JP2013534528A - 脂質とコンジュゲートする抗体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病を含むがそれらに限定されない疾患の治療又は予防に使用される新規の脂質とコンジュゲートする抗体に関する。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本発明は、がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病を含むがそれらに限定されない疾患の治療又は予防に使用される新規の脂質とコンジュゲートする抗体に関する。
生体膜は細胞の生理及び病理に重要な役割を果たす。生理現象及び病理現象の大部分は、生体膜(原形質膜及び細胞内膜の両方を含む)内に埋め込まれる又は生体膜と連結する受容体により媒介される。これらのタンパク質及びタンパク質複合体は、コレステロール及びスフィンゴ脂質等の特定の脂質に富む「脂質ラフト」として知られる膜ミクロドメインに局在していることが多い(非特許文献1)。
例えば、宿主の原形質膜を起源とする脂質二重層に囲まれた、「エンベロープウイルス」、例えばオルトミクソウイルス、パラミクソウイルス、レトロウイルス、フラビウイルス、ラブドウイルス及びアルファウイルスによる細胞の感染には(非特許文献2)、ウイルス糖タンパク質が原形質膜上に提示される特異的な受容体に結合することと、ウイルス膜と宿主細胞膜との融合とが要求される。ウイルス糖タンパク質又は細胞−受容体を標的とするこれら2つの工程のいずれかへの干渉は、ウイルス感染の予防法又は治療法において実現可能な戦略である。
がんの場合、原形質膜上に提示されるタンパク質の過剰発現は、腫瘍細胞に特徴的なものであり、更には正常細胞に対して腫瘍細胞で選択的な利点(腫瘍関連抗原)を与えることができる。この場合であっても、これらの膜関連タンパク質を標的とすることは、抗がん療法に効果的な戦略である。現在のところ多くのエンベロープウイルスに対して認可を受けたワクチン及び治療物質を入手することはできない。また入手可能な場合でも、ウイルス、並びにがん、代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息及びアルツハイマー病等の多様な他の疾患に対する治療物質は重大な副作用を示す。このことは、病原事象、例えばウイルス侵入又は細胞機構の調節異常に干渉することが要求される相当用量でこれらの医薬品が適用される場合に頻繁に起こる。
要約すると、より効果的であり、そのためより少ない用量で投与することができ、また好ましくは上述の疾患に対して効果的である薬物を開発することが必要とされ、それによって効果的でかつ普遍的な治療的アプローチ及び予防的アプローチが与えられる。
脂質膜に結合する能力を抗体に組み込むことによりウイルス又は細胞表面提示タンパク質に対する抗体の結合効率を改善することは、より効果的で、かつより耐容性が良好な治療剤及び予防剤を生成するのに一般的なアプローチである。
B. Alberts et al., Molecular biology of the cell,Fifth Ed., Garland Science 2008
Ono and Freed, Adv. Virus Res., 2005, 273,5419-5442
がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病に特に効果的である好ましい作用物質には、治療抗体及び予防抗体も含まれる。
本発明者らは、薬学的特性が優れ、生物学的効力が大幅に改善した新規の改質抗体を特定している。そのそれぞれのエピトープに特異的に結合することが可能な抗体を、標的細胞(例えばがん細胞)の原形質膜又はエンベロープ病原ウイルスの原形質膜に更に結合するように変更することができることが示された。驚くべきことに、かかる変更は抗体の効力を増大させることが可能であり、それにより所望の治療効果を達成するのに要求される用量を低減させることが可能になる。そのため、本発明の基となる目的とする課題は、任意でリンカーを介して、脂質を治療抗体、予防抗体又は診断抗体と共有結合的に連結することによって解決された。エンベロープウイルスによって引き起こされる疾患の治療に関して、任意で本明細書に記載のリンカーを介して、抗体をコレステロール又はその誘導体に連結する場合に特に効果的であることが分かっている。
したがって、第1の態様では、本発明は、抗体又はその断片であって、該抗体又はその断片が、任意でリンカーを介して脂質と共有結合的に連結し、該脂質又は前記リンカーが、前記抗体又はその断片のVL、VH、CL、CH1、CH2及びCH3からなる群から選択される抗体ドメインのアミノ酸と共有結合的に連結する、抗体又はその断片を提供する。
第2の態様では、本発明は、がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病からなる群から選択される疾患の治療又は予防に使用される、本発明による抗体又は断片を提供する。本発明による抗体又は断片を、がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病からなる群から選択される疾患を治療又は予防する方法に使用することができる。本発明による抗体又は断片を、がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病からなる群から選択される疾患の治療又は予防用の薬剤の製造に使用することができる。
以下の図面は本発明の一例にすぎず、添付の特許請求の範囲によって示される本発明の範囲を限定するとは決して解釈されるべきものではない。
本発明を以下で詳細に記載する前に、本明細書中に記載する特定の方法論、プロトコル及び試薬は変動し得るので、本発明はこれらに限定されないことを理解すべきである。本明細書中で使用される専門用語が、特定の実施形態を記載するためのものにすぎず、添付した特許請求の範囲のみによって限定される本発明の範囲を限定することは意図されないことも理解すべきである。他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者により一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
好ましくは、本明細書中で使用される用語は、"A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPACRecommendations)", Leuenberger, H.G.W, Nagel, B. and Klbl, H. eds. (1995),Helvetica Chimica Acta, CH-4010 Basel, Switzerland)に記載されるように、並びにAxel Kleemann and Jurgen Engel, Thieme Medical Publishing, 1999による"Pharmaceutical Substances: Syntheses, Patents,Applications"、"Merck Index: An Encyclopediaof Chemicals, Drugs, and Biologicals", Susan Budavari et al.編, CRC Press, 1996、及びUnited StatesPharmacopeia-25/National Formulary-20(the United StatesPharmcopeial Convention, Inc., Rockville Md., 2001により出版)に記載されるように定義される。他に指定されない限り、本発明の治療抗体及び予防抗体はWIPO規格ST.25に準拠する標準的な一文字コード又は三文字コードに従って称されるアミノ酸を含む。
以下の本明細書及び添付の特許請求の範囲を通じて、文脈上他に必要な場合以外は、「を含む(comprise)」という単語、並びに「を含む(comprises)」及び「を含む(comprising)」等の変化形は、記載された特徴、整数若しくは工程、又は特徴、整数若しくは工程の群を包含することを示唆するが、任意の他の特徴、整数若しくは工程、又は整数若しくは工程の群を除外することを示唆しないと理解される。以下の節では本発明の種々の態様をより詳細に規定する。そのようにして規定した各態様は、反対の内容が明示されない限り、任意の他の態様(単数又は複数)と組み合わせることができる。特に、好ましい又は有利であるとして示した任意の特徴を、好ましい又は有利であるとして示した任意の他の特徴(単数又は複数)と組み合わせることができる。
複数の文書が、本明細書の文章全体を通じて引用される。本明細書中で引用される文書(全ての特許、特許出願、科学的刊行物、製造業者の仕様書、取扱説明書等を含む)の各々が、上記のものであるか又は下記のものであるかに関わらず、その全体において引用することにより本明細書の一部をなすものとする。本明細書のどの記載も、本発明が従来の発明に基づくかかる開示に先行する権利を有しないことを認めるものと解釈すべきではない。
「抗体又はその断片」という用語は、本明細書で使用される場合、免疫グロブリン分子及び免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な部分、すなわち抗原に特異的に結合する抗原結合部位を含有する分子を表す。例えば標的分子又は標的タンパク質と特異的に結合するファージディスプレイを含む技法により選択される免疫グロブリン様タンパク質も含まれる。本発明の免疫グロブリン分子は、任意のタイプ(例えばIgG、IgE、IgM、IgD、IgA及びIgY)、クラス(例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1及びIgA2)のもの、又は免疫グロブリン分子のサブクラスであり得る。本発明における使用に好適な「抗体及びその断片」は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、一価抗体、二重特異性抗体、ヘテロコンジュゲート抗体、多重特異性抗体、ヒト抗体、ヒト化(特にCDR移植)抗体、脱免疫化(deimmunized)抗体又はキメラ抗体、一本鎖抗体(例えばscFv)、Fab断片、F(ab’)2断片、Fab発現ライブラリにより産生される断片、ダイアボディ(diabodies)又はテトラボディ(tetrabodies)(Holliger P. et al., 1993)、ナノボディ(nanobodies)、抗イディオタイプ(抗Id)抗体(例えば、本発明の抗体に対する抗Id抗体を含む)、及び上記のもののいずれかのエピトープ結合断片を含むがそれらに限定されない。
幾つかの実施形態では、抗体断片は本発明の哺乳類、好ましくはヒトの抗原結合抗体断片であり、Fab、Fab’及びF(ab’)2、Fd、一本鎖Fv(scFv)、一本鎖抗体、ジスルフィド連結Fv(dsFv)、並びにVLドメイン又はVHドメインを含む断片を含むがそれらに限定されない。一本鎖抗体を含む抗原結合抗体断片は、可変ドメイン(複数の場合もあり)を単独で、又はヒンジ領域、CLドメイン、CH1ドメイン、CH2ドメイン及びCH3ドメインの全体若しくは一部と組み合わせて含み得る。ヒンジ領域、CLドメイン、CH1ドメイン、CH2ドメイン及びCH3ドメインと可変ドメイン(複数の場合もあり)の任意の組合せも含む抗原結合断片も本発明に含まれる。
本発明において使用可能な抗体は、鳥類及び哺乳類を含む任意の動物起源由来であり得る。好ましくは、抗体は、ヒト、サル(例えばチンパンジー、ボノボ、マカク)、げっ歯類(例えばマウス及びラット)、ロバ、ヒツジ、ウサギ、ヤギ、モルモット、ラクダ、ウマ又はニワトリの抗体である。抗体がヒト起源又はマウス起源のものであることが特に好ましい。本明細書で使用する場合、「ヒト抗体」は、ヒト免疫グロブリンのアミノ酸配列を有する抗体を含み、ヒト免疫グロブリンライブラリから単離された、又は1つ又は複数のヒト免疫グロブリンを遺伝子導入し、内在性免疫グロブリンを発現しない動物(例えばKucherlapati & Jakobovitsによる米国特許第5,939,598号に記載されるような)由来の抗体を含む。
本発明の関連では、本発明の抗体又はその断片により認識される抗原の固有部は「エピトープ」と呼ばれる。抗体に含まれる様々な領域が当該技術分野で既知であり、例えばJaneway CA, Jr et al. (2001), Immunobiology, 5th ed., GarlandPublishingに記載されている。
本明細書で使用する場合、本発明の抗体又は抗体断片が第2の化合物(例えば抗原、例えば標的タンパク質)に対して100μM以下、好ましくは50μM以下、好ましくは30μM以下、好ましくは20μM以下、好ましくは10μM以下、好ましくは5μM以下、より好ましくは1μM以下、より好ましくは900nM以下、より好ましくは800nM以下、より好ましくは700nM以下、より好ましくは600nM以下、より好ましくは500nM以下、より好ましくは400nM以下、より好ましくは300nM以下、より好ましくは200nM以下、更により好ましくは100nM以下、更により好ましくは90nM以下、更により好ましくは80nM以下、更により好ましくは70nM以下、更により好ましくは60nM以下、更により好ましくは50nM以下、更により好ましくは40nM以下、更により好ましくは30nM以下、更により好ましくは20nM以下、更により好ましくは10nM以下の解離定数KDを有する場合、本発明の抗体又は抗体断片は上記第2の化合物と「特異的に結合する」と考える。
「薬学的に許容可能な」は、連邦政府若しくは州政府の監督官庁により承認されていること、又は米国薬局方、若しくは動物における、より具体的にはヒトにおける使用のための他の一般的に認められた薬局方にリストされていることを意味する。
本明細書で使用される場合、「タンパク質」、「ペプチド」及び「ポリペプチド」("peptide", "polypeptide", "peptides"and "polypeptides")という用語は、全体を通して区別なく使用される。これらの用語は、自然発生的なペプチド、及び自然発生的なアミノ酸又は自然発生的ではないアミノ酸を含み得る合成ペプチドの両方を指す。ペプチドは、天然のアミノ酸又は自然発生的ではないアミノ酸の側鎖又は遊離アミノ末端若しくはカルボキシ末端を修飾することによって化学修飾されていてもよい。この化学修飾には、更なる化学的部分の付加及びアミノ酸の側鎖中の官能基の修飾(グリコシル化等)が含まれる。ペプチドは、好ましくは少なくとも3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、15個、20個、25個、30個、35個、40個、45個、50個、55個、60個、65個、70個、75個、80個、85個、90個、95個又は少なくとも100個のアミノ酸、最も好ましくは少なくとも30個のアミノ酸を有する重合体である。
