JP2014003986A - Gpnmbに対する抗体およびその使用 - Google Patents

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Abstract

【課題】GPNMBに特異的に結合する完全ヒトモノクローナル抗体およびその使用を提供すること。
【解決手段】重鎖および軽鎖免疫グロブリン分子、特にフレームワーク領域および/または相補性決定領域(CDR)に及ぶ連続する重鎖および軽鎖配列に対応する配列を含むアミノ酸配列およびそれらをコードする塩基配列が提供される。また、本発明は抗GPNMB抗体を含む免疫複結合体およびそのような免疫結合体を使用する方法を提供する。さらに、本発明は抗GPNMB抗体成分と抗CD3成分とを含む二重特異性抗体およびそのような二重特異性抗体を使用する方法を提供する。
【選択図】図1

Description

(発明の分野)
本発明は、GPNMBに対する特異性を有する抗体、およびそのような抗体の使用に関する。特に、本発明はGPNMBに特異的に結合する完全ヒトモノクローナル抗体およびその使用を提供する。重鎖および軽鎖免疫グロブリン分子、特にフレームワーク領域および/または相補性決定領域(CDR)に及ぶ連続した重鎖および軽鎖配列に対応する配列を含むアミノ酸配列およびそれをコードする塩基配列が提供される。また、本発明は抗GPNMB抗体を含む免疫結合体およびそのような免疫結合体を使用する方法を提供する。さらに、本発明は抗GPNMB抗体成分と抗CD3成分とを含む二重特異性抗体およびそのような二重特異性抗体を使用する方法を提供する。
(発明の背景)
GPNMB
「nmb」(アクセッション番号X76534 EMBL)と呼ばれる推定膜貫通糖タンパク質(以下、GPNMBと称する)が同定され、高悪性度の黒色腫細胞系に比較して低転移性のヒト黒色腫癌細胞系と異種移植片において異なる形で発現すると非特許文献1に記載されている。GPNMBはpMel17黒色腫に特異的なタンパク質の前駆体と、33%の同一性を共有する(Kwon et al., 1991, PNAS 88:9228−9232)。GPNMBは樹状細胞結合型膜貫通タンパク質であるDC−HILに対して71%相同である(Shikano et al., 2001 Biol.
Chem. 276:8125−8134)。GPNMBは、造血成長因子によって誘導されるニューロキニン−1タンパク質HGFIN(Bandari et al, Reg. Peptides 111:169−178)または骨関連遺伝子オステオアクチビン(Owen et al. Crit Rev Eukaryot Gene Expr 2003, 13(2−4):205−220)としても知られている。
nmbは高転移性nmb陰性黒色腫細胞系の転移能を低減できることも報告された(非特許文献1)。GPNMBは、公開データベース検索と発現プロファイリング後に、神経膠芽腫の候補腫瘍マーカーとみなされた(非特許文献2)。この遺伝子は、肺腫瘍で過剰発現することがわかり(特許文献1)、ならびに乳癌、直腸癌および大腸癌で過剰発現することがわかった(特許文献2)。さらに、NCBI SAGEデータは、胃癌と膵臓癌におけるこの遺伝子の過剰発現を示している。マウス相同分子種は、結節性硬化症結合症候群のTSC2ノックアウトモデルに由来する神経幹細胞系NSCで高度に上方制御されることが示された(特許文献3)。
抗体
免疫グロブリンとしても知られる抗体は、典型的には、2本の軽(L)鎖(約25kDa)と2本の重(H)鎖(約50〜70kDa)からなる四量体グリコシル化タンパク質である。各鎖のアミノ末端部分は、主に抗原認識に関与する約100〜110以上のアミノ酸からなる可変領域を含む。LおよびH鎖のカルボキシ末端部分はそれぞれエフェクター機能に主に関与する1つおよび3つまたは4つの定常領域を有する。カッパとラムダとに分類される2種類のヒトL鎖が存在する。H鎖は、抗体のアイソタイプをそれぞれIgM、IgD、IgG、IgAおよびIgEと定義する定常領域アミノ酸配列に基づくミュー、デルタ、ガンマ、アルファまたはエプシロンとして分類される。さらに、アイソタイプは例えばIgG、IgG、IgG、IgGのサブクラスに分割してよい。
免疫グロブリンはBリンパ球によりインビトロで自然に作られうる。B細胞の各クローンは、独自の予定抗原結合構造を有する抗原レセプターを有する抗体を産生する。約10の可能性のある抗原レセプターのレパートリーが抗原刺激前にインビボで存在する。この多様性は、体細胞組換え、すなわち、異なる抗原遺伝子断片の結合により作られる。免疫グロブリンH鎖、カッパL鎖およびラムダL鎖は3つの別々の遺伝子座によりコードされ、各遺伝子座は、可変(V)領域、定常(C)領域および結合(J)領域をコードする少なくとも3種類の遺伝子断片の複数のコピーを有し、重鎖遺伝子は多様性(D)領域も含む。利用可能な多様な遺伝子断片(45重鎖V;35カッパV;23重鎖D;6重鎖J;5カッパJ)の中からの特定のV、CおよびJ領域(および重鎖についてのD)の選択は、B細胞中に示される生殖細胞系配列のおよそ1011の可能な特異性を生む。V、CおよびJ領域の結合は結合点で残基の損失または付加をもたらしうる。ヒト抗体のLおよびH鎖V領域は、相補性決定領域(CDR)としても知られる3種類の高頻度可変領域の骨格を形成する比較的保存されたフレームワーク領域(FR)からなる。重鎖または軽鎖のいずれかのアミノ末端から、V領域は、FR1−CDR1−FR2−CDR2−FR3の順番でFR領域とCDR領域から構成される。D(重鎖のみ)およびJ領域とのV領域の結合はCDR3−FR4を付加する。CDRは一般的に抗原結合に関与する。
疾患を根絶し、かつ正常な組織を提供する目的で、モノクローナル抗体の特異性はそれら抗体をインビボで癌を標的とさせる魅力的な物質としている。当初、マウスモノクローナル抗体を利用したこのアプローチは、免疫原性等の潜在的な効能の限界、非効率的なエフェクター機能および短いインビボ半減期に遭遇してきた。ヒト抗体の定常領域に組み合わされたマウスモノクローナル抗体の可変領域に結合する抗原を利用しようとしたキメラ抗体(Boulianne, et al 1984 Nature 312:643−646; Morrison et al, 1984 PNAS USA 81:6851−6855);ヒト免疫グロブリンに対するマウス抗体に由来する相補性決定領域(CDR)に結合する抗原をグラフトしたヒト化抗体(Jones, et al, 1986 Nature 321: 522−525; Riechmann, et al, 1988 Nature 332:323−327; Verhoeyen, et
al, 1988 Science 239:1534−1536; Vauglum, et al, 1998 Nature Biotechnol. 16:535−539);および抗体の単鎖scFvsまたはFab断片のファージディスプレイライブラリー(de Haard, et al, 1999 J Biol. Chem. 274: 18218−18230; Knappik, et al, 2000 J. Mol. Biol. 296:57−86; Sheets, et al, 1998 PNAS USA 95:6157−6162; Vaughan, et al, 1994 Nature Biotechnol 14:309−314, 1996; Griffiths et al EMBO J. 13:3245−3260)に対する技術が開発された。さらに、完全ヒトモノクローナル抗体の免疫化と産生に関して、ヒト免疫グロブリン遺伝子と非機能性内在性遺伝子を有するトランスジェニック動物が開発された(Fislrwild, et al, 1996 Nature Biotechnol 14:845−851; Mendez, et al, 1997
Nature Genet. 15:146−156; Nicholson, et
al, 1999 J. Immunol 163, 6898−6906)。
一本鎖抗体:一本鎖Fv抗体(scFvs)が1980年代末に最初に記載された(Bird et al., Science 242:423−426(1988); Huston et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85:5879−5883(1988))。典型的には長さが5〜27アミノ酸残基の範囲のポリペプチドリンカーを用いて、可変軽鎖領域のC末端(V)を可変重鎖領域のN末端(V)に結合させる。もしくは、リンカーはVのC末端をVのN末端に結合させる。両形式(V−VおよびV−V)が文献においてうまく使用されてきた。文献で使用された最も一般的なリンカーは(GlySer)の15アミノ酸のリンカーであるが、205Cと呼ばれる25アミノ酸のリンカー等、利用された他の幾つかのリンカーが存在する(Pantoliano et al., Biochemistry
30:10117−10125(1991))。一本鎖抗体が専門病院で現在利用されている:最も進んだものの1つがh5G1.1またはパキセリズマブである。このscFvはヒトC5補体に対して特異的であり、心肺バイパス手術を受けた心臓病患者の臨床試験に使用されている(Shernan et al., Ann. Thorac Surg. 77:942−949(2004))。
二重特異性抗体(bi−Abs):かなりの進展がなされたmAb研究の一領域は二重特異性抗体(biAbs)の開発にある。二重特異性を有する治療抗体分子の開発には明確な利点が存在する。例えば、biAbsは望まれない細胞に対するCTL等の免疫エフェクター細胞を標的とするメディエーターとして働くことができる(Baeuerle et al., Curr. Opin. Mol. Ther. 5:413−419(2003))。別の例において、FcガンマレセプターCD16、CD64およびCD89に対して化学的に結合する二重特異性抗体は、従来のIgG抗体よりもインビトロでさらに顕著に効果的であった(Peipp and Valerius, Biochem. Soc. Trans.30:507−511(2002))。実行可能な治療学としてbiAbsを開発する課題の1つは、臨床的応用のために十分に大量の安定部分の産生にある。別の課題は、有効標的と、治療薬を導く基礎生物学との適切な組合せを決定することにある。biAbsで経験された困難性についての最近の概説については、(Kontermann, Acta Pharmacol Sin 26:1−9 (2005); Peipp and Valerius, Soc. Trans.30:507−511(2002))を参照されたい。
二重特異性一本鎖抗体(bi−scFv):注目すべき種類の作りうるbiAbは二重特異性一本鎖抗体またはbi−scFvである。bi−scFvの産生に関する概説については、(Kipriyanov and Le Gall, Curr Opin Drug Discov Devel 7:233−242(2004))を参照されたい。典型的には、bi−scFvは、2つの異なる抗体に由来する4つの可変領域、2つの重鎖(V)および2つの軽鎖(V)からなる。4つの前記領域は、長さが5〜27アミノ酸の範囲にある3つの短いリンカーにより互いに結合している。この種の抗体の生物学的活性は分子の構築に関する幾つかの特徴に依存する。例えば、抗体のV領域間のリンカー配列と、(2つの抗体の)4つの抗体V領域自体の順序とを変更でき、ならびに使用される発現系を変更できる;これらのすべてが多様な得られる産物の可溶性と生物学的活性に大きく影響を与えうる(Kipriyanov et al., J. Mol. Biol. 330:99−111(2003); Le Gall et al, Protein Eng. Des. Sel. 17:357−366 (2004);
Pavlinkova et al., Clin Cancer Res. 5:2613−1619(1999))。
細胞傷害性Tリンパ球:正常な環境下では、CD3/T細胞レセプター(CD3/TCR)結合体が特定のAgペプチドを伴う関連MHCに結合するときに、T細胞が活性化される。CD3/TCRのMHCとの結合は、病原体または腫瘍に対する免疫応答を誘発するために必要な細胞内シグナルをもたらす。T細胞活性化を引き起こす同様のシグナルは、CD3/TCR結合体の一定の構造に結合することのできる抗体によっても達成されうる。文献には、TCR/CD3結合体と腫瘍関連抗原(TAA)との両方を認識するbiAbsが、標的細胞の存在下にCTLの活性化プログラムを誘発できることが示されている(Chapoval et al., J. Immunol 155:1296−1303(1995))。
組換え技術は、インビボ効能を高めることを目的に抗体分子のさらなる向上を可能とするために利用されている。そのような技術は、例えば、分子サイズ、親和性、薬物動態、毒性、特異性、結合価、エフェクター機能、直接または間接のアーミング、併用療法および多様なプロドラッグ手法の最適化を提供する。
GPNMBを発現する病態のインビボ標的化に適する抗体を有し、治療効力を可能とすることが望ましいであろう。
米国特許出願公開第20030064947号明細書 米国特許出願公開第2003100720号明細書 国際公開第2003/080856号パンフレット
Wetermanら、Int J Cancer(1995)60:73−81 Logingら,Genome Research(2000)10:1393−1402
(発明の要旨)
本発明は、GPNMBに特異的に結合するヒトモノクローナル抗体、ならびにそのような抗体の改変体、誘導体および抗原結合断片を提供する。
本発明は、GPNMBに対する特異性を提供するヒト抗体遺伝子断片の好ましい体細胞組換え、およびこれらの遺伝子断片を起源とする遺伝子操作された抗GPNMB抗体改変体および誘導体を提供する。さらに、本発明は、GPNMBに対して結合特異性を有する多重親和性成熟ヒト抗体を提供する。
一実施態様において、本発明は、GPNMBに結合する抗体またはその結合断片において、該抗体またはその結合断片がGPNMB誘導性活性を中和し、かつ該抗体またはその結合断片が、Mab1.2.1、Mab1.10.1およびMab2.22.1からなる群から選択された完全ヒト抗GPNMB抗体、または抗完全ヒト抗GPNMB抗体であるMab1.2.1、Mab1.10.1またはMab2.22.1と同じ抗原結合ビン中の抗体に交差反応することを特徴とする抗体またはその結合断片を提供する。
別の実施態様において、本発明は、GPNMBに結合する抗体またはその結合断片において、該抗体またはその結合断片がGPNMB誘導性活性を中和し、かつ該抗体またはその結合断片が、Mab2.3.1およびMab1.15.1からなる群から選択された完全ヒト抗GPNMB抗体、または完全ヒト抗GPNMB抗体であるMab2.3.1またはMab1.15.1と同じ抗原結合ビン中の抗体に交差反応することを特徴とする抗体またはその結合断片を提供する。
さらに別の実施態様において、本発明は、GPNMBに結合する抗体またはその結合断片において、該抗体またはその結合断片がGPNMB誘導性活性を中和し、かつ該抗体またはその結合断片が、完全ヒト抗GPNMB抗体Mab2.10.1、または完全ヒト抗GPNMB抗体Mab2.10.1と同じ抗原結合ビン中の抗体に交差反応することを特徴とする抗体またはその結合断片を提供する。
一実施態様において、本発明は、GPNMBを過剰発現する細胞に対して細胞傷害効果を有する裸のIgG1抗GPNMB抗体を提供する。特定の実施態様において、本発明は、裸のIgG1抗GPNMB抗体および免疫調節物質(例えば、インターフェロンおよびサイトカインが挙げられるが、これらに限定されない)を含有する組成物を、それを必要とする患者に投与することを含む、GPNMBの過剰発現に関連した疾患の治療または予防方法を提供する。
別の実施態様において、本発明は、抗GPNMB抗体またはその断片および細胞毒性薬を含有する免疫結合体を提供する。特定の実施態様において、細胞毒性薬はオーリスタチンE(ドラスタチン−10)またはその誘導体である。そのような免疫結合体の使用方法も提供される。
一実施態様において、本発明は、標的腫瘍細胞のT細胞による細胞障害死滅を可能とする、抗GPNMB成分と抗CD3抗体成分を含有する二重特異性抗体を提供する。別の実施態様において、本発明は、細胞毒性薬に結合体化させた一本鎖Fv抗体を提供する。特定の実施態様において、細胞毒性薬はオーリスタチンE(ドラスタチン−10)またはその誘導体である。そのような二重特異性抗体および結合体化一本鎖Fv抗体の使用方法も提供される。
本発明の抗GPNMBヒトモノクローナル抗体のアミノ酸配列およびそれらをコードする核酸配列が提供される。
ヒト抗GPNMB抗体を含有する治療組成物等、該抗体を含有する組成物および使用方法が提供される。特に、抗GPNMB抗体を含有する治療用免疫結合体およびGPNMBを発現する癌および他のGPNMB関連疾患を治療する細胞毒性薬または細胞分裂阻害剤が提供される。投与計画も提供される。
本開示のさらなる態様が一部は下記の説明に示され、一部は説明から明らかとなり、また本発明を実施することによって理解されるだろう。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
GPNMBに特異的に結合する、単離されたヒト抗体。
(項目2)
前記抗体がモノクローナル抗体である、項目1記載の抗体。
(項目3)
前記抗体が、10−1よりも高い親和定数でGPNMBに特異的に結合する、項目1記載の抗体。
(項目4)
VH1−2、VH2−5、VH3−11、VH3−21、VH3−30、VH3−33、VH4−31、VH4−59およびVH5−51からなる群から選択される領域を含む、項目1記載の抗体。
(項目5)
さらに、A2、A3、A20、A27、A30、L2およびO1からなる群から選択される領域を含む、項目4記載の抗体。
(項目6)
VH1−2、VH2−5、VH3−11、VH3−21、VH3−30、VH3−33、VH4−31、VH4−59およびVH5−51からなる群から選択される領域に由来する領域を含む、項目1記載の抗体。
(項目7)
さらに、A2、A3、A20、A27、A30、L2およびO1からなる群から選択される領域に由来する領域を含む、項目6記載の抗体。
(項目8)
配列番号2、20、38、56、74、92、110、128、146、164、182、200、218、236、253、256、260、265、270、274、277、281および285からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、項目1記載の抗体。
(項目9)
さらに、配列番号11、29、47、65、83、101、119、137、155、173、191、209、227および245からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、項目8記載の抗体。
(項目10)
配列番号4、6、8、13、15、17、22、24、26、31、33、35、40、42、44、49、51、53、58、60、62、67、69、71、76、78、80、85、87、89、94、96、98、103、105、107、112、114、116、121、123、125、130、132、134、139、141、143、148、150、152、157、159、161、166、168、170、175、177、179、184、186、188、193、195、197、202、204、206、211、213、215、220、222、224、229、231、233、238、240、242、247、249、251、254、257、261、266、271、278、282、286、255、258、262、267、272、275、279、283、287、259、263、264、268、269、273、276、280、284および288からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むCDRを含む、項目1記載の抗体。
(項目11)
抗体が、Mab1.10.2、Mab1.15.1、Mab1.2.2、Mabl.7.1、Mab2.10.2、Mab2.15.1、Mab2.16.1、Mab2.17.1、Mab2.21.2、Mab2.22.1、Mab2.24.1、Mab2.3.1、Mab2.7.1およびMab2.8.1からなる群から選択される、項目1記載の抗体。
(項目12)
抗体がIgG1抗体である、項目1〜11のいずれかに記載の抗体。
(項目13)
項目1記載の抗体と細胞毒性薬とを含む、免疫結合体。
(項目14)
前記抗体がMab1.15.1である、項目13記載の免疫結合体。
(項目15)
前記細胞毒性薬がオーリスタチンE(ドラスタチン−10)またはその誘導体である、項目13記載の免疫結合体。
(項目16)
項目13記載の免疫結合体を含む、医薬組成物。
(項目17)
項目12記載の抗体と免疫調節物質とを含む、医薬組成物。
(項目18)
ヒトフレームワーク領域とGPNMBに対する特異的な結合手段とを含む、抗体。
(項目19)
前記手段が、配列番号4、6、8、13、15、17、22、24、26、31、33、35、40、42、44、49、51、53、58、60、62、67、69、71、76、78、80、85、87、89、94、96、98、103、105、107、112、114、116、121、123、125、130、132、134、139、141、143、148、150、152、157、159、161、166、168、170、175、177、179、184、186、188、193、195、197、202、204、206、211、213、215、220、222、224、229、231、233、238、240、242、247、249、251、254、257、261、266、271、278、282、286、255、258、262、267、272、275、279、283、287、259、263、264、268、269、273、276、280、284および288を含むか、またはそれらに由来するCDRを含む、項目18記載の抗体。
(項目20)
項目1記載の抗体をコードする、単離された核酸。
(項目21)
項目20記載の核酸を含む、発現ベクター。
(項目22)
項目21記載のベクターを含む、宿主細胞。
(項目23)
宿主細胞が、大腸菌、チャイニーズハムスター卵巣細胞、HeLa細胞またはNSO細胞である、項目22記載の宿主細胞。
(項目24)
前記核酸が、配列番号2、20、38、56、74、92、110、128、146、164、182、200、218、236、253、256、260、265、270、274、277、281および285からなる郡から選択されるアミノ酸配列をコードする、項目23記載の核酸。
(項目25)
前記核酸が、配列番号1、19、37、55、73、91、109、127、145、163、181、199、217、235、10、28、46、64、82、100、118、136、154、172、190、208、226および244からなる郡から選択される塩基配列を含む、項目24記載の核酸。
(項目26)
GPNMBに特異的に結合するヒトモノクローナル抗体の製造方法において、(a)置換されるCDR3を含むか、もしくはCDR3をコードする領域を欠く可変領域をコードする核酸の出発レパートリーを提供し;(b)配列番号8、26、44、62、80、98、116、134、152、170、188、206、224、242、259、263、264、268、269、273、276、280、284および288からなる群から選択される配列に実質的に示されるアミノ酸配列をコードするドナー核酸に該レパートリーを組み合わせて、可変領域をコードする核酸の産物レパートリーを提供するようにドナー核酸をレパートリー中のCDR3領域に挿入し;(c)産物レパートリーの核酸を発現し;(d)GPNMBに対して特異的な結合断片を選択し;(e)特異的な抗原結合断片または結合断片をコードする核酸を回収することを含む、方法。
(項目27)
項目26記載の方法により産生される、抗体。
(項目28)
GPNMBに結合する抗体またはその結合断片であって、該抗体またはその結合断片がGPNMB誘導性活性を中和し、かつ該抗体またはその結合断片が、Mab1.2.1、Mab1.10.1およびMab2.22.1からなる群から選択された完全ヒト抗GPNMB抗体、または完全ヒト抗GPNMB抗体Mab1.2.1、Mab1.10.1またはMab2.22.1と同一の抗原結合性ビン中の抗体に交差反応する、抗体またはその結合断片。
(項目29)
GPNMBに結合する抗体またはその結合断片であって、該抗体またはその結合断片がGPNMB誘導性活性を中和し、かつ該抗体またはその結合断片が、Mab2.3.1およびMab1.15.1からなる群から選択された完全ヒト抗GPNMB抗体、または完全ヒト抗GPNMB抗体Mab2.3.1またはMab1.15.1と同一の抗原結合性ビン中の抗体に交差反応する、抗体またはその結合断片。
(項目30)
GPNMBに結合する抗体またはその結合断片であって、該抗体またはその結合断片がGPNMB誘導性活性を中和し、かつ該抗体またはその結合断片が、完全ヒト抗GPNMB抗体Mab2.10.1、または完全ヒト抗GPNMB抗体Mab2.10.1と同一の抗原結合性ビン中の抗体に交差反応する、抗体またはその結合断片。
