる。核酸は、基準核酸と同一の長さであり得るか、基準核酸の長さの30、20、または10%以内であり得る。核酸は、本明細書中に記載の免疫グロブリン可変ドメイン配列をコードする領域に対応し得る。
MMP−14結合タンパク質は、本明細書中に記載の結合タンパク質と比較して、タンパク質機能に実質的に影響を及ぼさない変異(例えば、少なくとも1つ、2つ、または4つ、および/または15、10、5、または3つ未満)を有し得る(例えば、保存的置換または非必須アミノ酸置換)。特定の置換に耐えるかどうか(すなわち、生物学的性質に有害な影響を及ぼすかどうか)を、例えば、変異が保存されているかどうかの評価またはBowie,et al.(1990)Science 247:1306−1310の方法によって予想することができる。
「保存的アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が類似の側鎖を有するアミノ酸残基に置換されたものである。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該分野で定義されている。これらのファミリーには、塩基性側鎖を有するアミノ酸(例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、無電荷極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐側鎖を有するアミノ酸(例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン)、および芳香族側鎖を有するアミノ酸(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)が含まれる。多数のフレームワークおよびCDRのアミノ酸残基が1つまたは複数の保存的置換を含むことが可能である。
生体高分子のモチーフ配列は、多様なアミノ酸であり得る位置を含み得る。例えば、かかる文脈中の記号「X」は、一般に、任意のアミノ酸(例えば、20種の天然アミノ酸のいずれかまたは19種の非システインアミノ酸のいずれか)をいう。他の許容されるアミノ酸を、例えば、括弧およびスラッシュを使用して示すこともできる。例えば、「(A/W/F/N/Q)」は、アラニン、トリプトファン、フェニルアラニン、アスパラギン、およびグルタミン酸が、その特定の位置で許容されることを意味する。
「非必須」アミノ酸残基は、生物活性を排除するか、より好ましくは実質的に変化させることなく結合剤(例えば、抗体)の野生型配列から変化することができる残基であるのに対して、「必須」アミノ酸残基の変化により、活性が実質的に喪失する。
用語「同族リガンド(cognate ligand)」は、MMP−14の天然に存在するリガンド(天然に存在するその変異形(variant)(例えば、スプライス変異形、天然に存在する変異形、およびイソ型)が含まれる)をいう。
統計的有意性を、任意の当該分野で公知の方法によって決定することができる。例示的な統計的検定には、スチューデントT検定、マンホイットニーUのノンパラメトリック検定、およびウィルコクスンのノンパラメトリック統計検ああああ定が含まれる。いくつかの統計的な有意な関係は、0.05または0.02未満のP値を有する。特定の結合タンパク質は、例えば、統計的に有意な(例えば、0.05または0.02未満のP値)差異、例えば、特異性または結合の差異を示し得る。用語「誘導する」、「阻害する」、「増強する」、「上昇する」、「増加する」、または「減少する」などは、例えば、2つの状態の間の識別可能な定量的または定性的差異を示し、例えば、2つの条件の間の差異(例えば、統計的有意差)を言うことができる。
MMP−14結合タンパク質
MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)に結合し、少なくとも1つの免疫グロブリン可変領域を含むタンパク質を開示する。例えば、MMP−14結合タンパク質は、重鎖(HC)免疫グロブリン可変ドメイン配列および軽鎖(LC)免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む。多数の例示的MMP−14結合タンパク質を、本明細書中に記載する。
MMP−14結合タンパク質は、単離タンパク質であり得る(例えば、他のタンパク質を少なくとも70、80、90、95、または99%含まない)。
MMP−14結合タンパク質は、さらに、MMP−14(例えば、ヒトMMP−14)を阻害することができる。1つの実施形態では、タンパク質は、ヒトMMP−14の触媒ドメインに結合する(例えば、タンパク質は、MMP−14の活性部位中または活性部位付近の残基と接触する)。
一定の実施形態では、MMP−14結合タンパク質はまた、MMP−16および/またはMMP−24に結合することができる。さらに、MMP−14結合タンパク質はまた、MMP−16および/またはMMP−24を阻害することができる。
例示的MMP−14結合タンパク質には、M0031−C02、M0031−F01、M0033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02が含まれる。
MMP−14結合タンパク質は、抗体であり得る。MMP−14結合抗体は、単一のポリペプチド(例えば、scFv)または異なるポリペプチド(例えば、IgGまたはFab)中にそのHCおよびLC可変ドメイン配列を有することができる。
マトリックスメタロプロテイナーゼ
MMP−14
MMP−14は、MMP14(マトリックスメタロプロテイナーゼ−14前駆体)と指定された遺伝子によってコードされる。MMP−14の同義語には、マトリックスメタロプロテイナーゼ14(膜挿入)、膜1型マトリックスメタロプロテイナーゼ、膜型マトリックスメタロプロテイナーゼ1、MMP−14、MMP−X1、MT1MMP、MT1−MMP、MTMMP1、MT−MMP1が含まれる。
MT−MMPは、類似の構造(シグナルペプチド、プロドメイン、触媒ドメイン、ヒンジ領域、およびヘモペキシンドメインが含まれる)を有する(Wang,et al.,2004,J Biol Chem,279:51148−55)。SwissProtエントリーP50281によれば、MMP−14前駆体のシグナル配列は、アミノ酸残基1〜20を含む。プロペプチドは、残基21〜111を含む。Cys93は、可能なシステインスイッチとして注釈づけされている。残基112〜582により、成熟な活性タンパク質が作製される。触媒ドメインは、残基112〜317を含む。ヘモペキシンドメインは、318〜523を含む。膜貫通セグメントは、残基542〜562を含む。
MMP−14は、細胞から噴出し得るか細胞表面上で見出すことができ、単一の膜貫通アミノ酸配列によって繋留されている。例えば、Osnkowski et al.(2004,J Cell Physiol,200:2−10)を参照のこと。
ヒトMMP14の例示的アミノ酸配列を、以下の表1に示す。
(表1:ヒトMMP14のアミノ酸配列)
Figure 2013189473
(配列番号2;Genbankアクセッション番号CAA88372.1)。
マウスMMP14の例示的アミノ酸配列を、以下の表2に示す。
(表2:マウスMMP14のアミノ酸配列)
Figure 2013189473
Figure 2013189473
配列番号4;GenBankアクセッション番号NP_032634.2。
例示的MMP−14タンパク質には、ヒトまたはマウスMMP−14アミノ酸配列(これらの配列の1つと80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一な配列)またはそのフラグメント(例えば、シグナル配列またはプロドメインを含まないフラグメント)が含まれ得る。
表3は、例示的ヒトMMP−14(hMMP−14)アミノ酸配列の例示的マウスMMP−14(mMMP−14)アミノ酸配列との配列アラインメントを示す。mMMP14エントリー中の「−」は、アミノ酸がhMMP14と同一のアミノ酸であることを示す。
表3:ヒトMMP14とマウスMMP14との比較
Figure 2013189473
これらの例示的hMMP−14およびmMMP−14配列は、580箇所中558箇所が同一であり、同一率が約96.2%である。類似度が比較的高いにもかかわらず、異なる基質(プロMMP−2およびI型コラーゲンが含まれる)に対するその活性は様々である(Wang,et al.,2004,J Biol Chem,279:51148−55)。
MMP−14欠損マウスを、遺伝子ターゲティングによって作製した(Holmbeck,et al.,1999,Cell,99:81−92)。MMP−14欠損により、頭蓋顔面異形症、関節炎、骨減少症、小人症、および軟組織の線維症を引き起こすが、マウスは生存可能である。腫瘍中のMMP−14の発現は、Sato et al.(Sato,et al.,2005,Cancer Sci,96:212−7)、Zucker et al.(Zucker and Vacirca,2004,Cancer Metastasis Rev,23:101−17)、およびBauvois(Bauvois,2004,Oncogene,23:317−29)に概説されている。MT−MMP発現の増加は、神経膠腫の悪性度の増加と相関する(上皮成長因子受容体(EGFR)シグナル伝達の変化と共有する関係)ことが以前に報告されている。神経膠腫におけるEGFR媒介浸潤性の1つの機構は、MT1−MMPの誘導を含み得る(Van
metter et al,2004,Neuro−oncol.,6(3):188−99)。
MMP−14は、血管形成時の内皮細胞中でケモカイン単球化学誘引物質タンパク質−1/ccl2およびインターロイキン−8/CXCL8によって調節される(Galvez et al,2005,J Biol Chem,280(2):1292−8)。MMP−14活性はまた、TGF−β1誘導細胞周囲コラーゲン生成を制御するERK 1/2−およびp38 MAPK−調整TIMP−2発現によって調整される(Munshi et al,2004,J Biol Chem,279(37):39042−50)。ERK経路の遮断により、MMP−3、MMP−9、MMP−14、およびCD44の発現が抑制され、腫瘍細胞の浸潤性が顕著に阻害される(Tanimura et
al,2003,Biochem Biophys Res Commum,304(4):801−6)。
血管形成中、MMP−14は、おそらくCD44の切断に関与するSrcチロシンキナーゼ経路の活性化によるVEGF−Aの特異的上方制御に寄与する(Sounni et
al,2004,J Biol Chem,279(14):13564−74)。
MMP−14は、多数の内因性インヒビターを有する。TIMP−2は、MMP−14に結合してMMP−14を細胞表面に固着し、プロMMP−2(プロゼラチナーゼA)の「受容体」として作用する。その結果、後者を局在様式で効率良く活性化することができる(Murphy,et al.,2003,Biochem Soc Symp,65−80)。TIMP−2、TIMP−3、およびTIMP−4はMMP−14を阻害するが、TIMP−1は阻害しない(Lee,et al.,2003,J Biol Chem,278:40224−30)。TIMPは、典型的には、遅く強固な結合インヒビターである。
MMP−14は、プロMMP−2を活性化してタンパク質分解のカスケードを引き起こし、それにより、腫瘍細胞の移動および浸潤を容易にする(Berno,et al.,2005,Endocr Relat Cancer,12:393−406;Anilkumar,et al.,2005,Faseb J,19:1326−8;Itoh
and Seiki,2005,J Cell Physiol;Lopez de Cicco,et al.,2005,Cancer Res,65:4162−71;El Bedoui,et al.,2005,Cardiovasc Res,67:317−25;Cao,et al.,2005,Thromb Haemost,93:770−8;Sato,et al.,2005,Cancer Sci,96:212−7;Dong,et al.,2005,Am J Pathol,166:1173−86;Philip,et al.,2004,Glycoconj J,21:429−41;Guo,et al.,2005,Am J Pathol,166:877−90;Grossman,2005,Urol Oncol,23:222;Gilles,et al.,2001,J Cell Sci,114:2967−76)。研究により、この活性化プロセスが活性なMT1−MMPおよびTIMP−2結合MT1−MMPの両方を必要とすることが提案されている(Strongin et al,1995,J Biol Chem,270,5331−5338;Butler et al,1998,J Biol Chem,273:871−80;Kinoshita
et al,1998,J Biol Chem,273,16098−103)。後者の複合体中のTIMP−2は、そのC末端ドメインを介して、プロMMP−2のヘモペキシンドメインに結合し、活性なMT1−MMPに近いチモーゲンを局在化することができる(Butler et al,1998,J Biol Chem,273:871−80;Kinoshita et al,1998)。
プロMMP−2に加えて、MMP−14は、コラーゲン三重らせん構造(Minond,et al.,2004,Biochemistry,43:11474−81)、フィブリン(Kluft,2003,Pathophysiol Haemost Thromb,33:425−9)、マトリゲル(Cao,et al.,2005,Thromb Haemost,93:770−8)、他の細胞外マトリックス成分(Sato,et al.,2005,Cancer Sci,96:212−7)、CD44(Suenaga,et al.,2005,Oncogene,24:859−68)、および種々の他のタンパク質(Hwang,et al.,2004,Biochim Biophys Acta,1702:79−87)などの他の基質を切断する。MMP−14は、プロコラゲナーゼ2および3(強力なコラーゲン分解プロテアーゼ)の活性化を促進することができる(Knauper et al,1996,J Biol Chem,271:17124−31;Woessner et Nagase,2000)。
MMP−14は、多くの病状(例えば、腫瘍成長(Trisciuoglio,et al.,2005,J Cell Physiol)、腫瘍塞栓症(Cao,et al.,1996,J Biol Chem,271:30174−80)、血管形成(Haas,2005,Can J Physiol Pharmacol,83:1−7;(Handsley and Edwards,2005,Int J Cancer,115:849−60;(Roebuck,et al.,2005,Am J Clin
Pathol,123:405−14;(Pilorget,et al.,2005,J Cereb Blood Flow Metab)、および細胞増殖(Aoki,et al.,2005,J Biochem(Tokyo),137:95−9)が含まれる)に関与している。したがって、MMP−14に結合し、そして/または阻害するタンパク質を使用して、これらの容態を治療し、そして/または診断することができる。
MMP−14は喉頭癌の進行に関与するので、MMP−14は、喉頭癌の浸潤および転移可能性の評価における信頼できるマーカーとしての機能を果たし得る。MMP−14発現の抑制により、喉頭癌の浸潤および転移を阻害することができる(Sun,Li,2004,Chin Med Sci J,19(3):170−3)。したがって、MMP−14結合タンパク質を使用して、転移癌(例えば、転移性喉頭癌)を治療または予防することができる。
MMP−14は、いくつかの非癌疾患(関節リウマチ(Itoh and Seiki,2005,J Cell Physiol,;(Distler,et al.,2005,Proc Natl Acad Sci U S A,102:2892−7);骨関節炎(Tchetina,et al.,2005,J Rheumatol,32:876−86);糖尿病(特に、(Savinov,et al.,2005,J Biol Chem,280:27755−8;Giebel,et al.,2005,Lab Invest,85:597−607;Raymond,et al.,2004,J Vase Surg,40:1190−8);およびアテローム性動脈硬化症(Stawowy,et al.,2005,Circulation,111:2820−7;May,et al.,2005,Thromb Haemost,93:710−5;Rajavashisth,et al.,1999,Circulation,99:3103−9)が含まれる)に関与する。発達、正常な過程、および癌におけるMMPの役割は、Folgueras et al.,Int.J.Dev.Biol.48:411−424(2004)で概説されている。したがって、MMP−14に結合し、そして/または阻害するタンパク質は、これらの容態の治療および/または診断に有用である。
MMP−16
マトリックスメタロプロテイナーゼ−16(MMP−16、膜3型マトリックスメタロプロテイナーゼ、またはMT3−MMPとしても公知)は、種々の正常な組織(Takino et al,1995,J Biol Chem,270:23013−20;Yoshiyama et al,1998,Acta Neuropathol,96:347−50;Shofuda et al,2001,947:337−40;Nutall et al,2003,Mol Cancer Res,1:333−45)および腫瘍組織(Nutall et al,2003,Mol Cancer Res,1:333−45;Kitagawa et al,1999,J Urol,162:905−9;Ohnishi et al,2001,Eur J dermatol,11:420−3)で発現する。MMP−16は、他のMMPの活性化による直接または間接的な正常および罹患した乳腺の再造形に関与する。非浸潤性乳癌(MCF−7)は、浸潤性乳癌乳癌(MDA−MB−231)よりもMMPが顕著に低い(Kousidou
et al.2005,Int J Oncol,26(4):1101−9;Szabova et al.2005,J Cell Physiol,205(1):123−32)。MMP−16は、プロMMP−2の活性化だけでなく、ECM高分子上での直接的な作用によっても細胞外マトリックスの代謝回転で役割を果たす。
MMP−16は、毛細管形成(Lafleur et al,2002,J Cell
Sci.,115(Pt 17):3427−38.et al.2004,J Clin Endocrinol Metab,89(11):5828−36;et al.2002,J Cell Sci;Plaisier et al,2004,J Clin Endocrinol Metab,89(11):5828−36.)および血管のマトリックス再造形(Shofuda et al.1997,J Biol Chem,272(15):9749−54)に関与する。MMP−16は、フィブリン浸潤活性を駆動する別の浸潤促進因子(pro−invasive factor)である(Kang et al,2000,Faseb J,14(15):2559−68;2002,et al.J Exp Med,195(3):295−308)。
MMP−16は、骨関節炎中での発現が増加する(P<0.01)(Kevorkian et al.2004,Arthritis Rheum.,50(l):131−41)。MMP−16は、関節リウマチ患者の滑膜中で著しく発現する(Pap et al.2000,Arthritis Rheum.,43(6):1226−32)。MMP−16発現はまた、ヒトアテローム硬化性プラーク中で増加する(Uzui et
al.2002,Circulation,106(24):3024−30)。
MMP−16は、卵巣癌中で発現する(Stadlmann et al.2003,Eur J Cancer,39(17):2499−505)。MMP−2、MMP−16、およびVEGFの発現は睾丸癌中で増加し(Konaka et al.1999,J Urol,161(l):342−8)、MMP−16は睾丸癌中の発現が増加し、これは転移可能性の増加に関連する(Koshida et al.2000,Hinyokika Kiyo,46(10):775−81)。MMP−16の発現は、正常な実質中よりも癌腫、特に明細胞癌で高い。
MMP−16は、原発性および転移性黒色腫細胞で発現する。二重免疫蛍光により、転移性黒色腫細胞中でのMMP−16/MMP−2の一貫した同時局在化が証明されている。結節性黒色腫細胞および転移性黒色腫細胞中でのMMP−16およびMMP−2の同時局在化は、MT−MMPおよびMMP−2が黒色細胞の浸潤性過程および転移性過程で協力することができることを示す(Ohnishi et al.2001,Eur J Dermatol,11(5):420−3;Iida et al.2001,J Biol Chem,276(22):18786−94)。MMP−14のように、MMP−16は、喉頭癌の進行に関与する。したがって、MMP−16にも結合し、そして/または阻害するMMP−14結合タンパク質を使用して、転移癌(例えば、転移性喉頭癌)を治療または防止することができる。
基本的なMMP−16 mRNA発現は、MMP−14と類似のパターンを有するが、コラーゲンによって上方制御されない(Gilles et al.1997,Lab Invest,76(5):651−60)。MMP−14は、コラーゲン刺激MMP−2活性化に関与する。この機構を、腫瘍関連線維芽細胞およびEMT由来癌腫細胞がin
vivoで使用して、浸潤および/または転移の増加を促進することができる。ヒト浸潤性乳癌では、MMP−14およびMMP−16の発現、MMP−14およびプロMMP−2活性化の免疫局在化の間に相関関係がある(Ueno et al.1997,Cancer Res,57(10):2055−60)。MMP−16およびTIMP−2
mRNA発現は、糖尿病ラット腎臓で有意に増加する(Wan et al.2004,Di Yi Jun Yi Da Xue Xue Bao.24(12):1391−4)。
MMP−24
マトリックスメタロプロテイナーゼ−24(MMP−24、膜5型マトリックスメタロプロテイナーゼ、またはMT5−MMPとしても公知)が、ヒト脳cDNAライブラリーから同定され、クローニングされている(Llano et al.,1999,Cancer Res,59(11):2570−6)。他のMT−MMPと類似のドメイン構造を共有する一方で、MMP−24の細胞質テールは最も相違し、MMP−14および−16との同一率は50%でしかない(Pei D,1999,J Biol Chem,274,8925−32)。MMP−24は、脳内で主に発現し、腎臓、膵臓、および肺中では低レベルで発現する。MMP−24は、軸索成長で役割を果たすことが示されている(Hayashita−Kinoh et al.,2001,Cell Growth Differ,12,573−58)。ヒトMMP−24遺伝子は、20q11.2(多様な供給源由来の腫瘍で頻繁に増幅される領域)にマッピングされ、MMP−24が癌の進行で役割を果たし得ることが示唆される。MMP−24の触媒ドメインは、プロMMP−2に対する強いタンパク質分解活性を示し、それにより、この酵素のMr 62,000の活性形態が得られる。MMP−24は、腫瘍組織中のプロMMP−2の活性化に寄与し、過剰発現して腫瘍の進行を容易にする(Pei D,1999,J Biol Chem,274,8925−32)。
MMP−24転写物は、正常な脳組織と比較して、一連の脳腫瘍(星状細胞腫、膠芽細胞腫、および神経膠腫が含まれる)中で高レベルで検出される(Van metter et al,2004,Neuro−oncol,3:188−99)。MMP−24は、脳内で主に発現する(Brain Res.2000 Mar 31;860(l−2):174;Biol Chem.1999 Mar 26;274(13):8925−32;Lett.1999 Dec 3;462(3):261−6)。
MMP−24 mRNAレベルは、正常な脳組織中のレベルと比較して、一連の脳腫瘍(星状細胞腫および膠芽細胞腫が含まれる)中でより高い(Llano et al.,1999,Cancer Res,59(ll):2570−6)。
MMP−24欠損マウスは、明確な形態学的異常もなく誕生する。神経系に明らかな組織学的欠損は認められない。しかし、MMP−24欠損マウスは、坐骨神経損傷後、機械的異痛症を伴う神経因性疼痛を発症しないが、急性有害刺激に対する応答は正常である(Uekita et al,FEBS Lett.2004 Jan 16,557(l−3):125−8)。
MMP−24発現は、感染角膜で増加する。感染角膜中のMMP−24の過剰発現と炎症反応との間に良好な相関関係が存在する。マクロファージおよびPMNなどの炎症細胞は、角膜感染中のMT−MMPの上方制御で役割を果たすことができ、同様に、角膜組織を破壊し得る(Dong et al,Invest Ophthalmol Vis Sci.2001 Dec;42(13):3223−7)。
MMP−24発現は、糖尿病で増加する。MMP−24は、尿細管萎縮および末期腎疾患の病理発生で役割を果たす(Romanic et al,2001,Am J Physiol Renal Physiol,Aug;281(2):F309−17)。
MMP−24はアルツハイマー脳内の老人斑と同時局在化し、このことは、高齢に関連する病態生理学的過程の調節で役割を果たす可能性を示す(Sekine−Aizawa,2001,Eur J Neurosci,13(5):935−48)。