本明細書で使用される場合、「糖質」という用語は、抗体研究の分野で知られているように、単糖、二糖、オリゴ糖及び多糖、好ましくはN結合型及びO結合型のオリゴ糖及び多糖を含むが、それらに限定されない任意の有機化合物を表し、これには、ヘキソース分子、デオキシヘキソース分子、アミノヘキソース分子、アミノノヌロン酸(aminononulosonicacid)、シアル酸、キシロース等のペントース分子、及びグリコシル化タンパク質に通常含まれるものを含む他の分子が含まれ得る。
本発明の抗体又はその断片に関連する「CDR」という用語は、抗体の相補性決定領域のいずれかを表す。抗体の可変(V)ドメインには、3つのCDR(CDR1、CDR2及びCDR3)が存在する。抗体は通常、2つのポリペプチド鎖からなるため、抗原と接触することができる抗原受容体それぞれに対して約6つの頻度のCDRが存在する(重鎖及び軽鎖それぞれが3つのCDRを含有する)。これらの中でも、CDR3は最も大きい可変性を示す。CDRドメインは広く研究されており、そのため当業者(average skilled person)であれば、抗原受容体のVLドメイン及びVHドメインのポリペプチド配列内でCDR領域、すなわちCDR1、CDR2及びCDR3を特定することが十分に可能である。1つの好ましい方法では、VLドメインのCDR1領域、CDR2領域及びCDR3領域は以下のとおりに決定される:
VLドメインのCDR1:
CDR1の最初のアミノ酸は、VLドメインのおよそ23番目又は24番目の残基に位置している。CDR1の最初のアミノ酸の前の残基は、保存されたCys残基である。CDR1領域の最後のアミノ酸に続く残基は、保存されたTrp残基であり、それに通常はTyr−Gln、ただしそれだけではなくLeu−Gln、Phe−Gln又はTyr−Leuが続く。VLドメインのCDR1の長さは10残基〜17残基である。
VLドメインのCDR2:
CDR2は一般的に、CDR1の末端の16残基後ろに位置している。CDR2の最初のアミノ酸の前の残基は一般的にIle−Tyr、ただしそれだけではなくVal−Tyr、Ile−Lys、Ile−Phe又は同様のものである。CDR2領域の長さは一般的に7残基である。
VLドメインのCDR3:
VLドメインのCDR3領域は、CDR2領域の末端の33残基後ろから始まる。CDR3の最初のアミノ酸の前を先行する残基は常にCysである。CDR3の後ろに、アミノ酸Phe−Gly−XXX−Glyが続く。CDR3領域の長さは通常、7残基〜11残基である。
VLドメインのCDR1:
CDR1の最初のアミノ酸は、VLドメインのおよそ23番目又は24番目の残基に位置している。CDR1の最初のアミノ酸の前の残基は、保存されたCys残基である。CDR1領域の最後のアミノ酸に続く残基は、保存されたTrp残基であり、それに通常はTyr−Gln、ただしそれだけではなくLeu−Gln、Phe−Gln又はTyr−Leuが続く。VLドメインのCDR1の長さは10残基〜17残基である。
VLドメインのCDR2:
CDR2は一般的に、CDR1の末端の16残基後ろに位置している。CDR2の最初のアミノ酸の前の残基は一般的にIle−Tyr、ただしそれだけではなくVal−Tyr、Ile−Lys、Ile−Phe又は同様のものである。CDR2領域の長さは一般的に7残基である。
VLドメインのCDR3:
VLドメインのCDR3領域は、CDR2領域の末端の33残基後ろから始まる。CDR3の最初のアミノ酸の前を先行する残基は常にCysである。CDR3の後ろに、アミノ酸Phe−Gly−XXX−Glyが続く。CDR3領域の長さは通常、7残基〜11残基である。
1つの好ましい方法では、VHドメインのCDR1領域、CDR2領域及びCDR3領域は以下のとおりに決定される:
VHドメインのCDR1:
CDR1の最初のアミノ酸は、VHドメインのおよそ26番目の残基(常にCysの4残基又は5残基後ろ)に位置している。CDR1の後ろのアミノ酸は、Trp(通常Trp−Val、ただしそれだけではなくTrp−Ile又はTrp−Ala)である。VHドメインのCDR1の長さは10残基〜12残基である。
VHドメインのCDR2:
CDR2ドメインはVHドメインのCDR1の末端の15残基後ろから始まる。通常、CDR2ドメインの前にアミノ酸Leu−Glu−Trp−Ile−Gly又はその変異体が付く(正:preceded)。CDR2ドメインの後ろには、3つのアミノ酸(Lys/Arg)−(Leu/Ile/Val/Phe/Thr/Ala)−(Thr/Ser/Ile/Ala)が続き、CDR2ドメインは合計で約16残基〜19残基を含む。
VHドメインのCDR3:
VHドメインのCDR3の最初のアミノ酸は、VHドメインのCDR2の33残基後ろに位置し、常に保存されたCys残基の3アミノ酸後から始まる(先行する配列は通常Cys−Ala−Argである)。CDR3に続く残基はTrp−Gly−XXX−Glyである。VHドメインのCDR3は通常、3残基〜25残基の長さを有する。
VHドメインのCDR1:
CDR1の最初のアミノ酸は、VHドメインのおよそ26番目の残基(常にCysの4残基又は5残基後ろ)に位置している。CDR1の後ろのアミノ酸は、Trp(通常Trp−Val、ただしそれだけではなくTrp−Ile又はTrp−Ala)である。VHドメインのCDR1の長さは10残基〜12残基である。
VHドメインのCDR2:
CDR2ドメインはVHドメインのCDR1の末端の15残基後ろから始まる。通常、CDR2ドメインの前にアミノ酸Leu−Glu−Trp−Ile−Gly又はその変異体が付く(正:preceded)。CDR2ドメインの後ろには、3つのアミノ酸(Lys/Arg)−(Leu/Ile/Val/Phe/Thr/Ala)−(Thr/Ser/Ile/Ala)が続き、CDR2ドメインは合計で約16残基〜19残基を含む。
VHドメインのCDR3:
VHドメインのCDR3の最初のアミノ酸は、VHドメインのCDR2の33残基後ろに位置し、常に保存されたCys残基の3アミノ酸後から始まる(先行する配列は通常Cys−Ala−Argである)。CDR3に続く残基はTrp−Gly−XXX−Glyである。VHドメインのCDR3は通常、3残基〜25残基の長さを有する。
以下の表1に本明細書で言及する抗体についての概要を与える:
以下の表2に本明細書で言及する配列についての概要を与える:
本発明者らは効力が改善した新規の脂質とコンジュゲートする抗体を特定している。例えば、脂質と連結させることで、ウイルス融合の阻害剤として機能する抗体をより効果的なものにすることができた。理論に束縛されるものではないが、抗体を脂質と連結させることによって修飾した抗体は、細胞外媒体中の抗体と、例えば細胞又はエンベロープウイルス粒子の膜等の脂質膜と結合した抗体との分配比の改善を示すことが推測される。例として、本発明の抗体及びその断片は好ましくは、原形質膜、特に原形質膜の脂質ラフトミクロドメインに位置し、そこで本発明の抗体及びその断片は例えば、極めて効果的にウイルス侵入を阻むことができる。このことから、治療抗体及び予防抗体の量の低減を適用しても、現行の技術水準の各非修飾抗体によりそれぞれより大きい用量で達成されるものと同じ健康上の利点をこの少ない用量で達成することが可能となる。さらに、本発明の抗体の脂質部分は、これらの抗体の細胞取込みを助けることもでき、例えば治療カーゴ(cargo)又は更には細胞毒性カーゴ(例えばがん細胞を特異的に除去するのに好適である)を標的細胞に運ぶことが可能である。
第1の態様では、本発明は、抗体又はその断片であって、該抗体又はその断片が、任意でリンカーを介して脂質と共有結合的に連結し、該脂質又は前記リンカーが、前記抗体又はその断片のVL、VH、CL、CH1、CH2及びCH3からなる群から選択される抗体ドメインのアミノ酸と共有結合的に連結する、抗体又はその断片を提供する。
好ましい実施形態では、本発明の抗体及びその断片を修飾し、安定性を高めるとともに、抗原結合を高めることができる。安定性に影響を及ぼす因子には、全Ig分子の界面に隠れた疎水性残基を定常ドメイン界面へと露出させること;Fv表面上に疎水性領域を露出させ、分子間相互作用をもたらすこと;及びFv βシートの内部における又はVHとVLとの間の通常の界面での親水性残基が含まれる(Chowdhury et al., Engineering scFvs for Improved Stability, p.237-254 in Recombinant Antibodies for Cancer Therapy Methods and Protocols, (Eds.Welschof and Krauss) Humana Press, Totowa, New Jersey, 2003.)。安定性に影響を与える問題となる残基を置換することにより安定性を高めることができる。かかる修飾は、例えば本発明の抗体又はその断片のポリペプチド鎖において最大1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ又は最大10個の単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入、好ましくは最大3つ、最も好ましくは1つの単一置換、欠失、修飾及び/又は挿入を行うことにより達成することができる。問題となる残基を考慮に入れて一本鎖抗体の安定性を高める技法が当該技術分野で既知である(Chowdhury et al., Engineering scFvs for Improved Stability, p.237-254 in Recombinant Antibodies for Cancer Therapy Methods and Protocols,(Eds. Welschof and Krauss) Humana Press, Totowa, New Jersey, 2003.)。
好ましい実施形態では、本発明の抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、ダイアボディ、テトラボディ、ナノボディ、キメラ抗体及び脱免疫化抗体からなる群から選択される。
好ましい実施形態では、本発明の抗体の断片は、Fab、F(ab’)2、Fd、Fv、一本鎖Fv及びジスルフィド連結Fv(dsFv)からなる群から選択される抗体断片である。本発明の抗体又はその断片は好ましくは、脂質膜と結合することが可能である。さらに、本発明の抗体又は断片は、
(i)細胞に内在化し、
(ii)細胞の原形質膜と結合し、及び/又は
(iii)エンベロープウイルスの脂質膜と結合することが可能であるのが好ましい。
(i)細胞に内在化し、
(ii)細胞の原形質膜と結合し、及び/又は
(iii)エンベロープウイルスの脂質膜と結合することが可能であるのが好ましい。
上述のような好ましい実施形態では、本発明の抗体又はその断片の脂質によって、脂質ラフトを介して原形質膜と結合することが可能になり、及び/又は好ましくは脂質ラフトを介して細胞に内在化することが可能になる。インフルエンザウイルス等の多くの病原体が脂質ラフトを介して細胞に侵入し、そのため本発明の抗体はかかる病原体を細胞表面上だけでなく細胞内でも中和する能力を示すことが有益となる。内在化は、Dyer & Benjamins, J. Neurosci. (1988) 883-891、D. C. Blakey1 et al., J. Cell Biochem. Biophys. 24-25 (1994) 175-183、Coffey et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 310 (2004) 896-904に記載されているような幾つかのアプローチで研究することができる。
当業者は、過度の負担を伴うことなく、抗体又はその断片が、例えば細胞又はエンベロープウイルス、例えばHIV、インフルエンザウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、ライノウイルス、ヘルペスウイルス、単純ヘルペスウイルス、西ナイルウイルス、デングウイルス、SARS−CoV、水痘帯状疱疹ウイルス、仮性狂犬病ウイルス、水疱性口内炎ウイルス(正:Vesicularstomatitis virus)、ボルナ病ウイルス、ニューキャッスル病ウイルス、ワクシニアウイルス、ロタウイルス、センダイウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ヒトパラインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(正:Respiratorysyncytial virus)、ヘンドラウイルス、ニパーウイルス、エボラウイルス、マールブルグウイルス、フニンウイルス、マチュポウイルス、グアナリトウイルス(正:Guanaritovirus)若しくはラッサウイルス等の脂質膜と結合するか否かを試験することも十分に可能である。
かかる分析には、蛍光ベースの方法(例えば共局在化試験、消光等)、電子顕微鏡試験等の様々なツールが容易に利用可能であり、また好適である。
本発明の抗体又はその断片の1つの実施形態では、抗体は脂質膜(例えば原形質膜)の他にも、HIV gp41(例えばアクセッション番号AAA19156.1)、HIV gp120、インフルエンザ血球凝集素(例えばアクセッション番号AAA43099.1又はCAA40728.1)、パラミクソウイルスのタンパク質F(例えばアクセッション番号AAV54052.1)、フィロウイルスのタンパク質GP2(例えばアクセッション番号Q89853.1又はAAV48577.1)、フラビウイルスのタンパク質E(例えばアクセッション番号AAR87742.1)、コロナウイルスのタンパク質S(例えばアクセッション番号AAP33697.1又はBAC81404.1)、及びアレナウイルスのタンパク質G2(例えばアクセッション番号BAA00964.2又はP03540)からなる群から選択されるポリペプチドとも結合する、好ましくは特異的に結合する。
本発明の抗体又はその断片の別の実施形態では、抗体は脂質膜(例えば原形質膜)の他にも、HER2、上皮成長因子受容体(EGFR)、CD20、血管内皮成長因子(VEGF)、腫瘍壊死因子(TNF)及びスカベンジャー(正:scavenger)受容体B1(SR−B1)からなる群から選択されるポリペプチドとも結合する、好ましくは特異的に結合する。