(項目31)
モノクローナルヒト抗GPNMB抗体のV領域を該抗GPNMB抗体のV領域に結合させた、一本鎖Fv抗体。
(項目32)
さらに、抗CD31抗体のV領域を該抗CD3抗体のV領域に結合させた、項目31記載の一本鎖Fv抗体。
(項目33)
項目31記載の一本鎖Fv抗体と細胞毒性薬とを含む、免疫結合体。
(項目34)
さらに、シグナルペプチドまたはフラグタグを含む、項目31または32記載の一本鎖Fv抗体。
(項目35)
配列番号355のアミノ酸配列を含む、項目31記載の一本鎖Fv抗体。
(項目36)
配列番号357または配列番号359のアミノ酸配列を含む、項目32記載の一本鎖Fv抗体。
(項目37)
GPNMBの過剰発現に関連する疾患を治療または予防する方法であって、(a)項目12記載の抗体、(b)項目13または33記載の免疫結合体、または(c)項目32記載の一本鎖Fv抗体を含有する有効量の組成物を、それを必要とする被験体に投与することを含む、方法。
(項目38)
前記疾患が、黒色腫またはCNS系の新生物である、項目37記載の方法。
(項目39)
前記CNS系の新生物が、星細胞腫、神経膠芽腫、髄芽腫または新生物性髄膜炎である、項目38記載の方法。
(項目40)
前記被験体がヒトである、項目37記載の方法。
(項目41)
前記方法が、項目12記載の免疫結合体を被験体に投与することを含み、有効量が2〜4回の投与で0.1mg/kg〜10mg/kgの単位用量である、項目37記載の方法。(項目42)
前記有効量が0.1mg/kg〜2mg/kgの単位用量である、項目41記載の方法。(項目43)
前記有効量が約1mg/kgの単位用量である、項目41記載の方法。
(項目44)
生物試料中のGPNMBの過剰発現細胞を検出する方法であって、該試料と項目1〜11のいずれかに記載の抗体を含有する組成物とを接触させることを含む方法。
(項目45)
前記方法が免疫組織化学である、項目44記載の方法。
4処置のために4日おきの2.50〜20mg/kgの静脈内処置後の胸腺欠損マウスにおける腫瘍成長の阻害、およびSK−MEL−2異種移植片の完全な退縮。ビンブラスチン(1.7mg/kg静脈内q4d×4)およびパクリタキセル(24mg/kg静脈内q2d×4)等の参照医薬に対する腫瘍保持動物の応答も示す。コントロールグループはリン酸緩衝食塩水(PBS)または生理食塩水のいずれかにより処置される。 抗GPNMB抗体によるUACC−62黒色腫細胞の間接的な免疫毒素死滅。 オーリスタチンE(AE)結合体化抗GPNMB抗体とともにインキュベートされたUACC−62細胞のコロニー形成の阻害。 4処置のために4日おきの5.0mg/kgのCR011−vcMMAE静脈内処置後の胸腺欠損マウスにおける腫瘍成長の阻害、およびSK−MEL−2異種移植片の完全な退縮。非結合CR011または遊離モノエチルオーリスタチンEに対する腫瘍保持動物の応答の欠如は、インタクトな免疫結合体が抗腫瘍効果に必須であることを示す。 4処置のために4日おきの1.25〜20mg/kgの静脈内処置後の胸腺欠損マウスにおける腫瘍サイズの減少とSK−MEL−2異種移植片の完全な退縮。ビンブラスチン(1.7mg/kg静脈内q4d×4)およびパクリタキセル(24mg/kg静脈内q2d×4)等の参照医薬に対する腫瘍保持動物の応答も示す。コントロールグループはリン酸緩衝食塩水(PBS)または生理食塩水のいずれかにより処置される。 胸腺欠損マウスにおける1および10mg/kgの静脈内投与後のCR011−vcMMAEの抗体の血清濃度−時間プロフィール。検出は、CR011抗原(CG56972、GPNMB)および西洋ワサビパーオキシダーゼ結合体化抗ヒトグロブリンを用いたサンドイッチELISAアッセイで達成された。示された結果はμg/mL(左のx軸)およびマイクロモル濃度(右のX軸)として示される血清濃度である。 治療パーセントとして表される総合応答を、5つの異なる段階的な投与間隔(すなわち、治療間の0、1、4、8および16日)で処置された試験動物について記録した。ラインの傾きは0と有意差がない(p<0.2904)。 投与間隔の関数として、かつ累積用量により階層化された完全退縮の比率。各グループに関して、n=6マウス/グループ。定着したSK−MEL−2腫瘍移植片(14日目、80mg)を有する胸腺欠損マウスをCR011−vcMMAEで静脈内処置し、完全な退縮の発生率を記録する。 GPNMBの異所性発現の効果またはCR011−vcMMAEに対する感受性。HEK293細胞に空ベクター(ベクター)またはGPNMBを含むプラスミド(GPNMB)を材料と方法に記載されたようにトランスフェクトする。A.細胞溶解物を、トランスフェクトされたHEK293細胞から調製し、GPNMB(上のパネル)またはアクチン(下のパネル)の発現を免疫ブロットにより決定する。レーン1:空ベクターのトランスフェクション。レーン2:GPNMBトランスフェクション。B.空ベクターまたはGPNMBがトランスフェクトされた細胞でのGPNMB発現のフローサイトメトリー分析。C.トランスフェクトされた細胞のCR011−vcMMAEのインビトロ成長の阻害。細胞を、多様な濃度のCR011−vcMMAE(菱形:ベクターまたは円:GPNMB)またはIgG2−vcMMAE(三角:ベクターまたは四角:GPNMB)で96時間処置する。クローン形成アッセイ後、生存フラクションを未処置コントロールに対して正規化し、GraphPad Prismグラフ化ソフトウエアを用いてコントロールの比率として示す。各処置を三連で実施する。2つの独立した実験からの代表的なグラフを示す。 内在性GPNMB発現に対するGPNMB siRNAの効果とCR011−vcMMAEに対する感受性。SK−Mel−2細胞に50nMのコントロールsiRNAまたはGPNMBを標的とするsiRNAをトランスフェクトする。A.トランスフェクションの2日後と4日後にトランスフェクトSK−Mel−2細胞から細胞溶解物を調製し、GPNMB(上のパネル)またはアクチン(下のパネル)の発現を免疫ブロットにより決定する。レーン1:模擬物(オリゴフェクタミン)トランスフェクション。レーン2:コントロールsiRNAトランスフェクション。レーン3:GPNMB siRNAトランスフェクション。B.トランスフェクションの2日後と4日後のGPNMB発現のフローサイトメトリー分析。SK−Mel−2細胞に、模擬物、コントロールsiRNAまたはGPNMB siRNAを材料と方法に示すようにトランスフェクトする。C.模擬物(菱形)、コントロールsiRNA(円)またはGPNMB siRNA(三角)をトランスフェクトしたSK−Mel−2細胞におけるCR011−vcMMAEのインビトロ成長阻害を材料と方法に記載するようにクローン形成アッセイにより決定する。生存フラクションを未処置コントロールに対して正規化し、GraphPad Prismグラフ化ソフトウエアを用いてコントロールの比率として示す。各処置を三連で実施する。2つの独立した実験からの代表的なグラフを示す。 IgG2(B2、B19)またはIgG1(コントロール、B16)コントロールに比較したアイソタイプコントロール、ハイブリドーマIgG2(B2)、組換えIgG2(B19)、およびGC56972/GPNMBに対するIgG1(B16)によるSK−MEL−2のFACS分析。 (A)PBMCおよびmAb(IgG1)が仲介するSK−MEL−2細胞のADCC。ADCCエフェクター機能は、示されるように10、30,60および100の標的:エフェクター比を用いて、2、5および10μg/200μlにて記載されたように測定する。(B)PBMCおよびmAb(IgG2)はSK−MEL−2細胞にADCCを引き起こさない。ADCCエフェクター機能は、示されるように10、30,60および100の標的:エフェクター比を用いて、0、2、5および10μg/200μlにて記載されたように測定する。 ヒト癌細胞系と組織におけるCG56972の発現。(A)ヒト脳腫瘍細胞系または(B)ヒト脳腫瘍神経膠腫および髄芽腫生検のRTQ PCR分析。 ヒト癌細胞系と組織におけるCG56972の発現。(C)ヒト脳腫瘍および乏突起細胞腫組織におけるCG56972発現のマイクロアレイ分析。材料と方法に記載のように組織または細胞系を収集し、mRNAを調製し、RTQ PCRまたはCuraChip分析を実施した。 CG56972に対するCR011mAbの細胞表面結合のFACS分析。SK−MEL−2、XF−498、U−118−MG、SNB−78、SF−539およびSF−268の各細胞を飽和濃度(10μg/mL)のCR011mAbまたはコントロールIgG2で標識する。材料と方法に記載するようにPE結合体化ヤギ抗ヒト第2抗体を用いるフローサイトメトリーにより結合mAbを検出する。GM:幾何平均。SF−268細胞系はCG56972転写物に対して陰性であり、陰性コントロールとして用いる。 ヒト脳腫瘍細胞系におけるCG5672発現の免疫ブロット分析。細胞溶解物をトリス−グリシンゲルで分離し、膜に移す。免疫ブロット分析をCG56972に対するポリクローナル抗体により行なった後、材料と方法に記載のように増強化学発光検出により行なう。矢じりはp100と120CG56972種の相対的な移動度を示す。SF−268細胞系はCG56972転写物に対して陰性であり、陰性コントロールとして用いる。 星細胞腫/神経膠芽腫の細胞成長のCR0110−vcMMAEインビトロ成長阻害。XF−498、SNB−78、U−118−MG、SF−539、LOXIMVIおよびSF−268の各細胞を示された濃度のCR011−vcMMAEとともにインキュベートする。また、細胞を材料と方法に記載のようにコントロールPK16.3mAb(表1に示すデータ)とともにインキュベートする。細胞成長はクローン形成アッセイにより決定した。生存クローンをカウントし、GraphPad Prismグラフ化ソフトウエアを用いてプロットする。実験は三連で行い、2回繰り返す。代表的な実験を示す。細胞死滅のIC50をng/mL濃度にて示す。LOXIMVIとSF−268細胞系はCG56972転写物に対して陰性であり、陰性コントロールとして用いる。 CR011改変抗体の開発。4つの抗体可変(V)領域(bi−scFvに関してCで示す)は、CR011と抗CD3の全IgGの抗原結合部位を構成する軽重鎖可変領域(VおよびV)に由来する。2つの個々のscFv成分を連結する中央リンカー(点線で示す)は、bi−scFvの抗CD3 scFv成分が結合する細胞障害性T細胞により提供される効果的な細胞溶解活性等、各scFv成分の得られた活性を決定するのに重要な役割を果たすだろう。 A.CR011 scFv(四角)およびCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv(菱形)。両CR011抗体がGPNMB標的に結合した。B.2種類のCR011改変抗体産物(矢印)のウエスタンブロット。クローン16はCR011 scFv(モノマー)を発現するCHOK1系に対応し、クローン17はCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv(ダイマー)を発現するCHOK1に対応した。クローン16と17は改変抗体産物を作るために用いられる。 標的細胞の細胞表面に発現した天然のGPNMBタンパク質に対するCR011 scFvおよびCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv産物の結合のフローサイトメトリー分析。ヒトT細胞がCD3の源として用いられ、SK−Mel−5細胞がGPNMBの源として用いられる。 細胞毒性分析は、精製CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv(CR011 scFvではない)が、Tリンパ球によるGPNMB陽性SK−Mel−5腫瘍細胞の死滅を引き起こすことを示した。 マレイミドコアプロイル−バリン−シトルリン−モノメチル−オーリスタチンE(vcMMAE)の化学構造。 CR011抗体のジスルヒドはTCEPの存在下に穏やかに還元され、1つのAbあたり約4つのチオールを生成する。次に、vcMMAEを抗体溶液に加える。チオレートのマレイミド基に対する求核攻撃は安定なチオエステル結合をもたらす。得られた結合体は混合物から精製する。 pH7.0およびpH9.0でTCEPの存在下または不存在下でのvcMMAEのNAcCysとの反応。1A:VCMMAEはリン酸(pH7)緩衝液中でのインキュベーション後にNAcCys付加物に完全に変わる。B〜E:ホウ酸緩衝液中のvcMMAEのインキュベーション過程での副産物の出現。F〜I:ホウ酸緩衝液(pH9)中かつTCEPの存在下での副産物の出現。 システインと反応できず、したがってCR011と結合体化することのできないリテンションタイム9.2分の副産物のLCMSによる同定。 ホウ酸緩衝液(pH9.0)中、TCEPの存在下または不存在下でのインキュベーション後のNAcCys−vcMMAE形成と副産物(スクシンイミジル−vcMMAE)形成の速度論。
(発明の詳細な説明)
本明細書中で使用される「抗体」との用語は、免疫グロブリンまたはその断片または誘導体を指し、インビトロまたはインビボで産生するかにかかわらず抗原結合部位を含有するポリペプチドを包含する。この用語には、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、単一特異性抗体、多特異性抗体、非特異的抗体、ヒト化抗体、一本鎖抗体、キメラ抗体、合成抗体、組換え抗体、ハイブリッド抗体、突然変異抗体、改変抗体およびグラフト化抗体が含まれるが、これらに限定されない。「インタクトな抗体」等の「インタクトな」との用語によって特に修飾されていない限り、本開示の目的のための「抗体」との用語は、Fab、F(ab’)、Fv、scFv、bi−scFv、bi−Ab、Fd、dAb等の抗体断片および抗原結合機能(すなわち、GPNMBに特異的に結合する能力)を保持する他の抗体断片も包含する。
本明細書中で使用される「抗原結合領域」および「抗原結合断片」および「結合断片」との用語は、抗体と抗原との間の特異的な結合に関与するアミノ酸を含有する抗体分子の部分をいう。例えば、抗原が大きい場合、抗原結合領域は抗原の一部のみに結合するだけであろう。抗原結合領域との特異的な相互作用に関与する抗原分子部分は、「エピトープ」または「抗原決定基」と称される。
抗原結合領域は、典型的には、抗体軽鎖可変領域(V)と抗体重鎖可変領域(V)とを含むが、両方を含むことは必ずしも必要ではない。例えば、いわゆるFd抗体断片はV領域のみからなるが、それでもなおインタクトな抗体の一部の抗原結合機能を保持している。
本明細書中で使用される「レパートリー」との用語は、発現させる免疫グロブリンをコードする配列に完全または部分的に由来するヌクレオチドの遺伝的に多様な集団をいう。これらの配列は、例えば、H鎖のV、DおよびJセグメント、および例えば、L鎖のVおよびJセグメントのインビボ再編成により生じる。もしくは、それら配列は、再構成を引き起こすインビトロ刺激によって細胞系から生じさせてよい。もしくは、それら配列の一部または全ては、例えば、未再構成のVセグメントをDセグメントおよびJセグメントに、ヌクレオチド合成、ランダム変異導入法および他の方法(例えば、米国特許第5,565,332号に開示された方法)によって組み合わせて得てもよい。
本明細書中で使用される「特異的相互作用」および「特異的結合」との用語は、比較的安定な結合体を生理学的条件下に形成する2つの分子をいう。特異的結合は、高親和性と低〜中容量とにより特徴付けられ、これは中〜容量を有する低親和性を通常有する非特異的結合と区別される。典型的には、親和性定数Kが10−1よりも高いか、またはさらに好ましくは10−1より高い場合に、結合は特異的であるとみなされる。必要であれば、非特異的結合は、特異的結合に実質的に影響を与えることなく、結合条件を変えることにより低減させることができる。抗体の濃度、溶液のイオン強度、温度、結合させる時間、ブロッキング剤(例えば、血清アルブミン、ミルクカゼイン)の濃度等の適当な結合条件は当業者により通常の技術を用いて最適化されるだろう。
本明細書中で使用される「実質的に示されている」との用語は、本発明の関連するCDR、VまたはV領域が、配列の示された特定領域(例えば、CDR)と同一であるか、またはごく僅かな違いを有するだけであることを示す。ごく僅かな違いとして、特定領域の配列中のいずれか5個のアミノ酸のうち1個または2個のアミノ酸の置換等、マイナーなアミノ酸変化が挙げられる。
本明細書中で使用される「CR011」との用語は、GPNMBに特異的に結合する完全ヒトモノクローナル抗体をいう。一部実施態様において、CR011は本出願の表2A〜表2Dに同定されている抗体をいう。一部実施態様において、CR011は本発明に記載されるMab1.15.1をいう。
「GPNMB」および「CG56972」との用語はここでは互換的に使用される。本明細書中で使用される「GPNMB」または「CG56972」との用語は、配列番号289に示されるアミノ酸配列を有する膜貫通糖タンパク質、その類似体、誘導体または断片、またはGPNMBを含む融合タンパク質、その類似体、誘導体または断片をいう。一定の実施態様において、「GPNMB」との用語は、GPNMBの成熟したプロセス形をいう。他の実施態様において、「GPNMB」との用語は、GPNMBの細胞外領域をいう。
本明細書中で使用される「GPNMB活性」との用語は、GPNMBに関連する1種類以上の活性をいう。GPNMB活性を「調節する」とは、GPNMBにより観察され、かつGPNMBに帰することのできるベースライン結果を変更することである。GPNMB活性を「中和する」とは、1種類以上の効果、例えば、GPNMBにより観察され、かつGPNMBに帰することのできる活性を無効にすることである。
本明細書中で使用される「単離された」との用語は実質的にその自然環境にない分子をさす。例えば、単離されたタンパク質は、それが由来する細胞源または組織源の細胞物質または他のタンパク質を実質的に含まない。「単離された」との用語は、単離されたタンパク質が、医薬組成物として投与されるのに十分純粋であるか、または少なくとも70〜80%(w/w)純粋、より好ましくは少なくとも80〜90%(w/w)純粋、さらにより好ましくは90〜95%、最も好ましくは少なくとも95%、96%、97%、98%、99%または100%(w/w)純粋である調製物をいう。
本明細書中で使用される「阻害する」または「の阻害」との用語は、測定可能な量までの減少、または完全に阻害することをいう。
細胞に対する作用薬の効果に関して本明細書中で使用される「細胞障害効果」は細胞の死滅を意味する。「細胞静止作用」とは細胞増殖の阻害をいう。「細胞毒性薬」とは、細胞に対して細胞障害または細胞静止作用を有することで細胞集団内の細胞の成長をそれぞれ枯渇させるか、または阻害する物質をいう。
本明細書中で使用される「妨げる」、「予防する」、「妨げている」、「予防している」、「阻止」および「予防」との用語は、治療薬の投与または複数の治療薬の組合せの投与から得られる被験体中のGPNMBの異常な発現および/または活性に関連した疾患(例えば、癌)の発達または発症の阻害、またはGPNMBの異常な発現および/または活性に関連した疾患(例えば、癌)の1つ以上の症状の再発、発症または発達の阻止をいう。
本明細書中で使用される「有効量」との用語は、患者の症状の改善をもたらすか、所望の生物学的成果を達成するために、GPNMBの活性を減少するのに十分な投与量または量をいう。
本明細書中で使用される「予防効果のある量」との用語は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連する疾患(例えば、癌)またはその1つ以上の症状の発達、再発または発症の阻止をもたらすか、または別の治療薬の予防効果を増強または向上するのに十分な治療薬の量をいう。
本明細書中で使用される「プロトコール」は投与スケジュールおよび投与計画を含む。ここでのプロトコールは使用方法であり、予防プロトコールと治療プロトコールを含む。
本明細書中で使用される「被験体」および「患者」との用語は互換的に用いられる。本明細書中で使用される「被験体」および「患者」との用語は動物、好ましくは、哺乳類、例えば、非霊長類(例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ネコ、イヌ、ラットおよびマウス)および霊長類(例えば、カニクイザル等のサル、チンパンジーおよびヒト)、より好ましくはヒトをいう。
ここで使用される「治療剤」との用語は、本発明において、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連する疾患(例えば、癌)またはその1つ以上の症状の阻止、治療、処置または改善に用いることのできる物質をいう。一定の実施態様において、「治療剤」とは、GPNMBに免疫特異的に結合する抗体をいう。一定の他の実施態様において、「治療剤」との用語はGPNMBに免疫特異的に結合する抗体以外の物質をいう。
本明細書中で使用される「治療」および「治療剤」との用語は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連する疾患(例えば、癌)またはその1つ以上の症状の阻止、治療、処置または改善に用いることのできるプロトコール、方法および/または物質をいう。一定の実施態様において、「治療」および「治療剤」との用語は、癌、または医療関係者等の当業者に知られているその1つ以上の症状の治療、処置、予防または改善に有用な抗癌治療、生物学的治療、支持療法および/または他の治療をいう。
本明細書中で使用される「治療する」、「治療」および「治療している」との用語は、原発性、局所的または転移性癌組織の根絶、除去、緩和または調節、またはGPNMBの異常な発現および/または活性に関連した疾患の進行、重症度および/または期間の減少または改善、または1つ以上の療法剤の投与から生じるそれらの1つ以上の症状の改善をいう。一定の実施態様において、癌の文脈におけるそのような用語は、癌性細胞の成長の低下、癌性細胞の数の減少および/または腫瘍の成長、形成および/または容積の減少をいう。他の実施態様において、そのような用語は、そのような疾患を有する被験体に1つ以上の療法剤を投与することから生じる癌の広がりの最小化または遅延をいう。治療として、例えば、症状の重症度、症状の数または再発の頻度の低減を挙げることができる。
特に定めのない限り、ここに記載の本発明に関連して使用される科学的および技術的用語は、当業者により共通して理解される意味を有するものとする。さらに、文脈により必要とされない限り、単数形の用語は複数形を含み、複数形の用語は単数形を含むものとする。一般的に、ここに記載の細胞および組織培養、分子生物学およびタンパク質とオリゴヌクレオチドとポリヌクレオチド化学およびハイブリダイゼーションに関連して利用される用語は当分野でよく知られ、常用されている。標準的な技術が組換えDNA、オリゴヌクレオチド合成および組織培養と形質転換(例えば、電気穿孔法、リポフェクション)のために用いられる。酵素反応および精製技術は、製造業者の指示書によるか、または当分野で通常達成されるように、またはここに記載のように実施する。前記技術と手順は、一般的に、当分野でよく知られた慣用の方法によるか、または本明細書全体にわたって引用され、論じられる多様な一般的な文献やさらに特定の文献に記載されるように実施する(Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor,
N Y. 1989を参照)。ここに記載の分析化学、合成有機化学および医薬品化学と製薬化学に関連して利用される用語および実験手順と技術は当分野でよく知られており、慣用されるものである。標準的な技術が、化学合成、化学分析、医薬品、製剤および投与ならびに患者の治療のために用いられる。
本発明は、GPNMBに対して特異性を有するVとV領域FRとCDR領域の塩基配列やアミノ酸配列等、生殖系列ヒト抗体重鎖V、D、Jの組合せと軽鎖V、Jの組合せを提供する。
抗原にさらされると、生殖系列配列に基づく抗原結合特異性を有するB細胞は活性化され、増殖し、分化して、異なるアイソタイプの免疫グロブリンを産生し、ならびに体細胞突然変異および/または親和性成熟を受けて、抗原に対するさらに高い親和性を有する免疫グロブリンを産生する。本発明は、GPNMBに対する特異性を有するそのような親和性成熟V領域FRとCDR領域の塩基配列とアミノ酸配列を提供する。
抗体分子の抗原結合部分を含むFabタイプの抗体断片は、V領域と第一定常領域を有するH鎖の一部にジスルヒド結合により共有結合したL鎖からなってよい。一本鎖Fv抗体断片(scFv)はポリペプチドリンカーによりL可変領域に結合したH可変領域を有する。本発明は、GPNMBに対して特異的に結合する抗体の生殖系列領域または親和性成熟V領域に由来する配列を有するFab分子やscFv分子等の抗体断片を提供する。
二重特異性抗体や二機能性抗体は、2つの異なる重/軽鎖対および2つの異なる結合部位を有する人工的ハイブリッド抗体である。二重特異的抗体は、ハイブリドーマの融合やFab’断片の結合等の多様な方法により作ることができる(例えば、Songsivilai & Lachmann, 1990 Clin. Exp. Immunol.