ディスプレイライブラリー
ディスプレイライブラリーは、実体のコレクションであり、各実体には、利用しやすいポリペプチド成分およびポリペプチド成分をコードするか同定する回収可能な成分が含まれる。ポリペプチド成分は変化し、その結果、異なるアミノ酸配列が示される。ポリペプチド成分は、任意の長さ(例えば、3つのアミノ酸〜300個超のアミノ酸)であり得る。ディスプレイライブラリーの実体は、1つを超えるポリペプチド成分(例えば、sFabの2つのポリペプチド鎖)を含み得る。1つの例示的実施では、ディスプレイライブラリーを使用して、MMP−14に結合するタンパク質を同定することができる。選択では、ライブラリーの各メンバーのポリペプチド成分を、MMP−14(例えば、MMP−14の触媒ドメインまたは他のフラグメント)で探索し、ポリペプチド成分がMMP−14に結合する場合、ディスプレイライブラリーメンバーを、典型的には、支持体上の保持によって同定する。
保持されたディスプレイライブラリーのメンバーを支持体から回収し、分析する。分析は、増幅およびその後の類似または異なる条件下での選択を含み得る。例えば、ポジティブ選択およびネガティブ選択を交互に行うことができる。分析はまた、詳細な特徴付けのためのポリペプチド成分のアミノ酸配列の決定およびポリペプチド成分の精製を含み得る。
ディスプレイライブラリーのために種々の形式を使用することができる。例には、以下が含まれる。
ファージディスプレイ:タンパク質成分は、典型的には、バクテリオファージコートタンパク質に共有結合している。結合は、コートタンパク質に融合したタンパク質成分をコードする核酸の翻訳に由来する。結合には、可動性ペプチドリンカー、プロテアーゼ部位、または終止コドンの抑制の結果として組み込まれたアミノ酸が含まれ得る。ファージディスプレイは、例えば、米国特許第5,223,409号;Smith(1985)Science 228:1315−1317;WO92/18619号;WO91/17271号;WO92/20791号;WO92/15679号;WO93/01288号;WO92/01047号;WO92/09690号;WO90/02809号;de Haard et al.(1999)J.Biol.Chem 274:18218−30;Hoogenboom et al.(1998)Immunotechnology 4:1−20;Hoogenboom et al.(2000)Immunol Today 2:371−8およびHoet et al.(2005)Nat Biotechnol.23(3)344−8に記載されている。タンパク質成分をディスプレイするバクテリオファージを成長させ、標準的なファージ調製方法(例えば、成長培地からのPEG沈殿)を使用して回収することができる。各ディスプレイファージの選択後、選択したタンパク質成分をコードする核酸を、選択したファージを感染させた細胞またはファージ自体から増幅後に単離することができる。各コロニーまたはプラークを選別し、核酸を単離し、配列決定することができる。
他のディスプレイ形式。他のディスプレイ形式には、細胞ベースのディスプレイ(例えば、WO03/029456号を参照のこと)、タンパク質−核酸融合(例えば、米国特許第6,207,446号を参照のこと)、リボースディスプレイ(例えば、Mattheakis et al.(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA
91:9022およびHanes et al.(2000)Nat Biotechnol.18:1287−92;Hanes et al.(2000)Methods
Enzymol.328:404−30;およびSchaffitzel et al(1999)J Immunol Methods.231(1−2):119−35)、および大腸菌ぺ利プラ図無ディスプレイ(J Immunol Methods.2005 Nov 22;PMED:16337958)が含まれる。
足場。ディスプレイに有用な足場には、以下が含まれる:抗体(例えば、Fabフラグメント、単鎖Fv分子(scFV)、単一ドメイン抗体、キャメリド(camelid)抗体、およびキャメリド化抗体)、T細胞受容体、MHCタンパク質、細胞外ドメイン(例えば、フィブロネクチンIII型受容体、EGF反復)、プロテアーゼインヒビター(例えば、Kunitzドメイン、エコチン(ecotin)、およびBPTIなど)、TPR反復、三葉(trifoil)構造、亜鉛フィンガードメイン、DNA結合タンパク質(特に、単量体DNA結合タンパク質)、RNA結合タンパク質、酵素(例えば、プロテアーゼ(特に、不活化プロテアーゼ)、RNアーゼ)、シャペロン(例えば、チオレドキシンおよび熱ショックタンパク質)、細胞内シグナル伝達ドメイン(SH2およびSH3ドメインなど)、線状ペプチドおよび拘束ペプチド、および線状ペプチド基質。ディスプレイライブラリーは、合成および/または天然の多様性を含み得る。例えば、US2004−0005709号を参照のこと。
ディスプレイテクノロジーを使用して、標的の特定のエピトープに結合する結合タンパク質(例えば、抗体)を得ることもできる。例えば、特定のエピトープを欠くかエピトープ内で例えばアラニンにて変異された競合非標的分子の使用によってこれを行うことができる。かかる非標的分子を、ディスプレイライブラリー標的に結合する場合は競合分子として、または、標的に特異的ではないディスプレイライブラリーメンバーを解離する洗浄液中で補足するための前溶出剤(pre−elution agent)として下記のネガティブ選択手順で使用することができる。
相互作用選択(Iterative Selection)。1つの好ましい実施形態では、ディスプレイライブラリーテクノロジーを、相互作用様式で使用する。第1のディスプレイライブラリーを使用して、標的のための1つまたは複数の結合タンパク質を同定する。次いで、変異誘発法を使用してこれらの同定された結合タンパク質を変化させて、第2のディスプレイライブラリーを形成する。次いで、例えば、より高いストリンジェンシーまたはより高い競合性の結合および洗浄条件の使用によってより親和性の高い結合タンパク質を、第2のライブラリーから選択する。
いくつかの実施では、変異誘発は、結合面の領域を標的にする。例えば、同定された結合タンパク質が抗体である場合、変異誘発を、本明細書中に記載の重鎖または軽鎖のCDR領域に向けることができる。さらに、変異誘発を、CDR付近またはCDRに隣接したフレームワーク領域に向けることができる。抗体の場合、変異誘発は、正確な段階的改良を行うために、CDRの1またはいくつかに制限することもできる。例示的な変異誘発技術には、誤りがちなPCR、組換え、DNAシャフリング、部位特異的変異誘発、およびカセット変異誘発が含まれる。
相互作用選択の1つの例では、本明細書中に記載の方法を使用して、標的に対して少なくとも最小の結合特異性または最小の活性(例えば、1nM、10nM、または100nM未満の結合についての平衡解離定数)でMMP−14に結合するタンパク質をディスプレイライブラリーから最初に同定する。最初に同定したタンパク質をコードする核酸配列を、変異の導入のためのテンプレート核酸として使用して、例えば、最初のタンパク質と比較して増強された性質(例えば、結合親和性、反応速度、または安定性)を有する第2のタンパク質を同定する。
オフレート選択。遅い解離速度は、特にポリペプチドとその標的との間の相互作用に関して高親和性と予想することができ、本明細書中に記載の方法を使用して、標的への結合相互作用のための所望の(例えば、減少した)速度論的解離速度を有する結合タンパク質を単離することができる。
ディスプレイライブラリーから解離の遅い結合タンパク質を選択するために、ライブラリーを固定した標的と接触させる。次いで、固定した標的を、非特異的にまたは弱く結合した生体分子を除去する第1の溶液で洗浄する。次いで、結合した結合タンパク質を、飽和量の遊離標的または標的特異的高親和性競合モノクローナル抗体(すなわち、粒子に付着しない標的の複製物)を含む第2の溶液で溶離する。遊離標的は、標的から解離した生体分子に結合する。はるかに低い濃度の固定した標的と比較して、飽和量の遊離標的によって再結合が効率的に阻止される。
第2の溶液は、実質的に生理学的であるかストリンジェントな溶液条件を有し得る。典型的には、第2の溶液の溶液条件は、第1の溶液の溶液条件と同一である。第2の溶液の画分を、初期画分と後期画分とを区別するための一過性の順序で回収する。後期画分は、初期画分中の生体分子よりも遅い速度で標的から解離する生体分子を含む。
さらに、長期間のインキュベーション後でさえも標的に結合したままであるディスプレイライブラリーメンバーを回収することも可能である。これらを、カオトロピック条件を使用して解離するか、標的に付着させながら増幅させることができる。例えば、標的に結合したファージを、細菌細胞に接触させることができる。
特異性の選択またはスクリーニング。本明細書中に記載のディスプレイライブラリースクリーニング法は、非標的分子に結合するディスプレイライブラリーメンバーを破棄する選択またはスクリーニング過程を含み得る。非標的分子の例には、磁性ビーズ上のストレプトアビジン、ウシ血清アルブミンなどの遮断薬、無脂肪牛乳、任意の捕捉もしくは標的固定モノクローナル抗体、またはヒトMMP−14標的を発現しない非トランスフェクション細胞が含まれる。
1つの実施では、いわゆる「ネガティブ選択」工程を使用して、標的分子と、関連する非標的分子と、関連するが異なる非標的の分子とを識別する。ディスプレイライブラリーまたはそのプールを、非標的分子と染色させる。非標的に結合しないサンプルのメンバーを回収し、その後の標的分子への結合についての選択またはその後のネガティブ選択で使用する。ネガティブ選択工程は、標的分子に結合するライブラリーメンバーの選択の前であっても後であってもよい。
別の実施では、スクリーニング工程を使用する。ディスプレイライブラリーメンバーを標的分子への結合のために単離した後、それぞれの単離したライブラリーメンバーを、非標的分子(例えば、上記列挙の非標的)に結合する能力について試験する。例えば、高処理ELISAスクリーニングを使用して、このデータを得ることができる。ELISAスクリーニングを使用して、標的への各ライブラリーメンバーの結合または関連標的または標的のサブユニット(マウスMMP−14)に対する種交差反応性についての定量的データを得ることもでき、pH6またはpH7.5などの異なる条件下においても得ることができる。(例えば、コンピュータおよびソフトウェアを使用して)非標的結合データおよび標的結合データを比較して、標的に特異的に結合するライブラリーメンバーを同定する。
他の例示的発現ライブラリー
タンパク質の他のコレクション型(例えば、発現ライブラリー)を使用して、特定の性質(例えば、MMP−14に結合する能力および/またはMMP−14を調整する能力)を有するタンパク質(例えば、抗体のタンパク質アレイ(例えば、De Wildt et al.(2000)Nat.Biotechnol.18:989−994を参照のこと)、λgt11ライブラリー、および2ハイブリッドライブラリーなどが含まれる)を同定することができる。
例示的ライブラリー
非ヒト霊長類を免疫化し、ファージ上にディスプレイすることができる霊長類抗体遺伝子を回収することが可能である(以下を参照のこと)。かかるライブラリーから、免疫化で使用した抗原に結合する抗体を選択することができる。例えば、Vaccine.(2003)22(2):257−67またはImmunogenetics.(2005)57(10):730−8を参照のこと。したがって、チンパンジーまたはマカクザルの免疫化およびMMP−14に結合して阻害する霊長類抗体の種々の選択またはスクリーニング方法の使用によってMMP−14に結合して阻害する霊長類抗体を得ることができる。ヒト定常領域を有する霊長類化Fabのキメラを作製することもできる(Curr Opin Mol Ther.(2004)6(6):675−83を参照のこと)。カニクイザルおよびヒトの成分由来の遺伝子操作した霊長類化抗体は、構造的にヒト抗体と識別可能である。したがって、霊長類化抗体は、ヒトで副作用を引き起こす可能性が低く、長期間の慢性治療に潜在的に適切になる。Curr Opin Investig Drugs.(2001)2(5):635−8。
1つの例示的ライブラリー型は、多様なポリペプチドプールであり、これは、それぞれ免疫グロブリンドメイン(例えば、免疫グロブリン可変ドメイン)を含む。ライブラリーメンバーが霊長類または「霊長類化」(例えば、ヒト、非ヒト霊長類、または「ヒト化」)免疫グロブリンドメイン(例えば、免疫グロブリン可変ドメイン)またはヒト定常領域を有するキメラ霊長類化Fabを含むディスプレイライブラリーが重要である。ヒトまたはヒト化免疫グロブリンドメインライブラリーを使用して、例えば、ヒト抗原を認識するヒトまたは「ヒト化」抗体を同定することができる。抗体の定常領域およびフレームワーク領域がヒトであるので、ヒトに投与した場合、これらの抗体自体を抗原として認識し、標的化することを回避することができる。定常領域を、ヒト免疫系のエフェクター機能を採用するように至適化することもできる。in vitroディスプレイ選択過程は、通常にヒト免疫系が自己抗原に対する抗体を生成できないという課題を克服する。
典型的な抗体ディスプレイライブラリーは、VHドメインおよびVLドメインを含むポリペプチドをディスプレイする。「免疫グロブリンドメイン」は、免疫グロブリン分子の可変ドメインまたは定常ドメイン由来のドメインをいう。免疫グロブリンドメインは、典型的に、約7つのβ鎖および保存ジスルフィド結合から形成される2つのβシートを含む(例えば、A.F.Williams and A.N.Barclay,1988,Ann.Rev.Immunol.6:381−405を参照のこと)。ディスプレイライブラリーは、Fabフラグメント(例えば、2つのペプチド鎖を使用する)または単鎖Fv(例えば、単一ポリペプチド鎖を使用する)として抗体をディスプレイすることができる。他の形式も使用することができる。
Fabおよび他の形式の場合のように、ディスプレイされた抗体は、軽鎖および/または重鎖の一部として1つまたは複数の定常領域を含むことができる。1つの実施形態では、例えば、Fabの場合のように、各鎖は、1つの定常領域を含む。他の実施形態では、さらなる定常領域をディスプレイする。
抗体ライブラリーを、多数の過程によって構築することができる(例えば、de Haard et al.,1999,J.Biol.Chem.274:18218−30;Hoogenboom et al.,1998,Immunotechnology
4:1−20;Hoogenboom et al.,2000,Immunol.Today 21:371−378,およびHoet et al.(2005)Nat Biotechnol.23(3)344−8を参照のこと)。さらに、各過程の要素を、他の過程の要素と組み合わせることができる。単一の免疫グロブリンドメイン(例えば、VHまたはVL)または複数の免疫グロブリンドメイン(例えば、VHおよびVL)に変異が導入されるように過程を使用することができる。例えば、1つまたは複数のCDR1、CDR2、CDR3、FR1、FR2、FR3、およびFR4の領域(重鎖可変ドメインおよび軽鎖可変ドメインのいずれかおよび両方のかかる領域をいう)中の免疫グロブリン可変ドメインに変異を導入することができる。所与の可変ドメインの3つ全てのCDRまたは例えば、重鎖可変ドメインのCDR1およびCDR2に変異を導入することができる。任意の組み合わせを実行可能である。1つの過程では、CDRをコードする多様なオリゴヌクレオチドの核酸の対応する領域への挿入によって抗体ライブラリーを構築する。単量体ヌクレオチドまたはトリヌクレオチドを使用して、オリゴヌクレオチドを合成することができる。例えば、Knappik et al.,2000,J.Mol.Biol.296:57−86は、トリヌクレオチド合成およびオリゴヌクレオチドを許容するために操作した制限酵素を有するテンプレートを使用したオリゴヌクレオチドをコードするCDRの構築方法を記載している。
別の過程では、動物(例えば、げっ歯類)を、MMP−14で免疫化する。動物を、任意選択的に抗原で追加免疫して、応答をさらに刺激する。次いで、動物から脾臓細胞を単離し、VHドメインおよび/またはVLドメインをコードする核酸を増幅し、ディスプレイライブラリー中の発現についてクローニングする。
さらに別の過程では、ナイーブ生殖系列免疫グロブリン遺伝子から増幅した核酸から抗体ライブラリーを構築する。増幅した核酸は、VHドメインおよび/またはVLドメインをコードする核酸を含む。免疫グロブリンコード核酸の供給源を、以下に記載する。増幅は、例えば、保存された定常領域にアニーリングするプライマーを使用したPCRまたは別の増幅方法を含み得る。
免疫グロブリンドメインをコードする核酸を、例えば、霊長類(例えば、ヒト)、マウス、ウサギ、ラクダ、またはげっ歯類から得ることができる。1つの例では、細胞を、特定の性質について選択する。種々の成熟期のB細胞を選択することができる。別の例では、B細胞はナイーブである。
1つの実施形態では、蛍光標示式細胞分取(FACS)を使用して、表面に結合したIgM、IgD、またはIgG分子を発現するB細胞を分取する。さらに、IgGの異なるアイソタイプを発現するB細胞を単離することができる。別の好ましい実施形態では、B細胞およびT細胞をin vitroで培養する。細胞を、例えば、支持細胞との培養またはマイトジェンもしくは他の調整試薬(CD40抗体、CD40リガンド、もしくはCD20、酢酸ミリスチン酸ホルボール、細菌リポ多糖、コンカナバリンA、フィトヘマグルチニン、またはポークウィードマイトジェンなど)の添加によって刺激することができる。
別の実施形態では、細胞を、本明細書中に記載の疾患(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成)を有する被験体から単離する。別の実施形態では、細胞を、ヒト免疫グロブリン遺伝子座を含むトランスジェニック非ヒト動物から単離する。
1つの好ましい実施形態では、細胞は、体細胞超変異の活性化プログラムを有する。細胞を、例えば、抗免疫グロブリン、抗CD40、および抗CD38抗体での処理によって刺激し、免疫グロブリン遺伝子の体細胞変異誘発を引き起こさせる。(例えば、Bergthorsdottir et al.,2001,J.Immunol.166:2228を参照のこと)。別の実施形態では、細胞はナイーブである。
免疫グロブリン可変ドメインをコードする核酸を、以下の例示的方法によって天然のレパートリーから単離することができる。第1に、RNAを、免疫細胞から単離する。全長(すなわち、キャッピングされた)mRNAsを分離する(例えば、ウシ腸ホスファターゼでの非キャッピングRNAの分解による)。次いで、タバコ酸ピロホスファターゼを使用してキャップを除去し、逆転写を使用してcDNAを産生する。
第1の(アンチセンス)鎖の逆転写を、任意の適切なプライマーを使用した任意の様式で行うことができる。例えば、de Haard et al.,1999,J.Biol.Chem.274:18218−30を参照のこと。プライマー結合領域は、例えば、免疫グロブリンの異なるアイソタイプを逆転写するために、異なる免疫グロブリン間で一定であり得る。プライマー結合領域はまた、免疫グロブリンの特定のアイソタイプに特異的であり得る。典型的には、プライマーは、少なくとも1つのCDRをコードする配列の3’側である領域に特異的である。別の実施形態では、ポリdTプライマーを使用することができる(重鎖遺伝子に好ましいかもしれない)。
合成配列を、逆転写した鎖の3’末端にライゲーションすることができる。合成配列を、逆転写後のPCR増幅中の順方向プライマーの結合のためのプライマー結合部位として使用することができる。合成配列の使用は、利用可能な多様性を完全に捕捉するために異なる順方向プライマーのプールを使用する必要性を回避することができる。
次いで、1つまたは複数のラウンドを使用して可変ドメインコード遺伝子を増幅する。複数のラウンドを使用する場合、信頼性を高めるためにネスト化プライマーを使用することができる。次いで、増幅した核酸を、ディスプレイライブラリーベクターにクローニングする。
二次スクリーニング法
標的に結合する候補ライブラリーメンバーの選択後、各候補ライブラリーメンバーをさらに分析して、例えば、標的(例えば、MMP−14)の結合特性または他のタンパク質(例えば、別のメタロプロテイナーゼ)への結合をさらに特徴づけることができる。各候補ライブラリーメンバーを、1つまたは複数の二次スクリーニングアッセイに供することができる。結合特性、触媒特性、阻害特性、生理学的特性(例えば、細胞傷害性、腎クリアランス、免疫原性)、構造特性(例えば、安定性、高次構造、オリゴマー形成状態)、または別の機能特性についてアッセイを行うことができる。同一のアッセイを種々の条件を使用して繰り返し使用して、pH、イオン感受性、または温度感受性を決定することができる。
必要に応じて、アッセイは、ディスプレイライブラリーメンバーを使用するか、選択されたポリペプチドをコードする核酸から産生した組換えポリペプチド、または選択したポリペプチドの配列に基づいて合成した合成ペプチドを使用することができる。選択したFabの場合、Fabを評価するか、改変してインタクトなIgGタンパク質として産生することができる。結合特性のための例示的なアッセイには、以下が含まれる。
ELISA。結合タンパク質を、ELISAアッセイを使用して評価することができる。例えば、各タンパク質を、その底面標的(例えば、限界量の標的)でコーティングされたマイクロタイタープレートに接触させる。プレートを緩衝液で洗浄して、非特異的にに結合したポリペプチドを除去する。次いで、プレート上の標的に結合した結合タンパク質の量を、結合タンパク質(例えば、標的または結合タンパク質の一定の部分)を認識することができる抗体でのプレートの探索によって決定する。抗体を、検出系(例えば、適切な基質を与えた場合に比色産物を産生するアルカリホスファターゼまたは西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)などの酵素)に連結する。
均一結合アッセイ(Homogeneous Binding Assays)。本明細書中に記載の結合タンパク質の標的に結合する能力を、均一アッセイを使用して分析することができる(すなわち、アッセイの全成分の添加後、さらなる流動物の操作を必要としない)。例えば、均一アッセイとして蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)を使用することができる(例えば、Lakowicz et al.の米国特許第No.5,631,169号;Stavrianopoulos,et al.の米国特許第4,868,103号を参照のこと)。第2の分子が第1の分子に近接して存在する場合にその放出した蛍光エネルギーを第2の分子(例えば、標識)上の蛍光標識によって吸収することができるように、第1の分子(例えば、画分中で同定された分子)上のフルオロフォア標識を選択する。第2の分子上の蛍光標識は、転移エネルギーに吸収する場合に蛍光を発する。標識間のエネルギー転移の効率が分子間の距離に比例するので、分子間の空間的関係を評価することができる。分子間で結合が生じる状況では、アッセイにおける「アクセプター」分子標識の蛍光放出は最大なはずである。FRETによるモニタリングのために構成された結合事象を、標準的な蛍光検出手段(例えば、蛍光光度計の使用)によって都合良く測定することができる。第1または第2の結合分子の量の滴定により、結合曲線を作成して平衡結合定数を概算することができる。
均一アッセイの別の例は、ALPHASCREEN(商標)(Packard Bioscience,Meriden CT)である。ALPHASCREEN(商標)は、2つの標識されたビーズを使用する。一方のビーズは、レーザーによって励起された場合に一重項酸素を生成する。他方のビーズは、一重項酸素が第1のビーズから拡散されてこれと衝突した場合に光シグナルを生成する。シグナルは、2つのビーズが近接している場合にのみ生成される。一方のビーズをディスプレイライブラリーメンバーに付着し、他方を標的に付着することができる。シグナルを測定して、結合範囲を決定する。
表面プラズモン共鳴法(SPR)。結合タンパク質と標的との間の相互作用を、SPRを使用して分析することができる。SPR(すなわち、生体分子相互作用分析(BIA))は、いかなる相互作用も標識することなく生体特異的相互作用をリアルタイムで検出する。BIAチップの結合表面の質量(結合事象を示す)の変化により、表面付近の光の屈折率が変化する(表面プラズモン共鳴法(SPR)の光学現象)。屈折度の変化により、検出可能なシグナルが生成され、これを、生物分子間のリアルタイム反応の指標として測定する。SPRの使用方法は、例えば、米国特許第5,641,640号;Raether,1988,Surface Plasmons Springer Verlag;Sjolander and Urbaniczky,1991,Anal.Chem.63:2338−2345;Szabo et al.,1995,Curr.Opin.Struct.Biol.5:699−705、およびBIAcore International AB(Uppsala,Sweden)によって提供されているオンラインリソースに記載されている。