本発明の抗体又はその断片が上述のポリペプチドの1つのような抗原と結合するかどうかを、他の手段により実験的に決定することも、当業者の技術範囲内である。例えば、プルダウンアッセイを用いて抗体又はその断片とポリペプチド又はタンパク質との間の相互作用を分析することが可能である。例えば、ポリペプチドを精製し、ビーズ等の固相上に固定することができる。1つの実施形態では、ポリペプチドと連結したビースを抗体又はその断片に接触させ、洗浄するとともに、抗体又はその断片の不変部に特異的な二次抗体でプローブ化することができ、これは現行の技術水準において利用可能である。また例えばELISAベースのアッセイ、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)ベースのアッセイ、免疫共沈降アッセイ及びプラズモン共鳴アッセイ等の当該技術分野で既知であり、2つの結合パートナー間の結合親和性を決定するのに好適な他の結合アッセイも使用することができる。当該技術分野で既知であるように、結合を蛍光手段、例えば蛍光標識した二次抗体を用いることにより、又は酵素によって検出することもできる。また放射性アッセイを用いて、結合を評価することができる。このようにして、上述の例示的な方法のいずれかを用いて、本発明の抗体又はその断片が特定のポリペプチドと結合するかどうかを決定し、また任意に抗体又はその断片がどれくらいの解離定数KDで上述の抗原に結合するかを決定することができる。
本発明の抗体又はその断片の脂質は上記抗体又はその断片のアミノ酸と(任意にリンカーを介して)連結する。好ましくは、アミノ酸は、
(1)前記抗体若しくはその断片のVLドメインのCDR−1領域のN末端に、
(2)前記抗体若しくはその断片のVHドメインのCDR−1領域のN末端に、
(3)前記抗体若しくはその断片のVLドメインのCDR−3領域内に、又は
(4)前記抗体若しくはその断片のVHドメインのCDR−3領域内に、
位置する。
(1)前記抗体若しくはその断片のVLドメインのCDR−1領域のN末端に、
(2)前記抗体若しくはその断片のVHドメインのCDR−1領域のN末端に、
(3)前記抗体若しくはその断片のVLドメインのCDR−3領域内に、又は
(4)前記抗体若しくはその断片のVHドメインのCDR−3領域内に、
位置する。
上記のように、抗体のCDR領域は当該技術分野において十分に特性化されており、CDR領域を任意の抗体又は抗体断片について当業者が決定することができる。以下に示される実施例9〜実施例11及び図8〜図16は、脂質に(任意にリンカーを介して)共有結合的に付着させるのに使用することができる抗体のFab断片の軽鎖及び重鎖の特に好ましいアミノ酸を具体的に述べている。
アミノ酸の好ましい場所は、
(1)前記抗体若しくはその断片のVLドメインの20位若しくは22位、
(2)前記抗体若しくはその断片のVLドメインの19位若しくは21位、
(3)前記抗体若しくはその断片のVHドメインの7位若しくは25位、
(4)前記抗体若しくはその断片のCLドメインの197位、
(5)前記抗体若しくはその断片のCH1ドメインの125位、
(6)前記抗体若しくはその断片のCH2ドメインの248位若しくは326位、又は
(7)前記抗体若しくはその断片のCH3ドメインの415位若しくは442位である。
(1)前記抗体若しくはその断片のVLドメインの20位若しくは22位、
(2)前記抗体若しくはその断片のVLドメインの19位若しくは21位、
(3)前記抗体若しくはその断片のVHドメインの7位若しくは25位、
(4)前記抗体若しくはその断片のCLドメインの197位、
(5)前記抗体若しくはその断片のCH1ドメインの125位、
(6)前記抗体若しくはその断片のCH2ドメインの248位若しくは326位、又は
(7)前記抗体若しくはその断片のCH3ドメインの415位若しくは442位である。
最も好ましい位置は、VLドメインの19位、20位、21位及び22位である。本明細書で使用される場合、「位置」は抗体又はその断片の重鎖又は軽鎖内の上記アミノ酸の場所を表す。この位置は上記抗体又はその断片の軽鎖又は重鎖それぞれの最初のN末端アミノ酸から指定数下流に位置するアミノ酸を具体的に述べている。上述のように、好ましいFab断片及びアミノ酸のそれらのそれぞれの好ましい位置の幾つかの例が以下の実施例9〜実施例11で与えられる(図8〜図16も参照されたい)。配列アラインメントを用いて、当業者であれば、好ましくは上記VLドメイン又はVHドメインのN末端から数えることで、任意の所与の抗体のVLドメイン又はVHドメイン内のこれらの及び上述のアミノ酸の位置を決定することが十分に可能である。
本明細書で使用される場合、「脂質」は細胞膜又は同等の脂質二重層への挿入能があればどのような脂質であってもよい。好ましくは、「脂質」及びその誘導体は、Xu, J. Biol. Chem. 276, (2001) 33540-33546 and Wang, Biochemistry43, (2004) 1010-8に記載されるようにラフトに組み込むことが可能であるか、及び/又はラフトを形成することが可能である。
本発明の好ましい実施形態は、脂質がコレステロール、スフィンゴ脂質、糖脂質、グリセロリン脂質、及びそれらの誘導体又は薬学的に許容可能な塩からなる群から選択される、本発明の抗体又はその断片を含む。
抗体又はその断片の好ましい実施形態では、脂質はガングリオシド、セレブロシド、グロボシド及びスルファチドからなる群から選択される糖脂質である。ガングリオシドは例えば、GD1a、GDlb、GM1、GD3、GM2、GM3、GQ1a及びGQ1bからなる群から選択され得る。
抗体又はその断片の別の好ましい実施形態では、脂質はスフィンゴミエリン又はセラミドである。好ましい実施形態で脂質がグリセロリン脂質である場合、この脂質はホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン及びホスファチジルセリンからなるグリセロリン脂質の群から選択される。
コレステロールは細胞膜に挿入することが可能である。この特性は本発明による抗体及びその断片の有益な特性に少なくとも一部関与していると考えられる。したがって、脂質がコレステロール又はコレステロールの誘導体である、本発明の抗体又はその断片も好ましい。かかる誘導体は、同じステロイド基本構造、すなわち(8R,9S,10R,13S,14S)−10,13−ジメチル−1,2,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17−ドデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレンを有し、好ましくはヒト細胞で見られる脂質組成を有する脂質二重層への挿入能を同程度有するという点でコレステロールに構造的に関連する。コレステロールの好ましい組込誘導体としては、エルゴステロール、7−ジヒドロコレステロール(正:dihydrocholesterol)及びスチグマステロールが挙げられる。脂質二重層への挿入能を、人工脂質二重層上で例えば蛍光標識したコレステロール及びその構造誘導体を用いて当該技術分野で既知の方法により試験することができる。好ましい実施形態では、本発明に有用な脂質の組込誘導体は細胞膜に含まれる脂質ラフトへの組込能を有する。脂質ラフトに組み込むことができる脂質は一般的に脂質ラフトを形成することもできる。このため、脂質を脂質ラフトに組み込み、このようにして脂質ラフトを形成することができるかどうかを、例えばXu, J. Biol. Chem. 276, (2001) 33540-33546, Wang, Biochemistry 43,(2004) 1010-8に記載のように試験することができる。
好ましくは、任意にリンカーを介して抗体又はその断片と共有結合的に連結する脂質には極性がなく、例えばこの脂質は任意の帯電した置換基を含まない。さらにこれについても上述のように、上記脂質が細胞膜の脂質ラフトドメインに隔離されることが可能であることが好ましい。このことは、本発明に有用な脂質が脂質ラフトに選択的に集積するのが好ましいことを意味する。脂質が脂質ラフトに隔離されるかどうかは、上述のように、又は例えば細胞を放射性同位体を含む脂質と接触させた後、例えば、RADEVA et al., Biochem. J. (2004) 380, p. 219-230及びKim et al., "The Isolation of Detergent-Resistant Lipid Raftsfor Two-Dimensional Electrophoresis", Methods in Molecular Biology (2008),Volume 424, p. 413-422に記載のようにスクロース勾配遠心分離によって脂質ラフトミクロドメインをこれらの細胞から単離することにより容易に調べることができる。このようにして、脂質ラフトミクロドメインと特異的に結合する、及び/又は脂質ラフトミクロドメインに隔離される本発明の好ましい脂質は脂質ラフトとともに分画化する(co-fractionate)。上述の例では、放射性脂質は単離された脂質ラフトで検出され、すなわち脂質ラフト画分に存在する放射能の総量はラフトとともに単離されなかった残りの脂質画分よりも大きい。
好ましい実施形態では、脂質は蛍光脂質、好ましくは脂質ラフトへと挿入することが可能な蛍光脂質、最も好ましくは式(I)〜式(III)のいずれかによる構造を有する脂質である:
(式中、Rは上記リンカー(存在する場合)との、又は抗体若しくはその断片のアミノ酸、好ましくは上記アミノ酸の硫黄部分(スルフヒドリル基)との結合を示す)。
「共有結合的に連結する」という用語は、抗体若しくはその断片のアミノ酸と脂質、例えばコレステロールとの間の共有結合、又は抗体若しくはその断片と上記脂質との間に入り得る本明細書に記載の上記リンカーを表す。
抗体又はその断片の好ましい実施形態では、上記脂質は、脂質の遊離−OH基、−NH3基又は−COOH基を介して、任意に上記リンカーを介して、本発明の上記抗体又はその断片の軽鎖又は重鎖のC末端に共有結合的に連結する、スフィンゴ脂質、糖脂質及びグリセロリン脂質から選択される。
好ましくは、脂質は式IVによる構造を有するスフィンゴ脂質である:
(式中、
*は脂質がリンカーに又は本発明の上記抗体又はその断片の上記アミノ酸に付着している場所を示し、R1〜R4は以下のリストから選択される:
*は脂質がリンカーに又は本発明の上記抗体又はその断片の上記アミノ酸に付着している場所を示し、R1〜R4は以下のリストから選択される:
本発明の抗体又はその断片にはその薬学的に許容可能な塩も含まれる。「薬学的に許容可能な塩」という用語は、例えば薬学的に許容可能な酸、例えば塩酸、硫酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酢酸、安息香酸、クエン酸、酒石酸、炭酸又はリン酸の溶液と、本発明の抗体若しくはその断片又はその脂質の溶液を混合することによって形成することができる酸付加塩を含む、本特許出願において特定されるような化合物の塩を表す。さらに、本発明の抗体又はその断片が酸性部分を保有する場合、好適なその薬学的に許容可能な塩は、アルカリ金属塩(例えば、ナトリウム塩又はカリウム塩);アルカリ土類金属塩(例えば、カルシウム塩又はマグネシウム塩);及び好適な有機リガンドを用いて形成される塩(例えば、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、カルボン酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン、アルキルスルホン酸イオン及びアリールスルホン酸イオン等の対アニオンを使用して形成されるアンモニウムカチオン、第4級アンモニウムカチオン及びアミンカチオンの塩)を含み得る。薬学的に許容可能な塩の具体例は、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重炭酸塩、重硫酸塩、重酒石酸塩、ホウ酸塩、臭化物、酪酸塩、エデト酸カルシウム、ショウノウ酸塩、ショウノウスルホン酸塩、カンシル酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、クラブラン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、二塩酸塩、ドデシルスルホン酸塩、エデト酸塩、エジシル酸塩、エストール酸塩(estolate)、エシル酸塩(esylate)、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルセプト酸塩、グルコヘプトン酸塩、グルコン酸塩、グルタミン酸塩、グリセロリン酸塩、グリコリルアルサニル酸塩(glycolylarsanilate)、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヘキシルレゾルシン酸塩、ヒドラバミン、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ヒドロキシナフトエ酸塩、ヨウ化物、イソチオン酸塩、乳酸塩、ラクトビオン酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、マンデル酸塩、メシル酸塩、メタンスルホン酸塩、メチル硫酸塩、ムチン酸塩(mucate)、2−ナフタレン硫酸塩、ナプシル酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、N−メチルグルカミンアンモニウム塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パモ酸塩(エンボン酸(embonate))、パルミチン酸塩、パントテン酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩/二リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、ポリガラクツロン酸塩、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、ステアリン酸塩、硫酸塩、塩基性酢酸塩、コハク酸塩、タンニン酸塩、酒石酸塩、テオクル酸塩、トシル酸塩、トリエチオジド(triethiodide)、ウンデカン酸塩、吉草酸塩等を含むがそれらに限定されない(例えば、Berge, S. M., et al, "Pharmaceutical Salts", Journal ofPharmaceutical Science, 1977, 66, 1-19を参照されたい)。本発明の抗体及びその断片は概して、塩基性官能基及び酸性官能基の両方、例えばGlu、Asp、Gln、Asn、Lys又はArgを含有しており、これによって、化合物を塩基付加塩又は酸付加塩に変換することが可能となる。