79: 315−321; Kostelny et al., 1992 J. Immunol. 148:1547−1553を参照)。二重特異性抗体は、単一結合部位を有する断片の形態(例えば、Fab、Fab’およびFv)では存在しない。
そのような二機能性抗体や二重特異性抗体が本発明で意図され、本発明に包含されることが理解されよう。GPNMB、および細胞傷害性Tリンパ球上のCD3抗体に対して特異性を有する二重特異性一本鎖抗体は、これらT細胞を、GPNMBを発現する腫瘍細胞に向かわせ、腫瘍のアポトーシスと根絶を引き起こすために使用することができる。この目的のための二重特異性scFv構築物がここに記載される。GPNMBに対して特異的なscFv成分は、ここに記載の抗GPNMB抗体から得ることができる。一部実施態様において、ここに開示される抗GPNMB抗体成分は、GPNMBに対する生物学的活性scFvを作るために用いることができる。治療に役立つ二重特異性scFvの抗CD3
scFv成分はジェンバンクに寄託された配列(受託番号CAE85148)から得られた。CD3または他のT細胞抗原を標的とすることが知られている別の抗体は、一本鎖骨格にあろうが、完全なIgGにあろうが、抗GPNMBに結合させた場合に悪性腫瘍を治療するために同様に有効であろう。
GPNMB結合性ヒト抗体は、Lカッパまたはラムダ定常領域等のHまたはL定常領域またはアイソタイプH定常領域を含んでよい。本発明の一実施態様において、GPNMBに対する結合特異性を有するヒト抗体は、下記重鎖V領域:VH1−2(配列番号308)、VH2−5(配列番号360)、VH3−11(配列番号361)、VH3−21(配列番号362)、VH3−30(配列番号363)、VH3−33(配列番号364)、VH4−31(配列番号365)、VH4−59(配列番号366)またはVH5−51(配列番号367);下記重鎖D領域:Dl−20(配列番号375により翻訳されるアミノ酸配列)、Dl−26(配列番号376により翻訳されるアミノ酸配列)、D3−10(配列番号377により翻訳されるアミノ酸配列)、D3−16(配列番号:378により翻訳されるアミノ酸配列)、D3−22(配列番号379により翻訳されるアミノ酸配列)、D3−9(配列番号380により翻訳されるアミノ酸配列)、D4−17(配列番号381により翻訳されるアミノ酸配列)、D5−24(配列番号382により翻訳されるアミノ酸配列)、D6−13(配列番号383により翻訳されるアミノ酸配列)またはD6−19(配列番号384により翻訳されるアミノ酸配列);下記重鎖J領域:JH3b(配列番号385)、JH4b(配列番号386)、JH5b(配列番号387)またはJH6b(配列番号388);軽鎖Vカッパ領域A2(配列番号373)、A3(配列番号371)、A20(配列番号370)、A27(配列番号369)、A30(配列番号374)、L2(配列番号372)またはO1(配列番号368);およびJ領域JK1(配列番号389)、JK2(配列番号390)、JK3(配列番号391)、JK4(配列番号392)またはJK5(配列番号393)等の生殖細胞系列配列を含む。(一般的には、Kabat Sequences of Proteins of Immunological Interest, National Institutes of Health, Bethesda, Md. 1987 and 1991;さらに、Chothia & Lesk 1987 J. Mol. Biol. 196:901−917; Chothia et al. 1989 Nature 342:878−883を参照されたい)。発明の特定の実施態様において、GPNMBに対する結合特異性を有するヒト抗体は表1に示されるように組み合わされた生殖細胞系列領域である。
表1:ヒト抗GPNMB抗体生殖細胞系列領域組合せ
本発明の実施態様において、単離された抗体は、配列番号2、配列番号20、配列番号38、配列番号56、配列番号74、配列番号92、配列番号110、配列番号128、配列番号146、配列番号164、配列番号182、配列番号200、配列番号218、配列番号236、配列番号253、配列番号256、配列番号260、配列番号265、配列番号270、配列番号274、配列番号277、配列番号281および配列番号285からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む重鎖可変領域ポリペプチドを有する。そのようなアミノ酸配列は、配列番号1、配列番号19、配列番号37、配列番号55、配列番号73、配列番号91、配列番号109、配列番号127、配列番号145、配列番号163、配列番号181、配列番号199、配列番号217および配列番号235からなる群から選択される塩基配列によってコードされうる。別の実施態様において、本発明は、GPNMBに特異的に結合し、かつ配列番号11、配列番号29、配列番号47、配列番号65、配列番号83、配列番号101、配列番号119、配列番号137、配列番号155、配列番号173、配列番号191、配列番号209、配列番号227および配列番号245からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域ポリペプチドを有する単離された抗体を提供する。そのようなアミノ酸配列は、配列番号10、配列番号28、配列番号46、配列番号64、配列番号82、配列番号100、配列番号118、配列番号136、配列番号154、配列番号172、配列番号190、配列番号208、配列番号226および配列番号244からなる群から選択される塩基配列によってコードされうる。さらに別の実施態様において、本発明は、GPNMBに特異的に結合し、かつ配列番号2、配列番号20、配列番号38、配列番号56、配列番号74、配列番号92、配列番号110、配列番号128、配列番号146、配列番号164、配列番号182、配列番号200、配列番号218、配列番号236、配列番号253、配列番号256、配列番号260、配列番号265、配列番号270、配列番号274、配列番号277、配列番号281および配列番号285からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む重鎖ポリペプチドを有し、かつ配列番号11、配列番号29、配列番号47、配列番号65、配列番号83、配列番号101、配列番号119、配列番号137、配列番号155、配列番号173、配列番号191、配列番号209、配列番号227および配列番号245からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む軽鎖ポリペプチドを有する単離された抗体を提供する。本発明のさらに別の実施態様において、抗GPNMB抗体は、下記のHまたはLのCDRポリペプチド配列:配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号31、配列番号33、配列番号35、配列番号40、配列番号42、配列番号44、配列番号49、配列番号51、配列番号53、配列番号58、配列番号60、配列番号62、配列番号67、配列番号69、配列番号71、配列番号76、配列番号78、配列番号80、配列番号85、配列番号87、配列番号89、配列番号94、配列番号96、配列番号98、配列番号103、配列番号105、配列番号107、配列番号112、配列番号114、配列番号116、配列番号121、配列番号123、配列番号125、配列番号130、配列番号132、配列番号134、配列番号139、配列番号141、配列番号143、配列番号148、配列番号150、配列番号152、配列番号157、配列番号159、配列番号161、配列番号166、配列番号168、配列番号170、配列番号175、配列番号177、配列番号179、配列番号184、配列番号186、配列番号188、配列番号193、配列番号195、配列番号197、配列番号202、配列番号204、配列番号206、配列番号211、配列番号213、配列番号215、配列番号220、配列番号222、配列番号224、配列番号229、配列番号231、配列番号233、配列番号238、配列番号240、配列番号242、配列番号247、配列番号249、配列番号251、配列番号254、配列番号257、配列番号261、配列番号266、配列番号271、配列番号278、配列番号282、配列番号286、配列番号255、配列番号258、配列番号262、配列番号267、配列番号272、配列番号275、配列番号279、配列番号283、配列番号287、配列番号259、配列番号263、配列番号264、配列番号268、配列番号269、配列番号273、配列番号276、配列番号280、配列番号284および配列番号288の少なくとも1つのCDRを含む。
特定の実施態様において、ヒト抗GPNMB抗体は、Mabl.10.2、Mabl.15.1、Mabl.2.2、Mabl.7.1、Mab2.10.2、Mab2.15.1、Mab2.16.1、Mab2.17.1、Mab2.21.2、Mab2.22.1、Mab2.24.1、Mab2.3.1、Mab2.7.1およびMab2.8.1である。これらの抗体は、表2A〜表2Dに示されるように本出願で同定されたアミノ酸配列と、それらをコードする核酸配列を有する。
表2A:抗体の塩基(DNA)配列とアミノ酸配列
表2B:抗体の塩基(DNA)配列とアミノ酸配列
表2C:抗体の塩基(DNA)配列とアミノ酸配列
表2D:抗体の塩基(DNA)配列とアミノ酸配列
(VH4−31由来の抗GPNMB抗体)
特定の実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH4−31を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
特定の実施態様において、配列番号253はD3−22またはD1−20に組み合わされる。さらに、配列番号253とD3−22またはD1−20との組み合わせがJH6bまたはJH4bと組み合わされ、特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab1.15.1、Mabl.7.1およびMab2.22.1は配列番号20、配列番号56および配列番号164のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号19、配列番号55および配列番号163の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記式の生殖細胞系VH4−31CDRまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号22、配列番号58および配列番号166から選択されるCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記式の生殖細胞系VH4−31CDRまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号24、配列番号60および配列番号168から選択されるCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、配列番号170を有するD3−22、JH6bの組合せである。もしくは、特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、配列番号26または配列番号62を有するD1−20、JH4bの組合せである。
(VH1−2由来の抗GPNMB抗体)
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH1−2を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
特定の実施態様において、配列番号256はD3−10またはD6−19に組み合わされる。さらに、配列番号256とD3−10またはD6−19との組み合わせがJH4bまたはJH5bと組み合わされ、特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.3.1およびMab2.17.1は配列番号128および配列番号200のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号127および配列番号199の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記式の生殖細胞系VH1−2CDRまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号130および配列番号202から選択されるCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記式の生殖細胞系VH1−2CDRまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号132および配列番号204から選択されるCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、下記のアミノ酸配列を有する、生殖細胞系D3−10、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号134および配列番号206から選択されるCDR3配列を含む。
(VH2−5由来の抗GPNMB抗体)
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH2−5を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
特定の実施態様において、配列番号260はD3−9またはD3−16に組み合わされ、さらに、JH4bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.8.1およびMab1.2.2は配列番号38および配列番号236のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号37および配列番号235の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記式の生殖細胞系VH2−5CDRまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号40および配列番号238から選択されるCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記式の生殖細胞系VH2−5CDR2またはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号42および配列番号240から選択されるCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、生殖細胞系D3−9、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はYまたはHである;
X2はYまたはFである;および
X3はYまたはNである
(配列番号263)。
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号242のCDR3アミノ酸配列を含む。
さらに別の特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、生殖細胞系D3−16、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はVまたはDである
(配列番号264)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号44のCDR3アミノ酸配列を含む。
(VH3−33由来の抗GPNMB抗体)
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH3−33を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
特定の実施態様において、配列番号256はD3−10またはD4−17に組み合わされ、さらにJH4bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.7.1およびMab2.15.1は配列番号92および配列番号218のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号91および塩基配列217によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記式の生殖細胞系VH3−33CDRまたはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号94および配列番号220から選択されるCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記式の生殖細胞系VH3−33CDR2またはその親和性成熟配列である:
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号96および配列番号222から選択されるCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、D3−10、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
特定の実施態様は、配列番号224のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体2.7.1である。
別の実施態様において、H鎖CDR3配列は、D4−17、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はYまたはSである;
(配列番号269)
特定の実施態様は、配列番号98のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体2.15.1である。
(VH3−11由来の抗GPNMB抗体)
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH3−11を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
特定の実施態様において、配列番号270はD6−13に組み合わされ、さらにJH3bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.16.1は配列番号110のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号109の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記式の生殖細胞系VH3−11CDR1またはその親和性成熟配列である:
ここで、X1はDまたはSである;
X2はSまたはYである;
X3はSまたはTである;
(配列番号271)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号112のCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記式の生殖細胞系VH3−11CDR2またはその親和性成熟配列である:
ここで、X4はSまたはIである;
X5はTまたはIである;
X6はTまたはIである;
X7はYまたはHである;
(配列番号272)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号114のCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、D6−13、JH3bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はGまたはDである;
X2はIまたはGである;
(配列番号273)
特定の実施態様は、配列番号116のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体2.16.1である。
VH3−21由来の抗GPNMB抗体:
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH3−21を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
ここで、X1はEまたはQである;
X2はVまたはEである;
X3はEまたはQである;
X4はFまたはLである;
X5はSまたはFである;
(配列番号274)
特定の実施態様において、配列番号274はD1−26に組み合わされ、さらにJH4bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.21.1は配列番号146のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号145の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、配列番号148の生殖細胞系VH3−21CDR1またはその親和性成熟配列である。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記式の生殖細胞系VH3−21CDR2またはその親和性成熟配列である:
ここで、X5はSまたはFである;
(配列番号275)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号150のCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、D1−26、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はGまたはDである;
X2はIまたはWである;
(配列番号276)
特定の実施態様は、配列番号152のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体2.21.1である。
VH3−30由来の抗GPNMB抗体:
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH3−30を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
ここで、X1はTまたはAである;
X2はSまたはNである;
(配列番号277)
特定の実施態様において、配列番号277がD3−10に組み合わされ、さらにJH6bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.10.2は配列番号74のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号73の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記のアミノ酸配列を有する生殖細胞系VH3−30CDR1またはその親和性成熟配列である:
ここで、X1はTまたはAである;
(配列番号278)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号76のCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記の生殖細胞系VH3−30CDR2またはその親和性成熟配列である:
ここで、X2はSまたはNである;
(配列番号279)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号78のCDR2配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、D3−10、JH6bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はIまたはDである;
X2はTまたはLである;
X3はMまたはVである;
X4はVまたはIである;
X5はIまたはRである;
X6はIまたはGである;
(配列番号280)
特定の実施態様は、配列番号80のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体2.10.2である。
VH4−59由来の抗GPNMB抗体:
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH4−59を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
ここで、X1はGまたはDである;
X2はSまたはNである;
X3はIまたはFである;
(配列番号281)
特定の実施態様において、配列番号281がD6−19に組み合わされ、さらにJH4bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab1.10.2は配列番号2のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号1の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記のアミノ酸配列を有する生殖細胞系VH4−59CDR1またはその親和性成熟配列である:
ここで、X1はGまたはDである;
X2はSまたはNである;
(配列番号282)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号4のCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記の生殖細胞系VH4−59CDR2またはその親和性成熟配列である:
ここで、X3はIまたはFである;
(配列番号283)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号6のCDR2アミノ酸配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、D6−19、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はSまたはDである;
X2はSまたはRである;
(配列番号284)
特定の実施態様は、配列番号8のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体1.10.2である。
VH5−51由来の抗GPNMB抗体:
特別な実施態様において、本発明のGPNMB結合性ヒト抗体は、生殖細胞系V重鎖領域VH5−51を含むか、またはそれに由来し、下記のアミノ酸配列を有する:
ここで、X1はKまたはQである;
X2はSまたはIである;
X3はSまたはNである;
X4はIまたはVである;
X5はGまたはDである;
X6はMまたはIである;
(配列番号285)
特定の実施態様において、配列番号285がD5−24に組み合わされ、さらにJH4bと組み合わされる。特定の実施態様において、親和性成熟後に、これらのGPNMB結合性ヒト抗体、例えば、Mab2.24.1は配列番号182のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号181の塩基配列によりコードされうる。
さらに、特別な実施態様において、H鎖CDR1配列は、下記のアミノ酸配列を有する生殖細胞系VH5−51CDR1またはその親和性成熟配列である:
ここで、X2はSまたはIである;
X3はSまたはNである;
(配列番号286)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号184のCDR1配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR2配列は、下記の生殖細胞系VH5−51CDR2またはその親和性成熟配列である:
ここで、X4はIまたはVである;
X5はGまたはDである;
(配列番号287)
特定の実施態様において、本発明の抗GPNMB抗体は、配列番号186のCDR2アミノ酸配列を含む。
特別な実施態様において、H鎖CDR3配列は、D5−24、JH4bの組合せまたはその親和性成熟配列であり、下記のアミノ酸配列を含む:
ここで、X1はRまたはKである;
X2はLまたはHである;
(配列番号288)
特定の実施態様は、配列番号188のCDR3アミノ酸配列を有する抗GPNMB抗体2.24.1である。
本発明の抗体は、GPNMB(配列番号289)のエピトープに、好ましくはGPNMBの成熟配列内で、さらに好ましくはGPNMBの細胞外領域(ECD)内で結合する。
本発明の抗体は、10−6〜10−11の親和性でGPNMBに結合する。好ましくは、10−7以上、さらに好ましくは10−8以上の親和性で結合する。好ましい実施態様において、ここに記載の抗体は非常に高い親和性(Kd)でGPNMBに結合し、例えば、10−7、10−8、10−9、10−10、10−11、10−12、10−13、または10−14M未満、またはこれらいずれかの範囲または値等の、しかし、これらに限定されないKdでGPNMBに結合することができるヒト抗体である。親和性および/または結合活性の測定は、ここに記載するように、KinExA(登録商標)および/またはBIACORE(登録商標)により測定することができる。特別な実施態様において、本発明の抗体は50〜150pMの範囲のKdでGPNMBに結合する。
エピトープマッピングおよび二次構造と三次構造の分析を行なって、開示された抗体およびそれらの抗原との結合体により推定される特定の3D構造を同定することができる(例えば、Epitope Mapping Protocols, ed. Morris, Humana Press, 1996を参照)。そのような方法として、X線結晶構造解析(Biochem. Exp. Biol, 11: 7−13, 1974)および今回開示された抗体の仮想表現のコンピュータモデル(Fletterick et al.(1986) Computer Graphics and Molecular Modeling, in Current Communications
in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.)が挙げられるが、これらに限定されない。
さらに、抗体により認識されるタンパク質免疫原の特定部分を、タンパク質の一部分、例えばN末端とC末端ハーフに対する抗体反応性を分析することにより決定してよい。次に、得られる反応性断片は、最小反応性ペプチドが定められるまで免疫原のさらに小さい部分を抗体により継続的に分析することで、さらに細かく調べることができる。もしくは、本発明の抗GPNMB抗体の結合特異性(すなわちエピトープ)を、還元剤の不存在下または存在下のいずれかでGPNMB免疫原をSDS−PAGEに供することにより決定し、イムノブロッティングにより分析してよい。エピトープマッピングは、タンパク質−タンパク質相互作用の部位を決定するために用いられるSELDI.SELDIプロテインチップ(登録商標)(LumiCyte)アレイを用いて実施してもよい。GPNMBタンパク質抗原またはその断片は、プロテインチップアレイ表面に共有結合的に固定化した抗体により特異的に捕らえてもよい。結合抗原を、レーザー誘起脱着プロセスにより検出して、直接分析してそれらの質量を決定してよい。
ここに記載される抗GPNMB抗体により認識されるエピトープは、繊維状ファージ(New England Biolabs)上に示されるランダムペプチド12量体のコンビナトリアルライブラリーにプロテインチップアレイをさらすことにより決定してよい。抗体結合ファージは溶出され、次に増幅され、さらなる結合と増幅サイクルを経て、結合配列に利するプールを濃縮する。3または4ラウンド後に、個々の結合性クローンを、抗原塗布ウエル上で実施されるファージELISAにより結合性についてさらに調べ、陽性クローンの特定のDNA配列決定により特徴付ける。
誘導体
さらに、本開示はGPNMBに対して特異的な抗体を得るための方法を提供する。そのような抗体中のCDRは、表1に同定されたHおよびL可変領域の特定の配列に限定されず、GPNMBに特異的に結合する能力を保持する配列の改変体を含んでよい。そのような改変体は、表1に示される配列から、当業者によって当分野でよく知られた技術を用いて得てよい。例えば、アミノ酸置換、欠失または付加をFRおよび/またはCDRに対して行なうことができる。FRの変更は通常抗体の安定性と免疫原性を向上させるように設計するが、CDRの変更は典型的には抗体の、その標的に対する親和性を高めるように設計する。FRの改変体は、天然の免疫グロブリンアロタイプも含む。そのような親和性を高める変更は、CDRの変更と抗体のその標的に対する親和性の試験を伴う日常的な技術により実験的に決定してよい。例えば、保存アミノ酸置換は開示されたCDRのいずれか1つで行なうことができる。多様な変更は当分野に記載される方法にしたがって行なうことができる(Antibody Engineering, 2.sup.nd ed., Oxford University Press, ed. Borrebaeck, 1995)。これらのものとして、機能的に等しいアミノ酸配列をコードする異なるコドンを配列内で置換して、「サイレント」変化を作って変化させた塩基配列が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、非極性アミノ酸として、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファンおよびメチオニンが挙げられる。極性中性アミノ酸として、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギンおよびグルタミンが挙げられる。正電荷(塩基性)アミノ酸として、アルギニン、リジンおよびヒスチジンが挙げられる。負電荷(酸性)アミノ酸として、アスパラギン酸とグルタミン酸が挙げられる。配列内のアミノ酸の置換物は、該アミノ酸が属するクラスの他のメンバーから選択してよい(表3を参照)。さらに、ポリペプチド内の天然の残基はアラニンと置換してもよい(Acta Physiol. Scand. Suppl. 643:55−67, 1998; Adv. Biophys.