SPR由来の情報を使用して、標的への結合タンパク質の結合についての平衡解離定数(K)および速度パラメーター(KonおよびKoffが含まれる)を正確且つ定量的に測定することができる。かかるデータを使用して、異なる生体分子を比較することができる。例えば、発現ライブラリーから選択されたタンパク質を比較して、標的に対して高い親和性を有するか遅いKoffを有するタンパク質を同定することができる。この情報を使用して、構造−活性関係(SAR)を明らかにすることもできる。例えば、親タンパク質の成熟バージョンの速度パラメーターおよび平衡結合パラメーターを、親タンパク質のパラメーターと比較することができる。特定の結合パラメーター(例えば、高親和性および遅いKoff)と相関する所与の位置の変異タンパク質を同定することができる。この情報を、構造モデリングと組み合わせることができる(例えば、ホモロジーモデリング、エネルギー最小化、またはx線結晶学またはNMRによる構造の決定の使用)。結果として、タンパク質とその標的との間の物理的相互作用を理解することができ、これを使用して、他のデザイン過程を誘導することができる。
細胞アッセイ。表面上の目的の標的を一過性または安定して発現し、ディスプレイする細胞に結合する能力について、結合タンパク質をスクリーニングすることができる。例えば、MMP−14結合タンパク質を蛍光標識し、拮抗抗体の存在下または非存在下でのMMP−14への結合を、フローサイトメトリー(例えば、FACS装置)を使用した蛍光強度の変化によって検出することができる。
MMP−14結合抗体を得るための他の例示的方法
ディスプレイライブラリーの使用に加えて、他の方法を使用して、MMP−14結合抗体を得ることができる。例えば、MMP−14タンパク質またはその領域を、非ヒト動物(例えば、げっ歯類)中の抗原として使用することができる。
1つの実施形態では、非ヒト動物は、ヒト免疫グロブリン遺伝子の少なくとも一部を含む。例えば、マウス抗体産生において欠損したマウス株をヒトIg遺伝子座の巨大フラグメントを使用して操作することが可能である。ハイブリドーマテクノロジーを使用して、所望の特異性を有する遺伝子由来の抗原特異的モノクローナル抗体(Mab)を産生し、選択することができる。例えば、XENOMOUSE(商標),Green et al.,l994,Nat.Gen.7:13−21、U.S.2003−0070185、1996年10月31日公開のWO 96/34096、および1996年4月29日出願のPCT出願番号PCT/US96/05928号を参照のこと。
別の実施形態では、非ヒト動物からモノクローナル抗体を得、次いで、改変する(例えば、ヒト化または脱免疫化する)。Winterは、ヒト化抗体を調製するために使用することができるCDRグラフティング法を記載している(1987年3月26日出願の英国特許出願GB 2188638A号、米国特許第5,225,539号)。特定のヒト抗体の全CDRを、非ヒト抗体の少なくとも一部と置換することができるか、CDRのいくつかのみを非ヒトCDRと置換することができる。所定の抗原へのヒト化抗体の結合に必要なCDR数を置換することのみが必要である。
ヒトFv可変領域由来の等価な配列への抗原の結合に直接関与しないFv可変領域配列の置換によってヒト化抗体を生成することができる。ヒト化抗体の一般的な生成方法は、Morrison,S.L.,1985,Science 229:1202−1207、Oi et al.,1986,BioTechniques 4:214、およびQueen et al.の米国特許第5,585,089号、同第US 5,693,761号、および同第5,693,762号に記載されている。これらの方法は、少なくとも1つの重鎖または軽鎖由来の免疫グロブリンFv可変領域の全部または一部をコードする核酸配列を単離、操作、および発現する工程を含む。かかる核酸の多数の供給源を利用可能である。例えば、上記のように、所定の標的に対する抗体を産生するハイブリドーマから核酸を得ることができる。次いで、ヒト化抗体をコードする組換えDNAまたはそのフラグメントを、適切な発現ベクターにクローニングすることができる。
MMP−14結合タンパク質の免疫原性の減少
免疫グロブリンMMP−14結合タンパク質(例えば、IgGまたはFab MMP−14結合タンパク質)を、免疫原性を減少するように改変することができる。被験体が治療分子に対する免疫応答を生じる機会が減少するので、免疫原性の減少は、治療薬としての使用を意図するMMP−14結合タンパク質で望ましい。MMP−14結合タンパク質の免疫原性の減少に有用な技術は、潜在的なヒトT細胞エピトープの欠失/改変およびCDR外の配列(例えば、フレームワークおよびFc)の「生殖系列化(germlining)」を含む。
MMP−14結合抗体を、ヒトT細胞エピトープの特異的欠失またはWO98/52976号およびWO00/34317号に開示の方法による「脱免疫化」によって改変することができる。簡潔に述べれば、抗体の重鎖および軽鎖可変領域を、MHCクラスIIに結合するペプチドについて分析し、これらのペプチドがT細胞エピトープを提示する(WO98/52976号およびWO 00/34317号に定義)。潜在的なT細胞エピトープの検出のために、「ペプチドトレッディング(peptide threading)」と呼ばれるコンピュータモデリングアプローチを適用し、ヒトMHCクラスII結合ペプチドのデータベースに加えて、WO98/52976号およびWO00/34317号に記載のように、VHおよびVL配列中に存在するモチーフを検索することができる。これらのモチーフは、18個の主要MHCクラスIIDRアロタイプのいずれかに結合し、それにより、潜在的なT細胞エピトープを構成する。検出された潜在的なT細胞エピトープを、可変領域中の少数のアミノ酸残基の置換、または、好ましくは一アミノ酸置換によって排除することができる。可能な保存的置換を行う限り、しばしば例外もあるが、ヒト生殖系列抗体配列中のこの位置に共通のアミノ酸を使用することができる。ヒト生殖系列配列は、Tomlinson,I.A.et al.,1992,J.Mol.Biol.227:776−798;Cook,G.P.et al.,1995,Immunol.Today Vol.16 (5):237−242;Chothia,D.et al.,1992,J.MoI.Bio.227:799−817に開示されている。V BASEディレクトリは、ヒト免疫グロブリン可変領域配列の包括的ディレクトリを提供する(Tomlinson,I.A.et al.MRC Centre for Protein Engineering,Cambridge,UKによってコンパイルされている)。脱免疫化の変化が同定された後、VおよびVをコードする核酸を、変異誘発または他の合成方法(例えば、de novo合成およびカセット置換など)によって構築することができる。変異誘発した変異配列を、任意選択的に、ヒト定常領域(例えば、ヒトIgG1)またはκ定常領域と融合することができる。
いくつかの場合、潜在的T細胞エピトープは、抗体機能に重要であることが公知であるか予想される残基を含む。例えば、潜在的T細胞エピトープは、通常CDRに偏っている。さらに、潜在的T細胞エピトープは、抗体の構造および結合に重要なフレームワーク残基で生じ得る。これらの潜在的エピトープを排除するために変化させるには、いくつかの場合、例えば、変化した鎖および変化していない鎖の作製および試験によってさらに精査する必要がある。可能であれば、CDRと重複する潜在的T細胞エピトープを、CDRの外側の置換によって排除した。いくつかの場合、CDR内の変化は唯一の選択肢であるので、この置換を含むか含まない変異形を試験すべきである。他の場合、潜在的T細胞エピトープを除去するのに必要な置換は、抗体結合に重要であり得るフレームワーク内の残基位置で行う。これらの場合、この置換を含むか含まない変異形を試験すべきである。したがって、いくつかの場合、重鎖および軽鎖の可変領域を脱免疫化したいくつかの変異形をデザインし、種々の重鎖/軽鎖組み合わせを試験して至適な脱免疫化抗体を同定する。次いで、脱免疫化の範囲(すなわち、可変領域に残存する潜在的T細胞エピトープ数)と併せて異なる変異形の結合親和性を考慮することによって最終的な脱免疫化抗体を選択することができる。脱免疫化を使用して、任意の抗体(例えば、非ヒト配列を含む抗体(例えば、合成抗体)、マウス抗体、他の非ヒトモノクローナル抗体、またはディスプレイライブラリーから単離した抗体)を改変することができる。
結合特性が実質的に保持される限り、フレームワーク領域中の1つまたは複数の非生殖系列アミノ酸を抗体の対応する生殖系列アミノ酸に戻すことによって、MMP−14結合抗体を「生殖系列化」する。類似の方法を、定常領域(例えば、定常免疫グロブリンドメイン)中で使用することもできる。
MMP−14に結合する抗体(例えば、本明細書中に記載の抗体)を、1つまたは複数の生殖系列配列により類似する抗体の可変領域を作製するために改変することができる。例えば、抗体は、基準生殖系列配列により類似させるために、例えば、フレームワーク領域、CDR、または定常領域中に1つ、2つ、3つ、またはそれを超えるアミノ酸置換を含み得る。1つの例示的な生殖系列化方法は、単離抗体の配列に類似する(例えば、特定のデータベースで最も類似する)1つまたは複数の生殖系列配列を同定する工程を含み得る。次いで、単離抗体を、漸増的または他の変異と組み合わせて(アミノ酸レベルで)変異する。例えば、いくつかまたは全ての可能な生殖系列変異をコードする配列を含む核酸ライブラリーを作製する。次いで、変異抗体を評価して、例えば、単離抗体と比較して1つまたは複数の生殖系列残基を有し、且つ依然として有用な(例えば、機能活性を有する)抗体を同定する。1つの実施形態では、できるだけ多くの生殖系列残基を、単離抗体に導入する。
1つの実施形態では、変異誘発を使用して、1つまたは複数の生殖系列残基を、フレームワークおよび/または定常領域に置換または挿入する。例えば、生殖系列フレームワークおよび/または定常領域フレームワークおよび/または定常領域の残基は、改変される非可変領域に類似する(例えば、最も類似する)生殖系列配列に由来し得る。変異誘発後、抗体の活性(例えば、結合または他の機能活性)を評価して、生殖系列残基が耐容性を示す(すなわち、活性を無効にしない)かどうか決定することができる。フレームワーク領域中で類似の変異誘発を行うことができる。
生殖系列配列を、異なる方法で選択することができる。例えば、生殖系列配列が選択性または類似性についての所定の基準(例えば、少なくとも一定の同一率(例えば、少なくとも75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または99.5%同一))を満たす場合、生殖系列配列を選択することができる。少なくとも2、3、5、または10の生殖系列配列を使用して、選択することができる。CDR1およびCDR2の場合、類似の生殖系列配列の同定は、1つのかかる配列の選択を含み得る。CDR3の場合、類似の生殖系列配列の同定は、1つのかかる配列の選択を含み得るが、アミノ末端部分およびカルボキシ末端部分に個別に寄与する2つの生殖系列配列の使用を含み得る。他の実施では、1つまたは2つを超える生殖系列配列を使用して、例えば、コンセンサス配列を形成する。
1つの実施形態では、特定の基準可変ドメイン配列(例えば、本明細書中に記載の配列)に関して、関連可変ドメイン配列は、基準CDR配列中の残基(ヒト生殖系列配列(すなわち、ヒト生殖系列アミノ酸によってコードされるアミノ酸配列)中の対応する位置の残基と同一の残基)と同一ではないCDRアミノ酸位置の少なくとも30、40、50、60、70、80、90、95、または100%を有する。
1つの実施形態では、特定の基準可変ドメイン配列(例えば、本明細書中に記載の配列)に関して、関連可変ドメイン配列は、ヒト生殖系列配列(例えば、基準可変ドメイン配列に関連する生殖系列配列)由来のFR配列と同一であるFR領域の少なくとも30、50、60、70、80、90、または100%を有する。
したがって、所与の目的の抗体に対して類似の活性を有するが、1つまたは複数の生殖系列配列、特に、1つまたは複数のヒト生殖系列配列により類似する抗体を単離することが可能である。例えば、抗体は、CDRの外側の領域(例えば、フレームワーク領域)中の生殖系列配列と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または99.5%同一であり得る。さらに、抗体は、CDR領域中の少なくとも1、2、3、4、または5つの生殖系列残基を含み得る。この生殖系列残基は、改変される可変領域に類似する(例えば、最も類似する)生殖系列配列に由来する。最も重要な生殖系列配列は、ヒト生殖系列配列である。抗体の活性(例えば、KAによって測定した結合活性)は、元の抗体の係数内または100、10、5、2、0.5、0.1、および0.001であり得る。
ヒト免疫グロブリン遺伝子の生殖系列配列は決定されており、多数の供給源(ワールドワイドウェブのimgt.cines.frで利用可能なinternational ImMunoGeneTics information system(登録商標)(IMGT)およびV BASEディレクトリ(Tomlinson,I.A.et al.MRC Centre for Protein Engineering,Cambridge,UKによってコンパイルされ、ワールドワイドウェブのvbase.mrc−cpe.cam.ac.ukで利用可能)が含まれる)から利用可能である。
Vκについての例示的な生殖系列基準配列には、以下が含まれる:O12/O2、O18/O8、A20、A30、L14、L1、L15、L4/18a、L5/L19、L8、L23、L9、L24、L11、L12、O11/O1、A17、A1、A18、A2、A19/A3、A23、A27、A11、L2/L16、L6、L20、L25、B3、B2、A26/A10、およびA14。例えば、Tomlinson et al.,1995,EMBOJ.14(18):4628−3を参照のこと。
HC可変ドメインの生殖系列基準配列は、特定の限界(canonical)構造(例えば、H1およびH2超可変ループ中の1〜3つの構造)を有する配列に基づき得る。Chothia et al.,1992,J.Mol.Biol.227:799−817;Tomlinson et al.,1992,J.Mol.Biol.227:776−798);およびTomlinson et al.,1995,EMBO J.14(18):4628−38に記載のように、免疫グロブリン可変ドメインの超可変ループの限界構造を、その配列から推測することができる。1〜3つの構造を有する例示的配列には、以下が含まれる:DP−1、DP−8、DP−12、DP−2、DP−25、DP−15、DP−7、DP−4、DP−31、DP−32、DP−33、DP−35、DP−40、7−2、hv3005、hv3005f3、DP−46、DP−47、DP−58、DP−49、DP−50、DP−51、DP−53、およびDP−54。
タンパク質産生
標準的な組換え核酸法を使用して、MMP−14に結合するタンパク質を発現することができる。一般に、タンパク質をコードする核酸配列を、核酸発現ベクターにクローニングする。勿論、タンパク質が複数のポリペプチド鎖を含む場合、各鎖を、同一または異なる細胞中で発現する発現ベクター(例えば、同一または異なるベクター)にクローニングすることができる。
抗体産生。いくつかの抗体(例えば、Fab)を、細菌細胞(例えば、大腸菌細胞)中で産生することができる。例えば、Fabがディスプレイ実体とバクテリオファージタンパク質(またはそのフラグメント)との間の抑制可能な終止コドンを含むファージディスプレイベクター中の配列によってコードされる場合、ベクター核酸を、終止コドンを抑制できない細菌細胞に移入することができる。この場合、Fabは、遺伝子IIIタンパク質に融合せず、周辺質および/または培地に分泌される。
真核細胞中で抗体を産生することもできる。1つの実施形態では、抗体(例えば、scFv’)を、ピキア属(例えば、Powers et al.,2001,J.Immunol.Methods.251:123−35)、ハンセウラ属(Hanseula)、またはサッカロミセス属などの酵母細胞中で発現させる。
1つの好ましい実施形態では、抗体を哺乳動物細胞中で産生する。クローン抗体またはその抗原結合フラグメントの発現に好ましい哺乳動物宿主細胞には、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO細胞)(例えば、Kaufman and Sharp,1982,Mol.Biol.159:601 621に記載のDHFR選択マーカーを使用したUrlaub and Chasin,1980,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:4216−4220に記載のdhfr−CHO細胞が含まれる)、リンパ球細胞株(例えば、NS0骨髄腫細胞およびSP2細胞、COS細胞、HEK293T細胞(J.Immunol.Methods(2004)289(1−2):65−80.)、およびトランスジェニック動物(例えば、トランスジェニック哺乳動物)由来の細胞が含まれる。例えば、細胞は、哺乳動物上皮細胞である。
多種多様な免疫グロブリンドメインをコードする核酸に加えて、組換え発現ベクターは、宿主細胞中でベクターの複製を調節する配列(例えば、複製起点)および選択マーカー遺伝子などのさらなる配列を保有し得る。選択マーカー遺伝子は、ベクターが導入された宿主細胞の選択を容易にする(例えば、米国特許第4,399,216号、同第4,634,665号、および同第5,179,017号を参照のこと)。例えば、典型的には、選択マーカー遺伝子は、ベクターが導入された宿主細胞に薬物耐性(G418、ハイグロマイシン、またはメトトレキサート)を付与する。好ましい選択マーカー遺伝子には、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)遺伝子(メトトレキサート選択/増幅を有するdhfr宿主細胞用)およびneo遺伝子(G418選択用)が含まれる。
抗体またはその抗原結合部分の組換え発現のための例示的系では、抗体重鎖および抗体軽鎖の両方をコードする組換え発現ベクターを、リン酸カルシウム媒介トランスフェクションによってdhfrCHO細胞に導入する。組換え発現ベクター内で、抗体の重鎖遺伝子および軽鎖遺伝子を、エンハンサー/プロモーター調節エレメント(例えば、SV40、CMV、およびアデノウイルスなどに由来する、CMVエンハンサー/AdMLPプロモーター調節エレメントまたはSV40エンハンサー/AdMLPプロモーター調節エレメントなど)にそれぞれ作動可能に連結して、遺伝子の高レベルの転写を駆動する。組換え発現ベクターはまた、DHFR遺伝子を保有する。この遺伝子は、メトトレキサート選択/増幅を使用してベクターでトランスフェクションしたCHO細胞を選択することが可能である。選択された形質転換宿主細胞を培養して、抗体の重鎖および軽鎖を発現させ、インタクトな抗体を培養培地から回収する。標準的な分子生物学技術を使用して、組換え発現ベクターを調製し、宿主細胞をトランスフェクションし、形質転換体を選択し、宿主細胞を培養し、培養培地から抗体を回収する。例えば、いくつかの抗体を、プロテインAまたはプロテインG結合カップリングマトリックスを使用したアフィニティクロマトグラフィによって単離することができる。
Fcドメインを含む抗体のために、抗体産生系は、Fc領域がグリコシル化された抗体を産生することができる。例えば、IgG分子のFcドメインを、CH2ドメイン中のアスパラギン297でグリコシル化する。このアスパラギンは、二分岐型オリゴサッカリドでの修飾のための部位である。このグリコシル化がFcg受容体および補体C1qによって媒介されるエフェクター機能に必要であることが証明されている(Burton and Woof,1992,Adv.Immunol.51:1−84;Jefferis
et al.,1998,Immunol.Rev.163:59−76)。1つの実施形態では、Fcドメインを、アスパラギン297に対応する残基を適切にグリコシル化する哺乳動物発現系で産生する。Fcドメインはまた、他の真核生物翻訳後修飾を含み得る。
トランスジェニック動物によって抗体を産生することもできる。例えば、米国特許第5,849,992号は、トランスジェニック哺乳動物の乳腺中の抗体の発現方法を記載している。ミルク特異的プロモーター、目的の抗体をコードする核酸、および分泌のためのシグナル配列を含む導入遺伝子を構築する。かかるトランスジェニック哺乳動物のメスによって産生されたミルクは、分泌された目的の抗体を含む。抗体を、ミルクから精製し、いくつかの適用のために、直接使用することができる。
MMP−14結合タンパク質の特徴づけ
MMP−14を発現する細胞へのMMP−14結合タンパク質の結合を、当該分野で公知の多数のアッセイ(FACS(蛍光標示式細胞分取)、免疫蛍光、および免疫細胞化学が含まれる)で特徴づけることができる。MMP−14結合タンパク質を、MMP−14を発現するか含む細胞および/または組織と接触させ、使用した方法にしたがって結合を検出する。例えば、FACSおよび免疫蛍光分析のために使用される蛍光検出系(例えば、蛍光標識二次抗体)または免疫細胞化学のために使用される酵素系を、一般に、non−permで行われるこれらのアッセイスキャンで使用する。MMP−14結合タンパク質を、MMP−14を発現する細胞を使用したFACS(蛍光標示式細胞分取)によって細胞結合について特徴づけることができる。流動物の細流に保持された各細胞を、1つまたは複数のレーザービームに通過させ、それにより、光が散乱し、蛍光色素が種々の周波数で発光する。光電子増倍管(PMT)が光を電気信号に変換し、細胞データを収集する。前方散乱および側方散乱を、細胞の予備同定に使用する。前方散乱および側方散乱を使用して、デブリおよび死滅細胞を排除する。蛍光標識により、細胞の構造および機能を調査可能である。細胞自己蛍光を、蛍光色素での細胞構造の標識によって生成する。FACSは、1〜数個のチャネル中に異なるレーザー励起波長および蛍光放射波長に対応する蛍光シグナルを回収する。免疫蛍光(最も広範に使用される適用)は、フルオレセインおよびフィコエリトリン(PE)などの蛍光色素に抱合した抗体での細胞の染色を含む。この方法を使用し、ビオチン化MMP−14結合タンパク質を使用して、MDA−MB−231細胞の細胞表面上のMMP−14を標識することができる。ビオチンを、抱合ストレプトアビジンと併せてこの2工程検出系で使用する。ビオチンを、典型的には、一次アミン(すなわち、リジン)を介してタンパク質に抱合する。通常、1.5ビオチン分子と3ビオチン分子との間が各抗体に抱合する。ビオチンに特異的な第2の蛍光抱合抗体(ストレプトアビジン/PE)を添加する。
MMP−14抗原を発現する培養細胞中のMMP−14結合タンパク質を特徴づけることができる。一般的に使用される方法は、免疫細胞化学である。免疫細胞化学は、細胞表面で発現する場合に外部環境に曝露される受容体の一部を認識する抗体(「一次抗体」)の使用を含む。インタクトな細胞中で実験を行う場合、かかる抗体は、表面発現受容体にのみ結合する。ビオチン化または非ビオチン化MMP−14結合タンパク質を使用することができる。次いで、二次抗体は、ストレプトアビジン/HRP抗体(ビオチン化MMP−14結合タンパク質用)または抗ヒトIgG/HRP(非ビオチン化MMP−14結合タンパク質用)のいずれかである。次いで、倒立顕微鏡を使用して、染色を検出することができる。MMP−14結合タンパク質の非存在下および10μg/mLのMMP−14結合タンパク質の存在下でアッセイを行うことができる。
MMP−14結合タンパク質を、in vitroまたはin vivoでのMMP−14またはそのフラグメントに対するその調整活性を測定するアッセイで特徴づけることができる。例えば、MMP−14を、MMP−14によって切断されるアッセイ条件下で、Mca−Pro−Leu−Ala−Cys(Mob)−Trp−Ala−Arg−Dap(Dnp)−NHなどの基質と組み合わせることができる。アッセイを、MMP−14結合タンパク質の非存在下および漸増濃度のMMP−14結合タンパク質の存在下で行う。50%のMMP−14活性(例えば、基質への結合)が阻害される結合タンパク質の濃度は、結合タンパク質のIC50値(阻害濃度50%)またはEC50(有効濃度50%)値である。一連の結合タンパク質または結合タンパク質群内で、より低いIC50値またはEC50値を有する結合タンパク質は、より高いIC50値またはEC50値を有する結合タンパク質よりもMMP−14のより強力なインヒビターと見なされる。例えば、MMP−14が2pMである場合のMMP−14活性の阻害についてのin vitroアッセイで測定したところ、例示的結合タンパク質は、800nM、400nM、100nM、25nM、5nM、または1nM未満のIC50値を有する。
MMP−14結合タンパク質を、その基質に対するMMP−14の活性(例えば、細胞表面プロMMP−2の活性化)に関して特徴づけることもできる。MMP−14による細胞表面プロMMP−2の切断により、活性なMMP−2が放出され、これをザイモグラフィによって検出することができる。本方法は、インキュベーション中に分離するプロテアーゼによって分解されるタンパク質基質を含浸させたSDSゲルを基本とする。ゲルのクーマシーブルー染色により、暗青色バックグラウンド上の白色バンドとしてタンパク質分解フラグメントが明らかになる。一定の範囲内で、バンド強度は、ロードしたプロテアーゼの量と直線関係にあり得る。MMP−14およびMMP−2の両方を発現する細胞を、本アッセイで使用する。アッセイを、MMP−14結合タンパク質の非存在下および漸増濃度のMMP−14結合タンパク質の存在下で行う。50%のMMP−2活性(例えば、基質への結合)が阻害される結合タンパク質の濃度は、結合タンパク質のIC50値(阻害濃度50%)またはEC50(有効濃度50%)値である。一連の結合タンパク質または結合タンパク質群内で、より低いIC50値またはEC50値を有する結合タンパク質は、より高いIC50値またはEC50値を有する結合タンパク質よりもMMP−14のより強力なインヒビターと見なされる。例えば、MMP−14活性の阻害についてのin
vitroアッセイで測定したところ、例示的結合タンパク質は、800nM、400nM、100nM、25nM、5nM、または1nM未満のIC50値を有する。