「リンカー」という用語は好ましくは、直鎖構造をとる有機分子を表す。上記リンカー(好ましくは非切断型リンカーである)は、0.4nm〜15nmの好ましい長さを有する。この特に好ましい範囲の長さのリンカーが、本発明の抗体及び断片に最適な活性(例えば抗ウイルス活性)を与える。このため、これに関連してリンカーが0.4nm〜15nmの長さを有し、抗体がHIV gp41(例えばアクセッション番号AAA19156.1)、HIV gp120、インフルエンザ血球凝集素(例えばアクセッション番号AAA43099.1又はCAA40728.1)、パラミクソウイルスのタンパク質F(例えばアクセッション番号AAV54052.1)、フィロウイルスのタンパク質GP2(例えばアクセッション番号Q89853.1又はAAV48577.1)、フラビウイルスのタンパク質E(例えばアクセッション番号AAR87742.1)、コロナウイルスのタンパク質S(例えばアクセッション番号AAP33697.1又はBAC81404.1)、及びアレナウイルスのタンパク質G2(例えばアクセッション番号BAA00964.2又はP03540)からなる群から選択されるポリペプチドと特異的に結合するのが好ましい。
これに関連して(正:in this context)リンカーが0.4nm〜15nmの長さを有し、抗体がHER2、上皮成長因子受容体(EGFR)、CD20、血管内皮成長因子(VEGF)、腫瘍壊死因子(TNF)、及びスカベンジャー受容体B1(SR−B1)からなる群から選択されるポリペプチドと特異的に結合するのも好ましい。
本発明の抗体又はその断片の好ましい実施形態の典型的なリンカーは、ポリマースペーサー単位、好ましくは所与のモノマーの1回〜30回の反復を有するポリマースペーサー単位と、スペーサー単位の一端でのアミノ酸、好ましくは−SH、−OH、−COOH、−NH2、−HC=O、−RC=O、−O−NH2、−N=N=N、−C=C−、−C≡C、又は−NH−NH2のような化学官能基を含有するアミノ酸との連結を可能にする部分と、もう一端での好ましくはステロイド構造の3−酸素部分を介した上記脂質、例えばコレステロール又はその誘導体との連結を可能にする部分とを含有することができる。
好ましくは、本発明による抗体又はその断片の脂質又はリンカーは、アミド結合、エステル結合、チオエーテル結合、チオエステル結合、アルデヒド結合及びオキシム結合(正:oximebond)結合からなる群から選択される結合を介して上記抗体又はその断片と共有結合的に連結する。本発明に使用することができる非切断型リンカー系の例としては、カルボジイミド(EDC)系、スルフヒドリル−マレイミド系、及び過ヨウ素酸系が挙げられるが、それらは全て当該技術分野で既知である。カルボジイミド系では、水溶性カルボジイミドが脂質又は抗体若しくはその断片のカルボン酸基と反応し、これによりこのカルボキシル基の活性化が起こる。続いてカルボキシル基が脂質又は抗体若しくはその断片上に存在するアミノ基と共役する。この反応の結果が脂質と抗体又はその断片との非切断型のアミド結合である。スルフヒドリル−マレイミド系では、スルフヒドリル基を、例えばトラウト試薬等の化合物を用いて抗体又はその断片のアミン基上に導入する。それから脂質又は脂質を含むリンカーをNHSエステル(例えばγ−マレイミド酪酸NHSエステル(GMBS))と反応させて、スルフヒドリル基と反応性があるマレイミド誘導体を形成する。その後、2つの活性化化合物(例えば抗体及び脂質)を反応させて、非切断型である共有結合的な連結を形成する。過ヨウ素酸の共役には、抗体又はその断片に存在し得るオリゴ糖基の存在が必要となる。これにより、抗体又はその断片に存在し得る糖質基から活性アルデヒド基を形成することが可能になる。それから、これらの基を脂質又はリンカー上のアミノ基と反応させることができ、それにより安定したコンジュゲートを生成する。代替的に、過ヨウ素酸によって酸化された抗体は脂質又はリンカーのヒドラジド誘導体と反応することができ、それによっても安定したコンジュゲートが得られる。
好ましくは、リンカー又は脂質は、本発明の上記抗体又はその断片のシステインと共有結合的に連結する。リンカーの好ましい例には、Y、−(CH2)n−、−(CH2CH2X)n−、−(CH2CH2CH2X)n−、−Y−(CH2CH2X)n−、−Y−(CH2CH2CH2X)n−、−Y−(CH2CH2X)n−Z、−Y−(CH2CH2CH2X)n−Z、−Y−(CH2CH2X)n−CH2−Z、−Y−(CH2CH2CH2X)n−CH2−Z、−Y−(CH2CH2X)n−CH2−CH2−Z、−Y−(CH2CH2CH2X)n−CH2−CH2−Z、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)、ポリヌクレオチド、アミノ酸、ポリペプチド、糖質、及びそれらの組合せが含まれる。ここで、Xは−O−又は−NH−であり、Yは−NH−、−NH−(C=O)−、−(C=O)−NH−、−CH2−(C=O)−NH−又は−CH2−であり、Zは−NH−(C=O)−、−(C=O)−であり、nは0〜40の整数(すなわち0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40)であり、より好ましくはnは4〜24の整数(すなわち4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24)である。
本発明の抗体又はその断片と(任意に上記リンカーを介して)連結する脂質がコレステロール又はその誘導体である場合、この脂質が直接又はリンカーを介してコレステロール又はその誘導体の3位にある酸素部分を通して抗体又はその断片に付着するのが好ましい。
好ましい実施形態では、脂質、好ましくはコレステロール又はリンカーが、抗体若しくはその抗体断片において自然発生的であるか、又は突然変異誘発によって上記抗体若しくはその断片に導入されているCysアミノ酸の硫黄部分に付着する。
本発明の抗体又はその断片のコレステロール及びリンカー部分の特に好ましい構造は式(V)〜式(XIV)に示されている:
(式中、Xはそれぞれの場合において独立して、−NH−、−CH2−及び−O−から選択され、Yは−CH2−、−NH−、−NH−(C=O)−、−(C=O)−NH−、−CH2−(C=O)−NH−及び−CH2−からなる群から選択され、Zは−NH−(C=O)−、−(C=O)−であり、
Rはリンカーとの、又は抗体若しくはその断片、好ましくはそのアミノ酸の硫黄部分(例えばスルフヒドリル基)との結合を示し、
nは0〜40の整数(すなわち0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39又は40)であり、より好ましくはnは4〜24の整数(すなわち4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24)であり、jは0〜40から選択される整数(すなわち0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39又は40)であり、より好ましくはjは4〜24の整数(すなわち4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24)である)。
Rはリンカーとの、又は抗体若しくはその断片、好ましくはそのアミノ酸の硫黄部分(例えばスルフヒドリル基)との結合を示し、
nは0〜40の整数(すなわち0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39又は40)であり、より好ましくはnは4〜24の整数(すなわち4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24)であり、jは0〜40から選択される整数(すなわち0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39又は40)であり、より好ましくはjは4〜24の整数(すなわち4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24)である)。
本発明の抗体又はその断片の好ましい実施形態では、上記脂質又は上記リンカーが共有結合的に連結した上記アミノ酸は、上記抗体又はその断片の軽鎖に含まれ、最も好ましくは上記抗体又はその断片のVLドメインに含まれる。
好ましい実施形態では、本発明の抗体又はその断片は、VHドメインを有する重鎖と、VLドメインを有する軽鎖とを含み、ここでVHドメイン及びVLドメインはそれぞれ、i)〜xxiv)のいずれかのアミノ酸配列を有し、
任意に軽鎖及び重鎖は合計で、1つ、2つ又は3つの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む。上述の実施形態(i)、(iii)、(v)、(ix)、(xi)、(xv)、(xvii)、(xix)、(xxi)及び(xxiii)での上記脂質又は上記リンカーは、本発明の抗体又はその断片のそれぞれのVLドメインの20位のアミノ酸、好ましくはシステインと共有結合的に連結するのが好ましい。上述の実施形態(ii)、(iv)、(vi)、(viii)、(x)、(xii)、(xvi)、(xviii)、(xx)、(xxii)及び(xxiv)での上記脂質又は上記リンカーは、本発明の抗体又はその断片のそれぞれのVLドメインの22位のアミノ酸、好ましくはシステインと共有結合的に連結するのが好ましい。上述の実施形態(xiii)での上記脂質又は上記リンカーは、本発明の抗体又はその断片のVLドメインの19位のアミノ酸、好ましくはシステインと共有結合的に連結するのが更に好ましい。上述の実施形態(xiv)での上記脂質又は上記リンカーは、本発明の抗体又はその断片のVLドメインの21位のアミノ酸、好ましくはシステインと共有結合的に連結するのが更に好ましい。
好ましくは、上述の抗体及びその断片は上記脂質を介して原形質膜において脂質ラフトミクロドメイン等の脂質膜と特異的に結合することも可能である。
本発明による抗体又はその断片の更に好ましい実施形態では、抗体は、MAB F10、MAB CR6261、MAB D5、MAB 2F5、MAB 4E10、MAB VRC01、MAB VRC02、パリビズマブ、モタビズマブ、リツキシマブ、トラスツズマブ、ベバシズマブ、アダリムマブ、セツキシマブ、ラニビズマブ、インフリキシマブからなる群から選択されるモノクローナル抗体から選択され、前記モノクローナル抗体は任意に、1つ又は2つの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む。
本願全体を通して使用される場合、タンパク質又はポリペプチドの「単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入」という語句は一般的に、列挙されるタンパク質又はポリペプチドの修飾型(modified version)を表し、例えばタンパク質又はポリペプチドの1つのアミノ酸が欠失、挿入、修飾及び/又は置換され得る。そのポリペプチド又はタンパク質が幾つかの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む場合、かかる置換、欠失、修飾及び/又は挿入の総数はそれぞれの場合で示される。上記挿入は元のポリペプチド又はタンパク質への指定数の単一アミノ酸の挿入である。タンパク質又はポリペプチドのアミノ酸を修飾してもよく、例えば示される総数の修飾で化学的に修飾してもよい。例えば、タンパク質又はポリペプチドのアミノ酸の側鎖又は遊離アミノ末端若しくは遊離カルボキシ末端を、例えばグリコシル化、アミド化、リン酸化、ユビキチン化等により修飾してもよい。化学修飾は当該技術分野で既知のように、in vivoで、例えば宿主細胞において行うこともできる。例えば、タンパク質のアミノ酸配列に存在する好適な化学修飾モチーフ、例えばグリコシル化配列モチーフにより、タンパク質がグリコシル化される。ポリペプチド又はタンパク質が1つ又は複数の単一アミノ酸置換を含む場合、上記置換はそれぞれの場合で独立して、保存的な又は非保存的な置換、好ましくは保存的な置換であり得る。最も好ましい実施形態では、全ての置換が以下で更に規定されるような保存的性質を有する。幾つかの実施形態では、置換には、自然発生的なアミノ酸の非自然発生的なアミノ酸への交換も含まれる。保存的置換には、或るアミノ酸の置換されるアミノ酸と同様の化学特性を有する別のアミノ酸への置換が含まれる。好ましくは、保存的置換は以下からなる群から選択される置換である:
(i)塩基性アミノ酸の別の異なる塩基性アミノ酸への置換、
(ii)酸性アミノ酸の別の異なる酸性アミノ酸への置換、
(iii)芳香族アミノ酸の別の異なる芳香族アミノ酸への置換、
(iv)非極性の脂肪族アミノ酸の別の異なる非極性の脂肪族アミノ酸への置換、及び
(v)極性の非荷電アミノ酸の別の異なる極性の非荷電アミノ酸への置換。
(i)塩基性アミノ酸の別の異なる塩基性アミノ酸への置換、
(ii)酸性アミノ酸の別の異なる酸性アミノ酸への置換、
(iii)芳香族アミノ酸の別の異なる芳香族アミノ酸への置換、
(iv)非極性の脂肪族アミノ酸の別の異なる非極性の脂肪族アミノ酸への置換、及び
(v)極性の非荷電アミノ酸の別の異なる極性の非荷電アミノ酸への置換。
塩基性アミノ酸は、アルギニン、ヒスチジン及びリシンからなる群から選択されるのが好ましい。酸性アミノ酸はアスパラギン酸又はグルタミン酸であるのが好ましい。芳香族アミノ酸は、フェニルアラニン、チロシン及びトリプトファンからなる群から選択されるのが好ましい。非極性の脂肪族アミノ酸は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、メチオニン及びイソロイシンからなる群から選択されるのが好ましい。極性の非荷電アミノ酸は、セリン、トレオニン、システイン、プロリン、アスパラギン及びグルタミンからなる群から選択されるのが好ましい。保存的アミノ酸置換とは対照的に、非保存的アミノ酸置換は上で概説した保存的置換(i)〜保存的置換(v)に当てはまらない、或るアミノ酸の任意のアミノ酸への交換である。
タンパク質又はポリペプチドが1つ又は指定数の単一アミノ酸欠失を含む場合、参照ポリペプチド又はタンパク質配列に存在する上記アミノ酸(複数の場合もあり)は除去されている。
更なる実施形態では、本発明の抗体又はその断片の重鎖のCDR3ドメインは以下の配列を含むか又はそれからなる:
RRGPTTXXXXXXARGPVNAMDV(配列番号46)又は