35:1−24, 1998)。
表3.アミノ酸の置換
本発明の抗体の誘導体および類似体は、組換えや合成法等の当分野でよく知られた多様な技術により作ることができる(Maniatis(1990)Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2.sup.nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y., and Bodansky et al.(1995)The Practice of Peptide Synthesis, 2.sup.nd ed., Spring Verlag, Berlin,Germany)。
好ましいアミノ酸置換は、(1)タンパク質分解に対する感受性を減少させる置換、(2)酸化に対する感受性を減少させる置換、(3)タンパク質結合体を形成する結合親和性を変える置換、(4)結合親和性を変える置換、および(4)そのような類似体の他の物理化学的または機能的性質を付与または修飾する置換である。類似体として、天然のペプチド配列以外の配列の多様な変異タンパク質を挙げることができる。例えば、単一または複数のアミノ酸置換(好ましくは保存アミノ酸置換)は、天然の配列(好ましくは分子間接触を形成する領域の外側のポリペプチド部分)において行なってよい。保存アミノ酸置換は親配列の構造的特徴を実質的に変えてはならない(例えば、置換アミノ酸は親配列で生じるヘリックスを壊したり、親配列を特性付ける他の種類の二次構造を壊したりする傾向があってはならない)。当分野で認識されたポリペプチドの二次および三次構造の例が当分野で記載されている(例えば、Proteins, Structures and Molecular Principles(Creighton, Ed., W. H. Freeman and Company, New York(1984))。
一実施態様において、本発明のH可変領域のアミノ酸配列改変体であるH可変領域を作る方法は、今回開示されたH可変領域のアミノ酸配列において1つ以上のアミノ酸を付加、欠失、置換または挿入し、任意に、このように提供されたH可変領域を1つ以上のL可変領域に組合せ、H可変領域またはH可変/L可変の組合せを、GPNMBに対する特異的結合について調べ、任意に、そのような抗原結合領域のGPNMB活性を調節する能力を調べる工程からなる。L可変領域は、表1に示されるものと同一であるか、または実質的に示されるアミノ酸配列を有してよい。
ここに開示されるL可変領域の1つ以上の配列変化を1つ以上のH可変領域に組み合わせる類似の方法を用いることができる。
本開示のさらなる態様は、GPNMBに特異的に結合する抗原結合断片を調製する方法を提供する。本方法は、(a)置換されるCDR3を含むか、もしくはCDR3をコードする領域を欠くH可変領域をコードする核酸の出発レパートリーを提供し;(b)H可変CDR3に関してここで実質的に示されるアミノ酸配列をコードするドナー核酸に該レパートリーを組み合わせて、H可変領域をコードする核酸の産物レパートリーを提供するようにドナー核酸をパートリー中のCDR3領域に挿入し;(c)産物レパートリーの核酸を発現し;(d)GPNMBに対して特異的な結合断片を選択し;(e)それをコードする特異的結合断片または核酸を回収することを含む。
さらに、置換されるCDR3を含むか、またはCDR3をコードする領域を欠くL可変領域をコードする核酸のレパートリーに本発明のL可変CDR3を組み合わせる類似の方法を使用してよい。ドナー核酸は、配列番号2、配列番号20、配列番号38、配列番号56、配列番号74、配列番号92、配列番号110、配列番号128、配列番号146、配列番号164、配列番号182、配列番号200、配列番号218、配列番号236、配列番号253、配列番号256、配列番号260、配列番号265、配列番号270、配列番号274、配列番号277、配列番号281、配列番号285、配列番号11、配列番号29、配列番号47、配列番号65、配列番号83、配列番号101、配列番号119、配列番号137、配列番号155、配列番号173、配列番号191、配列番号209、配列番号227および配列番号245に実質的に示されるアミノ酸配列をコードする核酸から選択してよい。本発明のCDR(例えばCDR3)をコードする配列は、組換えDNA技術、例えば、Marks等(Bio/Technology(1992)10:779−783)に記載された方法を用いて各CDR(例えば、CDR3)を欠く多様な領域のレパートリーに導入してよい。特に、可変領域の5’末端に向けられたか、またはそれに隣接するコンセンサスプライマーを、ヒトH可変遺伝子の第3フレームワーク領域に対するコンセンサスプライマーと併用して、CDR3を欠くH可変領域のレパートリーを提供することができる。このレパートリーを特定の抗体のCDR3に組み合わせてよい。類似の技術を用いて、CDR3由来の配列を、CDR3を欠くH可変またはL可変領域のレパートリーと組み替えて、この組み替えた完全H可変またはL可変領域を同族のL可変またはH可変領域に組み合わせて本発明のGPNMBに特異的な抗体を作ってよい。次に、このレパートリーは、適当な抗原結合断片が選択できるように、WO92/01047に記載されたようなファージディスプレイシステム等の適当な宿主系で提示してよい。
類似の組み替えまたはコンビナトリアル技術を用いてよい(例えば、Stemmer,
Nature(1994)370:389−391)。さらなる実施態様において、1つ以上の選択されたH可変および/またはL可変遺伝子のランダム変異導入法、例えば変異性PCR(Proc.Nat.Acad.Sci U.S.A.(1992)89:3576−3580)を用いて、ここに記載の配列から得られた1つ以上の配列を保有する新規なH可変またはL可変領域を作ってよい。使用してよい別の方法は変異誘発をH可変またはL可変遺伝子のCDRに直接向けることである(Proc.Nat.Acad.Sci U.S.A.(1994)91:3809−3813; J.MoI.Biol.(1996)263: 551−567)。同様に、一つ以上か、または3つのすべてのCDRをH可変またはL可変領域のレパートリーにグラフトしてよく、次に、これらの可変領域をGPNMBに対して特異的な抗原結合性断片に関してスクリーニングする。
免疫グロブリン可変領域の部分は、実質的にここに示されるCDRsの少なくとも1つ、および任意に、ここに示される介在性フレームワーク領域を含むだろう。この部分は、FR1とFR4のいずれか、または両方の少なくとも約50%を含んでよく、この50%はFR1のC末端の50%とFR4のN末端の50%である。可変領域の実質的な部分のN末端側またはC末端側の終端のさらなる残基は、通常は天然の可変領域部には付随しないものである。例えば、組換えDNA技術による抗体の構築は、クローニングまたは他の操作工程を容易にするために導入されるリンカーによりコードされるNまたはC末端残基の導入をもたらすだろう。他の操作工程は、免疫グロブリン重鎖定常領域、(例えば、ジィアボディーの産生における)他の可変領域、または以下にさらに詳しく説明するタンパク質性標識等のさらなるタンパク質配列に可変領域を結合させるリンカーの導入をともなう。
実施例で示される実施態様はH可変領域とL可変領域の「マッチング」ペアを含むが、代わりとなる実施態様はL可変領域かH可変領域のいずれかに由来する単一のCDRのみを含む抗原結合断片を含んでよいことを当業者は理解するだろう。単鎖の特定の結合領域のいずれか1つを使用して、例えばGPNMBに結合することのできる二領域特異的抗原結合断片を形成することのできる相補的領域をスクリーニングすることができる。このスクリーニングは、HまたはL鎖クローンのいずれかを含む個々のコロニー用いて、他の鎖(LまたはL)をコードするクローンの完全ライブラリーに感染させ、得られた二重鎖の特定の結合領域を、記載されるようにファージディスプレイ法にしたがって選択するWO92/01047に開示されたいわゆる階層二重コンビナトリアル手法を用いるファージディスプレイスクリーニング法により達成してよい。
ここに記載の抗GPNMB抗体は、別の機能分子、例えば別のペプチドまたはタンパク質(アルブミン、別の抗体等)、毒素、放射性同位元素、細胞毒性薬または細胞分裂阻害剤に連結することができる。例えば、抗体は化学的架橋により、または組換え法により連結することができる。さらに、抗体は、多様な非タンパク質性タンパク質の1つ、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレンに、米国特許第4,640,835号、米国特許第4,496,689号、米国特許第4,301,144号、米国特許第4,670,417号、米国特許第4,791,192号または米国特許第4,179,337号に示される方法で結合してもよい。抗体は、例えば、それらの循環半減期を長くするために、ポリマーへの共有結合によって化学修飾することができる。それらを付着させる例示的なポリマーと方法は、米国特許第4,766,106号、米国特許第4,179,337号、米国特許第4,495,285号および米国特許第4,609,546号にも示されている。
開示された抗体は、天然のパターンとは異なるグリコシル化パターンを有するように変更してもよい。例えば、1つ以上の炭水化物部分を欠失させることができ、および/または1つ以上のグリコシル化部位を本来の抗体に付加できる。今回開示の抗体に対するグリコシル化部位の付加は、当分野で知られているグリコシル化部位コンセンサス配列を含むようにアミノ酸配列を変えることにより達成してよい。抗体上の炭水化物部分の数を多くする別の手段は、抗体のアミノ酸残基に対するグリコシドの化学的または酵素的結合によるものである(WO 87/05330; CRC Crit. Rev. Biochem., 22:259−306,1981)。抗体からの炭水化物部分の除去は化学的または酵素的に達成してよい(Arch. Biochem. Biophys., 259: 52, 1987; Anal. Biochem., 118:131, 1981; Meth. Enzymol, 138:350, 1987)。抗体に検出可能な標識または機能標識を付加してもよい。検出可能な標識として、慣用の化学を用いて抗体に付着してよい131Iまたは99Tc等の放射性標識が挙げられる。検出可能な標識として、西洋ワサビペルオキシダーゼまたはアルカリホスファターゼ等の酵素標識も挙げられる。検出可能な標識として、特定の同族の検出可能な部分(例えば、標識されたアビジン)に対する結合により検出してよいビオチン等の化学部分がさらに挙げられる。
抗体の結合価は、親和性と結合活性、結合部位におけるリテンションタイムに影響を与えるように、要求にあった設計をしてよい(例えば、Am H. Pathol, 2002 160:1597−1608; J. Med. Chem. 2002 45:2250−2259; Br. J. Cancer 2002 86:1401−1410; Biomol. Eng. 2001 18:95−108; Int J. Cancer 2002 100:367−374を参照)。
多重特異性(二機能性)結合試薬を本発明のGPNMBに特異的な配列に基づいて設計してよい(Biomol. Eng. 2001 18:31−40)。例えば、二特異性または二機能性抗体は、2つの異なる重/軽鎖対および2つの異なる結合部位を有する人工的なハイブリッド抗体である。二特異性抗体は、ハイブリドーマの融合やFab’断片の結合等の多様な方法により作ることができる(Clin. Exp. Immunol. 1990, 79:315−321;, J. Immunol. 199, 2148:1547−1553)。GPNMBに対する特異性と第2分子に対する第2特異性を構成するそのような二特異性抗体はよく知られた技術を用いて作成することができる(Immunol Methods 1994,4:72−81; Wright and Harris, supra.; Traunecker et al. 1992
Int. J. Cancer(Suppl.)7:51−52)。このようにして作られた二特異性抗体は、GPNMBを発現する細胞を選択的に死滅させる。
CDR配列が、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号31、配列番号33、配列番号35、配列番号40、配列番号42、配列番号44、配列番号49、配列番号51、配列番号53、配列番号58、配列番号60、配列番号62、配列番号67、配列番号69、配列番号71、配列番号76、配列番号78、配列番号80、配列番号85、配列番号87、配列番号89、配列番号94、配列番号96、配列番号98、配列番号103、配列番号105、配列番号107、配列番号112、配列番号114、配列番号116、配列番号121、配列番号123、配列番号125、配列番号130、配列番号132、配列番号134、配列番号139、配列番号141、配列番号143、配列番号148、配列番号150、配列番号152、配列番号157、配列番号159、配列番号161、配列番号166、配列番号168、配列番号170、配列番号175、配列番号177、配列番号179、配列番号184、配列番号186、配列番号188、配列番号193、配列番号195、配列番号197、配列番号202、配列番号204、配列番号206、配列番号211、配列番号213、配列番号215、配列番号220、配列番号222、配列番号224、配列番号229、配列番号231、配列番号233、配列番号238、配列番号240、配列番号242、配列番号247、配列番号249および配列番号251に示されるものとはごくわずかに異なる抗体、および配列番号254、配列番号257、配列番号261、配列番号266、配列番号271、配列番号278、配列番号282、配列番号286、配列番号255、配列番号258、配列番号262、配列番号267、配列番号272、配列番号275、配列番号279、配列番号283、配列番号287、配列番号259、配列番号263、配列番号264、配列番号268、配列番号269、配列番号273、配列番号276、配列番号280、配列番号284、配列番号288が本発明の範囲に含まれる。典型的には、アミノ酸は、類似の電荷、疎水的または立体化学的特性を有する関連アミノ酸により置換される。そのような置換は当業者の通常の技術内に存在するだろう。CDRとは異なり、FRには、抗体の結合特性に悪影響を与えることなしに、さらに実質的な変化を起こしうる。FRの変化として、抗原接触のため、または結合部位の安定化のために重要な一定のフレームワーク残基の設計、例えば、定常部のクラスまたはサブクラスの変化、Fcレセプター結合等のエフェクター機能を変更しうる特定のアミノ酸残基の変化(米国特許第5,624,821号;米国特許第5,648,260号;Lund et al.(1991)J. Immun. 147:2657−2662;Morgan et al.(1995)Immunology 86:319−324)、または定常部が由来する種の変更が挙げられるが、これらに限定されない。
当業者は、上記の誘導体や改変は網羅的ではないこと、他の多くの改変は本開示の技術を鑑みれば当業者に明らかであることを理解するだろう。
核酸、クローニングおよび発現系
さらに、本開示は、開示された抗体をコードする単離された核酸を提供する。核酸はDNAまたはRNAからなり、全体的または部分的に合成または組換えであってよい。ここに示される塩基配列への言及は、その特定された配列を有するDNA分子も包含し、文脈上他の意味に解すべき場合を除いて、UがTに置換されている特定された配列を有するRNA分子も包含する。
ここに提供される核酸は、ここに開示されたCDR、H可変領域および/またはL可変領域をコードする領域を包含する。
また、本開示は、ここに開示されたCDR、H可変領域および/またはL可変領域をコードする少なくとも1つの核酸を含むプラスミド、ベクター、ファーミジド、転写カセットまたは発現カセットの形態の構築物を提供する。
さらに、本開示は、上記の1種類以上の構築物を含む宿主細胞を提供する。
CDR(HまたはL可変領域のいずれかに由来するCDR1、CDR2、CDR3)、H可変またはL可変領域をコードする核酸、ならびにコードされた産物を作る方法も提供される。本方法は、コード核酸に由来するコードされた産物を発現することを含む。発現は、核酸を含む組換え宿主細胞を適当な条件下で培養することにより達成されるだろう。発現による産生後、H可変またはL可変領域、または特定の結合メンバーは適当な技術を用いて単離および/または精製し、次に必要に応じて使用してよい。
抗原結合断片、H可変および/またはL可変領域およびコード核酸分子およびベクターを、それらの自然環境から、実質的に純粋または均一な形で単離および/または精製してよく、核酸の場合、必要とされる機能を有するポリペプチドをコードする配列以外の起源の核酸または遺伝子を含まないか、または実質的に含まないものであってよい。
抗体産生に適当な細胞等の多様な異なる宿主細胞におけるポリペプチドのクローニングと発現のシステムは当分野でよく知られている(Gene Expression Systems, Academic Press, eds. Fernandez et
al., 1999)。手短に言えば、適当な宿主細胞として、細菌、植物細胞、哺乳類の細胞および酵母およびバキュロウイルスが挙げられる。異種ポリペプチドの発現のために当分野で利用可能な哺乳類の細胞系として、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、HeLa細胞、ベビーハムスター腎細胞、NSOマウスミエローマ細胞およびその他多数が挙げられる。通常の細菌宿主は大腸菌である。本発明に適合するタンパク質発現系を用いて、開示された抗体を作ってもよい。適当な発現系としてトランスジェニック動物も挙げられる(Gene Expression Systems, Academic Press, eds. Fernandez et at, 1999)。
適当なベクターは、プロモーター配列、ターミネーター配列、ポリアデニル化配列、エンハンサー配列、マーカー遺伝子および必要に応じて他の配列等の適当な制御配列を含むように選択し、構築することができる。ベクターはプラスミドであるか、ウイルス性であり、例えば必要に応じてファージまたはファージミドであってよい(Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Lsup.nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989を参照)。例えば、核酸構築物の調製、突然変異誘発、配列決定、DNAの細胞への導入と遺伝子発現、およびタンパク質の分析における核酸の操作のために多くの知られた技術や手順が当分野で公知である(Current Protocols in Molecular Biology, 2.sup.nd Edition, eds. Ausubel et al, John Wiley & Sons, 1992)。
また、本発明は、ここに開示の核酸を含む宿主細胞を提供する。さらなる態様は、そのような核酸を宿主細胞に導入することを含む方法を提供する。その導入は利用可能な技術を用いてよい。真核細胞に関しては、適当な技術として、リン酸カルシウム形質移入、DEAEデキストラン、電気穿孔法、リポソーム媒介形質移入、およびレトロウイルスまたは他のウイルス、例えば、ワクシニアまたは昆虫細胞に関してはバキュロウイルスを用いた形質導入が挙げられるだろう。細菌細胞に関しては、適当な技術として、塩化カルシウム形質転換、電気穿孔法、およびバクテリオファージを用いた形質移入が挙げられよう。核酸の細胞への導入後に、例えば、宿主細胞を遺伝子発現の条件下で培養することにより核酸からの発現を引き起こすか、核酸を発現させる。
免疫結合体
別の態様において、本発明の抗体は、別の治療物質または細胞毒性物質を、GPNMBを発現する細胞に送達するターゲッティング剤として用いることができる。この方法は、治療物質または細胞毒性物質に結合させた抗GPNMB抗体を、該抗体をGPHNMBに結合させる条件下に投与することを含む。
抗GPNMB抗体は、細胞毒性化合物等の治療剤に結合体化させて、得られた免疫結合体がGPNMB発現細胞に対して細胞毒性作用または細胞静止作用を及ぼすようにする。抗体に対して結合体化させる特に適当な部分は化学療法剤、プロドラッグ変換酵素、または毒素である。例えば、抗GPNMB抗体は、化学療法剤(下記参照)等の細胞毒性剤または毒素(アブリン、リシンA、シュードモナス外毒素またはジフテリア毒素)に結合体化させることができる。もしくは、抗GPNMB抗体はプロドラッグ変換酵素に結合体化させてよい。プロドラッグ変換酵素は、抗体またはその誘導体に組換え融合させることができ、または公知の方法を用いてそれに化学結合させることができる。例示的なプロドラッグ変換酵素は、カルボキシペプチダーゼG2、β−グルクロニダーゼ、ペニシリン−V−アミダーゼ、ペニシリン−G−アミダーゼ、β−ラクタマーゼ、β−グルコシダーゼ、ニトロレダクターゼおよびカルボキシペプチダーゼAである。
GPNMBを発現する細胞に対して治療効果を及ぼす物質は、本発明の抗GPNMB抗体に結合体化させる物質として用いることができる。有用な種類の細胞毒性剤として、例えば、抗チューブリン剤、オーリスタチン、DNA副溝バインダー、DNA複製インヒビター、アルキル化剤(例えば、シス−プランチン、モノ(プラチナ)、ビス(プラチナ)および三核プラチナ結合体およびカルボプラチン等のプラチナ結合体)、アントラサイクリン類、抗生物質、抗葉酸剤、代謝拮抗剤、化学療法増感剤、デュオカルマイシン類、エトポシド類、フッ素化プリミジン類、イオノホア、レキシトロプシン類、ニトロソ尿素類、プラチノール類、予備形成化合物、プリン代謝拮抗剤、ピューロマイシン類、放射線増感剤、ステロイド類、タキサン類、トポイソメラーゼ阻害剤、ビンカアルカロイド類等が挙げられる。
治療剤は細胞毒性薬であることができる。適当な細胞毒性薬として、例えば、ドラスタチン類(例えば、オーリスタチンE、AFP、MMAF、MMAE)、DNA副溝バインダー(例えば、エンジイン類およびレキシトロプシン類)、キュオカルマイシン類、タキサン類(例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル)、ピューロマイシン類、ビンカアルカロイド類、CC−1065、SN−38、トポテカン、モルホリノ−ドキソルビシン、リゾキシン、シアノモルホリノ−ドキソルビシン、エキノマイシン、コムブレタスタチン、ネトロプシン、エポチロンAおよびB、エストラムスチン、クリプトフィシン類、セマドチン、メイタンシノイド類、ディスコデルモリド、エレウテロビンおよびミトキサントロンが挙げられる。
特定の実施態様において、細胞毒性薬または細胞分裂阻害剤はオーリスタチンE(ドラスタチン−10)またはその誘導体(例えば、オーリスタチンEとケト酸との間で形成されたエステル)である。他の典型的なオーリスタチン誘導体として、AFP、MMARおよびMMAEが挙げられる。オーリスタチンEとその誘導体の合成と構造は米国特許出願第20030083263号、PCT/US03/24209、PCT/US02/13435、米国特許第6,323,315号、米国特許第6,239,104号、米国特許第6,034065号、米国特許第5,780,588号、米国特許第5,665,860号、米国特許第5,663,149号、米国特許第5,635,483号、米国特許第5,599,902号、米国特許第5,554,725号、米国特許第5,530,097号、米国特許第5,521,284号、米国特許第5,504,191号、米国特許第5,410,024号、米国特許第5,138,036号、米国特許第5,076,973号、米国特許第4,986,988号、米国特許第4,978,744号、米国特許第4,879,278号、米国特許第4,816,444号、米国特許第4,486,414号に記載されている。
特定の実施態様において、抗GPNMB抗体1.15.1を、細胞内プロテアーゼ感受性バリン−シトルリンペプチドリンカーによりモノメチルオーリスタチンEに結合させた(vcMMAE)。免疫結合体を作る方法は、Doronina S.O. et al, 2003 Nature Biotechnology 21(7):778−794に見ることができる。
治療剤をタンパク質、特に抗体に結合させる技術は当分野で知られている(例えば、Arnon et al., 1985 in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Reisfeld et al. eds., Alan R. Liss, Inc., 1985; Hellstrom