結合タンパク質を、MMP−14に対する選択性について評価することもできる。例えば、MMP−14結合タンパク質を、MMP−14、MMPのパネル、および他の酵素(例えば、MMP−1、−2、−3、−7、−8、−9、−12、−13、−16、−17、−24、およびTACEに対する効力についてアッセイすることができ、各MMPについてのIC50値またはEC50値を決定することができる。1つの実施形態では、MMPに対して低いIC50値またはEC50値を示し、試験パネル内の別のMMP(例えば、MMP−1、−10)に対してより高いIC50値またはEC50値(例えば、少なくとも2−、5−、または10倍)を示す化合物を、MMP−14に対して選択性を示すと見なされる。
MMP−14結合タンパク質を、細胞ベースのアッセイにおいてMMP−14を阻害する能力について評価することができる。三次元コラーゲンマトリックス内部の腫瘍細胞の拡大を、MMP−14過剰発現に応答して有意に増強することができる(Hotary et al.,2003 Cell 114:33−45)。このアッセイへのMMP−14結合タンパク質の添加を使用して、タンパク質の阻害特性および他の特徴を決定することができる。
ラット、マウス、またはサルにおける薬物動態学研究を、血清中のMMP−14の半減期の決定のためにMMP−14結合タンパク質を使用して行うことができる。同様に、結合タンパク質の影響を、例えば、本明細書中に記載の疾患または容態(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成)を治療するための治療薬としての使用するために、疾患の動物モデルにてin vivoで評価することができる。
薬学的組成物
別の態様では、MMP−14結合タンパク質(例えば、本明細書中に記載のMMP−14への結合が同定された抗体分子、他のポリペプチドまたはペプチド)を含む組成物(例えば、薬学的に許容可能な組成物または薬学的組成物)を開示する。MMP−14結合タンパク質を、薬学的に許容可能なキャリアと共に処方することができる。薬学的組成物には、治療組成物および診断組成物(例えば、in vivo画像化のための標識MMP−14結合タンパク質を含む組成物)が含まれる。
薬学的に許容可能なキャリアには、生理学的に適合する任意および全ての溶媒、分散媒、コーティング、抗菌薬、抗真菌薬、等張剤、および吸収遅延剤などが含まれる。好ましくは、キャリアは、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、非経口投与、脊髄投与、または上皮投与(例えば、注射または注入)に適切であるが、吸入および鼻腔内投与に適切なキャリアも意図される。投与経路に依存して、MMP−14結合タンパク質を、酸の作用および化合物を不活化し得る他の自然条件から化合物を保護するための材料でコーティングすることができる。
薬学的に許容可能な塩は、親化合物の所望の生物活性を保持し、いかなる望ましくない毒物学的影響も及ぼさない塩である(例えば、Berge,S.M.,et al.,1977,J.Pharm.ScL 66:1−19を参照のこと)。かかる塩の例には、酸付加塩および塩基付加塩が含まれる。酸付加塩には、非毒性無機酸(塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、および亜リン酸など)および非毒性有機酸(脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、フェニル置換アルカン酸、ヒドロキシアルカン酸、芳香族酸、脂肪族スルホン酸、および芳香族スルホン酸など)に由来する酸付加塩が含まれる。塩基付加塩には、アルカリ土類金属(ナトリウム、カリウム、マグネシウム、およびカルシウムなど)および非毒性有機アミン(N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、N−メチルグルカミン、クロロプロカイン、コリン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、およびプロカインなど)由来の塩基付加塩が含まれる。
組成物は、種々の形態であり得る。これらには、例えば、液体、半固体、および固体の投薬形態(液体(例えば、注射液および注入液)、分散液または懸濁液、錠剤、丸薬、粉末、リポソーム、および座剤など)が含まれる。形態は、意図する投与様式および治療への応用に依存し得る。多数の組成物は、注射液または注入液の形態(ヒトへの抗体の投与のために使用される組成物に類似の組成物など)である。例示的投与様式は、非経口(例えば、静脈内、皮下、腹腔内、筋肉内)である。1つの実施形態では、MMP−14結合タンパク質を、静脈内注入または静脈内注射によって投与する。別の好ましい実施形態では、MMP−14結合タンパク質を、筋肉内または皮下への注射によって投与する。
本明細書中で使用される場合、句「非経口投与」は、通常、注射による経腸および局所投与以外の投与様式を意味し、静脈内、筋肉内、動脈内、髄腔内、嚢内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、表皮下、関節内、被膜下、くも膜下、髄腔内、硬膜外、および胸骨内への注射および注入が含まれるが、これらに限定されない。
組成物を、高濃度の薬物に適切な溶液、マイクロエマルジョン、分散液、リポソーム、または他の規則正しい構造として処方することができる。滅菌注射液を、上記列挙の成分の1つまたは組み合わせを含む適切な溶媒中への必要量の結合タンパク質の組み込みおよび必要に応じたその後の濾過滅菌によって調製することができる。一般に、基剤としての分散媒および上記列挙の必要な他の成分を含む滅菌ビヒクルへの活性化合物の組み込みによって分散液を調製する。滅菌注射液の調製のための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、有効成分および事前に濾過滅菌したその溶液由来の任意のさらなる所望の成分の粉末が得られる真空乾燥および凍結乾燥である。溶液の適切な流動性を、例えば、レシチンなどのコーティングの使用、分散液の場合の必要な粒子サイズの維持、および界面活性剤の使用によって維持することができる。吸収を遅延させる薬剤(例えば、モノステアリン酸塩およびゼラチン)を組成物中に含めることによって、注射用組成物を長期吸収させることができる。
MMP−14結合タンパク質を、種々の方法によって投与することができるが、多数の適用のために、好ましい投与経路/投与様式は、静脈内注射または静脈内注入である。例えば、治療への応用のためにMMP−14結合タンパク質を、約1〜100mg/mまたは7〜25mg/mの用量に到達するための30、20、10、5、または1mg/分未満の速度の静脈内注入によって投与することができる。投与の経路および/または様式は、所望の結果に応じて変化するであろう。一定の実施形態では、活性化合物を、化合物を急速な放出から保護するキャリアを使用して調製することができる(制御放出処方物(インプラントが含まれる)およびマイクロカプセル化送達系など)。生分解性生体適合性ポリマー(エチレン酢酸ビニル、ポリ酸無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルソエステル、およびポリ乳酸など)を使用することができる。かかる処方物の多数の調製方法が利用可能である。例えば、Sustained and Controlled Release Drug Delivery Systems,J.R.Robinson,ed.,1978,Marcel Dekker,Inc.,New Yorkを参照のこと。
薬学的組成物を、医療機器を使用して投与することができる。例えば、1つの実施形態では、本明細書中に開示の薬学的組成物を、デバイス(例えば、針無し皮下注射デバイス、ポンプ、またはインプラント)を使用して投与することができる。
一定の実施形態では、MMP−14結合タンパク質を、in vivoで確実に適切に分布されるように処方することができる。例えば、血液脳関門(BBB)は、多数の高親和性化合物を排除する。本明細書中に開示の治療化合物をBBBに確実に通過させるために(必要に応じて)、治療化合物をリポソーム中に処方することができる。リポソームの製造方法については、例えば、米国特許第4,522,811号、同第5,374,548号、および同第5,399,331号を参照のこと。リポソームは、特定の細胞または器官に選択的に輸送されて標的化した薬物送達を増強する1つまたは複数の部分を含み得る(例えば、V.V.Ranade,1989,J.Clin.Pharmacol.29:685を参照のこと)。
至適な所望の応答(例えば、治療反応)が得られるように投与計画を調整する。例えば、治療状況の要件によって示されるように、単回ボーラスを投与することができるか、数回に分割した用量を長期間投与することができるか、用量を比例的に減少または増加させることができる。投与を容易にし、投薬量を均一にするために、単位投薬形態で非経口組成物を処方することが特に有利である。本明細書中で使用される場合、「単位投薬形態」は、治療すべき被験体への単回投与として適切な物理的に個別の単位をいい、各単位は、必要な薬学的キャリアと組み合わせて所望の治療効果が得られるように計算された所定量の活性化合物を含む。単位投薬形態の仕様は、以下によって影響を受けるかこれらに直接依存し得る:(a)活性化合物の固有の特徴および達成すべき特定の治療効果、および(b)個体の感受性の治療のためのかかる活性化合物の配合分野に固有の制限。
本明細書中に開示の抗体の治療有効量または予防有効量の例示的な制限されない範囲は、0.1〜20mg/kg、より好ましくは1〜10mg/kgである。抗MMP−14抗体を、例えば、約1〜100mg/mまたは約5〜30mg/mの用量を到達するための30、20、10、5、または1mg/分未満の速度の、例えば、静脈内注入によって投与することができる。抗体よりも小さな分子量の結合タンパク質のために、適切な量は、比例的により少ない。投薬量は、緩和すべき容態の型および重症度によって変化し得る。特定の被験体のために、特定の投薬計画を、個体のニーズおよび組成物を投与するか投与を監督する者の専門的判断にしたがって長期間にわたって調整することができる。
本明細書中に開示の薬学的組成物は、「治療有効量」または「予防有効量」の本明細書中に開示のMMP−14結合タンパク質を含む。「治療有効量」は、所望の治療結果を達成するために必要な投薬量および期間で有効な量をいう。組成物の治療有効量は、個体の病態、年齢、性別、および体重、ならびに個体の所望の応答を誘発するタンパク質の能力などの要因に応じて変化し得る。治療有効量はまた、組成物の任意の毒性作用または有害な影響を治療に有利な効果が超える量である。
「治療有効投薬量」は、好ましくは、測定可能なパラメーター(例えば、未処置被験体と比較して、統計的に有意な程度または少なくとも約20%、より好ましくは少なくとも約40%、さらにより好ましくは少なくとも約60%、さらにより好ましくは少なくとも約80%によるIgG抗体の循環レベル)を調整する。化合物が測定可能なパラメーター(例えば、疾患関連パラメーター)を調整する能力を、ヒトの障害および容態(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成)における有効性を予想する動物モデル系で評価することができる。あるいは、組成物のこの性質を、化合物がin vitroでパラメーターを調整する能力の試験によって評価することができる。
「予防有効量」は、所望の予防結果を達成するために必要な投薬量および期間で有効な量をいう。典型的には、予防用量を疾患の前または初期に被験体に使用し、予防有効量は治療有効量よりも少量であろう。
安定化および保持
1つの実施形態では、MMP−14結合タンパク質を、循環(例えば、血液、血清、リンパ、または他の組織)でのその安定化および/または保持を、例えば、少なくとも1.5、2、5、10、または50倍改良する部分と物理的に会合する。例えば、MMP−14結合タンパク質を、ポリマー(例えば、実質的に非抗原性のポリマー(ポリアルキレンオキシドまたはポリエチレンオキシドなど))と会合することができる。適切なポリマーは、重量によって実質的に変化するであろう。約200〜約35,000(または約1,000〜約15,000および2,000〜約12,500)の範囲の数平均分子量を有するポリマーを使用することができる。例えば、MMP−14結合タンパク質を、水溶性ポリマー(例えば、親水性ポリビニルポリマー(例えば、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドン)に供役することができる。かかるポリマーの非限定的なリストには、ポリアルキレンオキシドホモポリマー(ポリエチレングリコール(PEG)またはポリプロピレングリコールなど)、ポリオキシエチレン化ポリオール、そのコポリマーおよびブロックコポリマー(ブロックコポリマーの水溶性は維持される場合)が含まれる。
MMP−14結合タンパク質を、キャリアタンパク質(例えば、血清アルブミン(ヒト血清アルブミンなど))と会合することもできる。例えば、翻訳融合を使用して、キャリアタンパク質のMMP−14結合タンパク質とを会合することができる。
キット
本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質を、キット中に(例えば、キットの成分として)提供することができる。例えば、キットは、(a)MMP−14結合タンパク質(例えば、MMP−14結合タンパク質を含む組成物)および、任意選択的に、(b)情報資料(情報資料)を含む。情報資料は、本明細書中に記載の方法および/または本明細書中に記載の方法のためのMMP−14結合タンパク質の使用に関する説明資料、指示資料、販売資料、または他の資料であり得る。
キットの情報資料は、その形態が制限されない。1つの実施形態では、情報資料は、化合物の生成、化合物の分子量、濃度、使用期限、およびバッチもしくは生成部位の情報などを含み得る。1つの実施形態では、情報資料は、障害および容態(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成)の治療、防止、または診断するための結合タンパク質の使用に関する。
1つの実施形態では、情報資料は、本明細書中に記載の方法を実施するために適切な様式(例えば、適切な用量、投薬形態、または投与様式(例えば、本明細書中に記載の用量、投薬形態、または投与様式))でMMP−14結合タンパク質を投与するための説明書を含み得る。別の実施形態では、情報資料は、適切な被験体(例えば、ヒト(例えば、本明細書中に記載の障害または容態(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成)を有するかリスクのあるヒト)にMMP−14結合タンパク質を投与するための説明書を含み得る。例えば、資料は、本明細書中に記載の障害または容態(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成)を有する患者にMMP−14結合タンパク質を投与するための説明書を含み得る。キットの情報資料は、その形態が制限されない。多くの場合、情報資料(例えば、説明書)を、印刷物中に提供するが、他の形式(コンピューター可読資料など)でもあり得る。
MMP−14結合タンパク質を、任意の形態(例えば、液体、乾燥形態、または凍結乾燥形態)で提供することができる。MMP−14結合タンパク質は、実質的に純粋および/または無菌であることが好ましい。MMP−14結合タンパク質が溶液で提供される場合、溶液は水溶液であることが好ましく、滅菌水溶液が好ましい。MMP−14結合タンパク質が乾燥形態として提供される場合、一般に、適切な溶媒の添加によって再構成する。溶媒(例えば、滅菌水または滅菌緩衝液)を、任意選択的に、キット中に提供することができる。
キットは、MMP−14結合タンパク質を含む組成物のための1つまたは複数の容器を含み得る。いくつかの実施形態では、キットは、組成物および情報資料のための個別の容器、仕切り、または区画を含む。例えば、組成物を、ボトル、バイアル、またはシリンジに含めることができ、情報資料を、容器と関連させて含めることができる。他の実施形態では、キットの個別の要素を、単一の非分割容器内に含める。例えば、組成物を、ラベルの形態で情報資料を添付したボトル、バイアル、またはシリンジ中に含める。いくつかの実施形態では、キットは、複数(例えば、パック)の個別の容器を含み、各容器は、1つまたは複数の単位投薬形態(例えば、本明細書中に記載の投薬形態)のMMP−14結合タンパク質を含む。例えば、キットは、複数のシリンジ、アンプル、ホイルパッケージ、またはブリスターパックを含む。これらはそれぞれ単位投与形態のMMP−14結合タンパク質を含む。キットの容器は、気密性、防水性(例えば、水分または蒸発の変化を防止する)、および/または遮光性であり得る。
キットは、任意選択的に、組成物の投与に適切なデバイス(例えば、シリンジ、吸入器、点滴(例えば、点眼瓶)、スワブ(例えば、綿棒または木製スワブ))または任意のかかる送達デバイスを含む。1つの実施形態では、デバイスは、一定量の結合タンパク質を投薬する植え込み型デバイスである。例えば、本明細書中に記載の成分の組み合わせによるキットの提供方法も開示する。
治療
MMP−14に結合し、本明細書中に記載および/または詳述の方法によって同定されるタンパク質は、特にヒト被験体での治療および予防において有用である。これらの結合タンパク質を、種々の障害(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌),炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成が含まれる)を治療、防止、および/または診断するために、被験体に投与するか、培養細胞(例えば、invitroまたはex vivo)にさえも投与する。治療は、障害、障害の症状、または障害の素因を緩和、軽減、変化、修復、改善、改良、または影響を及ぼすのに有効な量を投与する工程を含む。治療はまた、疾患または容態の発症を遅延するか(例えば、発症を防止する)、悪化を防止することができる。
例示的障害には、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌),炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成が含まれる。これらの障害のいくつかを、上記で考察している。MMP−14結合タンパク質を使用して治療することができるさらに他の障害には、大動脈瘤、歯周炎、自己免疫性水疱形成皮膚障害、皮膚光老化が含まれる。
本明細書中で使用される場合、障害の防止に有効な標的結合剤の量または結合剤の予防有効量は、単回または複数回用量を被験体に投与した際、障害(例えば、本明細書中に記載の障害)の発症または再発を防止または遅延に有効な標的結合剤(例えば、MMP−14結合タンパク質(例えば、本明細書中に記載の抗MMP−14抗体))の量をいう。
本明細書中に記載の結合剤を使用して、被験体の血管形成を軽減する(例えば、癌(例えば、固形腫瘍)または血管形成関連障害を治療する)ことができる。本方法は、例えば、血管形成、障害の症状、または障害の進行の調整に有効な量で、被験体に結合タンパク質を投与する工程を含む。作用因子(例えば、MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14抗体))を、治療有効量を達成する前に、複数回(例えば、少なくとも2回、3回、5回、または10回)投与することができる。MMP−14結合タンパク質および他の作用因子の投与方法は、「薬学的組成物」にも記載されている。使用される分子の適切な投薬量は、被験体の年齢および体重および使用した特定の薬物に依存し得る。結合タンパク質を、例えば、天然の作用因子または病理学的作用因子とMMP−14との間の望ましくない相互作用を阻害、軽減するための競合剤として使用することができる。MMP−14結合タンパク質の用量は、患者の特に疾患部位のMMP−14活性の90%、95%、99%、または99.9%を遮断するのに十分な量であり得る。疾患に応じて、これは、0.1、1.0、3.0、6.0、または10.0mg/Kg必要であり得る。分子量150,000g/mole(2つの結合部位)のIgGのために、これらの用量は、5Lの血液容量についての結合部位の約18nM、180nM、540nM、1.08μM、および1.8μMに対応する。
1つの実施形態では、MMP−14結合タンパク質を使用して、in vivoでの細胞(例えば、癌細胞)の活性を阻害する(例えば、細胞の少なくとも1つの活性を阻害するか、増殖、移動、成長、または生存度を減少する)。結合タンパク質自体を使用することができるか、作用因子(例えば、細胞傷害薬、細胞毒素酵素、または放射性同位体)に抱合することができる。この方法は、結合タンパク質のみまたは作用因子(例えば、細胞傷害薬)に付着させた結合タンパク質をかかる治療が必要な被験体に投与する工程を含む。例えば、実質的にMMP−14を阻害しないMMP−14結合タンパク質を使用して、毒素などの作用因子を含むナノ粒子をMMP−14関連細胞または組織(例えば、腫瘍)に送達させることができる。
MMP−14結合タンパク質がMMP−14発現細胞を認識し、癌細胞(例えば、癌性の肺細胞、肝臓細胞、結腸細胞、乳房細胞、卵巣細胞、上皮細胞、喉頭細胞、および軟骨細胞)、特にその転移性細胞と関連する(例えば、近傍または混合する)細胞に結合することができるので、MMP−14結合タンパク質を使用して、任意のかかる細胞を阻害し(例えば、少なくとも1つの活性を阻害し、成長および増殖を減少させるか死滅させる)、発癌を阻害することができる。癌付近のMMP−14活性の減少により、転移および成長因子の活性化などについてMMP−14活性に依存し得る癌細胞を間接的に阻害する(例えば、少なくとも1つの活性を阻害し、成長および増殖を減少させるか死滅させる)ことができる。
あるいは、結合タンパク質は、癌細胞の周辺であるが、癌細胞を直接または間接的に阻害する(例えば、少なくとも1つの活性を阻害し、成長および増殖を減少させるか死滅させる)のに十分に癌細胞に近い細胞に結合する。したがって、MMP−14結合タンパク質(例えば、毒素(例えば、細胞毒素)で修飾)を使用して、癌性組織中の細胞(癌生細胞自体および癌に関連するか癌を浸潤する細胞が含まれる)を選択的に阻害することができる。
結合タンパク質を使用して、MMP−14が存在する細胞および組織に作用因子(例えば、任意の種々の細胞毒性薬および治療薬)を送達させることができる。例示的作用因子には、放射線放出化合物、植物、真菌、または細菌起源の分子、生体タンパク質、およびこれらの混合物が含まれる。細胞傷害薬は、細胞内作用細胞傷害薬(毒素、短距離発光体(例えば、短距離高エネルギーα放射体)など)であり得る。
MMP−14発現細胞(特に、癌性細胞)を標的にするために、プロドラッグ系を使用することができる。例えば、第1の結合タンパク質を、プロドラッグアクチベーターと極めて近接した場合のみで活性化されるプロドラッグと抱合する。プロドラッグアクチベーターを、第2の結合タンパク質、好ましくは、標的分子上の非競合部位に結合する第2の結合タンパク質に抱合する。2つの結合タンパク質が競合結合部位または非競合結合部位に結合するかどうかを、従来の競合結合アッセイによって決定することができる。例示的薬物−プロドラッグ対は、Blakely et al.,(1996)Cancer Research,56:3287 3292に記載されている。
MMP−14結合タンパク質をin vivoで直接使用して、天然の補体依存性細胞傷害性(CDC)または抗体依存性細胞傷害性(ADCC)を介して、抗原発現細胞を排除することができる。本明細書中に記載の結合タンパク質は、補体結合エフェクタードメイン(IgG1、−2、もしくは−3由来のFc部分または補体に結合するIgMの対応する部分など)を含み得る。1つの実施形態では、標的細胞集団は、本明細書中に記載の結合剤および適切なエフェクター細胞にてex vivoで処置する。補体または補体を含む血清の添加によって処置を補足することができる。さらに、本明細書中に記載の結合タンパク質でコーティングした標的細胞の食作用を、補体タンパク質の結合によって改良することができる。別の実施形態では、標的(補体結合エフェクタードメインを含む結合タンパク質でコーティングした細胞)を補体によって溶解する。
MMP−14結合タンパク質の投与方法は、「薬学的組成物」に記載されている。使用される分子の適切な投薬量は、被験体の年齢および体重ならびに使用される特定の薬物に依存するであろう。結合タンパク質を競合剤として使用して、例えば、天然または病理学的な作用因子とMMP−14との間の望ましくない相互作用を阻害または減少させることができる。
MMP−14結合タンパク質を使用して、高分子およびミクロ分子(micromolecule)(例えば、遺伝子)を、遺伝子療法を目的とした場合、内皮または上皮内の細胞に送達させ、MMP−14を発現する組織のみをターゲティングすることができる。結合タンパク質を使用して、種々の細胞傷害薬(治療薬、放射線放出化合物、植物、真菌、または細菌起源の分子、生体タンパク質、およびこれらの混合物が含まれる)を送達させることができる。細胞傷害薬は、細胞内作用細胞傷害薬(短距離放射体(例えば、短距離高エネルギーα放射体が含まれる)など)であり得る。
ポリペプチド毒素の場合、組換え核酸技術を使用して、翻訳様式として結合タンパク質(例えば、抗体またはその抗原結合フラグメント)および細胞毒素(またはそのポリペプチド成分)をコードする核酸を構築することができる。次いで、例えば、細胞中で組換え核酸を発現し、コードされた融合ポリペプチドを単離する。
あるいは、MMP−14結合タンパク質を、高エネルギー放射体(例えば、ある部位に局在した場合にいくつかの細胞が死滅する放射性同位体(131Iなど)、ガンマ放射体)に結合体化することができる。例えば、S.E.Order,“Analysis,Results,and Future Prospective of the Therapeutic Use of Radiolabeled Antibody in