EGTTGXXXXXXPIGAFAH(配列番号47)
(ここでXはそれぞれの場合で任意のアミノ酸とすることができ、脂質はXとして示されるアミノ酸の1つと共有結合的に結合し、
配列番号46又は配列番号47による上記配列は任意に、1つの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む)。
RRGPTTXXXXXXARGPVNAMDV(配列番号46)又は
EGTTGXXXXXXPIGAFAH(配列番号47)
(ここでXはそれぞれの場合で任意のアミノ酸とすることができ、脂質はXとして示されるアミノ酸の1つと共有結合的に結合し、
配列番号46又は配列番号47による上記配列は任意に、1つの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む)。
更に別の態様では、本発明は、本発明による抗体又はその断片を含み、1つ又は複数の薬学的に許容可能な希釈剤;担体;賦形剤、充填剤、結合剤、滑剤、流動促進剤、崩壊剤、吸着剤;補助剤及び/又は防腐剤を更に含む、医薬組成物を提供する。
本発明の医薬組成物を全身投与薬の形態で使用することができることが特に好ましい。これらには、非経口物質(parenterals)(その中でも注射物質及び点滴物質を含む)が含まれる。注射物質は、アンプルの形態で又はいわゆる使用準備済み(ready-for-use)注射物質、例えば使用準備済みシリンジ又は使い捨て(single-use)シリンジとして、及びこれとは別に複数回の中断(withdrawal)のための穿刺式フラスコにおいて配合される。注射物質の投与は皮下(s.c.)、筋肉内(i.m.)、静脈内(i.v.)又は皮内(i.c.)適用の形態で行うことができる。特に、例えばヒドロゾルのような結晶、溶液、ナノ粒子又はコロイド分散系の懸濁液としてそれぞれ好適な注射用配合物を製造することが可能である。
注射用配合物は更に、水性の等張希釈剤で溶解又は分散することができる濃縮物として製造することもできる。点滴物質を等張溶液、脂肪エマルション、リポソーム配合物及びマイクロエマルションの形態で調製することもできる。注射物質と同様に、点滴配合物を希釈のための濃縮物の形態で調製することもできる。注射用配合物を入院治療及び通院治療の両方において例えばミニポンプによって永続型点滴物質の形態で適用することもできる。
非経口薬物配合物に、例えばアルブミン、血漿、増量剤、界面活性物質、有機希釈剤、pH作用(influencing)物質、錯体形成物質又はポリマー物質を特に本発明の医薬組成物のタンパク質又はポリマーへの吸着に影響を与える物質として添加することが可能であり、又はそれらを本発明の医薬組成物の注射器具又は包装材料、例えばプラスチック又はガラスのような物質への吸着を低減させる目的で添加することもできる。
幾つかの実施形態では、本発明の医薬組成物は、非経口物質において例えばポリ(メタ)アクリレート、ポリラクテート、ポリグリコレート、ポリアミノ酸、又はポリエーテルウレタンをベースとする微細分散粒子のような微小担体又はナノ粒子とも結合することができる。本発明の医薬組成物は、例えば本発明の組成物がそれぞれ、微細分散形態、分散形態及び懸濁形態で、若しくは薬剤中の結晶の懸濁液として導入される場合、「複合単位原理」に基づき、又は本発明の組成物が配合物中に、例えば錠剤若しくはロッド(後に埋め込まれる)中に封入される場合、「単一単位原理」に基づきデポー製剤として改質することもできる。単一単位配合物及び複合単位配合物でのこれらのインプラント又はデポー薬剤は、例えば乳酸及びグリコール酸のポリエステル、ポリエーテルウレタン、ポリアミノ酸、ポリ(メタ)アクリレート又は多糖のようないわゆる生分解性ポリマーからなっていることが多い。
本発明の組成物における補助剤は好ましくは、滅菌水(aqua sterilisata (sterilized water));例えば有機又は無機の酸又は塩基、及びそれらの塩のようなpH値作用物質;pH値を調整するための緩衝物質;例えば塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、グルコース及びフルクトースのような等張化のための物質;界面活性剤(tensidesand surfactants, respectively);及び例えばポリオキシエチレンソルビタンの脂肪酸の部分エステル(例えばTween(商標))又は例えばポリオキシエチレンの脂肪酸エステル(例えばCremophor(商標))のような乳化剤;例えばラッカセイ油、ダイズ油又はヒマシ油のような脂肪油;例えばオレイン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル及び中性油(例えばMiglyol(商標))のような脂肪酸の合成エステル;並びに例えばゼラチン、デキストラン、ポリビニルピロリドンのようなポリマー補助剤;例えばプロピレングリコール、エタノール、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールのような有機溶媒の溶解度を増大させる添加剤;又は例えばシトレート及び尿素のような錯体形成物質;例えば安息香酸ヒドロキシプロピルエステル及びメチルエステル、ベンジルアルコールのような防腐剤;例えば亜硫酸ナトリウムのような抗酸化剤;並びに例えばEDTAのような安定化剤であり得る。
好ましい実施形態では、懸濁液として本発明の医薬組成物を配合する場合、本発明の医薬組成物の硬化を防ぐ増粘剤、又は沈殿の再懸濁性を確保する界面活性剤及び高分子電解質、及び/又は例えばEDTAのような錯体形成剤が添加される。活性成分の様々なポリマーとの錯体を得ることも可能である。かかるポリマーの例は、ポリエチレングリコール、ポリスチロール、カルボキシメチルセルロース、Pluronics(商標)又はポリエチレングリコールソルビタン(正:sorbitan)脂肪酸エステルである。特定の実施形態では、分散剤を更なる補助剤として添加することができる。凍結乾燥物(lyophilisates)の生成のために、マンニット、デキストラン、サッカロース、ヒトアルブミン、ラクトース、PVP又は多様なゼラチンのようなスカフォールド形成剤(scaffolding agents)を使用することができる。
更なる態様では、本発明は、がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病からなる群から選択される疾患の治療又は予防に使用される、本発明の抗体若しくはその断片、又は医薬組成物を提供する。好ましくはウイルスによって引き起こされる前記疾患は、HIV、インフルエンザウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、ライノウイルス、ヘルペスウイルス、単純ヘルペスウイルス、西ナイルウイルス、デングウイルス、SARS−CoV、水痘帯状疱疹ウイルス、仮性狂犬病ウイルス、水疱性口内炎ウイルス、ボルナ病ウイルス、ニューキャッスル病ウイルス、ワクシニアウイルス、ロタウイルス、センダイウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ヒトパラインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ヘンドラウイルス、ニパーウイルス、エボラウイルス、マールブルグウイルス、フニンウイルス、マチュポウイルス、グアナリトウイルス、ラッサウイルスからなる群から選択されるウイルスによって引き起こされる。
或る特定の量の本発明による抗体、その断片及び医薬組成物、例えば患者の身体表面1m2当たり5mg〜400mg、より好ましくは10mg〜375mg、最も好ましくは20mg〜100mgの抗体又はその断片が疾患の治療に好ましい。しかしながら、疾患の重症度、疾患の種類、及び治療対象の各患者、例えば患者の全身健康状態等に応じて、様々な用量の本発明による医薬組成物が治療効果を発揮するのに要求されることが理解される。既知で十分に特性化された抗体が本発明による脂質とコンジュゲートする場合、本発明による改質抗体を、元々の非改質抗体で推奨される投薬量よりも1/3〜2/3と低い投薬量で投与するのが好ましい。適切な用量の決定は、担当医の裁量によるものである。
本発明の様々な修正形態及び変更形態は本発明の範囲から逸脱することなく当業者にとって明らかであろう。本発明は具体的な好ましい実施形態に関連して説明しているが、特許請求の範囲に係る本発明はかかる具体的な実施形態に過度に限定されるものではないとする。実際、関連分野の当業者にとって明らかである本発明を実施するための記載の態様の様々な修正は本発明に包含されるものと意図される。
実施例1.脂質と連結した抗体の合成
自然発生的なアミノ酸を含む抗体及び自然発生的ではないアミノ酸を含む抗体を作製する方法は当該技術分野で既知である。合成法又は微生物法を使用することもできる。抗体に導入された遊離システインにより、本発明による脂質又はリンカーとのコンジュゲート能が与えられる。ほとんどの抗体がシステインを欠いており、鎖間及び鎖内のジスルフィド結合に関わるものが抑えられるため、チオール反応性化学も抗体の誘導体化に非常に便利である。一部の人(authors)によって、抗体における不対システインの構築、並びに標的療法のためのビオチン及び細胞毒性薬物の位置選択的なコンジュゲーションのためのそれらの使用が可能であることが示されている(31、32、43、70、74)。チオール反応性化学の例としては、コレステロールとのコンジュゲーションを、抗体におけるブロモアセチルコレステロール誘導体と遊離システイン残基との反応によって達成することができる。非常に便利で、以下の実施例で利用されているが、チオール反応性化学は、抗体において選択された場所で脂質を付着させる唯一可能な方法として採用されるものではない。
自然発生的なアミノ酸を含む抗体及び自然発生的ではないアミノ酸を含む抗体を作製する方法は当該技術分野で既知である。合成法又は微生物法を使用することもできる。抗体に導入された遊離システインにより、本発明による脂質又はリンカーとのコンジュゲート能が与えられる。ほとんどの抗体がシステインを欠いており、鎖間及び鎖内のジスルフィド結合に関わるものが抑えられるため、チオール反応性化学も抗体の誘導体化に非常に便利である。一部の人(authors)によって、抗体における不対システインの構築、並びに標的療法のためのビオチン及び細胞毒性薬物の位置選択的なコンジュゲーションのためのそれらの使用が可能であることが示されている(31、32、43、70、74)。チオール反応性化学の例としては、コレステロールとのコンジュゲーションを、抗体におけるブロモアセチルコレステロール誘導体と遊離システイン残基との反応によって達成することができる。非常に便利で、以下の実施例で利用されているが、チオール反応性化学は、抗体において選択された場所で脂質を付着させる唯一可能な方法として採用されるものではない。
実施例2.コレステロールで誘導体化した抗体又はその誘導体の合成のための一般的スキーム
コレステロール部分を、抗体におけるシステイン残基のチオール基とのチオエーテル連結を介して抗体に付着させる。Zeng et al, Vaccine, 2001, 19, 3843-3852に記載のように、コンジュゲートをブロモアセチル基(コレステロール上の)と遊離チオール(抗体上の)との間の化学選択的反応を介して調製する。
コレステロール部分を、抗体におけるシステイン残基のチオール基とのチオエーテル連結を介して抗体に付着させる。Zeng et al, Vaccine, 2001, 19, 3843-3852に記載のように、コンジュゲートをブロモアセチル基(コレステロール上の)と遊離チオール(抗体上の)との間の化学選択的反応を介して調製する。
代替的に、コンジュゲートをマレイミド基(コレステロール上の)と遊離チオール(抗体上の)との間の反応を介して調製する。
ブロモアセチル基又はマレイミド基を保有する所要のコレステロール誘導体を、実施例に記載のように、又は市販の化合物を使用することにより若しくは既知の方法によりそれと類似した方法によって作製することができる。コレステロールの誘導体は市販されているか、又は市販の材料から既知の方法によって作製することができる。
実施例3.ブロモアセチル−コレステロールの合成
100mgのコレステロールと40mgのブロモ酢酸との混合物(1.1当量)を10mLの無水ジクロロメタン中に溶解した。それから、44μl(1.1当量)のDIPC(N,N−ジイソプロピルカルボジイミド)及び1.5mg(0.05当量)のDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)を添加した。この溶液を室温で48時間撹拌した状態にし、溶媒系としてn−ヘキサン/EtOAc(10/1)の混合物を使用するTLCによって分析した。溶媒を蒸発させ、反応生成物をn−ヘキサン/ジクロロメタン(1/1)においてシリカゲルフラッシュクロマトグラフィによって精製した。この生成物を含有する画分をプールし、蒸発させた後、水/アセトニトリル(20/80)中で凍結乾燥した。精製した生成物をNMRによって分析した。収率:73%。
実施例4.ブロモアセチル−PEG4−コレステロールの合成
4.1 コレスタ−5−エン−3−イル−2,2−ジメチル−4−オキソ−3,8,11,14,17−ペンタオキサ−5−アザイコサン−20−オエート(1):N−t−boc−アミド−dPEG4(商標)酸(1g、2.7mmol、製品番号10220、Quanta BioDesign, Ltd.)をコレステロール(0.99g、2.7mmol)のCH2Cl2溶液40mLに添加し、その後N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(0.43mL、3.2mmol)及び4−ジメチルアミノ−ピリジン(16mg、5%)を添加した。混合物を室温で一晩撹拌し、溶媒を真空下で蒸発させた。粗物質をEtOAcに溶解し、1NのHCl、飽和NH4Cl及びブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥させ、濾過して濃縮した。粗物質を石油エーテル中、25%〜50%の勾配のEtOAcでシリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィ(BIOTAGE)によって精製し、無色の(incolor)油として1.48gの所望の化合物を得た(収率75%)。