et al., 1987 in Controlled Drag Delivery, Robinson et al. eds., Marcel Dekker, Inc., 2nd ed. 1987; Thorpe 1985, in Monoclonal Antibodies ’84: Biological and Clinical Applications, Pinchera et al. eds., EDITOR, 1985; Monoclonal Antibodies for Cancer Detection and Therapy, Baldwin
et al. eds., Academic Press 1985; and Thorpe et al., 1982, Immunol. Rev. 62:119−58を参照)。
本発明の一定の実施態様において、GPNMBを発現する細胞に結合する抗GPNMB抗体は内部移行して該細胞内に蓄積する。それにより、抗GPNMB抗体免疫結合体はGPNMBを発現する細胞に蓄積する。典型的に、抗GPNMB抗体免疫結合体が内部移行する場合、該物質は優先的に活動性がある。もしくは、抗GPNMB免疫結合体は内部移行せず、医薬が細胞膜に結合することによって、GPNMBを発現する細胞を枯渇させ、阻害するのに効果的である。治療剤は、抗体から(例えば、加水分解または切断剤により)切断されないのであればその活性を減少させるように結合体化することができる。この場合、該物質は、標的の細胞内環境において切断に感受性があるが、細胞外環境には実質的に感受性のない切断性リンカーによって、抗体またはその誘導体に結合させえるので、該結合体は、GPNMBを発現する細胞により内部移行した場合(例えば、エンドソーム環境内、または例えばpH感受性またはプロテアーゼ感受性の理由でリソソーム環境内または小窩内)、抗体またはその誘導体から切断される。
免疫結合体治療剤は原形質膜に比べて荷電(例えば、原形質膜に比べて分極しているか、正味荷電)させることにより、細胞によっていったん内部移行したら原形質膜を通過する該物質の能力をさらに最小化することができる。
抗GPNMB抗体免疫結合体は、治療剤と抗体との間にリンカー部を含むことができる。リンカーは細胞内条件では切断可能であるので、リンカーの切断は細胞内環境で治療物質を抗体から遊離させる。リンカーは、例えば、リソソームプロテアーゼまたはエンドソームプロテアーゼ等の、しかし、これらに限定されない細胞内ペプチターゼまたはプロテアーゼ酵素により切断されるペプチジルリンカーであってよい。ペプチジルリンカーはしばしば少なくとも2アミノ酸長または少なくとも3アミノ酸長である。切断剤として、カテプシン類およびDおよびプラスミンを挙げることができ、これら全てが標的細胞内で活性のある医薬の放出をもたらすジペプチド医薬誘導体を加水分解することが知られている(Dubowchik and Walker, 1999 Pharm. Therapuetics 83:67−123を参照)。他のリンカーは例えば米国特許第6,214,345号に記載されている。
リンカーはpH感受性であり、リソソーム中に見られるような酸性条件下でしばしば加水分解可能である(例えば、米国特許第5,122,368号、米国特許第5,824,805号、米国特許第5,622,929号、Dubowchik and Walker, 1999 Pharm. Therapuetics 83:67−123; Neville et al., 1989 BIol. Chem. 264:14653−14661を参照)。そのようなリンカーは血液中のような中性pH条件下で比較的安定であるが、リソソームのpHであるpH5.5または5.0以下では不安定である。リンカーは還元条件下で切断可能となりうる(例えば、ジスルヒドリンカー)(例えば、Thorpe et al., 1987 Cancer Res. 47:5924−5931; Wawrzynczak et al., In Immunnoconjugates: Antibody Conjugates in Radioimmagery and Therapy of Cancer, C.W.Vogel ed, Oxford U. Press, 1987;米国特許第4,880,935号を参照)。リンカーはマロン酸エステルリンカー(Johnson et al., 1995, Anticancer Res. 15:1387−93)、マレイミドベンゾイルリンカー(lau et al., 1995, Bioorg− Med−Chem. 3(10):1299−1304)または3’−N−アミド類似体(Lau et
al., 1995, Bioorg−Med−Chem.3(10):1305−1312)であってよい。
本発明の予防的および治療的使用
本発明の抗体は、それらの使用方法に応じて、GPNMBのアゴニストかアンタゴニストのいずれかとして作用することができる。抗体は、被験体、特にヒトにおいて、内科的疾患を予防、診断または治療するために用いることができる。本発明の抗体はGPNMBまたはGPNMBを発現する細胞の単離にも使用することができる。さらに、抗体は、疾患の危険性があるか、疾患を受けやすい被験体または異常なGPNMB発現または機能に関連した疾患を有する被験体を治療するために用いることができる。本発明の抗体はそのような被験体においてGPNMBを検出するために用いることができる。
本発明は、GPNMBを発現する細胞を標的とし、およびGPNMBの発現または機能を阻害し、および/または細胞過剰増殖性細胞疾患に対する治療的または予防的効果を有する有効量の組成物を投与することを含む、被験体におけるGPNMBの過剰発現に関連する疾患または疾患および/または細胞過剰増殖性疾患、特に癌の治療および/または予防のための方法を提供する。一実施態様において、本発明の方法は、本発明の抗体および細胞過剰増殖性細胞疾患に対する細胞毒性薬を含む免疫結合体を含有する組成物を被験体に投与することを含む。別の実施態様において、本発明の方法は、本発明の裸のIgG1抗体および1種類以上の免疫調節物質を含有する組成物をその必要のある被験体に投与することを含む。さらに別の実施態様において、本発明の方法は、細胞毒性薬に結合体化させた単鎖Fv抗体(抗GPNMB)を含有する組成物、または単鎖抗GPNMB抗体成分および抗CD3抗体成分を有する二重特異性抗体を含有する組成物をその必要のある被験体に投与することを含む。好ましい実施態様において、細胞過剰増殖性細胞疾患は癌である。さらに好ましくは、癌は、メラノーマ、または中枢神経系の癌、例えば、星細胞腫、神経膠芽腫、髄芽腫または新生物性髄膜炎である。
本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性により特徴付けられるか、またはそれに関連した疾患またはその徴候の予防および/または治療のために、被験体、好ましくはヒト被験体に、本発明の1つ以上の抗体および該抗体を含有する組成物を投与することを含む治療を提供する。一実施態様において、本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性により特徴付けられるか、またはそれに関連した疾患またはその徴候を予防または治療する方法において、本発明の有効量の1つ以上の抗体をその必要とする被験体に投与することを含む方法を提供する。ある実施態様において、本発明の1つ以上の抗体を含む1つ以上の免疫結合体の有効量を、GPNMBの異常な発現および/または活性により特徴付けられるか、またはそれに関連した疾患またはその徴候を予防または治療するために、それを必要とする被験体に投与する。
また、本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性に特徴付けられるか、またはそれに関連した疾患を予防または治療する方法において、本発明の1つ以上の抗体および本発明の抗体以外の1つ以上の療法剤(例えば、1つ以上の予防剤または治療剤)を、それを必要とする被験体に投与することを含む方法を提供する。本発明の併用療法の予防剤または治療剤は経時的または同時に投与することができる。特定の実施態様において、本発明の併用療法剤は、本発明の1つ以上の抗体の有効量、および該抗体とは異なる作用機構を有する少なくとも1つの他の療法剤(例えば、予防剤または治療剤)の有効量を含む。一定の実施態様において、本発明の併用療法剤は、抗体とともに作用することにより相加効果または相乗効果を有する本発明の1つ以上の抗体の予防効果または治療効果を向上する。一定の実施態様において、本発明の併用療法剤は療法剤(例えば、予防剤または治療剤)に関連した副作用を低減する。
併用療法剤の予防剤または治療剤は、同一の医薬組成物にて、被験体に、好ましくはヒト被験体に投与することができる。もしくは、併用療法剤の予防剤または治療剤は、別々の医薬組成物にて、被験体に同時に投与することができる。予防剤または治療剤は同一または異なる投与経路により被験体に投与してよい。
特定の実施態様において、ここに記載の本発明の1つ以上の抗体を含有する医薬組成物は、被験体、好ましくはヒトに投与して、GPNMBの異常な発現および/または活性により特徴付けられるか、またはそれに関連した疾患またはその徴候の予防および/または治療する。本発明にしたがえば、本発明の医薬組成物は、本発明の抗体以外の1つ以上の療法剤(例えば、予防剤または治療剤)を含んでもよい。
本発明の抗体は、(診断方法または効能マーカーとしての使用において)生物試料中のGPNMBの存在を検出するために用いてもよい。検出されたGPNMBの量はGPNMBの発現レベルに関連させてよく、次にこれを、当分野で公知の方法を用いて、疾患、腫瘍型、全身腫瘍組織量または腫瘍の病期に関連させる(例えば、AAPS Ligand
Binding Assay Bioanalytical Focus Group(LBABFG)の推奨 Pharm Res. 2003 Nov;20(ll):1885−900を参照)。抗体を用いる検出方法は当分野でよく知られ、例えば、ELISA、放射性免疫測定法、免疫ブロット、ウエスタンブロット、IHC、免疫蛍光法、免疫沈降法が挙げられる。抗体は、GPNMBを検出するためにこれらの一種類以上の技術を取り込んだ診断キットにて提供してよい。そのようなキットは、タンパク質の検出を助ける他の成分、詰め込み、使用説明書または他の材料を含んでよい。特定の実施態様において、本発明の抗体は放射性同位元素に結合体化してよく、GPNMBを過剰発現する細胞を検出するために被験体に注射する。
抗体が診断目的に供される場合、例えば、リガンド基(ビオチン等)または検出可能なマーカー基(蛍光基、放射性同位体または酵素)によってそれら抗体を修飾することは望ましいであろう。必要なら、本発明の抗体は慣用技術を用いて標識してよい。適当な検出可能な標識として、例えば、フルオロフォア、クロモフォア、放射性原子、電子密度の高い試薬、酵素、および特定の結合パートナーを有するリガンドが挙げられる。酵素は典型的にはそれらの活性により検出される。例えば、西洋ワサビパーオキシダーゼは、テトラメチルベンジジン(TMB)を分光光度計で定量可能な青色色素へと変換するその能力により検出することができる。検出のために適当な結合パートナーとして、ビオチンとアビジンまたはストレプトアビジン、IgGとプロテインA、および当分野で知られている多数のレセプター/リガンド対が挙げられるが、これらに限定されない。他の組合せや可能性は当業者には容易に明らかであり、本発明の範囲内の等価物とみなされる。
本発明の抗体は、治療学として有効なGPNMBの阻害剤を同定するスクリーニング方法に用いることができる。そのようなスクリーニングアッセイにおいて、第1結合混合物はGPNMBと本発明の抗体を組み合わせることにより形成され、第1結合混合物中の結合量(M)を測定する。さらに、第2混合物はGPNMB、抗体およびスクリーニングされる化合物または物質を組み合わせることにより形成され、第2結合混合物中の結合量(M)を測定する。試験される化合物は、別の抗GPNMB抗体であってよい。次に、第1結合混合物と第2結合混合物中の結合量は例えばM/M比を計算することにより比較する。該化合物または物質は、第1結合混合物に比較して第2結合混合物中の結合の減少が観察される場合、GPNMBに関連する応答を調節することができるとみなされる。結合混合物の処方と最適化は当分野の技量の範囲にあり、そのような結合混合物は結合を増強または最適化するために必要な緩衝液と塩を含有してもよく、さらなるコントロールアッセイが本発明のスクリーニングアッセイに含めてよい。GPNMB−抗体の結合を少なくとも約10%(すなわち、M/M0<0.9)、好ましくは約30%を超えるだけ低下させることがわかった化合物がこうして同定され、次に、必要であれば、下記に記載のように他のアッセイまたは動物模型で疾患を改善する能力について二次的にスクリーニングしてよい。GPNMBと抗体との結合力は、例えば、当分野でよく知られた技術である酵素結合免疫測定法(ELISA)、放射性免疫測定法(RIA)、表面プラズモン共鳴に基づく技術(例えば、Biacore)を用いて測定することができる。
次に、化合物を下記の実施例に記載するようにインビトロで調べてよい。
投与の量と頻度
GPNMBの異常な発現および/または活性により関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患の予防および/または治療に効果的な本発明の予防薬または治療薬または組成物の量は標準的臨床方法により決定することができる。例えば、癌の治療および/または予防に効果的な組成物の投与量は組成物を動物模型に投与することにより決定できる。さらに、インビトロアッセイを任意に用いて最適な投与量範囲の同定に役立ててよい。予備的な投与量を例えば動物試験に基づいて決定し、ヒト投与のための投与量のスケーリングを当分野で受け入れられたプラクティスにしたがって実施する。毒性と治療効力は細胞培養物または実験動物での標準的な製薬手順により決定することができる。細胞培養アッセイまたは動物研究から得られたデータはヒトに使用される投与量範囲を明確に表すのに用いることができる。1つの動物模型で得られる治療効果のある投与量は、他の動物、例えばヒトに使用するために当分野で知られている変換因子を用いて変換することができる(例えば、Freireich et al.(1966)Cancer Chemother. Reports, 50(4):219−244を参照)。
好ましい効果的な用量の選択は、当業者に公知の幾つかの因子の考慮に基づき当業者によって(例えば、臨床試験により)決定することができる。そのような因子として、治療または予防すべき疾患、伴う症状、患者の体重、性別、免疫状態、および投与医薬組成物の精度を反映すると当業者に知られている他の因子が挙げられる。適当な投与計画はそのような因子を考慮することにより、および文献に報告され、例えば、米医薬品便覧(第59版、2005年)に推薦される投与量に従うことにより、当業者によって選択することができる。
製剤に使用される正確な用量は投与経路および癌の程度にも依存し、実施者の判断および各患者の状況にしたがって決定しなければならない。効果的用量は、インビトロまたは動物模型試験系から得られる用量反応曲線から外挿により求めてよい。
患者に投与される他の癌治療剤については、多様な癌療法剤の典型的な用量が当分野で知られている。本発明が与えられれば、一定の好ましい実施態様は、併用治療計画で、単一薬の投与に推薦される投与量よりも低い投与量の投与を包含するだろう。
特定の実施態様において、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患(例えば、癌)の被験体における予防および/または治療のために投与される本発明の抗体または抗体を含有する免疫結合体の投与量は、30mg/(患者の体重)kg以下、25mg/kg以下、20mg/kg以下、15mg/kg以下、好ましくは12mg/kg以下、11mg/kg以下、10mg/kg以下、9mg/kg以下、8mg/kg以下、7mg/kg以下、6mg/kg以下、5mg/kg以下、4mg/kg以下、3mg/kg以下、2mg/kg以下、または1mg/kg以下である。別の実施態様において、GPNMBの異常な発現および/または活性により関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患(例えば、癌)の被験体における予防および/または治療のために投与される本発明の抗体または免疫結合体の投与量は、約0.01mg/kg〜約20mg/kg、約0.1mg/kg〜約10mg/kg、約0.1mg/kg〜約8mg/kg、約0.1mg/kg〜約7mg/kg、約0.1mg/kg〜約6mg/kg、約0.1mg/kg〜約5mg/kg、約0.1mg/kg〜約4mg/kg、好ましくは、約0.1mg/kg〜約3mg/kg、約0.2mg/kg〜3mg/kg、約0.3mg/kg〜約3mg/kg、約0.4mg/kg〜約3mg/kg、約0.6mg/kg〜約3mg/kg、約0.8mg/kg〜約3mg/kg、約0.1mg/kg〜2mg/kg、約0.1mg/kg〜1mg/kgの単位用量である。一定の実施態様において、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患(例えば、癌)の被験体における予防および/または治療のために投与される本発明の抗体または抗体を含有する免疫結合体の投与量は、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、約0.4mg/kg、約0.6mg/kg、約0.8mg/kg、約1.1mg/kg、または約1mg/kgの単位用量である。
一定の実施態様において、被験体に、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療するために、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の有効量の1つ以上の用量を投与し、ここで該抗体、免疫結合体、組成物または併用療法剤の効果的量の用量は、当分野でよく知られたインビトロおよび/またはインビボアッセイにおいて、PBS等のコントロールに比較して癌性細胞の増殖を、少なくとも約20%〜25%、好ましくは、少なくとも25%〜30%、少なくとも30%〜35%、少なくとも35%〜40%、少なくとも40%〜45%、少なくとも45%〜50%、少なくとも50%〜55%、少なくとも55%〜60%、少なくとも60%〜65%、少なくとも65%〜70%、少なくとも70%〜75%、少なくとも75%〜80%、少なくとも80〜85%、少なくとも85%〜90%、少なくとも90%〜95%、または少なくとも95%〜98%だけ減少および/または阻害する。
他の実施態様において、被験体に、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療するために、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の効果的量の1つ以上の用量を投与し、ここで効果的量の用量は、本発明の抗体の少なくとも0.1μg/mL、少なくとも0.5μg/mL、少なくとも1μg/mL、少なくとも2μg/mL、少なくとも5μg/mL、少なくとも6μg/mL、少なくとも10μg/mL、少なくとも15μg/mL、少なくとも20μg/mL、少なくとも25μg/mL、少なくとも50μg/mL、少なくとも100μg/mL、少なくとも125μg/mL、少なくとも150μg/mL、少なくとも175μg/mL、少なくとも200μg/mL、少なくとも225μg/mL、少なくとも250μg/mL、少なくとも275μg/mL、少なくとも300μg/mL、少なくとも325μg/mL、少なくとも350μg/mL、少なくとも375μg/mLまたは少なくとも400μg/mLの血清力価を達成する。さらに別の実施態様において、被験体に本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の効果的量の用量を投与して、抗体の少なくとも0.1μg/mL、少なくとも0.5μg/mL、少なくとも1μg/mL、少なくとも2μg/mL、少なくとも5μg/mL、少なくとも6μg/mL、少なくとも10μg/mL、少なくとも15μg/mL、少なくとも20μg/mL、少なくとも25μg/mL、少なくとも50μg/mL、少なくとも100μg/mL、少なくとも125μg/mL、少なくとも150μg/mL、少なくとも175μg/mL、少なくとも200μg/mL、少なくとも225μg/mL、少なくとも250μg/mL、少なくとも275μg/mL、少なくとも300μg/mL、少なくとも325μg/mL、少なくとも350μg/mL、少なくとも375μg/mLまたは少なくとも400μg/mLの血清力価を達成し、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の効果的量の引き続く用量を投与して、少なくとも0.1μg/mL、少なくとも0.5μg/mL、少なくとも1μg/mL、少なくとも、2μg/mL、少なくとも5μg/mL、少なくとも6μg/mL、少なくとも10μg/mL、少なくとも15μg/mL、少なくとも20μg/mL、少なくとも25μg/mL、少なくとも50μg/mL、少なくとも100μg/mL、少なくとも125μg/mL、少なくとも150μg/mL、少なくとも175μg/mL、少なくとも200μg/mL、少なくとも225μg/mL、少なくとも250μg/mL、少なくとも275μg/mL、少なくとも300μg/mL、少なくとも325μg/mL、少なくとも350μg/mL、少なくとも375μg/mLまたは少なくとも400μg/mLの血清力価を維持する。これらの実施態様に従えば、被験体に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12またはそれ以上の引き続く用量を投与してよい。
特定の実施態様において、本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療する方法において、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の少なくとも0.0lmg/kg、少なくとも0.1mg/kg、少なくとも0.2mg/kg、少なくとも0.4mg/kg、少なくとも0.6mg/kg、少なくとも0.8mg/kg、少なくともlmg/kgまたは少なくとも1.1mg/kgの単位用量を、それを必要とする被験体に投与することを含む方法を提供する。別の実施態様において、本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療する方法において、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の少なくとも0.01mg/kg、少なくとも0.1mg/kg、少なくとも0.2mg/kg、少なくとも0.4mg/kg、少なくとも0.6mg/kg、少なくとも0.8mg/kg、少なくとも1mg/kgまたは少なくとも1.1mg/kgの単位用量を、7日毎に1回、好ましくは、10日毎に1回、12日毎に1回、14日毎に1回、16日毎に1回、18日毎に1回、3週間毎に1回または1ヵ月毎に1回、それを必要とする被験体に投与することを含む方法を提供する。好ましい実施態様において、本発明の免疫結合体は、約0.1mg/kg、約0.2mg/kg、約0.4mg/kg、約0.6mg/kg、約0.8mg/kg、約1.1mg/kgまたは約1mg/kgの単位用量で、10〜20日毎に1回、2〜4サイクルで投与される。
本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療する方法において、(a)本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の予防効果または治療効果のある量の1つ以上の用量を、それを必要とする被験体に投与し、(b)抗体または複数の抗体の一定数の用量の投与後に該被験体中の投与された抗体または複数の抗体の血漿レベル/濃度をモニターすることを含む方法を提供する。さらに、好ましくは、用量の一定数が、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の予防効果または治療効果のある量の1、2、3、3、4、5、6、7または8用量である。