Cancer Therapy”,Monoclonal Antibodies for Cancer Detection and Therapy,R.W.Baldwin et al.(eds.),pp 303 316(Academic Press 1985)を参照のこと。他の適切な放射性同位体には、212Bi、213Bi、および211Atなどのα放射体、ならびに186Reおよび90Yなどのβ放射体が含まれる。さらに、177Luを、造影剤および細胞傷害薬の療法として使用することもできる。
131I、90Y、および177Luで標識した抗体を使用した放射免疫療法(RIT)を、熱心に臨床的に調査中である。これら3つの核種の物理的性質は有意に異なり、結果として、放射性核種の選択は、目的の組織に最大の線量を送達するために非常に重要である。90Yのより高いβエネルギー粒子は、嵩高い腫瘍に効果的であり得る。131Iの比較的低エネルギーのβ粒子が理想的であるが、放射性ヨウ化分子のin vivo脱ハロゲン化は、主に抗体の内在化に不利である。対照的に、177Luは、0.2〜0.3mmレンジしかない低エネルギーβ粒子を有し、90Yと比較して、骨髄にはるかに低い線量を送達させる。さらに、(90Yと比較して)より長い物理的半減期により、体滞留時間がより長い。結果として、比較的低い線量を使用して、177Lu標識作用因子のより高い活性(より高いmCi量)を骨髄に投与することができる。種々の癌の治療における177Lu標識抗体の使用を調査した臨床研究がいくつか存在している(Mulligan T et al.,1995,Clin.Canc.Res.1:1447−1454;Meredith RF,et al.,1996,J.Nucl.Med.37:1491−1496;Alvarez RD,et al.,1997,Gynecol.Oncol.65:94−101)。
例示的疾患および容態
本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質は、MMP−14が関与する疾患または容態(例えば、本明細書中に記載の疾患または容態)の治療またはこれらに関連する1つまたは複数の症状の治療で有用である。いくつかの実施形態では、MMP−14結合タンパク質(例えば、MMP−14結合IgGまたはFab)は、MMP−14活性を阻害し、MMP−16および/またはMMP−24をさらに阻害することができる。MMP−16および/またはMMP−24を阻害するMMP−14結合タンパク質は、これらのメタロプロテイナーゼも関与する障害の治療で特に有用である。
かかる疾患および容態の例には、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、関節リウマチ、骨関節炎)、アテローム性動脈硬化症、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、および毛細管形成が含まれる。治療有効量のMMP−14結合タンパク質を、MMP−14に関与する障害を有するか有する疑いのある被験体に投与し、それにより、障害を治療(例えば、障害の系または特徴を改善または改良、疾患進行を遅延、安定化、または停止)する。
MMP−14結合タンパク質を、治療有効量で投与する。MMP−14結合タンパク質の治療有効量は、単回用量または複数回用量で被験体に投与した際、被験体の治療(例えば、かかる治療を行わない場合に予想される程度を超える被験体の障害の少なくとも1つの症状の治癒、緩和、軽減、または改善)に有効な量である。組成物の治療有効量は、個体の病状、年齢、性別、および体重、ならびに個体で所望の応答を誘発する化合物の能力などの要因に応じて変化し得る。治療有効量はまた、組成物のいかなる毒作用または有害な影響も治療に有利な効果が超える量である。
治療有効量、典型的には、単回用量または複数回用量で被験体に投与した際、被験体の治療(例えば、かかる治療を行わない場合に予想される程度を超える被験体の障害の少なくとも1つの症状の治癒、緩和、軽減、または改善)に有効な化合物の量を投与することができる。組成物の治療有効量は、個体の病状、年齢、性別、および体重、ならびに個体で所望の応答を誘発する化合物の能力などの要因に応じて変化し得る。治療有効量はまた、組成物のいかなる毒作用または有害な影響も治療に有利な効果が超える量である。治療有効量は、好ましくは、未処置被験体と比較して、測定可能なパラメーターを有利に調整する。化合物の測定可能なパラメーターを阻害する能力を、ヒト障害における有効性を予想する動物モデル系で評価することができる。
至適な所望の応答(例えば、治療反応)が得られるように投与計画を調整することができる。例えば、治療状況の要件によって示されるように、単回ボーラスを投与することができるか、数回に分割した用量を長期間投与することができるか、用量を比例的に減少または増加させることができる。投与を容易にし、投薬量を均一にするために、単位投薬形態で非経口組成物を処方することが特に有利である。本明細書中で使用される場合、「単位投薬形態」は、治療すべき被験体への単回投与として適切な物理的に個別の単位をいい、各単位は、必要な薬学的キャリアと組み合わせて所望の治療効果が得られるように計算された所定量の活性化合物を含む。

マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)(MMP−14、MMP−16、およびMMP−24など)は、ECMおよび基底膜の成分を切断し、それにより、癌細胞が細胞を透過し、その下にある間質性マトリックスに浸潤することが可能になることによって癌に寄与すると考えられている。さらに、多数の成長因子受容体、細胞接着分子、ケモカイン、サイトカイン、アポトーシスリガンド、および血管新生因子は、MMPの基質である。したがって、MMP活性により、成長因子の活性化、腫瘍細胞アポトーシスの抑制、宿主免疫応答によって発生したケモカイン勾配の破壊、または血管新生因子の放出を生じることができる。MMPは、特定の結合タンパク質に結合するインスリン様成長因子(IGFBP)などの細胞増殖因子の放出の促進によって腫瘍成長を容易にすることができる(Manes et al.,1997 J.Biol.Chem.272:25706−25712)。
コラゲナーゼ(MMP−2が含まれる)は、黒色腫ならびに結腸癌、乳癌、肺癌、前立腺癌、および膀胱癌中で高レベルで見出されている。通常、これらの高レベルは、より高い腫瘍の悪性度および浸潤性と相関する。MMP−2レベルは、転移性肺癌患者の血清中で有意に上昇し、高レベルの患者では、化学療法に対する応答が低下する。
同様に、プロMMP−2を切断して活性なMMP−2を放出するMMP−14は、多数の癌で上昇し、腫瘍の成長、腫瘍塞栓症、ならびに癌(例えば、CNS腫瘍(例えば、神経膠腫)、頭頸部癌、口腔癌、喉頭癌、軟骨肉腫、乳癌)の移動度、浸潤性、および転移に寄与し得る。
MMP−16およびMMP−24も多数の癌で上昇し、腫瘍の成長ならびに癌(例えば、乳癌、喉頭癌、卵巣癌、睾丸癌、黒色腫、脳腫瘍(例えば、星状細胞腫、膠芽細胞腫、神経膠腫)の浸潤性および転移の療法に寄与し得る。
したがって、有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab)の投与による、癌(例えば、乳癌(Her2+、Her2−、ER+、ER−、Her2+/ER+、Her2+/ER−、Her2−/ER+、およびHer2−/ER−乳癌)が含まれる)、頭頸部癌、口腔癌、喉頭癌、軟骨肉腫、卵巣癌、睾丸癌、黒色腫、脳腫瘍(例えば、星状細胞腫、膠芽細胞腫、神経膠腫))を治療する(例えば、腫瘍成長を遅延、排除、または逆転させるか、数、サイズ、または転移のいずれかを防止または減少するか、腫瘍細胞の浸潤を軽減または排除するか、腫瘍抑制間隔を延長するか、無疾患生存期間を延長する)方法を開示する。いくつかの実施形態では、MMP−14結合タンパク質は、MMP−14活性を阻害する。MMP−14結合タンパク質は、MMP−16および/またはMMP−24をさらに阻害することができる。
一定の実施形態では、MMP−14結合タンパク質を、単剤治療薬として投与する。他の実施形態では、MMP−14結合タンパク質を、さらなる抗癌薬と組み合わせて投与する。
有効量のMMP−14結合タンパク質を癌を発症するリスクのある被験体に投与し、それにより、被験体の癌発症リスクが減少することによる、癌発症リスクを防止または減少させる方法も提供する。
有効量のMMP−14結合タンパク質を投与し、それにより、腫瘍部位の血管形成を減少させることによる、腫瘍部位での血管形成を調整する(例えば、減少または防止する)方法をさらに開示する。MMP−14結合タンパク質を、単剤療法薬としてか、さらなる薬剤と組み合わせて投与することができる。
有効量のMMP−14結合タンパク質を被験体に投与し、それにより、被験体に腫瘍によるECM分解を減少させる工程を含む、腫瘍による細胞外マトリックス(ECM)分解を減少する方法も提供する。
開示の方法は、固形腫瘍、軟部組織腫瘍、およびその転移の防止および治療に有用である。固形腫瘍には、種々の器官系(肺、乳房、リンパ、胃腸(例えば、結腸)、および尿生殖路(例えば、腎臓、尿路上皮、または精巣の腫瘍)、咽頭、前立腺、および卵巣など)の悪性腫瘍(例えば、肉腫、腺腫、および癌腫)が含まれる。例示的な腺癌には、結腸直腸癌、腎細胞癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、および小腸癌が含まれる。さらなる例示的固形腫瘍には、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫(endotheliosarcoma)、リンパ管肉腫、リンパ血管内皮肉腫(lymphangioendotheliosarcoma)、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、胃腸系癌、結腸癌、膵臓癌、乳癌、尿生殖器系癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭状癌、乳頭腺癌、嚢胞腺腫、髄様癌、気管支癌、腎細胞癌、肝細胞癌、胆管癌、絨毛癌、セミノーマ、胎児性癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、内分泌系癌、精巣腫瘍、肺癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起膠腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、および網膜芽細胞腫が含まれる。上記癌の転移を、本明細書中に記載の方法にしたがって、治療または防止することもできる。
癌治療の治療有効量の決定のためのガイダンスを、治療すべき癌lのin vivoモデルに関する参考文献によって得ることができる。例えば、げっ歯類またはLiechovミニブタ癌モデルにおける治療有効量であるMMP−14結合タンパク質の量を使用して、治療有効量の用量の選択を導くことができる。ヒト癌の多数のげっ歯類モデルが利用可能であり、ヌードマウス/腫瘍/腫瘍異種移植片系(例えば、黒色腫異種移植片(例えば、Trikha et al.Cancer Research 62:2824−2833(2002)を参照のこと)、および乳癌または神経膠腫のマウスモデル(例えば、Kuperwasser et al.,Cancer Research 65,6130−6138,(2005);Bradford et al.,Br J Neurosurg.3(2):197−210(1989))が含まれる。メラニン芽腫保有Libechovミニブタ(MeLiM)は、黒色腫の動物モデルとして利用可能である(例えば、Boisgard et al.,Eur J Nucl Med Mol Imaging 30(6):826−34(2003))。
滑膜炎
滑膜炎は、滑膜の炎症によって特徴づけられる容態である。滑膜は、通常は数細胞層の厚さでしかない組織である。滑膜炎では、滑膜が肥厚し、細胞がより多くなり、流動物で満たされるようになり得る。滑膜炎は、罹患関節内に痛みおよび炎症を引き起こし、これは、一般に、関節炎状態で認められる(例えば、関節リウマチ)。
活性滑膜MMP−2は、初期滑膜炎患者におけるX線びらん(radiographic erosion)に関連する(Goldbach−Mansky et al,2000,Arthritis Res,2:145−153)。MMP−2、MMP−14、およびTIMP−2の滑膜組織発現は、正常な滑膜組織サンプルでは事実上検出不可能である。びらん性疾患患者の滑膜組織サンプルは、びらんが認められない患者よりも活性MMP−2レベルが有意に高い。これは、これらの組織で認められる比較的高レベルのMMP−14および低レベルのTIMP−2によってMMP−2活性の増大を反映し得る。したがって、活性MMP−2は、関節リウマチおよび骨関節炎の発症および/または進行に寄与し得る。
治療有効量のMMP−14結合タンパク質の投与による、滑膜炎を治療する(例えば、滑膜炎の症状(痛み、関節の腫脹、滑膜の肥厚、滑液の増加など)を改善、安定化、軽減、または排除する)方法を開示する。MMP−14結合タンパク質療法をさらなる療法と組み合わせる方法も提供する。現在の滑膜炎療法には、抗炎症薬の投薬(例えば、NSAIDSおよびイブプロフェン)、関節へのコルチゾン注射、および外科治療(例えば、滑膜切除術)が含まれる。1つまたは複数のこれらの治療を、MMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))と組み合わせて使用して、この容態を治療することができる。
MMP−14結合タンパク質の治療有効量の決定のためのガイダンスを、滑膜炎の動物モデルから得ることができる。滑膜炎のげっ歯類モデルを利用可能であり、滑膜炎様炎症のラットモデル(Cirino et al.,J Rheumatol.21(5):824−9(1994))および雄Wistarラットのカラギーナン滑膜炎モデル(Walsh et al.Lab Invest.78(12):1513−21(1998))が含まれる。
関節リウマチおよび関連容態
関節リウマチ(RA)は、関節の腫脹および痛みを生じ、通常、関節が破壊される自己免疫性慢性炎症性疾患である。RAは、一般に、病微の寛解が間欠的に起こる疾患活動性の「再燃(flare)」を伴う再発/寛解経過をたどる。RAは、多数のさらなる炎症性障害(シェーグレン症候群(涙腺および唾液腺の炎症によって引き起こされるドライアイおよびドライマウス)、胸膜炎(深呼吸および咳の際に痛みを生じる胸膜の炎症)、リウマチ小節(肺内に発症する炎症の結節部位)、心膜炎(横たわるか前屈した時に痛みを生じる心膜の炎症)、フェルティ症候群(被験体を感染しやすくするRAと組み合わせて認められる脾腫および白血球減少)、および脈管炎(血流を遮断し得る血管の炎症)が含まれる)に関連する。MMP−14およびMMP−16は、関節リウマチに関与している。
活動性RAの症状には、疲労、食欲減退、微熱、筋肉および関節の痛み、および硬直が含まれる。筋肉および関節の硬直は、通常、午前中および不応期間後に最も顕著である。再燃中、関節は、一般に滑膜炎の結果として、頻繁に赤色化、腫脹、疼痛、および圧通が認められる。
関節リウマチの治療は、投薬、休憩、関節強化運動、および関節保護の組み合わせを含む。関節リウマチの治療で以下の2つの投薬クラスを使用する:抗炎症「第1選択薬」および病態修飾性抗リウマチ薬(DMARD)。第1選択薬には、NSAIDS(例えば、アスピリン、ナプロキセン、イブプロフェン、およびエトドラク)、コルチゾン(コルチコステロイド)が含まれる。金(例えば、金塩、金チオグルコース、チオリンゴ酸金、オーラルゴールド)、メトトレキサート、スルファサラジン、D−ペニシラミン、アザチオプリン、シクロホスファミド、クロラムブシル、シクロスポリン、レフルノミド、エタネルセプト、インフリキシマブ、アナキンラ、アダリムマブ、およびヒドロキシクロロキンなどのDMARDSは、疾患の緩和を促進し、進行性の関節破壊を防止するが、これらは抗炎症薬ではない。
RAを有するか有すると疑われる被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質の投与による、関節リウマチを治療する(例えば、1つまたは複数の症状を改善、安定化、または排除するか、被験体のRAスケールのスコアを改善または安定化する)方法を開示する。さらに、治療有効量のMMP−14結合タンパク質および少なくとも1つのNSAIDおよび/またはDMARDSの投与による、RAを治療する方法を提供する。
治療有効量のMMP−14結合タンパク質の投与による、関節リウマチ関連障害(シェーグレン症候群、胸膜炎、肺リウマチ小節、心膜炎、フェルティ症候群、および脈管炎)を治療する(例えば、1つまたは複数の症状を改善、安定化、または排除する)方法をさらに提供する。
RAおよにRAの症状の評価に有用なスケールには、Rheumatoid Arthritis Severity Scale(RASS;Bardwell et al.,(2002)Rheumatology 41(l):38−45)、SF−36 Arthritis Specific Health Index(ASHI;Ware et al.,(1999)Med.Care.37(5 Suppl):MS40−50)、Arthritis Impact Measurement ScalesまたはArthritis Impact Measurement Scales 2(AIMSまたはAIMS2;Meenan et al.(1992)Arthritis Rheum.35(1):1−10);the Stanford Health
Assessment Questionnaire(HAQ)、HAQII、または修正HAQ(例えば、Pincus et al.(1983)Arthritis Rheum.26(11):1346−53を参照のこと)が含まれる。
治療有効量のMMP−14結合タンパク質を送達する投薬量の決定のためのガイダンスを、関節リウマチの動物モデル(自己および異種II型コラーゲンを含むアジュバントでの免疫化によって、典型的にはげっ歯類で誘導されるコラーゲン誘導関節炎(CIA)など)から得ることができる(Williams et al.Methods Mol Med.98:207−16(2004))。
アテローム性動脈硬化症
MMP−14の誘導は、急性冠不全症候群(ACS)に関連するアテローム硬化性プラークの破裂に関与する(Ray et al,2004,Circ Res,95:1082−90)。MMP−14は、その細胞膜の位置およびMMPファミリーのいくつかの他のメンバー(MMP−2が含まれる)を活性化する能力のために、アテローム硬化性プラークの線維膜構造(fibrous cap structure)の高度に局在した分解を引き起こすことができる。したがって、治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab)の投与による、アテローム性動脈硬化症を有するか有する疑いのある被験体のアテローム性動脈硬化症を治療する(例えば、アテローム性動脈硬化症の症状を排除、改善、または安定化するか、アテローム硬化性プラーク(冠状動脈、頸動脈、および大動脈中のプラークが含まれる)のサイズまたは数を減少または安定化するか、動脈狭窄(冠状動脈狭窄および頸動脈狭窄が含まれる)を軽減または安定化するか、心筋梗塞のリスクを軽減する)方法を開示する。
現在のアテローム性動脈硬化症の治療は、コレスチラミン、コレスチポール、ニコチン酸、ゲムフィブロジル、プロブコール、アトルバスタチン、ロバスタチン、アスピリン、チクロピジン、クロピドグレル(血小板凝集のインヒビター)、および抗凝固薬が含まれる。開示は、別のアテローム性動脈硬化症療法(例えば、コレスチラミン、コレスチポール、ニコチン酸、ゲムフィブロジル、プロブコール、アトルバスタチン、ロバスタチン、アスピリン、チクロピジン、クロピドグレル、または抗凝固薬)に加えて治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、アテローム性動脈硬化症を治療する方法も含む。
治療有効量のMMP−14結合タンパク質が得られるMMP−14結合タンパク質の投薬量の決定のためのガイダンスを、アテローム性動脈硬化症の動物モデル(高コレステロールウサギ(Booth et al.NMR Biomed.3(2):95−100(1990))またはアポEノックアウトマウス(Ozaki et al.,J Clin Invest.110(3):331−340(2002))など)から得ることができる。
眼疾患
黄斑変性。黄斑変性は、黄斑(網膜の中心部)を徐々に破壊し、中心視を損ない、読書、運転、および/または優れた中心視が必要な他の日常の活動を困難にする。多数の異なる黄斑変性が存在するが、加齢性黄斑変性(AMD)が最も一般的である。AMDは、「dry型」または「wet型」のいずれかとして発症し、wet型がはるかに一般的である。wet型AMDでは、新規に形成された網膜下血管(網膜下新血管形成)から漏れた流動物が黄斑を歪め、視力を損なう。AMDの症状には、中心視の喪失または障害(一般に、dry型AMDでゆっくり進行し、wet型AMDで急速に進行する)および直線の異常な視覚(例えば、直線が波線に見える)が含まれる。亜鉛および抗酸化剤であるビタミンC、ビタミンE、およびβ−カロテンの補足により、wet型AMDの進行が遅延することが報告されている。
AMDを有するか有すると疑われる被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、AMD(wet型AMDまたはdry型AMD)を治療する(例えば、視覚を改善するか、視力低下を安定化するか、視力低下の速度を減少させる)方法を開示する。別のAMD治療(例えば、亜鉛、ビタミンC、ビタミンE、および/またはβ−カロテン)と共に治療有効量のMMP−14結合タンパク質を投与することによるAMDの治療方法も提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、黄斑変性の動物モデル(例えば、黄斑変性のウズラ(ウズラ)モデル(米国特許第5,854,015号)または例えばクリプトンレーザーを使用したC57BL/6Jマウスのブルック膜に対する創傷作製(米国特許出願番号20030181531号)から得ることができる。
角膜疾患。MMP−14および−16のピーク発現は、角膜内疾患における全炎症反応との良好な相関を示す(Dong et al.2000,Invest Ophthalmol Vis Sci,41(13):4189−94)。円錐角膜は、角膜が薄くなり、そして変化する進行性疾患である。得られた歪曲(乱視)は、頻繁に近視を引き起こす。円錐角膜により、角膜の腫脹および瘢痕化ならびに失明も起こり得る。
有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、円錐角膜を有するか有する疑いのある被験体の円錐角膜を治療する(例えば、視覚を改善または安定化するか、角膜瘢痕化を改良、安定化、軽減、排除、または防止する)方法を開示する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、円錐角膜の動物モデル(例えば、円錐角膜のサブセットのモデルとして役立つ同系交配SKCマウス株)(Tachibana et al.Investig Ophthalmol Visual Sci,43:51−57(2002))から得ることができる。
角膜感染。角膜感染を有するか有する疑いのある被験体への有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))による、角膜感染を治療する(例えば、感染の結果としての角膜瘢痕化を防止、軽減、安定化、または排除する)方法も提供する。さらに、MMP−14結合タンパク質および感染因子を治療する治療薬(例えば、抗生物質または抗ウイルス薬)の投与による、角膜感染の治療方法を提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、角膜感染の動物モデル(例えば、創傷清拭した角膜上に配置したカンジダ・アルビカンス(SC 5314)の標準化接種材料で角膜炎を誘導する実験的角膜糸状菌症のウサギモデル(Goldblum et al.Antimicrob
Agents Chemother 49:1359−1363(2005))から得ることができる。
骨関節炎
変形性関節症としても公知の骨関節炎は、1つまたは複数の関節の軟骨破壊および結果として起こる喪失によって特徴づけられる。骨関節炎は、一般に、手、足、脊椎、および巨大な荷重関節(臀部および膝など)に影響を及ぼす。MMP−14およびMMP−16は、骨関節炎に関与する。骨関節炎を有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、骨関節炎を治療する(例えば、関節痛を安定化、軽減、または排除するか、一般的健康または骨関節炎の段階標準(scale)の性能を安定化または改良する)方法を開示する。
現在の骨関節炎の内科的治療は、保守的手段(例えば、安静、減量、理学療法、および作業療法)および投薬(アセトアミノフェン、関節上の皮膚に塗布する鎮痛クリーム(カプサイシン、サリシン(salycin)、サリチル酸メチル、およびメントールなど)、非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)(アスピリン、イブプロフェン、ナブメトン、およびナプロキセンなど)、およびCox−2インヒビターなど)を含む。治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))および骨関節炎療法薬(例えば、アセトアミノフェン、局所鎮痛クリーム、非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)(アスピリン、イブプロフェン、ナブメトン、またはナプロキセンなど)、またはCox−2インヒビター)の投与による、骨関節炎の治療方法をさらに開示する。