4.2 コレスタ−5−エン−3−イル−1−ブロモ−2−オキソ−6,9,12,15−テトラオキサ−3−アザオクタデカン−18−オエート(2):トリフルオロ酢酸(2mL、26mmol)を化合物1(1.48g、2mmol)のCH2Cl2溶液10mlに添加し、混合物を室温で3時間撹拌した。全ての揮発性物質を真空下で除去し、粗物質を凍結乾燥して、無色の油を得て、これを60mLのCH2Cl2中に溶解した。ブロモ酢酸無水物(0.62g、2.4mmol)を添加し、その後N,N−ジイソプロピルエチルアミン(0.65mL、3.7mmol)を添加し、その混合物を室温で3時間撹拌した。溶媒を真空下で除去し、粗物質を石油エーテル中、50%〜90%の勾配のEtOAcでシリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィ(BIOTAGE)によって精製し、2段階で74%の収率で無色の油として1.1gの所望の化合物を得た。
実施例5.ブロモアセチル−PEG12−コレステロールの合成
5.1 コレスタ−5−エン−3−イル−2,2−ジメチル−4−オキソ−3,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,41−トリデカオキサ−5−アザテトラテトラコンタン−44−オエート(3):
アミン−dPEG12(商標)酸(1.65g、2.7mmol、製品番号10287、QuantaBioDesign, Ltd.)を15mLのジクロロメタン中に溶解し、Boc無水物(0.7g、3.2mmol)を添加し、その後トリエチルアミン(0.75ml、5.4mmol)を添加した。この混合物を室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧下で蒸発させた。
アミン−dPEG12(商標)酸(1.65g、2.7mmol、製品番号10287、QuantaBioDesign, Ltd.)を15mLのジクロロメタン中に溶解し、Boc無水物(0.7g、3.2mmol)を添加し、その後トリエチルアミン(0.75ml、5.4mmol)を添加した。この混合物を室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧下で蒸発させた。
粗N−Bocアミド−dPEG12(商標)酸をコレステロール(1.24g、3.2mmol)のCH2Cl2溶液55mLに添加し、その後N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(0.62mL、4mmol)及び4−ジメチルアミノ−ピリジン(16mg、5%)を添加した。この混合物を室温で4時間撹拌し、溶媒を真空下で蒸発させた。粗物質をジクロロメタン中、2%〜5%の勾配のMeOHでシリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィ(BIOTAGE)によって精製し、無色の油として1.57gの所望の化合物を得た(2段階で収率55%)。
5.2 コレスタ−5−エン−3−イル−1−ブロモ−2−オキソ−6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36,39−ドデカオキサ−3−アザドテトラコンタン−42−オエート(4):
トリフルオロ酢酸(1.7mL、22mmol)を化合物3(1.57g、1.5mmol)のCH2Cl2溶液8.5mlに添加し、出発物質が消失するまでこの混合物を室温で3時間撹拌した。揮発物質を全て真空下で除去し、粗物質を凍結乾燥し、無色の油を得て、これを45mLのCH2Cl2中に溶解した。ブロモ酢酸無水物(0.48g、1.8mmol)を添加し、その後N,N−ジイソプロピルエチルアミン(0.52mL、3mmol)を添加し、その混合物を室温で4時間撹拌した。溶媒を真空下で除去し、粗物質をジクロロメタン中、2%〜4%の勾配のMeOHでシリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィ(BIOTAGE)によって精製し、無色の油として1.11gの所望の化合物を得た(2段階で収率67%)。
トリフルオロ酢酸(1.7mL、22mmol)を化合物3(1.57g、1.5mmol)のCH2Cl2溶液8.5mlに添加し、出発物質が消失するまでこの混合物を室温で3時間撹拌した。揮発物質を全て真空下で除去し、粗物質を凍結乾燥し、無色の油を得て、これを45mLのCH2Cl2中に溶解した。ブロモ酢酸無水物(0.48g、1.8mmol)を添加し、その後N,N−ジイソプロピルエチルアミン(0.52mL、3mmol)を添加し、その混合物を室温で4時間撹拌した。溶媒を真空下で除去し、粗物質をジクロロメタン中、2%〜4%の勾配のMeOHでシリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィ(BIOTAGE)によって精製し、無色の油として1.11gの所望の化合物を得た(2段階で収率67%)。
実施例6.コレステロールと連結した抗体の合成
抗体をブロモアセチル−コレステロールと抗体との間のコンジュゲーションにより調製する。コレステロール誘導体を10:1のモル比で室温で3時間〜12時間、抗体とともにインキュベートする。コンジュゲーション前にジスルフィド結合に関与しない抗体のチオール基の反応性を確保するために、抗体を強力でない(mild)還元剤、例えばトリス−2−カルボキシエチル−ホスフィンヒドロクロリド(TCEP)又は遊離システインで処理する。コレステロール−抗体生成物をHiTrap Sカラム(GE Helthcare Biosciences)で精製し、余分な試薬を除去する。コンジュゲートした抗体のバッファーを50mMのリン酸バッファー(pH7)に交換し(buffer-exchanged)、30kDaの分子量カットオフのスピンフィルターでおよそ20mg/mLまで濃縮する。代替的には、コレステロールで誘導体化した抗体を、当該技術分野で既知のように、タンパク質Aアガロースカラム又はタンパク質Gアガロースカラムによって精製することができる。
抗体をブロモアセチル−コレステロールと抗体との間のコンジュゲーションにより調製する。コレステロール誘導体を10:1のモル比で室温で3時間〜12時間、抗体とともにインキュベートする。コンジュゲーション前にジスルフィド結合に関与しない抗体のチオール基の反応性を確保するために、抗体を強力でない(mild)還元剤、例えばトリス−2−カルボキシエチル−ホスフィンヒドロクロリド(TCEP)又は遊離システインで処理する。コレステロール−抗体生成物をHiTrap Sカラム(GE Helthcare Biosciences)で精製し、余分な試薬を除去する。コンジュゲートした抗体のバッファーを50mMのリン酸バッファー(pH7)に交換し(buffer-exchanged)、30kDaの分子量カットオフのスピンフィルターでおよそ20mg/mLまで濃縮する。代替的には、コレステロールで誘導体化した抗体を、当該技術分野で既知のように、タンパク質Aアガロースカラム又はタンパク質Gアガロースカラムによって精製することができる。
実施例7.PEG4−コレステロールとコンジュゲートした抗体の合成
抗体をブロモアセチル−PEG4−コレステロールと抗体との間のコンジュゲーションにより調製する。PEG4−コレステロール誘導体を10:1のモル比で室温で3時間〜12時間、抗体とともにインキュベートする。コンジュゲーション前にジスルフィド結合に関与しない抗体のチオール基の反応性を確保するために、抗体を強力でない還元剤、例えばトリス−2−カルボキシエチル−ホスフィンヒドロクロリド(TCEP)又は遊離システインで処理する。
抗体をブロモアセチル−PEG4−コレステロールと抗体との間のコンジュゲーションにより調製する。PEG4−コレステロール誘導体を10:1のモル比で室温で3時間〜12時間、抗体とともにインキュベートする。コンジュゲーション前にジスルフィド結合に関与しない抗体のチオール基の反応性を確保するために、抗体を強力でない還元剤、例えばトリス−2−カルボキシエチル−ホスフィンヒドロクロリド(TCEP)又は遊離システインで処理する。
コレステロール−抗体生成物をHiTrap Sカラム(GE Helthcare Biosciences)で精製し、余分な試薬を除去する。コンジュゲートした抗体のバッファーを50mMのリン酸バッファー(pH7)に交換し、30kDaの分子量カットオフのスピンフィルターでおよそ20mg/mLまで濃縮する。代替的には、コレステロールで誘導体化した抗体を、当該技術分野で既知のように、タンパク質Aアガロースカラム又はタンパク質Gアガロースカラムによって精製することができる。
実施例8.PEG12−コレステロールとコンジュゲートした抗体の合成
抗体をブロモアセチル−PEG12−コレステロールと抗体との間のコンジュゲーションにより調製する。PEG12−コレステロール誘導体を10:1のモル比で室温で3時間〜12時間、抗体とともにインキュベートする。コンジュゲーション前にジスルフィド結合に関与しない抗体のチオール基の反応性を確保するために、抗体を強力でない還元剤、例えばトリス−2−カルボキシエチル−ホスフィンヒドロクロリド(TCEP)又は遊離システインで処理する。
抗体をブロモアセチル−PEG12−コレステロールと抗体との間のコンジュゲーションにより調製する。PEG12−コレステロール誘導体を10:1のモル比で室温で3時間〜12時間、抗体とともにインキュベートする。コンジュゲーション前にジスルフィド結合に関与しない抗体のチオール基の反応性を確保するために、抗体を強力でない還元剤、例えばトリス−2−カルボキシエチル−ホスフィンヒドロクロリド(TCEP)又は遊離システインで処理する。
コレステロール−抗体生成物をHiTrap Sカラム(GE Helthcare Biosciences)で精製し、余分な試薬を除去する。コンジュゲートした抗体のバッファーを50mMのリン酸バッファー(pH7)に交換し、30kDaの分子量カットオフのスピンフィルターでおよそ20mg/mLまで濃縮する。代替的には、コレステロールで誘導体化した抗体を、当該技術分野で既知のように、タンパク質Aアガロースカラム又はタンパク質Gアガロースカラムによって精製することができる。
実施例9.抗体内の好ましいコンジュゲーション場所の選択
例えば反応性システインの導入に関する多くの可能性のある場所の中で、好ましくはコンジュゲーションのために、コンジュゲートした脂質部分と標的膜の脂質ラフトとの相互作用を可能にする抗体のアミノ酸を選ぶが、その抗体はそのタンパク質エピトープに特異的に結合する能力を損なわない。
例えば反応性システインの導入に関する多くの可能性のある場所の中で、好ましくはコンジュゲーションのために、コンジュゲートした脂質部分と標的膜の脂質ラフトとの相互作用を可能にする抗体のアミノ酸を選ぶが、その抗体はそのタンパク質エピトープに特異的に結合する能力を損なわない。
以下において、既知の抗ウイルス抗体との本発明によるコレステロールコンジュゲーションの例が数多く与えられる。予期せぬことに、全ての抗体について、軽鎖の特定の場所、軽鎖の19番目又は20番目の残基及び21番目又は22番目の残基はコレステロールへの付着の代替的な最適部位を表す。これらの位置はVoynov et al.(Voynov, V., N. Chennamsetty,V. Kayser, H. J. Wallny, B. Helk, and B. L. Trout. 2010. Design and applicationof antibody cysteine variants. Bioconjug Chem 21:385-92)の定義ではクラスI変異体であり、すなわちこれらにより、改変システインで限定的に標識される小さいフルオロフォアとのコンジュゲートが得られ、コンジュゲーション後でも、単量体状態及び安定状態が維持される。いずれかの残基でのコレステロールのコンジュゲーションにより、薬学的特性が優れ、抗ウイルス力が大幅に改善された抗体が得られる。
1.HIV MAB D5のコレステロール誘導体
図1はmAb D5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Luftig, M. A., et al., 2006; Structural basis for HIV-1neutralization by a gp41 fusion intermediate-directed antibody. Nat Struct MolBiol 13:740-7)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
図1はmAb D5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Luftig, M. A., et al., 2006; Structural basis for HIV-1neutralization by a gp41 fusion intermediate-directed antibody. Nat Struct MolBiol 13:740-7)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
2.HIV MAB 2F5のコレステロール誘導体
図2はmAb 2F5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデルに従って(Ofek, G., et al., 2010; Relationship between Antibody 2F5Neutralization of HIV-1 and Hydrophobicity of Its Heavy Chain ThirdComplementarity-Determining Region. J Virol 84:2955-2962、及びOfek, G., et al., 2004; Structure and mechanistic analysis of theanti-human immunodeficiency virus type 1 antibody 2F5 in complex with its gp41 epitope.J Virol 78:10724-37に従って)ウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