特定の実施態様において、本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療する方法において、(a)本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の少なくとも0.1mg/kg(好ましくは、少なくとも0.2mg/kg、少なくとも0.4mg/kg、少なくとも0.6mg/kg、少なくとも0.8mg/kg、少なくとも1mg/kgまたは少なくとも1.1mg/kg)の用量を、それを必要とする被験体に投与し、(b)被験体中の投与された抗体または複数の抗体の血漿レベルが0.1μg/mL未満、好ましくは0.25μg/mL未満、0.5μg/mL未満、0.75μg/mL未満、または1μg/mL未満であるときに1つ以上の引き続く用量を投与することを含む方法を提供する。別の実施態様において、本発明は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療する方法において、(a)本発明の1つ以上の抗体の少なくとも0.1mg/kg(好ましくは、少なくとも0.2mg/kg、少なくとも0.4mg/kg、少なくとも0.6mg/kg、少なくとも0.8mg/kg、少なくとも1mg/kg、または少なくとも1.1mg/kg)の1つ以上の用量を、それを必要とする被験体に投与し、(b)一定数の用量の投与後に該被験体中の投与された抗体または複数の抗体の血漿レベルをモニターし、(c)被験体中の投与された抗体または複数の抗体の血漿レベルが0.1μg/mL未満、好ましくは0.25μg/mL未満、0.5μg/mL未満、0.75μg/mL未満、または1μg/mL未満であるときに本発明の抗体または複数の抗体の引き続く1つの用量を投与することを含む方法を提供する。好ましくは、用量の一定数が、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体の有効量の1、2、3、3、4、5、6、7または8用量である。
GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療するためにこれまで使われてきたか、または現在使われている、本発明の抗体または免疫結合体以外の療法剤(例えば、予防剤または治療剤)は、本発明の方法にしたがって、本発明の1つ以上の抗体または免疫結合体と組み合わせて投与して、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を治療および/または予防することができる。好ましくは、本発明の療法剤に組み合わせて用いられる予防剤または治療剤の投与量は、GPNMBの異常な発現および/または活性に関連するか、またはそれにより特徴付けられる疾患を予防および/または治療するためにこれまで使われてきたか、または現在使われているものよりも低い。
多様な実施態様において、療法剤(例えば、予防剤または治療剤)は、5分しないうちに、30分しないうちに、1時間おいて、約1時間おいて、約1時間〜約2時間おいて、約2時間〜約3時間おいて、約3時間〜約4時間おいて、約4時間〜約5時間おいて、約5時間〜約6時間おいて、約6時間〜約7時間おいて、約7時間〜約8時間おいて、約8時間〜約9時間おいて、約9時間〜約10時間おいて、約10時間〜約11時間おいて、約11時間〜約12時間おいて、約12時間〜18時間おいて、18時間〜24時間おいて、24時間〜36時間おいて、36時間〜48時間おいて、48時間〜52時間おいて、52時間〜60時間おいて、60時間〜72時間おいて、72時間〜84時間おいて、84時間〜96時間おいて、または96時間〜120時間おいて投与される。好ましい実施態様において、2つ以上の療法剤が同一の患者診察のうちに投与される。
一定の実施態様において、本発明の1つ以上の抗体および1つ以上の他の療法剤(例えば、予防剤と治療剤)は循環的に投与する。循環治療は、第1療法剤(例えば、第1の予防剤または治療剤)の一時期の投与とそれに続く第2療法剤(例えば、第2の予防剤または治療剤)の一時期の投与、任意にそれに続く第3療法剤(例えば、予防剤または治療剤)の一時期の投与などを伴い、これらの続いて行なう投与を繰り返し、すなわち、それらの療法剤の1つに対する耐性の発達を低減させるサイクルを行なって、それら療法剤の1つの副作用を避けるか、低減させ、および/またはそれら療法剤の効能を向上させる。
医薬組成物と投与方法
本開示は、抗GPNMB抗体を含有する組成物を提供する。そのような組成物は、薬学的用途と患者への投与に適するものだろう。典型的に、組成物は本発明の1つ以上の抗体と薬学的に許容される賦形剤を含有する。「薬学的に許容される賦形剤」との語句は、医薬品投与に適合性のある、ありとあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗かび剤、等張剤および吸収遅延剤等を含む。薬学的に活性のある物質のそのような媒体や薬剤の使用は当分野でよく知られている。組成物は、追加治療機能、付加治療機能または増強治療機能を提供する他の有効化合物を含んでもよい。医薬組成物は、容器、パックまたはディスペンサーに、投与の指示説明書とともに含まれてもよい。
本発明の医薬組成物は、意図する投与経路に適合性のあるように処方される。この投与を達成する方法は当業者に知られている。この投与は、例えば、静脈内、腹腔内、筋肉内、腔内、皮下または経皮であってよい。局所または経口投与してよい組成物、または粘膜を透過できる組成物を得ることもできよう。
皮内または皮下適用のために使用される溶液または懸濁液は、典型的には、注射用水、食塩水、不揮発性油、ポリエチレングリコール類、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶媒等の滅菌希釈剤;ベンジルアルコールやメチルパラベン類等の抗菌剤;アスコルビン酸や亜硫酸水素ナトリウム等の抗酸化剤;エチレンジアミンテトラ酢酸等のキレート化剤;酢酸塩、クエン酸塩またはリン酸塩等の緩衝剤;および塩化ナトリウムやブドウ糖等の等張調整剤などの1種類以上の成分を含む。pHは、塩酸または水酸化ナトリウム等の酸または塩基で調節することができる。そのような調製物は、ガラスまたはプラスチック製のアンプル、使い捨て注射器または反復投与バイアルに封入してよい。
注射に適する医薬組成物として、滅菌水溶液か分散液と滅菌の注射可能な溶液または分散液の即時調製用の滅菌粉末とが挙げられる。静脈内投与のために適当な担体として、生理食塩水、静菌性水、Cremophor EL(BASF、Parsippany、N.J.)またはリン酸緩衝食塩水(PBS)が挙げられる。すべての場合において、組成物は無菌でなければならず、容易な注射針通過性が存在する程度に流動的でなければならない。製造と保存の条件下で安定でなければならず、細菌や真菌等の微生物の汚染作用から保護されなければならない。微生物の作用の阻止は、多様な抗菌剤や抗かび剤、例えば、パラベン類、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チロメサール等により達成することができる。多くの場合で、等張剤、例えば、糖類;マンニトール、ソルビトール等のポリアルコール、および塩化ナトリウムを組成物中に含ませることは好ましいであろう。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコールおよび液体ポリエチレングリコール等)およびそれらの適当な混合物を含む溶媒または分散媒であってよい。適当な流動性は、例えば、レシチン等のコーティングの使用により、分散液の場合に必要とされる粒径の維持により、および/または界面活性剤の使用により維持することができる。注射可能な組成物の持続的吸収は、吸収を遅らせる物質、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを組成物に含ませることによってもたらすことができる。
一般的に、経口組成物は不活性な希釈剤または可食担体を含む。これらはゼラチンカプセルに封入または錠剤へと圧縮される。経口投与のために、抗体は賦形剤と組み合わされ、錠剤、トローチまたはカプセルの形態で用いられる。薬学的に適合性のある結合剤、および/またはアジュバント物質が組成物の一部として含ませることができる。これら錠剤、丸剤、カプセル、トローチ等は、微結晶性セルロース、トラガカントゴムまたはゼラチン等のバインダー;デンプンまたはラクトース等の賦形剤;アルギン酸、Primogelまたはコーンスターチ等の崩壊剤;ステアリン酸マグネシウムやSterotes等の潤滑剤;コロイド状二酸化ケイ素等の流動促進剤;スクロースやサッカリン等の甘味剤;またはペパーミント、サリチル酸メチル、またはオレンジフレーバー等の着香料といった成分または類似の性質の化合物のいずれも含むことができる。
全身投与は経粘膜的または経皮的手段によってもよい。経粘膜または経皮投与のために、浸透すべきバリアに適当な浸透剤が製剤に用いられる。そのような浸透剤は当分野で一般的に知られており、例えば、洗浄剤、胆汁酸塩およびフシジン酸誘導体を含む。経粘膜投与は、例えば、トローチ剤、鼻腔用スプレー、吸入器または座薬を使用することにより達成してよい。例えば、Fc部分を含む抗体の場合、組成物は、(例えば、米国特許第6,030,613号に記載されたFcRnレセプター仲介経路により)腸、口または肺中の粘膜を透過することができるだろう。経皮投与のために、有効化合物を、当分野で一般的に知られているように軟膏剤、軟膏、ゲルまたはクリームに配合してよい。吸入による投与のためには、抗体は、適当な噴霧剤、例えば、二酸化炭素等の気体を含む加圧容器またはディスペンサーまたはネブライザーからのエアゾールスプレーの形で与えてよい。
一定の実施態様において、今回開示の抗体は、移植片およびマイクロカプセル化デリバリーシステム等の放出制御製剤等、体からの迅速な排出に対して化合物を保護する担体を用いて調製される。エチレン酢酸ビニル、多無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステルおよびポリ乳酸等の生分解性、生体適合性ポリマーを用いることができる。そのような製剤の調製方法は当業者に明らかであろう。今回開示の抗体を含有するリポソーム懸濁液も薬学的に許容される担体として用いることができる。これらは、当業者に公知の方法にしたがって、例えば、米国特許第4,522,811号に記載されたように調製することができる。
投与の容易性および投与量の均一性のために、経口または非経口の組成物を投与量単位形で処方することは有利であろう。本明細書中で使用される「投与量単位形」との用語は、単位投与量として治療される被験体に適する物理的に分離した単位をいい、各単位は、必要とされる医薬担体と共同して望まれる治療効果を生じるように計算された所定量の有効化合物を含む。
本発明の組成物の毒性と治療効能は、例えばLD50(集団の50%に対して致死的な用量)およびED50(集団の50%に治療効果のある用量)を決定するために、細胞培養物または実験動物において標準的な薬学的操作により決定することができる。毒性効果と治療効果の用量比は治療係数であり、これはLD50/ED50の比率として表すことができる。
本発明で用いられるいずれの組成物に関しても、治療効果のある用量は細胞培養アッセイから初めに推定することができる。適当なバイオアッセイの例として、DNA複製アッセイ、クローン形成アッセイおよび例えば実施例に記載のような他のアッセイが挙げられる。細胞培養アッセイおよび動物研究から得られたデータはヒトで使用される投与量の範囲を明確に示す際に用いることができる。用量は、IC50(すなわち、症状の最大半量の阻害を達成する抗体の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を得るように動物モデルで処方してよい。血漿での循環レベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィーにより測定してよい。特定の投与量の効果は、適当なバイオアッセイでモニターすることができる。投与量は、毒性が在るか無しかの血中濃度の範囲内にあることが好ましい。この投与量は、使用される剤形および利用される投与経路に基づきながら変えてもよい。
抗体は、当分野でよく知られた技術を利用して修飾し、免疫毒素とすることができる(Vitetta 1993, Immunol Today 14:252;米国特許第5,194,594号)。細胞毒性免疫結合体は当分野で知られており、治療剤として用いられてきた。そのような免疫結合体は、例えばメイタンシノイド類(米国特許第6,441,163号)、チューブリン重合阻害剤であるオーリスタチン(Mohammad et al, 1999 Int. J. Oncol 15(2):367−72; Doronina et al, 2003 Nature Biotechnology 21(7):778−784)、ドラスタチン誘導体(Ogawa et al, 2001 Toxicol Lett. 121(2):97−106)21(3)778−784)、Mylotarg(登録商標)(Wyeth Laboratories, Philidelphia, PA);メイタンシノイド類(DMl)、タキサンまたはメルタンシン(ImmunoGen Inc.)を用いてよい。
抗GPNMB抗体を利用する免疫放射性医薬品は、当分野でよく知られる技術を利用して調製してよい(Junghans et al. in Cancer Chemotherapy and Biotherapy 655−686(2d edition, Chafner and Longo, eds., Lippincott Raven(1996);米国特許第4,681,581号、米国特許第4,735,210号、米国特許第5,101,827号、米国特許第5,102,990号(RE35,500)、米国特許第5,648,471号および米国特許第5,697,902号)。免疫毒性および放射標識抗体分子のそれぞれが、GPNMBを発現する細胞を選択的に死滅させる。放射標識は当分野で知られており、診断用または治療用の放射性免疫結合体のために用いられてきた。放射標識の例として、放射性同位元素または放射性核種(例えば、H、14C、15N、35S、90Y、99Tc、111In、125I、131I、177Lu、105Rh、レニウム−186、レニウム−188、サマリウム−153、銅−64、スカンジウム−47)が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、放射性免疫結合体による臨床診断に用いられる放射性核種として、131I、125I、123I、99Tc、67Gaならびに111Inが挙げられるが、これらに限定されない。抗体は、標的免疫治療に利用できる可能性のために多様な放射性核種で標識されていてもよい(Peirersz et at., 1987を参照)。これらの放射性核種として、例えば、188Reおよび186Reならびに90Yが挙げられ、それほどではないが、199Auや67Cu.I−(131)(例えば、米国特許第5,460,785号を参照)が挙げられる。放射性治療キレーターおよびキレーター結合体が当分野で知られている(米国特許第4,831,175号、米国特許第5,099,069号、米国特許第5,246,692号、米国特許第5,286,850号および米国特許第5,124,471号)。
実施された実験および得られた結果を含む下記実施例は例示の目的のみに提供されるものであって、本発明を限定するものとして理解されるべきではない。
(実施例1:免疫原)
組換えヒトGPNMB(配列番号289)、特に細胞外領域(ECD)を、免疫原として使用するために調製した。一般的に、C末端V5−HISタグを有するGPNMBのECDをコードするcDNAはHEK293細胞にトランスフェクトして、発現させて、POROS HS 50(Applied Biosystems, Foster City, CA)による陽イオン交換クロマトグラフィーを用いて精製する。試料を1MのNaClでpH5.5にて溶出した後に、金属アフィニティークロマトグラフィー(ファルマシア金属キレート、5mL)を行なった。試料を10CV(カラム体積)にわたる10〜500mMのイミダゾールのリニアグラジエントに対して溶出させた。20mMトリス/50mM NaCl、pH7.4(2L×2)を用いて透析した。次に、試料を0.22μmのフィルターでろ過した。
(実施例2:免疫化)
完全ヒト抗体を作るために好ましい方法は、ヒト重鎖遺伝子座とカッパ軽鎖遺伝子座の245kbと190kbの大きさの生殖細胞系列配置を含むように設計されたマウスのXenoMouse(登録商標)株を用いる(Green et al. 1994 Nature Genetics 7:13−21; Mendez et al. 1997 Nature Genetics 15:146−156; Green and Jakobovits, 1998 J. Exp. Med. 188:483−495;米国特許第6,162,963号、米国特許第6,150,584号、米国特許第6,114,598号、米国特許第6,075,181号および米国特許第5,939,598号)。別法であるミニ遺伝子座法では、外因性Ig遺伝子座を、Ig遺伝子座からの断片(個々の遺伝子)を包含させることにより模倣する。例えば、1つ以上のV遺伝子、1つ以上のD遺伝子、1つ以上のJ遺伝子、ミュー定常領域、および第2定常領域(好ましくはガンマ定常領域)を、動物に挿入される構築物に形成する(Taylor et al, 1992, Chen et al, 1993, Tuaillon et al, 1993, Choi et al, 1993, Lonherg et al,(1994), Taylor et al, (1994), and Tuaillon et al.,(1995), Fishwild et al,(1996);米国特許第5,545,807号、米国特許第5,545,806号、米国特許第5,625,825号、米国特許第5,625,126号、米国特許第5,633,425号、米国特許第5,661,016号、米国特許第5,770,429号、米国特許第5,789,650号、米国特許第5,814,318号、米国特許第5,877,397号、米国特許第5,874,299号、米国特許第6,255,458号、米国特許第5,591,669号、米国特許第6,023,010号、米国特許第5,612,205号、米国特許第5,721,367号、米国特許第5,789,215号、米国特許第5,643,763号、米国特許第5,981,175号)。λκXenoMouse(登録商標)は、ラムダV領域を利用して抗GPNMB抗体を作るために用いてよいことがわかっている。そのような抗体は本発明の範囲にある。
免疫化
(実施例1で調製された)GPNMB−V5His免疫原を抗原として用いた。GPNMBに対するモノクローナル抗体はXenoMouse(登録商標)マウス(XenoMouse(登録商標)XMG2株)、Abgenix社、フレモント、カリフォルニア州を連続的に免疫化することにより発達させた。XenoMouse(登録商標)動物は、すべての注射について足蹠経路によって免疫を行なった。各注射の全体積は1マウスあたり50μlであり、1足蹠あたり25μlであった。
同齢集団1(10×MG2マウス)に対する最初の免疫化は、1マウスあたり100μgのalumゲル(「Adju−Phos」:リン酸アルミニウムゲルアジュバント、Superfos BIOSECTOR(商標)a/s、E.M. Sergent Pulp and Chemical社(Clifton, NJ, cat.#1452−250)により配布)と1:1(v/v)で混合させた10μgのGPNMB−V5Hisを用いた。それに続く5回の追加免疫はパイロジェンフリーD−PBS中の100μgのalumゲルと1:1(v/v)で混合した5μgのGPNMB−V5Hisを用いて行なった。7回目の追加免疫物は、TITERMAX GOLD(登録商標)(Sigma;cat.#T2684)と1:1(v/v)で混合した5μgのGPNMB−V5Hisからなった。8回目の注射液は、100μgのalumゲルと1:1(v/v)で混合した5μgのGPNMB−V5Hisからなった。最終的な追加免疫は、パイロジェンフリーDPBS中の5μgのGPNMB−V5Hisを用いてアジュバントなしで行なった。XenoMouse(登録商標)マウスはこのプロトコールのために0日目、3日目、6日目、10日目、14日目、17日目、23日目および27日目に免疫化し、融合を31日目に実施した。6回目の追加免疫後の21日目にRetro−Orbital Bleed操作により失血させた。
同齢集団2(10×MG2マウス)に対する最初の免疫化は、1マウスあたり100μgのalumゲルと1:1(v/v)で混合させた10μgのGPNMB−V5Hisを用いた。それに続く2回の追加免疫は、パイロジェンフリーD−PBS中の100μgのalumゲルと1:1(v/v)で混合した5μgのGPNMB−V5Hisを用いて行なった。4回目の追加免疫物は、TITERMAX GOLD(登録商標)(Sigma;cat.#T2684)と1:1(v/v)で混合した5μgのGPNMB−V5Hisからなった。それに続く5回目〜7回目の注射液は、100μgのalumゲルと1:1(v/v)で混合した5μgのGPNMB−V5Hisからなった。8回目の注射と最終的な追加免疫は、パイロジェンフリーDPBS中の5μgのGPNMB−V5Hisを用いてアジュバントなしで行なった。XenoMouse(登録商標)マウスはこのプロトコールのために0日目、3日目、7日目、11日目、14日目、17日目、22日目、25日目および74日目に免疫化し、融合を78日目に実施した。6回目の追加免疫後の21日目にRetro−Orbital Bleed操作により失血させた。
足蹠注射は、両後足の腹側表面のみを用いて下記プロトコールにより実施した。取り付けた28または30ゲージ×1/2”注射針を有するインシュリン1/2mL注射器を用いて筋肉組織を突き刺すことなしに皮膚下に溶液を注射した。注射を受けるマウスは、その首と背中に沿った柔らかい毛をつかんで固定し、反転させて、腹部側にアクセスできるようにした。マウスの後足をつかんで、注射針を足首に(斜面側面を上にして)挿入し、注射針の先が足に達するまで皮膚の真下を通した。注射針を、足の内側に向かって位置する静脈をさけるために注意して後足の外側長さに沿って挿入した。針の先が足にいったん達したら、抵抗が感じられるまでか、または示された体積が投与されるまでその溶液をゆっくりと注入した。次に、注射針を引き抜き、2番目の後足に同様に注入した。
下記の表4はマウスの2集団に関する免疫化スケジュールを提供する。
表4:GPNMB抗原(GPNMB可溶性、0.43mg/mL)の免疫化スケジュール
力価による収集のための動物の選択
免疫化XenoMouse(登録商標)マウスからの血清中の抗GPNMB抗体力価はELISAにより決定した。簡単に説明すれば、3セットのELISAを設定した。1μg/mLのGPNMB(+NMB)、1μg/mLのGPNMB(−NMB)および1μg/mLのNMBを、抗原コーティング緩衝液(0.1M炭酸緩衝液、pH9.6、NaHCO(分子量84)8.4g/L)中、Costar Labcoatユニバーサルバインディングポリスチレン96ウエルプレート(Corning、Acton、MA)に一晩、4℃でコーティングした。翌日、プレートを、Biotekプレート洗浄器を用いて洗浄緩衝液(1×PBS中、0.05%Tween20)で3回洗浄した。次に、プレートを200μl/ウエルのブロッキング緩衝液(1×PBS中、0.5%BSA、0.1%Tween20、0.01%チメロサール)でブロックし、室温で1時間インキュベートした。一時間のブロッキング後、プレートを、Biotekプレート洗浄器を用いて洗浄緩衝液で3回洗浄した。GPNMBで免疫したXenoMouse(登録商標)マウスまたは未処置XenoMouse(登録商標)動物を、0.5%BSA/PBS緩衝液中で、1:100の最初の希釈物からデュプリケートで1:3希釈にて滴定した。最後のウエルをブランクとして残した。これらのプレートを室温で2時間インキュベートし、次にプレートを、Biotekプレート洗浄器を用いて洗浄緩衝液で3回洗浄した。ヤギ抗ヒトIgG Fcに特異的な西洋ワサビパーオキシダーゼ(HRP、Pierce、Rockford、IL)結合体化抗体を1μg/mLの最終濃度で加え、1時間室温でインキュベートした。プレートを、Biotekプレート洗浄器を用いて洗浄緩衝液で3回洗浄した。洗浄後、TMB発色基質(BioF×BSTP−0100−01)を加えることにより、10〜20分間または陰性コントロールウエルが色を示し始めるまでプレートを展開した。次に、ストック溶液(1ボトルあたり100mLのHOで再構成したTMB用650nMのストック試薬(BioF×BSTP−0100−01))を加えることによりELISAを停止した。各XenoMouse(登録商標)動物の特定の力価を650nmでの光学密度から決定し、下記の表2と表3に示す。力価の値は、バックグランドの2倍のODの読みを有する血清の最大希釈の逆数である。したがって、数値が高ければ高いほど、GPNMBに対する液性免疫反応が高かった。結果を表5に示す。
表5:XENOMOUSE(登録商標)抗GPNMB血清力価
また、UACC−62、SF539、SKMEL5、U87MGおよびLOXlMVI細胞系に対する反応性に関して免疫化動物からのプールされた抗GPNMB血清をFACSにより評価した。プールされた血清を、抗IL13血清(コントロール)および1:10、1:100で希釈された前失血(コントロール)に比較して、1:10、1:100および1:500で調べた。