骨関節炎の評価に有用な段階標準には、Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score(KOOS;Roos et al.(1998)J.Orthop.Sports Phys.Ther.28(2):88−96)、Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthrtis Index(WOMAC;Roos et
al.(2003)Health Qual.Life Outcomes 1(1):17)、および36−item Short Form General Health Scale(SF−36 GHS)、ならびに当該分野で公知の他の評価ツールが含まれる。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、骨関節炎の動物モデル(例えば、ヒト骨関節炎で留意した関節軟骨と類似の関節軟骨の喪失を促進するげっ歯類の大腿脛骨関節へのモノヨード酢酸(MIA)の注射)(Guzman et al.Toxicol Pathol.31(6):619−24(2003)),or transection of the anterior cruciate ligament(ACL)in canines to induce 骨関節炎(Fife and Brandt J Clin Invest.84(5):1432−1439(1989))から得ることができる。
糖尿病
1型(時折、インスリン依存性糖尿病(IDDM)または若年発症真性糖尿病として公知)および2型(時折、非インスリン依存性糖尿病(NIDDM)または成人発症真性糖尿病として公知)と呼ばれる2つの主な真性糖尿病型が存在する。MMP−14およびMMP−24は、糖尿病に関与している。プロMMP2は、おそらくMMP−14とTIMP2との相互作用によって増殖性糖尿病網膜症(PDR)の線維性血管性組織中で有効に活性化される。これにより、MMP2およびMT1−MMPが線維性血管性組織の形成およびPDRの病理発生に関与し得ることが示唆される。
真性糖尿病を有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、糖尿病(1型または2型)を治療する(例えば、外因性インスリン依存を軽減または排除するか、空腹時血清グルコースレベル(例えば、6時間空腹時血清グルコース)を150、140、130、126、120、110、または100mg/dL未満に低下させる)方法を開示する。
別の真性糖尿病治療薬に加えて治療有効量のMMMP−14結合タンパク質を投与することによる糖尿病の治療方法をさらに開示する。多数のさらなる治療薬が公知であり、膵臓によるインスリン産生を増加する薬剤(例えば、スルホニル尿素(例えば、クロルプロパミド、トルブタミド、グリブリド、グリピジド、およびグリメピリド)およびメグリチニド(例えば、レパグリニドおよびナテグリニド)、肝臓グルコース産生を減少させる作用因子(例えば、ビグアニド、メルホルミン)、インスリン感受性増強薬(例えば、トログリタゾン、ピオグリタゾン、ロシグリタゾン)、腸からの炭水化物の吸収を減少させる薬剤(例えば、アカルボース)、血糖管理に影響を及ぼす薬剤(例えば、プラムリンチド、エクセナチド)、ならびにグリブリド/メルホルミン(グルコバンス(登録商標))、ロシグリタゾン/メルホルミン(アバンダメット(登録商標))、およびグリピジド/メルホルミン(メタグリップ(登録商標))などの薬物の組み合わせが含まれる。
糖尿病に続発する障害(増殖性糖尿病網膜症(PDR)および微小血管障害など)の治療方法も提供する。したがって、PDRを有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、PDRを治療する(例えば、視力低下を防止、安定化、軽減、または排除する)方法を開示する。微小血管障害を有するか有する疑いのある被験体へのMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、微小血管障害を治療する(例えば、症状を防止、安定化、軽減、または排除する)方法も提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、糖尿病の動物モデル(例えば、ob/ob マウス(Kerouz et al.J.Clin.Invest.100:3164−3172(1997))、db/db マウス(Koenig and Cerami Proc Natl Acad Sci U S A.72(9):3687−3691(1975))、Zucker肥満ラット(Orci et al.Proc Natl Acad Sci U S A.87(24):9953−7(1990))、または毎日の低用量での腹腔内ストレプトゾトシン(STZ)によって糖尿病にしたラット(Nie et al.J Clin Invest.105:955−965(2000)))から得ることができる。
アルツハイマー病
アルツハイマー病(AD)は、脳内の誤配置されたタンパク質から構成される異常な凝集塊(アミロイド斑)および縺れた線維束(神経原線維変化)によって特徴づけられる進行性の神経変性疾患である。ADの症状には、記憶喪失、言語障害、視覚情報を精神的に操作する能力の障害、判断能力の低下、錯乱、不穏状態、および気分変動が含まれる。最終的に、ADは、認識力、人格、および機能する能力を破壊する。ADの初期症状(健忘および集中力欠乏が含まれる)は、自然の加齢の兆候に類似するので、しばしば見過ごされる。現在のADの内科的治療には、タクリン(COGNEX(登録商標))、ドネペジル(ARICEPT(登録商標))、リバスチグミン(EXELON(登録商標))、ガランタミン(REMINYL(登録商標))、およびメマンチン(NAMENDATM)が含まれ、AD進行に影響を及ぼし得る他の薬物には、非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDS)、スタチン、葉酸、イチョウ、ならびにビタミンE、B6、およびB12が含まれる。
ADを有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、治療する(例えば、ADの症状を安定化,改善,排除,または防止するか、疾患の進行を遅延または排除する)方法を開示する。ADを有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質およびさらなるAD治療薬(例えば、タクリンCOGNEX(登録商標))、ドネペジル(ARICEPT(登録商標))、リバスチグミン(EXELON(登録商標))、およびガランタミン(REMINYL(登録商標))、メマンチン(NAMENDATM)の投与による、ADの治療方法も提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスをADの動物モデルから得ることができる。例えば、ヒトまたはマウスAPPまたはプレセニリンを発現するトランスジェニックマウスを使用することができる。いくつかのこれらのトランスジェニックマウスは、一般に出生から1年以内に、進行性神経障害を発症する(例えば、米国特許第5,877,399号、同第6,037,521号、同第5,894,078号、同第5,850,003号、および同第5,898,094号を参照のこと)。一定のトランスジェニック動物モデルは、例えば、米国特許第5,612,486号、同第5,387,742号、同第5,720,936号、同第5,877,015号、および同第5,811,633号、ならびにGanes et.al.(1995)Nature 373:523に記載されている。
乳腺再造形
乳房形態形成は、脂肪組織の上皮「浸潤」を含み、これは、乳癌細胞による浸潤に類似の過程である。しかし、前者は、非常に調節された発達過程である。乳腺分岐形態形成は、細胞外マトリックス(ECM)、ECM−受容体(例えば、インテグリン)、ECM分解酵素(例えば、MMP)、およびMMPインヒビター(メタロプロテイナーゼの組織インヒビター(TIMP))に一部依存する。MMP−14発現の増加は乳癌発生に関連し、MMP−2は思春期の乳腺分岐形態形成に寄与する。したがって、不適切な乳腺再造形を阻害し、乳房組織中の前癌病変/活性を予防または治療する方法を本明細書中に提供する。
不適切な乳腺再造形を有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、不適切な乳腺再造形を阻害する(例えば、防止、軽減、または排除する)方法を開示する。乳房組織の前癌病変または活性を有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、前癌乳房病変または活性を予防または治療する(例えば、乳癌の発症リスクを軽減するか、前癌乳房病変を防止、排除、軽減、または安定化する)方法も提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、乳癌発生の動物モデル(マウス乳房腫瘍ウイルス長末端反復プロモーターの調節下にて乳腺中でMMP−14を過剰発現するトランスジェニックマウス(Ha et al.Cancer Research 61:984−990,(2001))など)から得ることができるか、乳房組織中でラットストロメライシン−1発現が増加するトランスジェニックマウスモデル(Lochter et al.J Biol Chem 272:5007−5015(1997))を使用することができる。
脳虚血
MMP−2、MMP−14、およびMMP−16の発現は、虚血コア(ischemic core)中の中大脳動脈閉塞から1時間以内に増加する(Chang et al.2003,J Cereb Blood Flow Metab.,23(12):1408−19)。発現パターンは、虚血コア中のプロMMP−2およびそのアクチベーターの分泌と一致し、これらは個別の細胞区画に由来する。プロMMP−2およびその活性化装置の急速且つ協調的な外観により、霊長類線条体中でこのプロテアーゼが局所性脳虚血中の基質損傷に関与し得ることが示唆される。
脳虚血を有するか有する疑いのある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、脳虚血を治療する(例えば、脳虚血の症状(言語、運動、視力、または理解の欠損/障害など)を軽減または排除する)方法を開示する。
現在の脳虚血の内科的治療には、ヘパリンおよびヘパリン様薬剤(低分子量ヘパリンおよびヘパリノイド)を使用した抗凝固、ならびにアスピリンが含まれる。脳虚血を有するか有する疑いのある被験体被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与およびさらなる脳虚血治療による脳虚血の治療方法をさらに開示する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、脳虚血の動物モデル(例えば、急性脳硬塞モデルである中大脳動脈閉塞(MCAO)および直接遠位(direct distal)MCAOモデル(Schneider et al.J.Clin.Invest.115:2083−2098(2005);Taguchi et al.J.Clin.Invest.114:330−338(2004)))から得ることができる。
子宮内膜癌
子宮内膜癌は、典型的には腹膜全体の子宮内膜腔の外側の子宮内膜組織の増殖を含み、有意な痛み(例えば、骨盤痛、排便痛、性交疼痛)および不妊症を引き起こし得る。病変は、「古典的」(色素沈着(例えば、暗青色、暗褐色、または黒色)であり、嚢胞性であり得る)または「非古典的」(一般に、非色素沈着)であり得る。非古典的病変は、一般に、「侵襲性」がより高い疾患(例えば、かなりの痛み)を有する患者で認められる。臨床的に侵襲性を示す色素沈着病変中のMMP−2およびMMP−14mRNA発現レベルは、正常な位置の(eutopic)子宮内膜よりも有意に高い。
現在の子宮内膜癌治療には、黄体ホルモン薬(酢酸塩、ノルエチノドレル、酢酸メゲストロール、ジドロゲステロン、ノルエチステロン、およびリネストレノール)、ダナゾール、17エチニル−テストステロンの合成3−イソキサゾール誘導体、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)、例えば腹膜鏡での病変の破壊が含まれる。
治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、阻害MMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはFab))の投与による、子宮内膜癌を有するか有する疑いのある被験体の子宮内膜癌を治療する(例えば、宮内膜癌の症状(痛みまたは不妊症)を軽減、安定化、または排除する)方法を開示する。治療有効量のMMP−14結合タンパク質およびさらなる子宮内膜癌治療(例えば、黄体ホルモン薬(酢酸塩、ノルエチノドレル、酢酸メゲストロール、ジドロゲステロン、ノルエチステロン、およびリネストレノール)、ダナゾール、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)、または腹膜鏡下病変除去/破壊)の投与による、子宮内膜癌を有するか有する疑いのある被験体の子宮内膜癌の治療方法も提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、子宮内膜癌の動物モデル(例えば、腹部内への子宮生検の自家移植術に関与する外科的に誘導された子宮内膜癌(Berkley et al.(2004)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101:11094−98)から得ることができる。
フィブリン浸潤活性
架橋フィブリンは、創傷周辺組織、炎症部位、または腫瘍に沈積し、細胞輸送のための原質の支持だけでなく、浸潤に対する構造的障壁としても役立つ。浸潤細胞は、プロテイナーゼを使用して、侵入細胞の細胞周囲環境に意図的に制限されたタンパク質分解によってフィブリンマトリックスに接近することができる。MMP−14ヌルマウス由来の線維芽細胞が浸潤の初期欠損を示すので、MMP−14は、フィブリン浸潤事象に関与し得る。しかし、MMP−14欠失線維芽細胞は、この初期欠損を回避し、代償性フィブリン浸潤活性を示すことができる。MMP−14依存過程は、膜繋留MMPを標的化するMMPインヒビターに感受性を示す(Hotary et al.,2002 J Exp Med.195(3):295−308)。
フィブリン浸潤活性を調整する必要のある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、MMP−14を阻害するFabまたはIgG)の投与による、フィブリン浸潤活性を調整する方法を開示する。いくつかの実施形態では、MMP−14結合タンパク質は、MMP−16にさらに結合するかMMP−16にさらに結合して阻害する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、フィブリン浸潤活性モデル(例えば、細胞浸潤アッセイ(Trikha et al.Cancer Research 62:2824−2833(2002))から得ることができる。
血管形成および毛細管形成
血管形成におけるMMPの役割は、二重且つ複雑である。腫瘍血管形成の正のレギュレーターとしてのこれらの酵素の関連性は、概して証明されている。しかし、これらの酵素が血管形成を負に制御する機構の最近の説明により、MMPは血管形成のインヒビターとして作用することも報告されており、このことが癌におけるこのタンパク質分解経の機能的な複雑さを増大させる一因となっている。多数のMMPがアンギオスタチンおよびエンドスタチンの前駆体を切断し、血管形成のこれらの内因性インヒビターの活性形態を生成することができる(Cornelius et al.,1998;Ferreras et al.,2000)。ケモカインCCL2およびCXCL8によって誘導されるヒト内皮細胞(EC)管形成は、MMP−14活性に高く依存する。
不適切な血管形成または毛細管形成を調整する必要のある被験体への治療有効量のMMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 IgGまたはMMP−14を阻害するFab)の投与による、不適切な血管形成または毛細管形成を調整する(例えば、阻害する)方法を開示する。不適切な血管形成または毛細管形成がMMP−14結合タンパク質およびさらなる血管形成または毛細管形成調整薬(VEGFまたはTie1インヒビターなど)の投与によって調整される方法も提供する。
治療有効量のタンパク質を送達させるMMP−14結合タンパク質の有効性および投薬量に関するガイダンスを、血管形成モデル(例えば、ヌードラットにおけるマトリゲルベースの血管形成アッセイ)、毛細管形成モデル(例えば、内皮MCベースの新芽形成アッセイ(Trikha et al.Cancer Research 62:2824−2833(2002))、または米国特許出願番号11/199,739号およびPCT/US2005/0284号(共に2005年8月9日出願)に記載の毛細管形成アッセイもしくは血管形成アッセイから得ることができる。
併用療法
本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質(例えば、抗MMP−14 FabまたはIgG)を、MMP−14活性に関連する疾患または容態(例えば、本明細書中に記載の疾患または容態)を治療するための1つまたは複数の他の療法と組み合わせて投与することができる。例えば、MMP−14結合タンパク質を、手術、別のMMP−14インヒビター(例えば、低分子インヒビター)、別の抗MMP−14 FabまたはIgG(例えば、本明細書中に記載の別のFabまたはIgG)、ペプチドインヒビター、または低分子インヒビターと共に治療的または予防的に使用することができる。併用療法でMMP−14結合タンパク質と共に使用することができるMMP−14インヒビターの例には、ネオバスタット、マリマスタット、BAY 12−9566、およびプリノマスタットが含まれる。
1つまたは複数の低分子MMPインヒビターを、本明細書中に記載の1つまたは複数のMMP−14結合タンパク質と組み合わせて使用することができる。例えば、組み合わせにより、低分子インヒビターの必要な用量がより少なくなり、その結果、副作用が軽減する。
本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質を、癌治療のための1つまたは複数の他の療法(手術、放射線療法、および化学療法が含まれるが、これらに限定されない)と組み合わせて投与することができる。例えば、MMP−14を阻害するかMMP−14活性の下流事象を阻害する(例えば、プロMMP−2のMMP−2への切断)タンパク質を、他の抗癌療法(放射線療法、化学療法、手術、または第2の薬剤の投与)と組み合わせて使用することもできる。例えば、第2の薬剤は、Tie−1インヒビター(例えば、Tie−1結合タンパク質;例えば、米国特許出願番号11/199,739号およびPCT/US2005/0284号(共に2005年8月9日出願)を参照のこと)であり得る。別の例として、第2の薬剤は、VEGFシグナル伝達経路を標的にするか負に調節する薬剤であり得る。この後者のクラスの例には、VEGF アンタゴニスト(例えば、ベバシズマブなどの抗VEGF抗体)およびVEGF受容体アンタゴニスト(例えば、抗VEGF受容体抗体)が含まれる。特に好ましい組み合わせの1つには、ベバシズマブが含まれる。さらなる例として、第2の薬剤は、プラスミンのインヒビター(kunitzドメイン含有タンパク質またはポリペプチド(例えば、米国特許第6,010,880号に開示のプラスミン阻害kunitzドメイン(アミノ酸配列
Figure 2013189473
(配列番号)を含むタンパク質またはポリペプチドなど)))である。別の例として、第2の薬剤は、Her2に結合する薬剤(Her2結合抗体(例えば、トラスツズマブ)など)である。組み合わせは、5−FUおよびロイコボリン、および/またはイリノテカンをさらに含むことができる。
MMP−14のインヒビター(例えば、本明細書中に開示のMMP−14結合タンパク質)は、Her2を標的にする薬剤(例えば、トラスツズマブなどのHer2結合抗体)の活性を増強することができる。したがって、乳癌治療のための1つの併用療法では、第2の療法は、Her2に結合する薬剤(Her2結合抗体(例えば、トラスツズマブ)など)である。MMP−14結合タンパク質をHer2結合剤との併用療法で使用する場合、Her2結合剤の用量を、MMP−14結合タンパク質と組み合わせて投与しない場合のHer2結合剤の用量より減少させることができる(例えば、MMP−14結合タンパク質と組み合わせて投与しない場合のHer2結合剤の用量より少なくとも10%、25%、40%、または50%少ない)。例えば、トラスツズマブの用量は、MMP−14結合タンパク質と組み合わせて投与した場合、初期(負荷)用量として4.0、3.6、3.0、2.4、または2mg/kg未満であり、その後の投与では約2.0、1.8、1.5、1.2、または1mg/kg未満である。
本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質を、眼障害の治療のための1つまたは複数の療法(外科的療法および内科的療法(例えば、第2の薬剤の投与)など)と組み合わせて投与することもできる。例えば、加齢性黄斑変性(例えば、wet 加齢性黄斑変性)の治療では、MMP−14結合タンパク質を、レーザー手術(例えば、レーザー光凝固術または光凝固療法)と併せて(前、間、または後に)投与することができる。別の例として、MMP−14結合タンパク質を、第2の薬剤(VEGF アンタゴニスト(例えば、ベバシズマブまたはラニビズマブなどの抗VEGF抗体)またはVEGF受容体アンタゴニスト(例えば、抗VEGF受容体抗体)など)と組み合わせて投与することができる。
用語「組み合わせ」は、薬剤または療法の使用または作用が時間内で重複する、同一の患者を治療するための2つまたはそれを超える薬剤または療法の使用をいう。薬剤または療法を、同時(例えば、患者に投与される単一の処方物または同時因投与される2つの個別の処方物)または任意の順序で連続して投与することができる。連続投与は、異なる時間に投与する投与である。一方の薬剤の投与と他方の薬剤の投与との間の時間は、数分、数時間、数日、または数週間であり得る。本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質を使用して、別の療法の投薬量を減少する(例えば、投与される別の薬剤に関連する副作用を軽減する(例えば、ベバシズマブなどの抗VEGF抗体の副作用を減少させる))こともできる。したがって、組み合わせは、MMP−14結合タンパク質の非存在下で使用される投薬量より少なくとも10、20、30、または50%少ない投薬量での第2の薬剤の投与を含み得る。
さらに、第1および第2の薬剤の被験体への投与により、被験体を、血管形成関連障害(例えば、癌)について治療することができる。例えば、第1の薬剤は初期段階の血管形成を調整し、第2の薬剤はその後の血管形成段階を調整するか、初期段階の血管形成も調整する。第1および第2の薬剤を、単一の薬学的処方物を使用して投与するか、個別に投与することができる。1つの実施形態では、第1の薬剤はVEGF経路アンタゴニスト(例えば、VEGFのインヒビター(例えば、VEGF−A、−B、または−C)、VEGF受容体(例えば、KDRまたはVEGF受容体III(Flt4))またはbFGF経路アンタゴニスト(例えば、bFGFまたはbFGF受容体に結合する抗体)である。他のVEGF経路アンタゴニストも、本明細書中の他の場所に記載されている。1つの実施形態では、第2の薬剤は、腫瘍細胞の移動度および浸潤性を阻害または減少させる。例えば、第2の薬剤は、MMP−14結合タンパク質を含む。例えば、第2の薬剤は、本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質である。
一旦腫瘍が一定のサイズ(例えば、約1〜2mm)に到達すると、腫瘍は、その質量の増大前に新規の脈管構造を必要とする。腫瘍血管形成の初期段階は、宿主からの新規の血管の成長および血管による腫瘍の浸潤を刺激するための腫瘍由来のシグナル(例えば、VEGFの分泌)を含み得る。VEGFは、例えば、内皮細胞の増殖を刺激することができ、次いで、血管にアセンブリする。腫瘍成長の後期段階は、腫瘍細胞の転移、移動、および浸潤性を含み得る。この移動度および浸潤性は、マトリックスメタロプロテイナーゼ(例えば、MMP−14、MMP−16、またはMMP−24)の作用を含み得る。したがって、血管形成関連障害を治療するための有効な療法は、初期段階の血管形成を調整する薬剤(例えば、VEGF経路アンタゴニスト(例えば、抗VEGF(例えば、ベバシズマブ))もしくは抗VEGF受容体(例えば、抗KDR)抗体または他の血管新生経路のアンタゴニスト(例えば、抗bFGF抗体または抗bFGF受容体(例えば、抗bFGF受容体−1、−2、−3)抗体)の組み合わせを含むことができ、腫瘍成長の後期段階を調整する薬剤は、腫瘍細胞の転移、移動度、および浸潤性を含み得る(例えば、MMP−14、MMP−16、またはMMP−24のアンタゴニスト(例えば、抗MMP−14抗体(例えば、本明細書中に開示の抗体))、MMP−16のアンタゴニスト(例えば、MMP−16と交差反応する抗MMP−14抗体)、またはMMP−24のアンタゴニスト(例えば、MMP−24と交差反応する抗MMP−14抗体)。1つまたは複数のこれらの薬剤を、組み合わせて使用することができる。1つまたは複数のこれらの薬剤を、他の抗癌療法(放射線療法または化学療法など)と組み合わせて使用することもできる。