図2はmAb 2F5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデルに従って(Ofek, G., et al., 2010; Relationship between Antibody 2F5Neutralization of HIV-1 and Hydrophobicity of Its Heavy Chain ThirdComplementarity-Determining Region. J Virol 84:2955-2962、及びOfek, G., et al., 2004; Structure and mechanistic analysis of theanti-human immunodeficiency virus type 1 antibody 2F5 in complex with its gp41 epitope.J Virol 78:10724-37に従って)ウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
3.HIV MAB 4E10のコレステロール誘導体
図3はmAb 4F10とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びSer22の位置を示す(Thr20及びSer22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Cardoso, R. M. F., et al., 2005; Broadly Neutralizing Anti-HIVAntibody 4E10 Recognizes a Helical Conformation of a Highly ConservedFusion-Associated Motif in gp41. Immunity 22:163-173)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
図3はmAb 4F10とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びSer22の位置を示す(Thr20及びSer22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Cardoso, R. M. F., et al., 2005; Broadly Neutralizing Anti-HIVAntibody 4E10 Recognizes a Helical Conformation of a Highly ConservedFusion-Associated Motif in gp41. Immunity 22:163-173)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
4.HIV MAB VRC01のコレステロール誘導体
図4はmAb VRC01とgp120との複合体の結晶構造における軽鎖のIle20及びSer22の位置を示す(Ile20及びSer22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Zhu, T., et al., 2010; Structural Basis for Broad and PotentNeutralization of HIV-1 by Antibody VRC01. Science July 2010, DOI:10.1126/science.1192819)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
図4はmAb VRC01とgp120との複合体の結晶構造における軽鎖のIle20及びSer22の位置を示す(Ile20及びSer22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Zhu, T., et al., 2010; Structural Basis for Broad and PotentNeutralization of HIV-1 by Antibody VRC01. Science July 2010, DOI:10.1126/science.1192819)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
5.インフルエンザMAB CR6261のコレステロール誘導体
図5はmAb CR6261とインフルエンザ血球凝集素との複合体の結晶構造における軽鎖のThr19及びSer21の位置を示す3(Thr19及びSer21は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Ekiert, D. C., et al., 2009; Antibody recognition of a highlyconserved influenza virus epitope, Science, 324:246-51)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
図5はmAb CR6261とインフルエンザ血球凝集素との複合体の結晶構造における軽鎖のThr19及びSer21の位置を示す3(Thr19及びSer21は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデル(Ekiert, D. C., et al., 2009; Antibody recognition of a highlyconserved influenza virus epitope, Science, 324:246-51)に従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
6.リツキシマブのコレステロール誘導体
図6は、Du, J. et al., 2007; Structural basis forrecognition of CD20 by therapeutic antibody Rituximab, J. Biol. Chem.,282:15073-15080で報告されるように、CD20の細胞外ドメインでのリツキシマブFabとそのエピトープに対応するペプチドとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びSer22の位置を示す。複合体は、現在認められているモデルに従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
図6は、Du, J. et al., 2007; Structural basis forrecognition of CD20 by therapeutic antibody Rituximab, J. Biol. Chem.,282:15073-15080で報告されるように、CD20の細胞外ドメインでのリツキシマブFabとそのエピトープに対応するペプチドとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びSer22の位置を示す。複合体は、現在認められているモデルに従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
7.トラスツズマブのコレステロール誘導体
図7は、Cho H.-S. et al., 2004; Structure of the extracellularregion of HER2 alone and in complex with the Herceptin Fab, Nature, 421:756-60で報告されるように、トラスツズマブFabとHER2の細胞外ドメインの膜近傍領域との複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
図7は、Cho H.-S. et al., 2004; Structure of the extracellularregion of HER2 alone and in complex with the Herceptin Fab, Nature, 421:756-60で報告されるように、トラスツズマブFabとHER2の細胞外ドメインの膜近傍領域との複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
8.セツキシマブのコレステロール誘導体
図8は、Li, S. et al., 2005; Structural basis forinhibition of the Epidermal Growth Factor receptor by cetuximab, Cancer Cell,7:301-311で報告されるように、セツキシマブFabとEGFRの細胞外ドメインとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す。トラスツズマブ−HER2複合体の構造(図7)との比較によって、異なる長さのリンカーに対する要求が示される。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
図8は、Li, S. et al., 2005; Structural basis forinhibition of the Epidermal Growth Factor receptor by cetuximab, Cancer Cell,7:301-311で報告されるように、セツキシマブFabとEGFRの細胞外ドメインとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す。トラスツズマブ−HER2複合体の構造(図7)との比較によって、異なる長さのリンカーに対する要求が示される。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
実施例10.HIV mAb D5のコレステロール誘導体
図1はmAb D5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデルに従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
図1はmAb D5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデルに従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜150Åの範囲に選択することによって達成される。
ウイルス膜に近いgp41の膜近位外部領域(MPER)と結合する2F5及び4E10のmAbとは異なり、mAb D5はgp41のHR1ドメインにおける疎水性ポケットと結合し、そのため標的細胞膜により近付くことになる。
図9は、MAB D5のFabドメインにおけるシステインアミノ酸の好ましい最適化された場所を示す。システインアミノ酸は本発明による脂質又は脂質を含むリンカーとの共有結合的な連結に対して理想的な位置付けをしている。(*)は導入されたシステインアミノ酸を示している。
実施例11.HIV mAb 2F5のコレステロール誘導体
図2はmAb 2F5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Ofek, G., et al., 2004; Structure and mechanistic analysis of theanti-human immunodeficiency virus type 1 antibody 2F5 in complex with its gp41 epitope,J Virol, 78:10724-37を参照されたい)(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデルに従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
図2はmAb 2F5とそのペプチドエピトープとの複合体の結晶構造における軽鎖のThr20及びThr22の位置を示す(Ofek, G., et al., 2004; Structure and mechanistic analysis of theanti-human immunodeficiency virus type 1 antibody 2F5 in complex with its gp41 epitope,J Virol, 78:10724-37を参照されたい)(Thr20及びThr22は球体として表す)。複合体は、現在認められているモデルに従ってウイルス膜に対して配向され、どのようにして抗原結合を損なうことなく、コレステロール基を膜と結合させることができるかを明らかにしている。最適な抗ウイルス活性は、システインとコレステロールとの間のリンカーの長さを50Å〜100Åの範囲に選択することによって達成される。
コレステロールが天然の2F5 CDR3ループの膜ラフト結合活性を変える(substitute)という概念を調べるために、ペプチドエピトープに対する結合効率をそのままに維持するが、抗ウイルス活性を完全に排除する、ループでの2つの突然変異(Leu100ASer及びPhe100BSer)も、Ofek et al., J. Virol. 84 (2010) 2955-2962に記載のように導入する。
図10は、mAb 2F5のFabドメインにおけるシステインアミノ酸の好ましい最適化された場所を示す。システインアミノ酸は本発明による脂質又は脂質を含むリンカーとの共有結合的な連結に対して理想的な位置付けをしている。抗ウイルス活性のないFab 2F5の二重突然変異体も示している。(*)は導入されたシステインアミノ酸を示している。
実施例12.抗体の抗ウイルス活性
抗体の抗ウイルス活性を、HIVに関しては、Miller et al., Proc. Natl.Acad. Sci. U.S.A. 102 (2005) 14759-14764、及びIngallinellaet al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (2009) 5801-5806に記載のように、及びインフルエンザウイルスに関してはThrosby et al., PLoS ONE 3 (2008) e3942に記載のように評価した。
抗体の抗ウイルス活性を、HIVに関しては、Miller et al., Proc. Natl.Acad. Sci. U.S.A. 102 (2005) 14759-14764、及びIngallinellaet al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (2009) 5801-5806に記載のように、及びインフルエンザウイルスに関してはThrosby et al., PLoS ONE 3 (2008) e3942に記載のように評価した。
実施例13.コレステロールと抗ErbB2 mAbトラスツズマブとのコンジュゲーション