(実施例3:抗体)
ハイブリドーマ細胞系を、慣用の技術を用いて抗GPNMB力価を有することが示された免疫化マウスから作った(Mendez et al, 1997, Nat Genet. 15:146−156を参照)。
免疫マウスを頸椎脱臼により屠殺し、各同齢集団からリンパ節を収集し、プールした。リンパ球をDMEM中で粉砕することで解離させて細胞を組織から遊離し、細胞をDMEMに懸濁した。細胞数を数えて、1億個のリンパ球あたり0.9mLのDMEMを細胞ペレットに加えて細胞を穏やかに、しかし完全に再懸濁した。1億個細胞あたり100μlのCD90+磁気ビーズを用いて、細胞を、4℃で15分間磁気ビーズとともにインキュベートすることにより標識した。10個までの陽性細胞を含む磁気標識細胞懸濁物(または2×10個までの全細胞)をLS+カラムにかけ、このカラムをDMEMで洗浄した。全溶出物をCD90陰性フラクション(これら細胞のほとんどはB細胞であると予想される)として集めた。
上記の洗浄された濃縮B細胞と、ATCC(cat.#CRL1580)から購入した非分泌性骨髄腫P3X63Ag8.653細胞(Kearney et al, J. Immunol. 123, 1979, 1548−1550)とを1:1の比率で混合することにより融合を行なった。細胞混合物を800gで遠心することにより穏やかにペレット化した。上清を完全に除去した後、細胞を、2〜4mLのPronase溶液(CalBiochem, cat.#53702;PBS中0.5mg/mL)で2分間以内で処理した。次に、3〜5mLのFBSを加えて酵素活性を停止し、電気細胞融合溶液ECFS(0.3Mスクロース、Sigma、Cat#S7903、0.1mM酢酸マグネシウム、Sigma、Cat#M2545、0.1mM酢酸カルシウム、Sigma、Cat#C4705)を用いて、懸濁液を40mLの全容積に調節した。上清を遠心後に除去し、細胞を40mLのECFSに再懸濁した。この洗浄工程を繰り返して、細胞をECFSに2×10細胞/mLの濃度に再懸濁した。
電気細胞融合(ECF)は、融合発生器、モデルECM2001、Genetronic社、サンジエゴ、カリフォルニア州を用いて実施した。使用された融合チャンバーの大きさは2.0mLであり、Abgenix社の最適機器設定を用いてECFを行なった。
ECF後、細胞懸濁液を無菌条件下で融合チャンバーから注意して取り出して、同じ体積のハイブリドーマ培養培地(DMEM(JRH Biosciences)と15%FBS(Hyclone)を含み、L−グルタミン、pen/strep、OPI(オキサロアセテート、ピルベート、ウシインシュリン)(すべてSigmaより)およびIL−6(Boehringer Mannheim))を補充した滅菌チューブに移した。細胞を、15〜30分間、37℃でインキュベートし、次に400g(1000rpm)で5分間遠心した。細胞を小体積のハイブリドーマ選択培地(0.5×HA(Sigma、cat.#A9666)を補充したハイブリドーマ培養培地)に穏やかに再懸濁し、その体積を、96ウエルプレートあたり合計5×10B細胞の最終プレーティングとウエルあたり200μLに基づいて、より多くのハイブリドーマ選択培地で適切に調整した。細胞を穏やかに混合し、96ウエルプレートに分注し、成長させた。7日目か10日目に、培地の1/2を除去し、細胞にハイブリドーマ選択培地を再供給した。
培養の14日後、ハイブリドーマの上清をGPNMBに特異的なモノクローナル抗体についてスクリーニングした。一次スクリーニングにおいて、ELISAプレート(Fisher,Cat.No.12−565−136)を、コーティング緩衝液(0.1M炭酸緩衝液、pH9.6、NaHCO、8.4g/L)中の50μL/ウエルのGPNMB(1μg/mL)でコートし、次に4℃で一晩インキュベートした。インキュベーション後、プレートを洗浄緩衝液(PBS中0.05%Tween20)で3回洗浄した。200μL/ウエルのブロッキング緩衝液(1×PBS中、0.5%BSA、0.1%Tween20、0.01%チメロサール)を加え、プレートを室温で1時間インキュベートした。インキュベーション後、プレートを洗浄緩衝液で3回洗浄した。ハイブリドーマ上清および陽性と陰性のコントロールのアリコート(50μL/ウエル)を加え、プレートを室温で2時間インキュベートした。全体にわたって用いた陽性コントロールは、関連するGPNMBで免疫したXenoMouse(登録商標)マウスからの血清であり、陰性コントロールはKLHで免疫したXenoMouse(登録商標)の関連株からの血清であった。インキュベーション後、プレートを洗浄緩衝液で3回洗浄した。100μL/ウエルの検出抗体ヤギ抗huIgGfc−HRP(Caltag、Cat.No.H10507、使用濃度は1;2000希釈であった)を加えて、プレートを室温で1時間インキュベートした。インキュベーション後、プレートを洗浄緩衝液で3回洗浄した。100μl/ウエルのTMB(BioFX Lab. Cat. No. TMSK−0100−01)を加え、(陰性コントロールウエルがやっと色を示し始めるまで)プレートを約10分間発達させた。次に、50μl/ウエルの停止溶液(TMB停止溶液(BioFX Lab. Cat. No.STPR−0100−01))を加え、プレートを450nmの波長でELISAプレートリーダーを用いて読んだ。
一次スクリーニングに基づく陽性ハイブリドーマ細胞成長ウエルからの古い培養上清を完全に除去し、IL−1b陽性ハイブリドーマ細胞を新鮮なハイブリドーマ培養培地に懸濁し、24ウエルプレートに移した。培養の2日後、これらの上清を二次確認スクリーニングに使える状態となった。二次確認スクリーニングにおいて、一次スクリーニングの陽性物を、上記のようにGPNMB結合体ELISAと、重鎖および軽鎖の両方について完全にヒト組成であることを示すために二次確認ELISA用の二組の検出系(一組がhIgG検出のためであり、一組がヒトIgカッパ軽鎖検出(ヤギ抗hIgカッパ−HRP、Southern Biotechnology、Cat.No.2060−05)のためである)とでスクリーニングした。二組のELISAの手順は、3種類の異なる検出抗体を別々に用いた以外は上記載と同じである。二次確認ELISAアッセイからのすべての陽性ヒット物はIL−1aと交差反応するものを除外するためにELISAにより免疫原に対する結合に関して対抗スクリーニングを行なった。ELISAプレート(Fisher、Cat.No.12−565−136)を、コーティング緩衝液(0.1m炭酸緩衝液、pH9.6、NaHCO、8.4g/L)中1μg/mLの関連V5His融合タンパク質で50μL/ウエルにてコートし、次に4℃で一晩インキュベートした。これ以降の手順は上記と同じである。作られた33種類の完全ヒトGPNMB特異的モノクローナル抗体が存在する。
ハイブリドーマ上清を、実施例2に記載のようにELISAにより、GPNMBに対する結合に関してスクリーニングした。結果を表6に示す。
表6.ハイブリドーマ抗GPNMB活性
一定のハイブリドーマ細胞上清(29)を、研究グレードのCM5センサーチップを備えたBiaCore(登録商標)2000バイオセンサーによりGPNMBに対する結合に関して分析した。細胞上清の1:25希釈物を5分間、プロテインA表面上を通した後、該表面を10分間洗浄した。引き続いて、GPNMBを90秒間、該表面上に880nMの濃度で注入した後、解離させた。二重参照結合データは、シグナルをコントロールフローセルから引き、抗原注入直前に注入された緩衝液のベースラインドリフトを引くことにより得られた。各mAbに関するGPNMB結合データを、各表面に捕捉されたmAbの量に関して基準化した。基準化されたドリフト補正応答も測定した。センサーグラムを単純1:1動態模型に適合させた。結果を表7に示す。16の細胞上清がGPNMBと有意に結合したmAbを含み、3種類のMabsである15.1、15.2および15.3がGPNMBに対して強い結合を示した。
表7
(実施例4:抗体のグループ化(binning))
ここに記載の一定の抗体は、米国特許出願第20030157730号に記載されているプロトコールにしたがってグループ化した。MxhIgG結合体化ビーズを一次抗体に対する結合のために調製する。必要とされる上清の容量は式:(n+10)×50μL(式中、n=プレート上の試料の総数)を用いて計算される。濃度が知られている場合、0.5μg/mLを用いる。ビーズ貯蔵物を穏やかにボルテックスで攪拌し、次に上清中で、1ウエルあたり各ビーズの2500の濃度まで、または0.5×10/mLまで希釈し、シェーカーで暗所、室温で一晩、または0.5μg/mLの知られている濃度の場合、2時間インキュベートする。吸引後、50μLの各ビーズをフィルタープレートの各ウエルに加え、次に、100μL/ウエル洗浄緩衝液を加え、吸引することにより一回洗浄した。抗原とコントロールをフィルタープレートに50μL/ウエルで加え、次にカバーをかぶせて、暗所で1時間、シェーカー上でインキュベートする。洗浄工程後、未知の二次抗体を、一次抗体に用いられたのと同じ希釈(または知られている場合は同じ濃度)を用いて、50μL/ウエルで加える。次に、プレートを暗所で2時間、シェーカー上、室温でインキュベートした後、洗浄工程に供する。次に、1:500で希釈した50μL/ウエルのビオチニル化mxhIgGを加えて、暗所で1時間、シェーカー上、室温にてインキュベートする。洗浄工程後、50μL/ウエルのストレプトアビジン−PEを1:1000で加え、暗所で15分間、シェーカー上、室温にてインキュベートする。洗浄工程後、各ウエルを80μLのブロッキング緩衝液に再懸濁し、Luminexを用いて読む。結果は、モノクローナル抗体は異なるグループに属することを示す。異なるグループ(bin)からの抗体による競争結合は類似または隣接するエピトープに対する抗体特異性を支持する。非競争的結合は独自のエピトープに対する抗体特異性を支持する。
6種類の抗GPNMB抗体の結合をさらに調べるために3種類のグループを作った。グループ1はGPNMB抗体(1.2.1)、(1.10.1)および(2.22.1)を含んだ。グループ2はGPNMB抗体(2.3.1)および(1.15.1)を含み、グループ3はGPNMB抗体(2.10.1)を含んだ。グループ化アッセイの結果を下記の表8と表9に示す。
表8
表9
(実施例5:GPNMB免疫組織化学(IHC)分析)
抗GPNMBモノクローナル抗体を、冷凍され固定化された組織試料に対する反応性に関して評価した。組織片(5μm)をホルマリンとパラフィンに包埋された組織試料から切り出し、キシレン、およびPBSで終わる段階的なエタノール系中でインキュベートすることにより再水和した。内因性のパーオキシダーゼ活性を、メタノール中の過酸化水素の3%溶液でクエンチした。
組織片をブロッキング緩衝液(5%BSA(Sigma)、1%ヤギ血清(Jackson Immunolabs、West Grove、PA)、PBS中)で1時間ブロックした。一次抗体と二次抗体を、PBS中の5%BSAと1%ヤギ血清中で、1時間37℃で、抗GPNMBまたはコントロールIgG:二次ビオチニル化ヤギ抗ヒトIgG(Jackson Immunolabs)の約10:1のモル比で前結合体化した。結合体をヒト血清の1:2000希釈物でブロックし、再び1時間37℃でインキュベートした。組織片を、ブロッキング緩衝液で希釈した抗GPNMB抗体またはアイソタイプコントロール抗体結合体とともに1時間インキュベートした。切片を、PBSを3回変えてそれぞれ5〜10分間洗浄し、ストレプトアジピン結合体化西洋ワサビパーオキシダーゼ(Jackson Immunolabs)の1:200(ブロッキング緩衝液中)希釈物とともに30分間インキュベートし、次に前と同様に洗浄した。抗体は、DAB試薬(Vector labs)を用いて検出した。切片をヘマトキシリン(Fisher Scientific)で対比染色し、アルコールとキシレンにより脱水し、パーマウント(Fisher Scientific)でカバースリップした。
抗GPNMB Mabs2.22.1および2.22.2を用いて、正常なヒト組織と腫瘍ヒト組織のマイクロアレイ(IMPATH、Los Angeles、CA)を染色した。陽性染色が、肺癌、卵巣癌、腎臓癌、食道癌および頭頸部癌、扁平上皮癌、黒色腫および正常な皮膚試料に見られた。黒色腫および肺癌は、膜と細胞質に位置する細胞内染色で最も高い染色強度を示した。また、抗GPNMB Mab2.10.2は原発性黒色腫を染色した。
黒色腫組織マイクロアレイの抗GPNMB抗体染色は、表10と表11に示されるように陽染性である高い比率の黒色腫を示した。
表10:抗GPNMB Mab黒色腫染色強度
0(無染色)〜3(強い染色)のスケール
表11:抗GPNMB Mab染色頻度
*ポジティブ染色を示す腫瘍細胞%
抗GPNMB抗体は、一般的な腫瘍組織マイクロアレイにおける肺扁平上皮癌(SCC)の14試料のうち10試料を染色し、SCCに特異的なアレイ中で60試料のうち24試料が陽性であった。
(実施例6:黒色腫細胞系に結合する抗GPNMB抗体のFACS分析)
黒色腫癌細胞系UACC−62により発現する細胞膜結合性GPNMBタンパク質に対する抗GPNMB抗体の特異性をFACS分析によって分析した。GPNMB抗原を発現しない腎臓癌細胞系TK10を陰性コントロールとして用いた。アイソタイプにマッチする抗体pK16.3を陰性コントロールして用いた。細胞を、PBS(CaとMgとを含まない)で2回洗浄し、細胞が脱離するまで37℃でヴェルセンとともにインキュベートし、カウントし、1アッセイチューブあたり100万細胞を分注した。次に、細胞を2回洗浄し、氷冷FACS緩衝液(0.01M HEPES、0.15M NaCl、0.1%NaNおよび4%FBS)に再懸濁した。1μg/mLの一次抗体を細胞に加えた。細胞を氷上で30分間インキュベートし、2〜3回洗浄し、1mLの氷冷FACS緩衝液に再懸濁した。R−PE結合体化ヤギ抗ヒト抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratory)を1:100希釈で加え、細胞を氷上で30分間インキュベートした。1mLの氷冷FACS緩衝液により3回洗浄した後、細胞をPBS中の0.5〜1mLの1%ホルムアルデヒドで固定し、フローサイトメトリーにより分析した。
GeO平均比として示される結果を表12に要約し、TK10細胞ではなく、UACC−62細胞が2.10.2抗体、2.22.1抗体および1.15.1抗体により検出された細胞表面上でCR011タンパク質を高発現することを示す。
表12:抗GPNMB染色の(pK16に比較した)Geo平均比
黒色腫細胞系間ので相対的なGTNMB抗原発現を調べるために、Mab1.15.1抗体を用いて、FACS分析による15黒色腫細胞系の一団を調べた。表13に示されるように、80%(12/15)の細胞系がGPNMB抗原発現を示した。細胞系SK−Mel−2が、調べられた細胞系間で最も高いGeo平均比を示した。
表13:黒色腫細胞系の抗GPNMB染色のGeo平均比
(実施例7:リンパ腫と白血病に結合する抗GPNMB MAbのFACS分析)
造血悪性細胞の表面上のGPNMBの相対的な発現を測定するために、多様なリンパ腫と白血病に由来する細胞系を抗GPNMB抗体とともにインキュベートし、FACSにより分析した。リンパ腫と白血病に由来する細胞を氷冷FACS緩衝液で2回洗浄し、アッセイチューブあたり100万細胞を再懸濁した。1μg/mLのMAb1.15.1抗体を細胞に加え、細胞を氷上で30分間インキュベートした。次に、細胞を2〜3回洗浄し、1mLの氷冷FACS緩衝液に再懸濁した。R−PE結合体化ヤギ抗ヒト抗体を1:100希釈で加え、細胞を氷上で30分間インキュベートした。細胞を1mLの氷冷FACS緩衝液で3回洗浄し、PBS中の0.5〜1mLの1%ホルムアルデヒドで固定し、フローサイトメトリーにより分析した。
骨髄細胞系とリンパ系に由来する検査細胞系の約半分はGPNMB細胞表面発現を示した(表14)。細胞系U937は、調べられた細胞系中で最大Geo平均比を示した。
表14:リンパ腫および白血病細胞の抗GPNMB染色のGeo平均比
(実施例8:IPとウエスタンブロット分析によるGPNMBタンパク質の検出)
細胞を、PBS(CaとMgとを含まない)で2回洗浄し、細胞が脱離するまで37℃でヴェルセンとともにインキュベートし、カウントし、集め、溶解緩衝液(0.15M NaCl、0.02Mトリス塩酸、10%グリセロール、1%NP−40、0.01M EDTAおよび膵臓抽出物、プロナーゼ、サーモリシン、キモトリプシンおよびパパインを含むプロテアーゼ阻害剤(Roche、Germany))中で、30分間氷上で溶解した。上清を集めて、タンパク濃度をBCAタンパク質アッセイキット(Pierce,USA)により決定した。一次抗体を細胞溶解物に加え、氷上で3時間インキュベートした後、プロテインGアガロース(Amersham,USA)を2時間加えた。免疫沈澱タンパク質を洗浄し、試料緩衝液中で沸騰させ、4〜20%ゲルにより分離した。免疫ブロットのために、タンパク質をPVDF膜(Invitrogen,USA)に移し、抗GPNMB抗体(0.5μg/mL)をプローブに用いて調べた後、HRP結合体化ヤギ抗ヒト抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratory)の1:4000希釈物で調べた。免疫結合体をECLウエスタンブロット検出試薬(Amersham,USA)により検出した。
ウエスタンブロット分析は、抗GPNMB抗体がUACC−62、SK−Mel5およびSK−Mel2の各細胞系の細胞溶解物中に発現したGPNMB抗体を免疫沈降することを示した。これらの結果は、FACSにより決定された細胞表面発現と一致する。
(実施例9:抗GPNMB抗体仲介の間接的細胞死滅)
GPNMB抗原を発現する細胞系UACC−62および非発現細胞系TK10を平底96ウエル組織培養プレート(Becton Dickinson、Franklin Lakes、NJ、USA)にウエルあたり3000細胞の密度で塗布した。細胞がおよそ25%の密集度に一度達したら、100ng/ウエルの二次抗体−毒素結合体(ヤギ抗ヒトIgGサポリン;Advanced Targeting Systems、San Diego、USA、HUM−ZAP;cat.#IT−22)を加えた。抗GPNMB
MAbs2.10.2、2.22.1、1.15.1またはアイソタイプコントロールmAb(pK16.3)を各ウエルに10または50ng/mLの最終濃度で加えた。抗EGFRモノクローナル抗体(MS−269−PABX、NeoMarkers、Fremont、CA、USA)を陽性一次抗体コントロールとして用いた。600μMの化学療法剤5−FUを陽性試薬コントロールとして用いた。5日目に、細胞をトリプシン処理し、6ウエル組織培養プレートに移し、37℃でインキュベートした。プレートを毎日調べ、8〜10日の間にすべてのプレートをギムザ染色し、コロニーをカウントした。
処理後のGPNMB陽性UACC−62の生存率を図2に示す。化学療法剤5−FUは完全な死滅を誘導した一方で、単独またはアイソタイプコントロールpK16.3抗体と組み合わせたサポリン毒素結合体化二次抗体の添加は両細胞系の細胞成長に対して効果を持たなかった。UACC−62とTK10細胞系の両方がEGFRタンパク質を発現し、EGFR特異的抗体(50ng/ml)および二次抗体毒素結合体の添加はUACC−62とTK10細胞の完全な死滅をもたらした。同一の用量で、3種類のすべてのGPNMB特異的抗体2.10.2、2.22.1および1.15.1はUACC−62細胞の70%を超える死滅を誘導した。抗GPNMB抗体2.10.2と2.22.1はGPNMB陰性TK10細胞において5%未満の細胞死を誘導し、1.15.1は24%未満の細胞死を誘導した。
(実施例10:オーリスタチン−E(AE)結合体化抗GPNMB抗体による細胞死滅)
UACC−62とTK10細胞を平底96ウエル組織培養皿(Becton Dickinson、Franklin Lakes、NJ、USA)に塗布した。2日目または細胞がおよそ25%の密集度に達したら、アイソタイプコントロール、EGFR(NeoMarkers MS−269−PABX、Fremont、CA、USA)、2.22.1または2.10.2等の多様な濃度(1〜1000ng/mL)の未結合体化およびオーリスタチンE結合体化抗体(Seattle Genetics、Bothell、WA、USA)を細胞に加えた。MAb2.3.1はFACS分析により示されるようにGPNMB発現細胞に結合しないので本研究におけるアイソタイプコントロールのために選択された。EGFレセプターに対して作られたモノクローナル抗体を用いて、AE結合体化抗体が仲介する特異的な死滅を示した。5日目に、細胞をトリプシン処理し、6ウエル組織培養プレートに移し、37℃でインキュベートした。プレートを毎日調べた。8〜10日目に、すべてのプレートをギムザ染色し、プレート上のコロニーをカウントした。
GPNMB陽性UACC−62細胞および陰性TK10細胞における生存度を図4と図5にそれぞれに示す。結果は、未結合体化およびAE結合体化2.6.2免疫結合体がUACC−62細胞とTK10細胞の両方の成長に対して効果を持たなかったことを示す。しかし、UACC−62とTK10の両細胞系が用量依存的にAE−EGFR免疫結合体仲介の細胞死滅を受け、1000ng/mLで細胞死が95%を超えた。同一の用量で、2.22.1−AE免疫結合体と2.10.2−AE免疫結合体は、アイソタイプコントロールに比べてUACC−62細胞のおよそ75%の細胞死を引き起こした。細胞死滅応答は用量依存性であった。GPNMB陰性TK10細胞生存は同じ用量範囲において2.22.1−AE免疫結合体や2.10.2−AE免疫結合体によって影響を受けることはなかった。これらの結果は、抗原発現細胞に対するAE結合体化抗GPNMB抗体の特異的な細胞毒性効果を示す。
(実施例11:Mab1.15.1−AE免疫結合体死滅を受けやすい黒色腫細胞)
黒色腫細胞系を平底96ウエル組織培養プレート(Becton Dickinson、Franklin Lakes、NJ、USA)に塗布した。2日目または細胞がおよそ25%密集度に達するまで、多様な濃度の未結合体化およびオーリスタチンE結合体化1.15.1を細胞に加えた。MAb2.6.2−AEも、この研究で結合体化アイソタイプコントロールとして用いた。5日目、細胞をトリプシン処理し、6ウエル組織培養皿に移し、37℃でインキュベートした。プレートを毎日調べた。8〜10日目、すべてのプレートをギムザ染色し、プレート上のコロニーをカウントした。
GPNMB陽性と陰性細胞に対する1.15.1−AE仲介死滅のIC50を表15に示す。非結合体化1.15.1およびAE結合体化2.6.2は調べられたすべての黒色腫細胞系の成長に効果を持たなかった。しかし、細胞系SK−Mel2、WM−266−4、G361、UACC−257、UACC−62、RPMI−7951およびSK−Mel5は、用量依存的に1.15.1−AEに感受性があった。SK−Mel2はこの研究において最も低いIC50を示した(表15)。これらの結果は、GPNMBを発現する黒色腫細胞のほとんどに対してAE結合体化1.15.1の特異的かつ細胞毒性効果を示す。
表15:Geo平均比および黒色腫細胞の1.15.1−AE死滅のIC50
(実施例12:リンパ腫と白血病細胞系のMab1.15.1−AE死滅)
6ウエル組織培養プレート(Becton Dickinson、Franklin Lakes、NJ、USA)への被覆前に、リンパ腫と白血病細胞系を、メチルセルロース基本培地(R&D Systems、USA)と混合し、多様な濃度の非結合体化およびオーリスタチンE結合体化1.15.1抗体と混合した。さらに、Mab2.6.2−AEはGPNMBを発現する細胞に結合しないので、本研究の結合体化アイソタイプコントロールとして含めた。プレートを37℃でインキュベートし、毎日調べた。14〜18日目に、プレート上のコロニーをカウントした。
抗原を発現する細胞に対する1.15.1−AE誘導細胞死滅のIC50を表16に示す。非結合体1.15.1およびAE結合体化2.6.2免疫複合体はすべての抗原陽性造血細胞系の成長に対して効果を持たなかった。しかし、表16に示されるように、骨髄系またはリンパ球系に由来する細胞系U937、SRおよびTHP−1は、用量依存的に207ng/mL(1.4nM)〜340ng/mL(2.4nM)の範囲のIC50値をもって1.15.1−AE仲介死滅に感受性があった。これらの結果はGPNMB抗原を発現する造血悪性細胞系の特異的細胞毒性効果を示す。
表16:Geo平均比および黒色腫および白血病細胞の1.15.1−AE死滅のIC50