例示的VEGF受容体アンタゴニストには、VEGFのインヒビター(例えば、VEGF−A、−B、または−C3(例えば、ベバシズマブ))、VEGF発現のモジュレーター(例えば、INGN−241、経口テトラチオモリブダート、2−メトキシエストラジオール、2−メトキシエストラジオールナノ結晶分散物、ベバシラニブナトリウム(bevasiranib sodium)、PTC−299、Veglin)、VEGF受容体のインヒビター(例えば、KDRまたはVEGF受容体III(Flt4)(例えば、抗KDR抗体、VEGFR2抗体(CDP−791など)、IMC−1121B、VEGFR2遮断薬(CT−322など))、VEGFR3抗体(Imclone Systems のmF4−31C1など)、VEGFR発現のモジュレーター(例えば、VEGFR1発現モジュレーターSirna−027)、またはVEGF受容体下流シグナル伝達が含まれる。
例示的なVEGFのインヒビターには、ベバシズマブ、ペガプタニブ、ラニビズマブ、ネオバスタット(登録商標)、AE−941、VEGF Trap、およびPI−88が含まれる。
例示的なVEGF受容体アンタゴニストには、VEGF受容体チロシンキナーゼ活性のインヒビターが含まれる。4−[4−(1−アミノ−1−メチルエチル)フェニル]−2−[4−(2−モルホリン−4−イル−エチル)フェニルアミノ]ピリミジン−5−カルボニトリル(JNJ−17029259)は、血管内皮成長因子受容体−2(VEGF−R2)の経口で利用可能な選択的ナノモルインヒビターである。さらなる例には、以下が含まれる:PTK−787/ZK222584(Astra−Zeneca)、SU5416、SU11248(Pfizer)、ZD6474([N−(4−ブロモ−2−フルオロフェニル)−6−メトキシ−7−[(1−メチルピペリジン−4−イル)メトキシ]キナゾリン−4−アミン])、バンデタニブ、セジラニブ、AG−013958、CP−547632、E−7080、XL−184、L−21649、およびZK−304709。他のVEGFアンタゴニスト薬は、広範な特異性のチロシンキナーゼインヒビター(例えば、SU6668(例えば、Bergers,B.et al.,2003 J.Clin.Invest.111:1287−95を参照のこと)、ソラフェニブ、スニチニブ、パゾパニブ、バタラニブ、AEE−788、AMG−706、アキシチニブ、BIBF−1120、SU−14813、XL−647、XL−999、ABT−869、BAY−57−9352、BAY−73−4506、BMS−582664、CEP−7055、CHIR−265、OSI−930、およびTKI−258である。細胞表面上のVEGF受容体を下方制御する薬剤(フェンレチニドなど)およびVEGF受容体下流シグナル伝達を阻害する薬剤(スクアラミンなど)も有用である。
第2の薬剤または療法はまた、別の抗癌薬または療法であり得る。抗癌薬の非限定的な例には、例えば、抗微小管薬、トポイソメラーゼインヒビター、代謝拮抗物質、分裂インヒビター、アルキル化剤、挿入剤、シグナル伝達経路を妨害することができる薬剤、アポトーシスを促進する薬剤、照射、および他の腫瘍関連抗原に対する抗体(裸の抗体(naked antibodies)、免疫毒素、および放射製抱合体(radioconjugate))が含まれる。特定の抗癌薬クラスの例を以下に詳述する:抗チューブリン/微小管毒(例えば、パクリタキセル、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ビノレルビン、タキソテール);トポイソメラーゼIインヒビター(例えば、イリノテカン、トポテカン、カンプトセシン、ドキソルビシン、エトポシド、ミトキサントロン、ダウノルビシン、イダルビシン、テニポシド、アムサクリン、エピルビシン、メルバロン、塩酸ピロキサントロン);代謝拮抗物質(例えば、5 フルオロウラシル(5FU)、メトトレキサート、6メルカプトプリン、6チオグアニン、リン酸フルダラビン、シタラビン/AraC、トリメトトレキサート、ゲムシタビン、アシビシン、アラノシン、ピラゾフリン、N−ホスホアセチル−L−アスパラギン酸=PALA、ペントスタチン、5−アザシチジン、5アザ2’デオキシシチジン、araA、クラドリビン、5フルオロウリジン、FUDR、チアゾフリン、N−[5−[N−(3、4−ジヒドロ−2−メチル−4−オキソキナゾリン−6−イルメチル)−N−メチルアミノ]−2−テノイル]−L−グルタミン酸);アルキル化剤(例えば、シスプラチン、カルボプラチン、マイトマイシンC、BCNU=カルムスチン、メルファラン、チオテパ、ブスルファン、クロラムブシル、プリカマイシン、ダカルバジン、リン酸イフォスファミド、シクロホスファミド、ナイトロジェンマスタード、ウラシルマスタード、ピポブロマン、4 イポメアノール);他の作用機構を介して作用する薬剤(例えば、ジヒドロレンペロン(dihydrolenperone)、スピロムスチン、およびデシペプチド(desipeptide));例えば、抗腫瘍応答を増強するための生物学的応答調節物質(インターフェロンなど);アポトーシス薬(アクチノマイシンDなど);および抗ホルモン(例えば、抗エストロゲン(タモキシフェンなど)または、例えば、抗アンドロゲン(4’−シアノ−3−(4−フルオロフェニルスルホニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−3’−(トリフルオロメチル)プロピオンアニリドなど)。
併用療法は、他の療法の副作用を軽減する薬剤の投与を含むことができる。薬剤は、抗癌治療の副作用を軽減する薬剤であり得る。例えば、薬剤は、ロイコボリンであり得る。
MMP−14結合タンパク質または本明細書中に記載の他の結合タンパク質の投与を含む併用療法を使用して、別の血管形成関連障害(例えば、癌以外の障害(例えば、望ましくない内皮細胞増殖または望ましくない炎症を含む障害(例えば、関節リウマチ))を有するかリスクのある被験体を治療することもできる。
診断での使用
MMP−14に結合し、本明細書中に記載の方法および/または本明細書中に詳述の方法によって同定されるタンパク質は、in vitroおよびin vivo診断に有用である。本明細書中に記載のMMP−14結合タンパク質(例えば、MMP−14に結合して阻害するタンパク質またはMMP−14に結合するが阻害しないタンパク質)を、例えば、in vivo画像化で、例えば、MMP−14が活性な疾患または容態(例えば、本明細書中に記載の疾患または容態)の一連の治療中、または本明細書中に記載の疾患または容態の診断で使用することができる。
1つの態様では、in vitroまたはin vivoで(例えば、被験体のin vivo画像化で)MMP−14の存在を検出するための診断方法を開示する。本方法は、被験体内または被験体由来のサンプル内にMMP−14を局在化する工程を含み得る。サンプル評価に関して、本方法は、例えば、(i)サンプルをMMP−14結合タンパク質と接触させる工程、および(ii)サンプル中のMMP−14結合タンパク質の位置を検出する工程を含み得る。
MMP−14結合タンパク質を使用して、サンプル中のMMP−14発現の定性的レベルまたは定量的レベルを決定することもできる。本方法はまた、基準サンプル(例えば、コントロールサンプル)を結合タンパク質と接触させる工程、および基準サンプルの対応する評価を確定する工程を含み得る。コントロールサンプルまたは被験体と比較したサンプルまたは被験体中の複合体形成の変化(例えば、統計的に有意な変化)は、サンプル中のMMP−14の存在を示し得る。1つの実施形態では、MMP−14結合タンパク質は、別のメタロプロテイナーゼと交差反応しない。
MMP−14結合タンパク質はまた、in vivo腫瘍画像化に有用である。より良好な臨床評価項目は、酵素機能を遮断するようにデザインされた薬物(MMPインヒビターなど)の有効性をモニタリングすることが必要である(Zucker et al,2001,Nature Medicine 7:655−656)。標識MMP−14結合タンパク質の使用によるin vivoでの腫瘍の画像化は、癌診断、手術中の腫瘍検出、ならびに薬物送達および腫瘍生理学の調査のための結合タンパク質の腫瘍への送達のターゲティングに役立ち得る。MMP−14結合タンパク質を使用して、浸潤部位におけるin vivoでの未変性の酵素活性をモニタリングすることができる。別の例示的方法は、(i)MMP−14結合タンパク質を被験体に投与する工程、および(iii)被験体中のMMP−14結合タンパク質の位置を検出する工程を含む。検出は、複合体形成の位置または時間を決定する工程を含み得る。
MMP−14結合タンパク質を検出可能な物質で直接または間接的に標識して、結合抗体または非結合抗体の検出を容易にすることができる。適切な検出可能な物質には、種々の酵素、補欠分子族、蛍光物質、発光物質、および放射性物質が含まれる。
MMP−14結合タンパク質とMMP−14との間の複合体形成を、MMP−14に結合した結合タンパク質または結合しなかった結合タンパク質の評価によって検出することができる。従来の検出アッセイ(例えば、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、放射免疫アッセイ(RIA)、または組織免疫組織化学)を使用することができる。MMP−14結合タンパク質の標識に加えて、検出可能な物質で標識した標準および非標識MMP−14結合タンパク質を使用した競合免疫アッセイによってサンプル中のMMP−14の存在をアッセイすることができる。このアッセイの1つの例では、生体サンプル、標識標準、およびMMP−14結合タンパク質を合わせ、非標識結合タンパク質に結合した標識標準の量を決定する。サンプル中のMMP−14の量は、MMP−14結合タンパク質に結合した標識標準の量に反比例する。
フルオロフォア発色団で標識したタンパク質を調製することができる。抗体および他のタンパク質が約310nmまでの波長の光を吸収するので、約310nm、好ましくは約400nmの波長を実質的に吸収する蛍光部分を選択すべきである。種々の適切な蛍光剤および発色団は、Stryer,1968,Science 162:526およびBrand,L.et al.,1972,Annu.Rev.Biochem.41:843 868に記載されている。米国特許第3,940,475号、同第4,289,747号、および同第4,376,110号に開示の手順などの従来の手順によって、タンパク質を蛍光発色団で標識することができる。多数の上記の所望の性質を有する1つの蛍光剤は、キサンチン系色素であり、フルオレセインおよびローダミンが含まれる。別の蛍光化合物群は、ナフチルアミンである。一旦フルオロフォアまたは発色団で標識されると、タンパク質を使用し、例えば、蛍光顕微鏡法(共焦点顕微鏡法またはデコンボリューション顕微鏡法など)を使用して、サンプル中のMMP−14の存在または局在化を検出することができる。
組織学的分析。本明細書中に記載のタンパク質を使用して、免疫組織化学を行うことができる。例えば、抗体の場合、標識(精製タグまたはエピトープタグなど)を使用して抗体を合成するか、例えば、標識または標識結合基の抱合によって検出可能に標識することができる。例えば、キレーターを抗体に付着させることができる。次いで、抗体を、組織学的調製物(例えば、顕微鏡スライド上に存在する組織の固定選択(fixed selection))と接触させる。結合のためのインキュベーション後、調製物を洗浄して、非結合抗体を除去する。次いで、調製物を、例えば、顕微鏡法を使用して分析し、抗体が調製物に結合したかどうかを同定する。
勿論、抗体(または他のポリペプチドまたはペプチド)を、結合時に非標識にすることができる。結合および洗浄後、検出できるように抗体を標識する。
タンパク質アレイ。MMP−14結合タンパク質を、タンパク質アレイ上に固定することもできる。タンパク質アレイを、診断ツールとして使用して、例えば、医学サンプル(単離細胞、血液、血清、および生検など)をスクリーニングすることができる。勿論、タンパク質アレイはまた、例えば、MMP−14または他の標的分子に結合する他の結合タンパク質を含むこともできる。
ポリペプチドアレイの産生方法は、例えば、De Wildt et al.,2000,Nat.Biotechnol.18:989−994;Lueking et al.,1999,Anal.Biochem.270:103−111;Ge,2000,Nucleic Acids Res.28,e3,I−VII;MacBeath and Schreiber,2000,Science 289:1760−1763号;WO01/40803号、およびWO 99/51773A1に記載されている。アレイのためのポリペプチドを、例えば、Genetic MicroSystemsまたはBioRoboticsの市販のロボット装置を使用して、高速でスポットすることができる。アレイ基板は、例えば、ニトロセルロース、プラスチック、ガラス(例えば、表面改質ガラス)であり得る。アレイはまた、多孔質マトリックス(例えば、アクリルアミド、アガロース、または別のポリマー)を含み得る。
例えば、アレイは、例えば、De Wildt,前出に記載のように、抗体のアレイであり得る。タンパク質を産生する細胞を、整列させた形式でフィルター上で成長させることができる。ポリペプチド産生を誘導し、発現したポリペプチドを、細胞が配置されたフィルターに固定する。タンパク質アレイを標識標的と接触させて、標的の各固定化ポリペプチドへの結合範囲を決定することができる。アレイの各アドレスでの結合範囲についての情報を、例えば、コンピュータデータベース中にプロフィールとして保存することができる。タンパク質アレイを、複製物中で産生して、例えば、標的および非標的の結合プロフィールを比較することができる。
FACS(蛍光標示式細胞分取)。MMP−14結合タンパク質を使用して、例えば、サンプル(例えば、患者サンプル)中の細胞を標識することができる。結合タンパク質を、蛍光化合物に付着させる(または付着可能である)。次いで、細胞を、蛍光標示式細胞分取器(例えば、Becton Dickinson Immunocytometry
Systems,San Jose CAから販売されている分取器を使用する;米国特許第5,627,037号、同第5,030,002号、および同第5,137,809も参照のこと)を使用して分取することができる。細胞が分取器を通過ので、レーザービームが蛍光化合物を励起する一方で、検出器は、通過した細胞を計数し、蛍光化合物が蛍光の検出によって細胞に付着するかどうかを決定する。各細胞に結合した標識の量を定量しおよび分析して、サンプルを特徴づける。
分取器はまた、細胞を偏向させ、結合タンパク質によって結合しなかった細胞から結合タンパク質によって結合した細胞を分離する。分離した細胞を、培養し、そして/または特徴づけることができる。
in vivo画像化。in vivoでMMP−14発現組織の存在を検出する方法も特徴とする。本方法は、(i)検出可能なマーカーを抱合した抗MMP−14抗体を被験体(例えば、癌(例えば、転移癌、例えば、転移性乳癌)、炎症性疾患(例えば、滑膜炎、アテローム性動脈硬化症)、関節リウマチ、骨関節炎、眼疾患(例えば、黄斑変性)、糖尿病、アルツハイマー病、脳虚血、子宮内膜癌、フィブリン浸潤活性、血管形成、または毛細管形成を有する患者)に投与する工程;(ii)組織または細胞を発現するMMP−14に対する検出可能なマーカーを検出する手段に被験体を曝露する工程を含む。例えば、被験体を、例えば、NMRまたは他の断層撮影手段によって画像化する。
画像診断に有用な標識の例には、131I、111In、123I、99mTc、32P、125I、H、14C、および188Rh、蛍光標識(フルオレセインおよびローダミンなど)、核磁気共鳴活性標識、陽電子放出断層撮影(「PET」)スキャナによって検出可能な陽電子放出同位体、化学発光体(ルシフェリンなど)、および酵素マーカー(ペルオキシダーゼまたはホスファターゼなど)が含まれる。短距離放射体(短距離検出プローブによって検出可能な同位体など)も使用することができる。タンパク質を、かかる試薬で標識することができる(例えば、Wensel and Meares,1983,Radioimmunoimaging and Radioimmunotherapy,Elsevier,New York for techniques relating to the radiolabeling of antibodies
and D.Colcher et al.,1986,Meth.Enzymol.121:802 816を参照のこと)。
結合タンパク質を、放射性同位体(14C、H、35S、125I、32P、131Iなど)で標識することができる。放射性標識した結合タンパク質を、診断試験(例えば、in vitroアッセイ)に使用することができる。同位体標識した結合タンパク質の比活性は、放射性標識の半減期、同位体純度、およびどのようにして標識が抗体に組み込まれたかに依存する。
放射性標識された結合タンパク質の場合、結合タンパク質を患者に投与し、結合タンパク質が反応する抗原を保有する細胞に局在し、例えば、γ線カメラまたは放出断層撮影を使用した放射性核種スキャニングなどの公知の技術を使用して、in vivoで検出するか「画像化」する。例えば、A.R.Bradwell et al.,“Developments in Antibody Imaging”,Monoclonal Antibodies for Cancer Detection and Therapy,R.W.Baldwin et al.,(eds.),pp 65−85(Academic Press 1985)を参照のこと。あるいは、放射性標識が陽電子(例えば、11C、18F、15O、および13N)を放出する場合、陽電子放出横断断層撮影スキャナ(Brookhaven National Laboratoryに存在する指定されたPet VIなど)を使用することができる。
MRI造影剤。核磁気共鳴(MRI)は、生きている被験体の内部の特徴を視覚化するためにNMRを使用し、予後診断、診断、治療、および手術に有用である。明らかに有利にするための放射性トレーサー化合物を使用することなくMRIを使用することができる。いくつかのMRI技術は、EP−A−0 502 814号にまとめられている。一般に、異なる環境における水プロトンの緩和時間定数T1およびT2に関連する相違を使用して、画像を作製する。しかし、これらの相違は、明確な高分解能の画像を得るには不十分であり得る。
これらの緩和時間定数の相違を、造影剤によって強調することができる。かかる造影剤の例には、多数の磁性造影剤である常磁性造影剤(主にT1を変化させる)および強磁性造影剤または超常磁性造影剤(主にT2応答を変化させる)が含まれる。キレート(例えば、EDTA、DTPA、およびNTAキレート)を使用して、いくつかの常磁性物質(例えば、Fe+3、Mn+2、Gd+3)を付着する(そして毒性を軽減する)ことができる。他の造影剤は、粒子(例えば、直径10mm〜約10nM未満)の形態であり得る。粒子は、強磁性、反強磁性、または超常磁性であり得る。粒子には、例えば、マグネタイト(Fe)、γ−Fe、フェライト、および遷移元素の他の磁性無機化合物が含まれ得る。磁性粒子には、非磁性体を含むか含まない1つまたは複数の磁性結晶が含まれ得る。非磁性体には、合成ポリマーまたは天然ポリマー(セファロース、デキストラン、デキストリン、およびデンプンなど)が含まれ得る。
MMP−14結合タンパク質を、NMR活性19F原子を含む指示基(indicating group)または複数のかかる原子で標識することができ、このことは、(i)実質的に全ての天然に豊富なフッ素原子が19F同位体であり、したがって、実質的に全てのフッ素含有化合物がNMR活性であり、(ii)多数の化学的に活性なポリフッ素化化合物(トリフルオロ酢酸無水物など)が比較的低価格で市販されており、(iii)多数のフッ素化化合物(ヘモグロビン代替物として酸素を運搬するために使用されるペルフルオロポリエーテルなど)は、ヒトでの使用が医学的に承認されているからである。かかるインキュベーション時間後、Pykett,1982,Sci.Am.246:78−88に記載の装置などの装置を使用して全身MRIを行い、MMP−14を発現する組織の所在を確認し、画像化する。
本願を通して引用された全ての引例、係属特許出願、および公表された特許の内容は、本明細書中で明確に参考として援用される。以下の実施例は、さらなる例示を提供するが、本発明を制限しない。
(実施例1:抗MMP−14FabおよびIgGの選択およびスクリーニング)
2つのストラテジーを使用して、抗MMP−14抗体を同定した。
ストラテジーI:100倍過剰のFAB310ライブラリー(例えば、100コピーの各ライブラリーメンバーを含むべきであるライブラリーの量)を、200μLのストレプトアビジンビーズとのライブラリーの撹拌しながらの室温(RT)で1時間のインキュベーションにより、ストレプトアビジン結合抗体を枯渇させた。100μLのストレプトアビジンビーズとのインキュベーションにより、500nMのビオチン化MMP−14を、ストレプトアビジンビーズと結合体化した。次いで、MMP−14ビーズを、ストレプトアビジン枯渇ライブラリーと室温で1時間撹拌しながらインキュベーションした。次いで、ビーズを2%MTRIS/0.1%Tweenで3回リンスし、新しい管に移し、2%MTRIS/0.1%Tweenでさらに3回洗浄し、新しい管に移し、最終回はラウンド1 TRIS緩衝液(50mM TRIS;50mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5))で洗浄した。
2.5μM TIMP−2を含む1mL 2%MTRIS中での再懸濁および撹拌しながらのRTで1時間のインキュベーションによって、MMP−14結合抗体をビーズから溶離した。次いで、ビーズを、2%MTRIS/0.1%Tweenで3回洗浄し、新しい管に移し、TRIS/0.1%Tweenで3回洗浄し、新しい管に移し、最終回はTRISで洗浄した。9mLのTG1細菌(OD600=0.5に成長)の感染のために、1mLの産物を使用した。1mLの100mM TEA中での10分間の懸濁により、ビーズをさらに溶離した。上清を、500μl TRIS/HCl(pH7.5)で中和した。1mLの第2の溶離物を、9mL TG1細菌(OD600=0.5に成長)の感染のために使用した。
37℃の水浴中で30分間感染させ、総体積が25mLの2×TY/AGを250RPMで撹拌しながら30℃で一晩増幅した。
ストレプトアビジンビーズを100nMのビオチン化MMP−14と共にロードし、洗浄回数を2倍にし(2%MTRIS/0.1%Tweenで6回、TRIS/0.1%Tweenで6回、およびTRISで2回)、ラウンド2/3でインキュベーションおよび洗浄のためにTris緩衝液(50mM TRIS;5mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5))を使用したこと以外は第1ラウンドと同一条件下で、さらなる2ラウンドの選択を行った。
ストラテジーII:カルボン酸ビーズ−TIMP−2−bMMP−14複合体のbMMP−14枯渇におけるラウンド1−ストラテジーII
TIMP−2をカルボン酸ビーズと結合体化し、次いで、ビオチン化MMP−14(各500nM)の組み合わせと複合体化した。複合体化ビーズを、ストレプトアビジンビーズおよびカルボン酸ビーズとのインキュベーションによって事前に枯渇させた100倍過剰のFAB310ライブラリーとインキュベーションした。ストラテジーIに関する溶離/洗浄を行った。
ビーズ複合体でたった100nMの各MMP−14を使用したこと以外は、本質的にストラテジーIに記載のように、2回のさらなる選択ラウンドを行った。
ファージELISAのプレスクリーング
384ウェルプレートを、ビオチン化BSA(2μg/mlを含む50mM TRIS;5mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5))でコーティングし、次いで、50mM TRIS;5mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5);0.1%Tweenで3回洗浄した。10μg/mLストレプトアビジンを含む50mM
TRIS;5mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5);0.5%ゼラチンとのインキュベーションおよびその後の50mM TRIS;5mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5);0.1%Tweenでの洗浄によってストレプトアビジンをコーティングしたプレート上に捕捉した。アッセイを実施した日に、ビオチン化MMP−14(1μg/ml)を、50mM TRIS;5mM CaCl;150mM NaCl(pH7.5)中に捕捉した。
95クローンを、各選択ストラテジーのラウンド2およびラウンド3のそれぞれから選別し、12個のマスタープレートを得た。標準作業手順にしたがって、MiniTrak−5デッキ上でELISAを行った。
(表4:Fab ELISAプレスクリーングにおけるファージ)
Figure 2013189473
(実施例2:MMP−14結合抗MMP−14 FabのDNA配列)
ヒトMMP−14に結合する例示的Fabを同定し、以下に示す。
Figure 2013189473
これらのFab軽鎖可変領域(LV)および重鎖可変領域(HV)のDNA配列を、表5に示す。
(表5:MMP−14結合抗体の可変領域のDNA配列)
Figure 2013189473
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Figure 2013189473
(実施例3:MMP−14阻害抗MMP−14 FabのDNA配列)