抗ErbB2 mAbトラスツズマブ(ハーセプチン(商標))の重鎖及び軽鎖をコードする発現プラスミドを生成した。20位でのThrのCysへの置換を特徴とする、抗ErbB2 mAbトラスツズマブ(トラスツズマブC20、ハーセプチンC20)の突然変異型軽鎖をコードする発現プラスミドも生成した。野生型mAb及びT20→CトラスツズマブC20突然変異型mAbを、リポフェクタミン(Invitrogen)を用いたHEK−293 EBNA細胞への重鎖及び軽鎖の発現プラスミドの一時的な同時トランスフェクションにより作製し、全ヒトIgGをHi−Trapタンパク質Aカラム(Amersham Biosciences)を用いて培養培地から精製した。
抗ErbB2 mAbトラスツズマブ(ハーセプチン(商標))の重鎖及び軽鎖をコードする発現プラスミドを生成した。20位でのThrのCysへの置換を特徴とする、抗ErbB2 mAbトラスツズマブ(トラスツズマブC20、ハーセプチンC20)の突然変異型軽鎖をコードする発現プラスミドも生成した。野生型mAb及びT20→CトラスツズマブC20突然変異型mAbを、リポフェクタミン(Invitrogen)を用いたHEK−293 EBNA細胞への重鎖及び軽鎖の発現プラスミドの一時的な同時トランスフェクションにより作製し、全ヒトIgGをHi−Trapタンパク質Aカラム(Amersham Biosciences)を用いて培養培地から精製した。
8mg(1.15ml)のトラスツズマブC20 mAb(7mg/mlすなわち45μM)を、200倍過剰(9mM)のL−システイン(TE(pH8.0)中、90mMのL−システインストック128μl)と、N2雰囲気中、37℃で4時間インキュベートし、その後TE(pH8.0)にバッファーを交換した。6mgの濃度を低減させた(reduced)トラスツズマブC20(3.15mg/mlすなわち20μM)を10倍過剰のコレステロール−PEPG12−マレイミド(以下の構造を参照されたい)(TE(pH8.0)に溶解して最終的には200μM)と、室温で45分間インキュベートし、その後PBSにバッファーを交換した。
コレステロール部分とmAbとのコンジュゲーションを、液体クロマトグラフィ−質量分析(LC−MS)により確認した。分析の前に、mAbを6Mの塩酸グアニジン、0.1Mの塩化TRISバッファー(pH8.4)中で5mMのDTT又は1% β−メルカプトエタノール(90分、37℃)で還元し、12.5mMのヨードアセトアミド又は5mMの4−ビニルピリジンでアルキル化した(90分、室温、暗所で)。それから、2.5μg〜5μgの還元及びアルキル化されたmAbをC8 RPカラム(ACE 2.1×50mm、300Å、5μm)上に注入し、5%メタノール、0.08%ギ酸及び0.02% TFAを含有するH2O中でアセトニトリルを勾配させて溶出を行った。サンプルをQ−ToF MSハイブリッド系に直接溶出し、分析を行った。
図21は、コレステロール−PEPG12−マレイミドとの反応後のトラスツズマブC20 mAbの軽鎖の再構成MSスペクトルを示す図である。質量=23436及び質量=24589の2つのピークは、還元及びアルキル化後の非コンジュゲート軽鎖及びコンジュゲート軽鎖にそれぞれ対応する(質量の差異の算出値:1151.5、実測値:1153)。図21に示される結果によって、トラスツズマブC20 mAbの50%超がコレステロールによって誘導体化されたことが確認された。
実施例14.コレステロールとコンジュゲートした抗ErbB2 mAbトラスツズマブと、生存細胞上に提示される標的抗原との結合
非酵素的な解離溶液(Sigma)中で回収された、ErbB2陽性SKBR3細胞(ATCC HTB−30)及びErbB2陰性A431対照細胞(ATCC CRL−1555)を洗浄し、U底マイクロタイター(正:microtiter)プレート(1つのウェル当たり2×105細胞)に移した。3%ウシ血清アルブミン(BSA)を含有するPBSによるブロッキングの後、細胞をELISAバッファー(PBS/3%BSA)中で実施例13に記載の100nMの精製抗体とインキュベートし、室温で2時間結合させた。遠心分離及び上清の除去の後、沈殿した細胞を200μlのPBSで2回洗浄し、100μlのELISAバッファー中で再懸濁して、実施例13のトラスツズマブC20(ハーセプチンC20)抗体及びトラスツズマブC20−CHOL(PEG12−コレステロール部分を含有するハーセプチンC20−CHOL)抗体の検出のためにペルオキシダーゼとコンジュゲートした抗ヒトIgG(Fc特異的)抗体(Sigma)とインキュベートした。1時間後、プレートを遠心分離し、PBSで洗浄して、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)(Sigma)と反応させた。結合の値を450nmでの吸光度から決定し、少なくとも3つの決定値の平均として報告した(標準偏差 5%未満)。
非酵素的な解離溶液(Sigma)中で回収された、ErbB2陽性SKBR3細胞(ATCC HTB−30)及びErbB2陰性A431対照細胞(ATCC CRL−1555)を洗浄し、U底マイクロタイター(正:microtiter)プレート(1つのウェル当たり2×105細胞)に移した。3%ウシ血清アルブミン(BSA)を含有するPBSによるブロッキングの後、細胞をELISAバッファー(PBS/3%BSA)中で実施例13に記載の100nMの精製抗体とインキュベートし、室温で2時間結合させた。遠心分離及び上清の除去の後、沈殿した細胞を200μlのPBSで2回洗浄し、100μlのELISAバッファー中で再懸濁して、実施例13のトラスツズマブC20(ハーセプチンC20)抗体及びトラスツズマブC20−CHOL(PEG12−コレステロール部分を含有するハーセプチンC20−CHOL)抗体の検出のためにペルオキシダーゼとコンジュゲートした抗ヒトIgG(Fc特異的)抗体(Sigma)とインキュベートした。1時間後、プレートを遠心分離し、PBSで洗浄して、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)(Sigma)と反応させた。結合の値を450nmでの吸光度から決定し、少なくとも3つの決定値の平均として報告した(標準偏差 5%未満)。
図21に報告される結果によって、コンジュゲートしていない抗体に対してのトラスツズマブC20−CHOL(ハーセプチンC20−CHOL)の結合効率の増大が示される。ErbB2陰性A431対照細胞では結合は観察されなかった。
Claims (18)
- 抗体又はその断片であって、該抗体又は該その断片が、任意でリンカーを介して脂質と共有結合的に連結し、該脂質又は前記リンカーが、前記抗体又はその断片のVL、VH、CL、CH1、CH2及びCH3からなる群から選択される抗体ドメインのアミノ酸と共有結合的に連結する、抗体又はその断片。
- 抗体又はその断片が、
(i)細胞に内在化し、
(ii)細胞の脂質膜と結合し、及び/又は
(iii)エンベロープウイルスの脂質膜と結合することが可能である、
請求項1に記載の抗体又はその断片。 - 抗体が、HIV gp41、HIV gp120、インフルエンザ血球凝集素、パラミクソウイルスのタンパク質F、フィロウイルスのタンパク質GP2、フラビウイルスのタンパク質E、コロナウイルスのタンパク質S、及びアレナウイルスのタンパク質G2からなる群から選択されるポリペプチドと結合する、請求項1又は2に記載の抗体又はその断片。
- 抗体が、原形質膜に関連するポリペプチドと結合し、レトロウイルス、インフルエンザウイルス、パラミクソウイルス、フィロウイルス、フラビウイルス、コロナウイルス及びアレナウイルスからなる群から選択されるウイルスの結合及び侵入を媒介する、請求項1又は2に記載の抗体又はその断片。
- 抗体が原形質膜関連(正:associated)がん抗原と結合する、請求項1又は2に記載の抗体又はその断片。
- アミノ酸が、
(1)前記抗体若しくはその断片のVLドメインのCDR−1領域のN末端に、
(2)前記抗体若しくはその断片のVHドメインのCDR−1領域のN末端に、
(3)前記抗体若しくはその断片のVLドメインのCDR−3領域内に、又は
(4)前記抗体若しくはその断片のVHドメインのCDR−3領域内に、
位置する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。 - アミノ酸が、
(1)前記抗体若しくはその断片のVLドメインの20位若しくは22位に、
(2)前記抗体若しくはその断片のVLドメインの19位若しくは21位に、
(3)前記抗体若しくはその断片のVHドメインの7位若しくは25位に、
(4)前記抗体若しくはその断片のCLドメインの197位に、
(5)前記抗体若しくはその断片のCH1ドメインの125位に、
(6)前記抗体若しくはその断片のCH2ドメインの248位若しくは326位に、又は
(7)前記抗体若しくはその断片のCH3ドメインの415位若しくは442位に、
位置する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。 - 脂質が、コレステロール、スフィンゴ脂質、糖脂質、グリセロリン脂質、及びそれらの誘導体又は薬学的に許容可能な塩からなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- 前記脂質がリンカーを介して前記抗体又は前記断片と共有結合的に連結し、前記リンカー、又は非切断型リンカーが0.4nm〜15nmの長さを有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- リンカー又は脂質が、アミド結合、エステル結合、チオエーテル結合、チオエステル結合、アルデヒド結合、及びオキシム結合からなる群から選択される結合を介して該抗体又はその断片と共有結合的に連結する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- リンカー又は脂質が前記抗体又はその断片のシステインと共有結合的に連結する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- リンカーが、Y、−(CH2)n−、−(CH2CH2X)n−、−(CH2CH2CH2X)n−、−Y−(CH2CH2X)n−、−Y−(CH2CH2CH2X)n−、−Y−(CH2CH2X)n−Z、−Y−(CH2CH2CH2X)n−Z、−Y−(CH2CH2X)n−CH2−Z、−Y−(CH2CH2CH2X)n−CH2−Z、−Y−(CH2CH2X)n−CH2−CH2−Z、−Y−(CH2CH2CH2X)n−CH2−CH2−Z、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)、ポリヌクレオチド、アミノ酸、ポリペプチド、糖質、及びそれらの組合せからなる群から選択される部分を含むか、又はそれらからなり、ここではXは−O−又は−NH−であり、Yは−NH−、−NH−(C=O)−、−(C=O)−NH−、−CH2−(C=O)−NH−又は−CH2−であり、Zは−NH−(C=O)−、−(C=O)−であり、nは0〜40の整数である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- 脂質がコレステロール又はその誘導体であり、該脂質が直接又は該リンカーを介して該コレステロール又はその誘導体の3位にある酸素部分を通して該抗体又はその断片に付着する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- 脂質がコレステロールであり、該コレステロール及び該リンカー部分の構造が式(V)〜式(XIV)に示されるようなものである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の抗体又はその断片:
Rは該リンカーとの、又は該抗体若しくはその断片、若しくはそのアミノ酸の硫黄部分との結合を示し、
nは0〜40の整数であり、
jは0〜40から選択される整数である)。 - 抗体が、MAB F10、MAB CR6261、MAB D5、MAB 2F5、MAB 4E10、MAB VRC01、MAB VRC02、パリビズマブ、モタビズマブ、リツキシマブ、トラスツズマブ、ベバシズマブ、アダリムマブ、セツキシマブ、ラニビズマブ、インフリキシマブからなる群から選択されるモノクローナル抗体から選択され、前記モノクローナル抗体が任意に、1つ又は2つの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- 前記抗体又はその断片の重鎖のCDR3ドメインが以下の配列を含むか又はそれからなる、請求項1〜5及び8〜13のいずれか一項に記載の抗体又はその断片:
RRGPTTXXXXXXARGPVNAMDV(配列番号46)又は
EGTTGXXXXXXPIGAFAH(配列番号47)
(ここでXは任意のアミノ酸とすることができ、該脂質はXとして示されるアミノ酸の1つと共有結合的に結合し、
配列番号46又は配列番号47による前記配列は任意に、1つの単一アミノ酸置換、欠失、修飾及び/又は挿入を含む)。 - がん、高血糖症及び糖尿病を含むがそれらに限定されない代謝性疾患、肥満症、高血圧症、高コレステロール血症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病、並びにウイルス、細菌及び真菌により引き起こされる疾患を含むがそれらに限定されない感染病からなる群から選択される疾患の治療又は予防に使用される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の抗体又はその断片。
- ウイルスによって引き起こされる該疾患が、HIV、インフルエンザウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、ライノウイルス、ヘルペスウイルス、単純ヘルペスウイルス、西ナイルウイルス、デングウイルス、SARS−CoV、水痘帯状疱疹ウイルス、仮性狂犬病ウイルス、水疱性口内炎ウイルス、ボルナ病ウイルス、ニューキャッスル病ウイルス、ワクシニアウイルス、ロタウイルス、センダイウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ヒトパラインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ヘンドラウイルス、ニパーウイルス、エボラウイルス、マールブルグウイルス、フニンウイルス、マチュポウイルス、グアナリトウイルス、ラッサウイルスからなる群から選択されるウイルスによって引き起こされる、請求項17に記載の抗体又はその断片。
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