ヒトMMP−14に結合して阻害する例示的Fabを同定し、これらには、以下が含まれる:M0031−C02、M0031−F01、M0033−H07、M0037−C09、M0037−D01、M0038−E06、M0038−F01、M0038−F08、M0039−H08、M0040−A06、M0040−A11、およびM0043−G02。これらの抗体のDNA配列を、表5に示す。
(実施例4:MMP−14を阻害するMMP−14結合Fabのアミノ酸配列)
ヒトMMP−14に結合して阻害する例示的Fab重鎖(HC)および軽鎖(LC)可変領域のアミノ酸配列(実施例3に提供したDNA配列)を、表6に示す。表6では、HCVドメインの標準的なナンバリングを示す。HC CDR3の長さは、非常に変化する。慣例により、第2のシステインを92番にし、FR4の保存WGモチーフのWは103番である。C92とW103との間に9個を超える残基が存在する場合、102以降の残基を、102a番、102b番などにする。表7は、生殖系列(GL)V軽鎖およびJ軽鎖割り当てを示す。
表8は、その生殖系列VJ遺伝子に整列した12個の阻害FabのLCを示す。生殖系列配列では、FR領域を太字で示す。単離物(isolate)の配列では、GLからの逸脱を太字で示す。表9は、単離物からGLへの変異(すなわち、GL配列を単離物に戻す必要がある変異)としてのGLからの逸脱を示す。1つの実施形態では、R領域中の生殖系列からの逸脱を、GLに復帰させる。FR−CDR接合部またはその付近の残基は、抗原間の相互作用に関与し、それにより、これらの残基の復帰により、接合部から遠い残基の復帰よりも親和性に影響を及ぼす可能性がより高い。
(表6:ヒトMMP−14に結合して阻害するFabのアミノ酸配列)
Figure 2013189473
Figure 2013189473
Figure 2013189473
Figure 2013189473
Figure 2013189473
Figure 2013189473
(表9:阻害Fab中の非生殖系列残基)
Figure 2013189473
(実施例5:MMP−14結合FabおよびIgGのMMP−14阻害についてのIC50値)
例示的MMP−14結合FabおよびIgGのMMP−14阻害についてのIC50値(MMP−14は2pMであった)を、表10に示す。
(表10.IC50値)
Figure 2013189473
(実施例6:抗MMP−14IgGによるMMP−14阻害についてのK
例示的IgGによるMMP−14阻害についてのK値を、表11に示す。10μM、14μM、および18μMの基質[Mca−Pro−Leu− Ala−Cys(Mob)−Trp−Ala−Arg−Dap(Dnp)−NH]での酵素アッセイを使用して、K研究を行った。これらの濃度を、反応のKが6μMであり、15〜20μMの基質で基質阻害が起こるという所見に基づいて選択した。MMP−14の濃度は2nMであった。
研究のために以下の5つのMMP−14結合IgGを選択した:M0043−G02、M0037−D01、M037−C09、M0038−F01、M0033−H07。各IgGを使用した結果を、図1(a)〜1(e)にそれぞれ示す。これらの各抗体について測定した最も高いKを、表11に示す。
(表11:MMP−14を阻害するヒト抗体のK
Figure 2013189473
(実施例7:他のMMPおよびTACEに対するMMP−14結合IgGおよびFabの交差反応性)
例示的抗MMP−14 IgGおよびFabの他のヒトMMPおよびTACE(TNF−α変換酵素)との交差反応性を試験した。MMPおよびTACEの酵素活性を、1μM抗MMP−14 IgG抗体の非存在下および存在下でモニタリングした。活性の阻害(Y)は、抗体の非存在下で認められた反応速度の約50〜80%の範囲であった。「X」は、阻害が認められなかったことを示す。タンパク質活性を検出できなかったので、MMP−17の交差反応性は決定しなかった。
表12にまとめた研究について、交差反応性試験のために以下の6つの抗MMP−14
IgGを選択した:M0043−G02、M0040−A06、M0037−D01、M037−C09、M0038−F01、M0033−H07。結果を、表5〜7に示す。
(表12:抗MMP−14 IeGの他のMMPおよびTACEとの交差反応性)
Figure 2013189473
(実施例8:MMP−14結合FabおよびIgGのMMP−16との交差反応性)
表13および14にまとめた研究について、100nMの抗MMP−14 Fab/IgGを、5nM MMP16と30℃で30分間インキュベーションし、10μMの基質を添加し、MMP−16活性を測定した。
(表13:抗hMMP−14 FabのMMP−16との交差反応性)
Figure 2013189473
X:[I]=100nMレベルでMMP−16を阻害せず。
(表14:抗hMMP−14 IgGのMMP−16との交差反応性)
Figure 2013189473
X:[I]=100nMレベルでMMP−16を阻害せず。
(実施例9:MMP−14結合FabのMMP−16およびMMP−24との交差反応性)
表15にまとめた研究について、1μMの抗MMP−14 Fab/IgG(最終インヒビター濃度100nM)を、5nMのMMP−16または5nMのMMP−24と30℃で30分間インキュベーションし、10μMの基質を添加し、MMP−16活性を測定した。
(表15:MMP−16およびMMP−24に対するhMMP14 Fabの交差反応性)
Figure 2013189473
X:[I]=100nMレベルでMMP−16またはMMP−24を阻害せず、Y:[I]=100nMレベルで部分的に阻害する、4:74%阻害。
(実施例10:MMP−14 IgGのMMP−14を発現する腫瘍細胞への結合)
12のビオチン化−MMP−14結合IgGがMMP−14を発現する腫瘍細胞に結合する能力を、免疫細胞化学(ICC)およびフローサイトメトリーの両方を使用して評価した。試験した細胞株は、HT−1080細胞(ヒト線維肉腫細胞株)、LNCaP細胞(ヒト、前立腺、癌腫)、MDA−MB−231細胞(ヒト、コーカサス、乳房、腺癌)、またはPC3細胞(ヒト前立腺癌細胞)であった。MMP−14は、HT−1080細胞上ではて発現する(Cancer Res.(2005)65(23):10959−69。MMP−14はPC−3細胞上で発現する(Oncol Rep.(2006)15(1):199−206)。LNCaPは、比較的低レベルでMMP−14を発現する(Endocrinology(2003)144(5):1656−1663)。FGF−1は、LNCaP前立腺癌細胞でのMMP−14発現を有意に誘導した(Prostate.(2004)58(l):66−75)。MMP−14は、MDA−MB−231によって発現した(Int J Cancer.(2005)114(4):544−554)。
細胞(2×10)を、細胞培養スライド上の完全培地中で培養した。コンフルエンシーで、細胞をPBSで洗浄し、4%パラホルムアルデヒドにて室温で30分間固定した。内因性ペルオキシダーゼを、3%過酸化水素で20分間ブロッキングした。
非特異的結合部位を、10%熱不活化ヒト血清および10%通常ウサギ血清との室温で30分間のインキュベーションによってブロッキングした。次いで、細胞を、10μg/mlのビオチン化または非ビオチン化MMP−14結合タンパク質と室温で2時間インキュベーションした。次いで、ストレプトアビジン/HRP(1/200、MMP−14結合タンパク質がビオチン化されている場合)または抗ヒトIgG/HRP(1/200、非ビオチン化MMP−14結合タンパク質用)を、室温で60分間添加した。基質AEC+(暗所の室温で25分間)で結合を検出した。次いで、スライドを乾燥させ、Faramount封入剤を使用してマウントした。
結果を、表16にまとめる。
(表16:抗MMP−14 IgGのMMP−14発現腫瘍細胞への結合)
Figure 2013189473
(実施例11:MMP−14結合IgGによるMMP−14によるプロMMP−2活性化の阻害)
抗MMP−14 IgGがMMP−14によるプロMMP−2の活性化を阻害する能力を、PMA活性化HT−1080細胞を使用して行ったゼラチンザイモグラム実験によって試験した。M0033−H07およびM0038−F01を、このアッセイにおいてMMP−14を阻害する能力について試験した。HT1080細胞(MMP−14およびMMP−2を発現することが公知)を、0日目に5×10細胞/ウェルで播種した。1日目に、細胞を、10μMのGM6001(広範なヒドロキサマートベースのマトリックスメタロプロテイナーゼインヒビター)、10μg/mlの市販のポリクローナル抗ヒトMMP−14抗体(この抗体は結合するが、MMP−14を阻害しない)(ネガティブコントロール)、10μg/mlのM0038−F01、または10μg/mlのM0033−H07のいずれかの存在下にて無血清培地中で培養した。20ng/mlのPMAの存在下で培養したHT−1080細胞を、ポジティブコントロールとして使用した。
インキュベーション3日後に、馴化培地を回収し、以前に記載のゼラチンザイモグラフィによってゼラチン分解活性を分析した(Maquoi et al,J Biol Chem 2000;275:11368−78)。結果を、図2に示す。HT−1080細胞を、ホルボールエステルで活性化する場合、プロMMP−2は、MMP−2に活性化される(レーン1)。GM6001(10μM)の存在下で(レーン2)、文献(Maquoi E et al,1999,Ann N Y Acad Sci.,30878:744−6)に記載のようにプロMMP−2の活性化は完全に無くなるが、プロMMP−9の発現は逆説的に刺激される。予想通り、市販のポリクローナル抗MMP−14抗体は、ゼラチナーゼの発現または活性化に影響を及ぼさない(レーン3)。興味深いことに、M0038−F01はMMP−14によるプロMMP−2活性化を完全に阻害するが(レーン4)、M0033−H07はMMP−14によるプロMMP−14活性化を部分的に阻害する(レーン5)。両方の条件下でプロMMP−9発現が刺激されなかった。
(実施例12:M0038−F01およびM0033−H07の生殖系列化(germlining))
M0038−F01およびM0033−H07を、ヒト生殖系列配列と比較し、生殖系列との同一性を達成することが可能である場合に改変した。M0038−F01生殖系列およびM0033−H07生殖系列と示した生殖系列化抗体の配列を、表17に示す(下線部分は、シグナル配列を示す)。
生殖系列化抗体を、親抗体と比較した結合親和性およびMMP−14阻害活性について試験した。
M0038F01生殖系列および539C−M0033−H07生殖系列のビオチン化ヒトMMP−14(bhMMP−14)への結合を、前の実施例中に本質的に記載のELISA形式で試験した。539C−M0038−F01生殖系列を、ELISAプレートに直接吸収し、ストレプトアビジンによってプレートに結合したbhMMP−14に対して試験した。539C−M0033−H07生殖系列を、直接吸収したbhMMP−14のみに対して試験した。図3に示す結果は、両方の生殖系列化抗体がhMMP−14への結合を保持することを示す。
2pM MMP−14を使用して、両方の生殖系列化抗体のIC50を決定した。図4に示す結果は、生殖系列化抗体(「生殖系列化」とラベルしたパネル)のIC50が親化合物のIC50と類似しており、539C−M0038F01生殖系列化が親抗体と比較して改良されたIC50を有することを証明している。
生殖系列化抗体の阻害活性を、HT−1080ザイモグラムアッセイで試験した。結果を、図5に示す(レーンの左から右に、抗体なし、100nM抗体、50nM抗体、10nM抗体、1nM抗体、および0.1nM抗体)。プロMMP−2:MMP−2比は、抗体のMMP−14インヒビター活性(比が高いほど、阻害活性が高い)を示す。
(表17:生殖系列化抗体の配列)
Figure 2013189473
(実施例13:MMP−14結合IgGによる管形成の阻害)
ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を、MATR1GEL(商標)基底膜抽出物コーティング96ウェルプレートに、100μl/ウェルあたり20,000または40,000細胞で播種した。播種した細胞を、30分間インキュベーションし、次いで、種々の被験物質を添加した(ビヒクルコントロール、1nM〜250nMのM0038−F01、またはスラミン8mg/ml)。細胞を、37℃で18時間インキュベーションした。画像保存の20分前に100μlのカルセイン溶液(8μg/ml)を添加した。代表的な顕微鏡写真を、図6Aに示す。管長も定量した。管長測定を、図6Bにまとめる。M0038−F01は、試験した用量範囲で用量依存性に管形成を阻害する。
(実施例14:MMP−14結合IgGによるMDA−MB−231腫瘍成長および転移の阻害)
緑色蛍光タンパク質でトランスフェクションしたヒト乳癌細胞であるMDA−MB−231細胞(MDA−MB−231−GFP)を、マトリゲルを使用してBALB/c nu/nuマウスの乳房脂肪パッドに接種した。動物を、腫瘍成長についてモニタリングし、腫瘍細胞接種から4〜5週間後、30〜50mmの腫瘍を有する動物を選択し、無作為化し、実験群に分割した。動物を、ビヒクルのみ(コントロール、n=9)、ドキソルビシン(DOX、5mg/kg、腹腔内(IP)注射によって毎週5週間にわたって投与、n=9、しかし、実験5週目と6週目の間に1匹の動物が死亡)、MMP−14結合抗体M0038−F01(10mg/kg、IP注射によって隔日(Q2d)で5週間にわたって投与、n=8)、またはストレプトアビジンに特異的なIgGアイソタイプコントロール抗体(A2、IP注射によってQ2dで10mg/kgを5週間にわたって投与、n=8)で処置した。腫瘍体積を、5週目から開始し、毎週測定した。さらに、肺、肝臓、および脾臓の組織サンプルを採取し、転移を評価した。
腫瘍体積の結果を、図7にまとめる。腫瘍体積は、ビヒクルまたはアイソタイプコントロール(A2)で処置した動物で急速に増加した。腫瘍成長は、DOXまたはM0038−F01のいずれかで処置した動物で実質的に阻害された。
DOXまたはMO038−F01で処置した動物における肺および肝臓の転移の減少は、コントロールと比較して、統計的に有意であった。脾臓への転移は、DOXおよびM0038−F01処置動物で減少したが、その差は本実験で統計的に有意ではなかった。
用量変動実験を行い、MMP−14結合抗体M0038−F01に対する用量−応答を試験した。上記のように、動物をMDA−MB−231−GFP細胞とインキュベーションし、選択し、無作為化し、各8匹の実験群に分割した。動物を、ビヒクルのみ(コントロール)、DOX(IP注射によって毎週5mg/kgを5週間)、M0038−F01(0.1、1または10mg/kgをIP注射によってQ2dで5週間)、またはIgGアイソタイプコントロールA2(10mg/kgをIP注射によってQ2dで5週間)で処置した。腫瘍体積を、5週目から開始し、毎週測定した。
用量変動実験由来の結果を、図8にまとめる。以前の実験と同様に、腫瘍体積は、ビヒクルまたはアイソタイプコントロール(A2)で処置した動物で急速に増加した。腫瘍成長は、全てのM0038−F01処置動物で減少し、10mg/kgが最も有効な用量であり、1mg/kgおよび0.1mg/kgがこれに続いた。
免疫組織化学分析のために、腫瘍組織サンプルを処置35日目に回収した。パラフィン包埋組織サンプルを切片にし、CD31(Santa Cruz Biotechnology Inc.,Santa Cruz,CA,USA)、Ki−67(DAKO,Carpinteria,CA,USA)、MAPK、FAK、ホスホMAPK、またはホスホFAK抗体で染色し、VECTASTAIN(登録商標)ABC(Vector Laboratories Inc.,Burlingame,CA,USA)を使用してビオチン化二次抗体で視覚化し、ヘマトキシリンで弱く対比染色した。
コンピュータ支援画像分析によって免疫染色を定量した(Khalili et al,2005,Oncogene,24:6657−66)。CD31およびKI67レベルは、ビヒクルおよびIgGアイソタイプ(A2)コントロールと比較してドキソルビシン処置腫瘍でわずかに減少したが、M0038−F01処置腫瘍はCD31およびKI67の両方で統計的に有意に(p<0.05)減少した。これらのデータを、表18にまとめる。M0038−F01処置腫瘍はまた、コントロール(7.4±0.7;6.9±0.9 A.U.)と比較してホスホ−MAPキナーゼおよびホスホ−FAKのレベル(それぞれ、2.4±0.7および4±1.2)が有意に減少したが、総MAPキナーゼおよびFAKレベルは、コントロール腫瘍と本質的に同一であった。ドキソルビシン処置により、総MAPキナーゼ(5.8±1.9 A.U.)およびFAK(6±1A.U.)ならびにホスホ−MAPキナーゼ(5.8±1.9 A.U.)およびホスホ−FAK(4±1.2 A.U.)のレベルが統計的に有意に減少した(P<0.05)。
(表18)
Figure 2013189473
用量変動実験を行い、MMP−14結合抗体M0038−F01に対する用量−応答を試験した。上記のように、動物をMDA−MB−231−GFP細胞とインキュベーションし、選択し、無作為化し、各8匹の実験群に分割した。動物を、ビヒクルのみ(コントロール)、DOX(IP注射によって毎週5mg/kgを5週間)、M0038−F01(0.1、1または10mg/kgをIP注射によってQ2dで5週間)、またはIgGアイソタイプコントロールA2(10mg/kgをIP注射によってQ2dで5週間)で処置した。腫瘍体積を、5週目から開始し、毎週測定した。
用量変動実験由来の結果を、図8にまとめる。以前の実験と同様に、腫瘍体積は、ビヒクルまたはアイソタイプコントロール(A2)で処置した動物で急速に増加した。腫瘍成長は、全てのM0038−F01処置動物で減少し、10mg/kgが最も有効な用量であり、1mg/kgおよび0.1mg/kgがこれに続いた。
(実施例15:MMP−14結合IgGによるMDA−MB−435乳房腫瘍成長の阻害)
MDA−MB−435 GFP(緑色蛍光タンパク質をコーするMDA−MB−435細胞)腫瘍を、外科的同所移植(SOI)によって右側の第2の乳腺に移植した。原発性腫瘍体積が約85mmに到達したSOI15日目に処置を開始した。動物を、ビヒクルのみ(コントロール、n=10)、タキソテール(10mg/kg、QW×3で投与、i.v.、n=10)、MMP−14結合抗体M0038−F01(0.1、1、または10mg/kg、IP注射によって隔日(Q2d)に5週間にわたって投与、n=10)、またはストレプトアビジンに特異的なIgGアイソタイプコントロール抗体(A2、IP注射によってQ2dで10mg/kgを5週間にわたって投与、n=10)で処置した。腫瘍体積を、5週目から開始し、毎週測定した。
処置開始から61日目にマウスを屠殺し、腫瘍(原発性および転移)を、蛍光画像化によって同定した。さらに、原発性腫瘍を切除し、秤量した。腫瘍体積の結果を、図9にまとめる。タキソテールと同様に、1または10mg/kgの用量のM0038−F01により、腫瘍体積が減少した。腫瘍塊の結果を、表19にまとめる(アスタリスクは、コントロールと比較して有意に異なる(p≦0.05)値を示す)。腫瘍塊の結果は、腫瘍体積データに匹敵した。しかし、M0038−F01は、本実験において、リンパ節または肺の転移の減少に有効ではなかった。
(表19)
Figure 2013189473
(実施例16:MMP−14結合抗体によるB16黒色腫成長の阻害)
B16F1黒色腫細胞を、皮下注射によって雌C57/BL6(CR)マウス(4〜6週齢)に移植した。動物を、移植11日後に腫瘍成長についてモニタリングし、動物を選択し、無作為化し、実験群に分割した。動物を、ビヒクルのみ(コントロール、n=8)、ドキソルビシン(DOX、5mg/kg、腹腔内(IP)注射によって毎週投与、n=8)、MMP−14結合抗体 M0038−F01(10、1、または0.1mg/kg、IP注射によって隔日(Q2d)で投与、n=8)、またはストレプトアビジンに特異的なIgGアイソタイプコントロール抗体(A2、IP注射によってQ2dで10mg/kgを投与、n=8)で処置した。
結果を10Aにまとめる。ドキソルビシンと同様に、全用量のM0038−F01は、この動物における腫瘍成長の減少に有効であった。
MMP−14結合抗体を、黒色腫転移モデルでも試験した。B16F1細胞を、培地で成長させ、85%コンフルエンスで回収し、尾静脈注射によって5×10細胞/マウスを含む100μl生理食塩水を接種した。接種後1日目から、14日間処置を開始した。動物を、動物を、ビヒクルのみ(コントロール、n=8)、ドキソルビシン(DOX、5mg/kg、腹腔内(IP)注射によって毎週投与、n=8)、MMP−14結合抗体 M0038−F01(F01、10mg/kg、IP注射によって隔日(Q2d)で投与、n=8)、またはストレプトアビジンに特異的なIgGアイソタイプコントロール抗体(A2、IP注射によってQ2dで10mg/kgを投与、n=8)で処置した。15日目に、動物を屠殺して肺を取り出し、固定し、転移(小結節)数を分析した。結果を、図10Bにまとめる。MMP−14結合抗体は、用量依存性様式で、肺転移腫瘍数を有意に減少させた。
(実施例17:MMP−14結合抗体による前立腺腫瘍成長の阻害)
PC3前立腺癌細胞を、皮下注射によって雄ヌードマウスに移植した。動物を、腫瘍成長についてモニタリングし、腫瘍細胞接種から3週間後、50〜100mmの腫瘍を有する動物を選択し、無作為化し、実験群に分割した。動物を、ビヒクルのみ(コントロール、n=8)、タキソテール(10mg/kg、IP注射によって毎週投与、n=8)、MMP−14結合抗体M0038−F01(10、1、0.1mg/kg、IP注射によって隔日(Q2d)に投与、n=8)、またはストレプトアビジンに特異的なIgGアイソタイプコントロール抗体(A2、10mg/kgをQ2dで投与、n=8)で処置した。腫瘍体積を、3週目から開始し、毎週測定した。
用量変動実験由来の結果を、図11にまとめる。以前の実験と同様に、腫瘍体積は、ビヒクルまたはアイソタイプコントロール(A2)で処置した動物で急速に増加した。腫瘍成長は、全てのM0038−F01処置動物で減少し、10mg/kgが最も有効な用量であり、1mg/kgおよび0.1mg/kgがこれに続いた。タキソテールは、このモデルにおいて極めて有効であった。
(実施例18:MMP−14結合抗体によるBT747乳房腫瘍成長の阻害)
(約1mm)のBT747 乳癌腫瘍フラグメントを、雌HRLN CB.17 SCIDマウスの側腹部に移植した。腫瘍の平均サイズが80〜120mgに到達するまで腫瘍を成長させ、次いで、動物を、各10匹の以下の6つの実験群に分類した:ビヒクルのみ(ビヒクル)、トラスツズマブ(ハーセプチン(登録商標)、20mg/kg)、MMP−14結合抗体 M0038−F01(10、1、または0.1mg/kg、隔日(Q2d)に投与)、またはストレプトアビジンに特異的なIgGアイソタイプコントロール抗体(A2、10mg/kg、Q2d)。全群に、腹腔内(IP)注射で投与した。腫瘍体積を、2週間毎に測定した。
さらに、巨大腫瘍(288mm)を保有する10匹の動物からなる7群を、併用療法(M0038−F01、10mg/kg、Q2d、3日目から開始+トラスツズマブ、20mg/kgを2週間毎、4日目から開始)を使用した試験のために選択した。
小型初期腫瘍群(すなわち、初期腫瘍サイズ80〜120mm)由来のデータは、MMP−14結合抗体M0038−F01によって腫瘍成長の阻害が認められ、最も高い用量で腫瘍成長が最も阻害された。トラスツズマブは、10mg/kgのM0038−F01に類似の範囲で腫瘍成長を阻害した。この群のためのコントロールとして利用可能な巨大腫瘍を有する動物数が不十分であったので、巨大腫瘍に及ぼすMMP−14結合抗体M0038−F01とトラスツズマブとの組み合わせの影響は不明であるが、M0038−F01およびトラスツズマブで処置した腫瘍の成長率は、類似のサイズのコントロール(すなわち、ビヒクルおよびA2コントロール)の成長率よりも低かった。結果を、図12にグラフでまとめる。
(実施例19:マウス関節炎モデルにおけるMMP−14)
抗原誘導関節炎(関節リウマチモデル)を、0、7、14、および21日目のC57B16マウスの膝関節への連鎖球菌細胞壁の関節内注射(SCW、25mg/6ml)によって誘導した。
急性期SCW誘導関節炎(SCWの最初の注射から7日目)におけるMMP14発現を、M0038−F01を使用した免疫組織化学染色によって試験した。M0038−F01は、滑膜細胞および軟骨細胞を強く染色したが、関節滲出液中のマクロファージも同様であったが、アイソタイプ適合コントロールは染色しなかった。
マウスを、それぞれ6匹からなる群に分類し、13、16、20、および23日目に(IP注射によって)M0038−F01(2、6、または10mg/kg)、コントロールアイソタイプ適合抗体(コントロール、20mg/ml)、またはエタネルセプト(ENBREL(登録商標)、5mg/ml)で処置した。関節腫脹(テクネチウム取り込みによって測定)を、15、16、22、23、および28日目に測定した。本実験において、M0038−F01は、関節腫脹に効果がなかった。
多数の本発明の実施形態を記載している。それにもかかわらず、本発明の精神および範囲を逸脱することなく種々の修正形態を実施することができると理解されるであろう。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

Claims (1)

  1. 本願明細書に記載された発明。
JP2013130580A 2005-12-30 2013-06-21 マトリックスメタロプロテイナーゼ結合タンパク質 Active JP5898649B2 (ja)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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