(実施例13:CR011−vcMMAEはヒトSK−MEL−2黒色腫異種移植片の成長を阻害して胸腺欠損マウスに定着した黒色腫腫瘍の完全な退縮を導く(研究N−386))
研究N−386は、胸腺欠損マウスに定着したヒトSK−MEL−2黒色腫異種移植片に対する抗体−医薬結合体CR011−vcMMAEの効力と治療的効能を評価するために実施された。
材料と方法:
試験動物:ヒト腫瘍異種移植片のために用いられる5〜6週齢の胸腺欠損マウス(CD−1nu/nuメス)はHarlan Laboratories(Indianapolis、IN)から得た。動物は、実験動物保護の評価認定のための国際協会(Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International(AAALACインターナショナル))のガイドラインにしたがって特定のパソゲンフリー条件で収容した。試験動物にはペレット状の餌と水を自由に与え、調節換気(暖房・換気および空調)、温度(22±2℃)、相対湿度(55%±15%)および明期(12時間)を有する部屋に保持した。すべての研究は承認された施設の動物保護と使用のプロトコールにより実施した。
ヒト黒色腫異種移植片モデル。CR011−MMAE免疫結合体の腫瘍阻害活性は、既報の方法(Geran et al., Cancer Chemother. Rep.3:1−104(1972)を参照)にしたがって、胸腺欠損マウスを用いた抗腫瘍異種移植モデルで測定した。簡単に説明すると、胸腺欠損マウス腫瘍ドナーから切り取られたヒト黒色腫(60〜125mg)の小断片を、外套針を用いて試験動物に皮下移植した。腫瘍が定着したら(10〜20日間)、動物を組み合わせて集団にわけ(n=6マウス/グループ)、静脈内注射(尾静脈)による処置を実施した。
SK−MEL−2ヒト黒色腫(ATCC#HTB−68)は悪性黒色腫を有する60歳の白色系男性の転移部位(大腿の皮膚)に由来し、SK−MEL−5ヒト黒色腫(ATCC#HTB−70)は悪性黒色腫を有する24歳の白色系女性の転移部位(腋窩リンパ節)に由来した(Fogh et al., J. Natl. Cancer Inst. 59:221−226(1977)を参照)。両細胞系はアメリカ培養細胞系統保存機関(ATCC)から得た。
処置の効果は副尺付きカリパスを用いて、2直径に沿った繰り返しの腫瘍測定によりモニターする;腫瘍サイズ(単位:mg)は、比重を1.0とみなして、標準式:(W×L)/2を用いて計算した。腫瘍サイズと体重は毎週2回評価した。ただし、マウスは毎日調べ、瀕死の動物は、過剰な痛みやストレスの臨床的徴候(すなわち、衰弱、猫背の姿勢、麻痺/不全麻痺、膨張した腹部、潰瘍形成、膿腫、発作および/または出血)が注意されるのであれば人道的に安楽死させた。2,000mgを超える腫瘍を有する動物は研究から外し、人道的に安楽死させた。
胸腺欠損マウスにおける異種移植の研究は、多様な物質に関する抗腫瘍効果を効果的に示し、次にそれら物質が臨床的な癌に対して活性を有することが示される(Johnson et al.,Br J Cancer 84:1424−1431(2001))。
結果:
SK−MEL−2黒色腫に対するインビボ抗腫瘍効果。GPNMBを発現する細胞に対してCR011−vcMMAEのインビトロでの効力と細胞毒性に基づいて、抗腫瘍効果をインビボで調べた。
皮下のヒトSK−MEL−2黒色腫の成長に対する静脈内CR011−vcMMAE処置の効果を図1に示す。SK−MEL−2腫瘍断片を移植し、腫瘍が定着した後(17日目、61mg)、処置を下記の静脈投与により開始した:CR011−vcMMAE(0.625〜20mg/kg静脈内、4日毎に合計4処置(すなわち、q4d×4);食塩水とリン酸緩衝食塩水コントロール(静脈内、q4d×4);および2種類の公知の抗腫瘍参照薬剤である硫酸ビンブラスチン(静脈内、1.7mg/kg、q4d×4)およびパクリタキセル(静脈内、24mg/kg、q2d×4)。参照薬剤は以前の研究において決定された最大許容用量(MTD)で投与された。
食塩水またはPBSで処置した動物中の腫瘍は腫瘍質量が2,000mgに達するまで進行的に成長し、この質量に達した時点で動物を研究から外し、人道的に安楽死させた。SK−MEL−2腫瘍は、免疫が低下したホストにおいて高い「接種」率(97%)と低い自発的退縮率(3%)を有する(Dykes et al., Development of human tumor xenograft models for in
vivo evaluation of new antitumor drugs,
in Immunodeficient mice in Oncology, vol.42(Fiebig HH and Berger DPe eds)pp 1−22, Contrib. Oncol. Basel, Karger(1992))。
ビンブラスチンは非常にわずかで、顕著ではない抗腫瘍効果(P≦0.20)を生じた;この腫瘍モデルや他の腫瘍モデル(例えば、SK−MEL−5)において、ビンブラスチンは目立つ腫瘍成長の阻害を生じるが、これが有意であるのはごくわずかである。しかし、パクリタキセルは、処置の開始後のおよそ2週間、有意な腫瘍成長の阻害と腫瘍静止(すなわち、100%の成長阻害)を示した(P≦0.0077)。
SK−MEL−2を有するマウスに対して静脈内投与されたCR011−vcMMAEの抗腫瘍効果は著しかった。20、10、5または2.5mg/kgで、腫瘍は試験動物のほとんどで迅速に大きさが小さくなった;顕著な治療効果が治療開始の早くも4日後に注意された(P≦0.014)。完全に退縮した腫瘍は観察期間中(>200日)再成長することはなかった。
この研究における動物は肉眼的検査で異常な治療効果を示さなかった。週2回の体重測定では、CR011−vcMMAEによる処置の体重または体重増加に対する観察可能な、または統計的に有意な効果は示されなかった。
結論:
CR011−vcMMAEは、腫瘍成長の阻害として始まるが、すぐに定着ヒト黒色腫異種移植片の完全な退縮を導く実質的で、用量依存的な再現性のある抗腫瘍効果を生じる;この退縮は長く続き、成功した治療後の腫瘍の再成長は観察されなかった。
(実施例14:抗体とそれらの対応するDNAの配列決定)
ハイブリドーマからのヒトGPNMB mAb由来の重鎖とκ鎖の転写物の配列は、poly(A)DNAから生じたPCR生成物の直接の配列決定により得られた。さらに、PCR生成物は、TAクローニングキット(Invitrogen)を用いてpCRIIにクローニングし、Prismダイターミネーター配列決定キットおよびABI377配列決定装置を用いて両鎖の配列を決定した。各PCR反応は、下記表17に示される5’センスプライマーの混合物を用いた。
表17:使用されたプライマー
MACVECTOR(登録商標)とGENEWORKS(商標)を用いて、すべての配列は「V BASE配列ディレクトリ」(Tomlinson et al., MRC
Centre for Protein Engineering, Cambridge, UK)との配列比較により分析した。
実施例15:抗GPNMB抗体の構造分析
表17に示された抗体の可変重鎖および可変軽鎖の配列を決定してそれらのDNAとタンパク質配列を決定した。
抗体−1.10.2
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表18:1.10.2重鎖V部領域
*配列番号2のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表19:1.10.2軽鎖V部領域
*配列番号11のアミノ酸残基
抗体−1.15.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表20:1.15.1重鎖V部領域
*配列番号20のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表21:1.15.1軽鎖V部領域
*配列番号29のアミノ酸残基
抗体−1.2.2
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表22:1.2.2重鎖V部領域
*配列番号38のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表23:1.2.2軽鎖V部領域
*配列番号47のアミノ酸残基
抗体−1.7.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表24:1.7.1重鎖V部領域
*配列番号56のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表25:1.7.1軽鎖V部領域
*配列番号65のアミノ酸残基
抗体−2.10.2
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表26:2.10.2重鎖V部領域
*配列番号74のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表27:2.10.2軽鎖V部領域
*配列番号83のアミノ酸残基
抗体−2.15.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表28:2.15.1重鎖V部領域
*配列番号92のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表29:2.15.1軽鎖V部領域
*配列番号101のアミノ酸残基
抗体−2.16.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表30:2.16.1重鎖V部領域
*配列番号110のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表31:2.16.1軽鎖V部領域
*配列番号119のアミノ酸残基
抗体−2.17.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表32:2.17.1重鎖V部領域
*配列番号128のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表33:2.17.1軽鎖V部領域
*配列番号137のアミノ酸残基
抗体−2.21.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表34:2.21.1重鎖V部領域
*配列番号146のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表35:2.21.1軽鎖V部領域
*配列番号155のアミノ酸残基
抗体−2.22.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表36:2.22.1重鎖V部領域
*配列番号164のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表37:2.22.1軽鎖V部領域
*配列番号173のアミノ酸残基
抗体−2.24.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表38:2.24.1重鎖V部領域
*配列番号182のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表39:2.24.1軽鎖V部領域
*配列番号191のアミノ酸残基
抗体−2.3.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表40:2.3.1重鎖V部領域
*配列番号200のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表41:2.3.1軽鎖V部領域
*配列番号209のアミノ酸残基
抗体−2.6.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表42:2.6.1重鎖V部領域
*配列番号310のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表43:2.6.1軽鎖V部領域
*配列番号319のアミノ酸残基
抗体−2.7.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表44:2.7.1重鎖V部領域
*配列番号218のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表45:2.7.1軽鎖V部領域
*配列番号277のアミノ酸残基
抗体−2.8.1
重鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表46:2.8.1重鎖V部領域
*配列番号236のアミノ酸残基
軽鎖可変領域
塩基配列
アミノ酸配列
表47:2.8.1軽鎖V部領域
*配列番号245のアミノ酸残基
(実施例16:診断剤としての抗GPNMB抗体の使用)
試料中のGPNMB抗原の検出:
下記は、試料中のGPNMB抗原を検出するための酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)のプロトコールである。この測定法において、96ウエルマイクロタイタープレートや384ウエルマイクロタイタープレート等のマイクロタイタープレートのウエルをGPNMBに対する第一の完全ヒトモノクローナル抗体により数時間吸着させる。固定化抗体は、試験試料に存在するかもしれないGPNMBのいずれかに対する捕捉抗体として働く。ウエルをすすぎ、分析物の非特異的吸着を妨げるために、乳タンパク質やアルブミン等のブロッキング剤で処理する。
続いて、GPNMB抗原を含むと疑われる試験試料、または標準量のGPNMB抗原を含む溶液でウエルを処理する。そのような試料は、例えば、病理の診断指標となると考えられる血中のGPNMBレベルを有すると疑われる被験体からの血清試料であってよい。
試験試料またはスタンダードを洗い流した後、ビオチンによる結合体化によって標識された第二完全ヒトモノクローナル抗GPNMB抗体によりウエルを処理する。標識された抗GPNMB抗体は検出抗体として働く。過剰な第二抗体を洗い流した後、アビジン結合体化西洋ワサビパーオキシダーゼ(HRP)と適当な発色性基質で処理する。試験試料中の抗原の濃度はスタンダード試料から作成した標準曲線との比較により決定する。
このELISAアッセイは、試験試料中のGPNMB抗原の検出のために非常に特異的でありとても感受性のあるアッセイを提供する。
患者中のGPNMB抗原濃度の決定:
サンドイッチELISAはヒト血清中のGPNMBレベルを定量するために用いることもできる。サンドイッチELISAに使用される2種類の完全ヒトモノクローナル抗GPNMB抗体はGPNMB分子上の異なるエピトープを認識する。このELISAは下記の通り実施する:コーティング緩衝液(0.1M NaHCO,pH9.6)中、2μg/mLの濃度で50μlの捕捉用抗GPNMB抗体をEISAプレート(Fisher)にコートする。4℃で一晩のインキュベーション後、プレートを200μlのブロッキング緩衝液(PBS中、0.5%BSA、0.1%Tween20、0.01%チメロサール)で1時間、25℃で処理する。プレートをPBS中の0.05%のTween20(洗浄緩衝液WB)で洗浄する(3×)。正常血清または患者血清(Clinomics、Bioreclaimation)を、50%ヒト血清を含むブロッキング緩衝液で希釈する。プレートを血清試料とともに一晩、4℃でインキュベートし、WBで洗浄し、次に100μl/ウエルのビオチニル化検出用抗GPNMB抗体とともに1時間、25℃でインキュベートする。洗浄後、プレートをHRP−ストレプトアビジンとともに15分間インキュベートし、前と同じように洗浄し、次に色の発生のためにH中の100μl/ウエルのo−フェニレンジアミン(Sigma展開溶液)で処理する。反応は50μl/ウエルのHSO(2M)で停止させ、ELISAプレートリーダーを用いて492nmで分析した。血清試料中のGPNMBの濃度は4パラメーター曲線適合プログラムを用いて精製GPNMB抗原の希釈物と比較することにより計算する。
患者の癌の段階付け:
上記診断例で示され、論じられた結果に基づいて、GPNMB抗原の発現レベルに基づき被験体の癌の段階付けができることが理解されよう。癌の一定の種類(例えば、黒色腫)について、疾患の進行の多様な段階および/または癌の治療的処置における多様な時点で診断される患者からの血液試料を採取する。血液試料に存在するGPNMB抗原の濃度を、存在する抗原の量を特異的に決定する方法を用いて決定する。そのような方法には、ELISA法、例えば前記の診断例に記載した方法がある。進行または治療の各段階に関する統計的に有意な結果を提供する試料集団を用いて、各段階に特徴的と見なされる抗原の濃度範囲が明確に示される。
研究下の患者の癌の進行を段階付けるために、または被験体の治療コースに対する応答を特徴付けるために、血液試料を被験体から採取し、試料中に存在するGPNMB抗原の濃度を決定する。このように得られた濃度は、その値がどの範囲の濃度に入るのかを同定するために用いられる。このように同定された範囲は、診断被験体の多様な集団で同定された進行段階または治療段階に関連し、よって、研究下の被験体の段階が提供される。
(実施例17:GPNMBに対する抗体による癌の診断)
卵巣癌腫瘍を有すると疑われる被験体を同定し、疑われた腫瘍からの組織試料を試験するために取り出す。次に、取り出された組織を、比色分析用標識を有する抗GPNMB抗体に接触させる。抗GPNMB抗体が取り出された組織に特異的に結合するかどうかを決定する。結合は癌性組織を示す一方で、結合の欠如は非癌性組織を示す。このように患者の状態を診断して、引き続く試験、カウンセリングおよび/または治療を容易にする。
(実施例18:GPNMBに対する抗体による癌の治療)
腫瘍細胞上のGPNMBの標的化は癌の危険があるか、または癌に苦しむ被験体を治療するために有用である。そのような被験体は、本発明の抗GPNMB抗体による治療から恩恵を受けるだろう。典型的には、抗体は、外来患者の設定で、ゆっくりとした静脈内(IV)注射により約0.1〜1.0mg/kgの用量にて週1回の投与で投与する。抗体の適当な治療効果のある用量は治療を行う医師により選択され、おおよそ1μg/kg〜20mg/kg、1μg/kg〜10mg/kg、1μg/kg〜1mg/kg、10μg/kg〜1mg/kg、10μg/kg〜100μg/kg、100μg/kg〜1mg/kgおよび500μg/kg〜5mg/kgの範囲にあるだろう。
さらに、抗体はGPNMB関連疾患に関連する疾患を予防し、および/またはその重症度および/または症状を低減するために用いられる。
ヒトおける抗体の臨床的有効性を調べるために、特に卵巣癌、肺癌または結腸癌等の、しかしこれらに限定されない癌を有する個人を同定し、治療集団にランダム化する。治療集団は、抗体治療を受けない集団および異なる用量の抗GPNMB抗体で治療する集団を含む。個人は前向きにフォローされ、抗体治療を受ける個人は状態の改善を示す。
(実施例19:CR011−vcMMAEの抗腫瘍効果の特異性(CR011−ONC−1))
この研究は抗体−医薬結合体の構成成分とその製剤の抗腫瘍効果を決定し、これらの結果をインタクトな免疫結合体の抗腫瘍効果に関連付けるために行なった。
結果:
SK−ME−2黒色腫の断片を外套針によりマウスに移植し、腫瘍が定着した後、CR011−vcMMAEと多様な成分による治療を調べて、この物質の抗腫瘍効果の特異性を示した。リン酸緩衝食塩水(ベヒクル)または免疫結合体調製物の成分(3%DMSO、スクロース、リン酸媒体)のいずれかが投与されたコントロールグループは腫瘍サイズを最大2,000mgまで絶えず増加させて、この時点でそれら動物を研究から排除した。明らかな、または統計的に有意な抗腫瘍効果は観察されなかった。しかし、CR011−vcMMAE治療(5mg/kg/治療、q4d×4)は最初の2投与後に測定可能な阻害を生じた。腫瘍成長阻害は、認識可能な腫瘍がすべての6試験動物で検出されなくなるまで続いた(図4)。予備試験において、腫瘍退縮は完全であり、長期にわたる観察期間(200日まで)にもかかわらず腫瘍の再増殖がその後に起こることはなかった。
結論:
免疫結合体により生じる退縮は、免疫結合体の個々の成分によるものではなく、また該免疫結合体の製剤の成分によるものでもない。このことは、CR011抗体のみの処理(グループ3)または遊離モノメチルオーリスタチンEによる処理(グループ4)(適用される用量はインタクトな免疫結合体に含まれるものと同一である)の後に腫瘍成長の阻害がないことにより示される。さらに、遊離のMMAEで注意された抗腫瘍効果の欠如は、抗体−医薬結合体からの持続放出の結果としてのMMAEの抗腫瘍効果が免疫結合体の抗腫瘍効果を説明するものではないと示唆する。抗体−MMEA結合体からのMMAEの放出は、インビトロで非常に遅いプロセスであることが示され(抗CD30抗体−オーリスタチンE免疫結合体の場合でT1/2β=6.0日(Sanderson et at.,Clin. Cancer Res.11:843−852(2005))、ヒト黒色腫異種移植片の成長を低減するのに効果的ではなかった本研究に用いられた「大量瞬時投与量」よりもさらにかなり低い血漿または血清濃度を提供するにちがいない。
(実施例20:CR011−vcMMAEはヒトSK−MEL−5黒色腫異種移植片の成長を阻害して胸腺欠損マウスに定着した黒色腫腫瘍の完全な退縮を導く(CR011−ONC−3))
この研究は、定着したヒト黒色腫であるSK−MEL−5異種移植片の第2モデルに対する抗体−医薬結合体であるCR011−vcMMAEの効力と治療有効性を評価するために実施された。
結果:
起源は無関係であるが、SK−MEL−5は細胞膜の表面上でGPNMBを発現し、CR011−vcMMAEによりインビトロで死滅させられる。この研究において、ベヒクルPBSと食塩水および参照薬剤のビンブラスチンとパクリタキセルとともに、CR011免疫結合体の抗腫瘍効果を調べた。SK−MEL−2腫瘍と同じように、ビンブラスチンは、食塩水とPBSコントロールグループと比較した場合に、目立つが、有意ではない腫瘍成長阻害(P≦0.21)を生じた(図5)。しかし、パクリタキセルによる治療の開始後すぐに、有意な腫瘍成長阻害が治療開始の3日後には観察され(P≦0.039)、この抗腫瘍効果が続いて、100%成長阻害(静止)を生じた。SK−MEL−5を有する試験動物のビンブラスチンとパクリタキセルに対する応答は短いものであった。最大許容用量での治療の休止後、腫瘍は迅速な進行性の成長を再開した。長期で無腫瘍の一匹の生存動物がパクリタキセルグループに存在し、一つの自然退行が食塩水で処理されたグループに存在した。
CR011−vcMMAEによる治療後、実質的な腫瘍成長阻害ならびに腫瘍成長の遅延と完全な退縮がSK−MEL−5癌を持った動物で起こり、これらの効果は用量に依存した。10mg/kg/処置において、食塩水(P≦0.0096)に比較して処置が始まった後、早くも7日目(2処置に相当)と、PBS処置のコントロール(P=0.039)に比較して、処置が始まった後、早くも10日目に有意な抗体効果が認められた。用量依存的にCD011−vcMMAEは腫瘍の成長の遅れを生じて、定着したSK−MEL−5黒色腫異種移植片の完全な退縮をもたらした(完全な退縮を有する動物の比率に関しては、図5の表挿入を参照されたい)。完全な退縮が、1.25mg/kg/処理ではなく、2.5mg/kg/処置のCR011−vcMMAE用量で起こった。
以前の研究にあるように、免疫結合体による毒性の徴候は体重または体重増加に対する効果の死亡率からもわかるように治療動物に起こらなかった。
結論:
CR011−vcMMAEは、SK−MEL−5ヒト黒色腫の定着異種移植片に対して実質的で用量依存性の抗腫瘍効果を及ぼす。一回または二回だけの処置後、有意な腫瘍成長の阻害が注意され、長期の腫瘍のない生存動物を導く。完全な退縮が≧2.5mg/kgの静脈内(q4d×4)用量で生じた。
(実施例21:CR011−vcMMAE(CR011−PK−1A)の薬物動態)
この研究の目的は、予想される臨床的投与経路である静脈内注射の後のCR011−vcMMAEのインビボ安定性を示すことにあった。
材料と方法
CR011−vcMMAEのCR011抗体成分をサンドイッチタイプの酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)により測定した。このELISAでは、血清を、CR011抗体に対する同種抗原(GPNMB、CG56972−03)で被覆したマイクロタイタープレートのウエルに加え、ヒト抗体の量を信号発生剤(西洋ワサビパーオキシダーゼ)に結合体化させた抗グロブリンにより検出した。
結果:
薬物動態。CR011−vcMMAEの抗体成分の化合物利用性の持続性を胸腺欠損マウスにおける薬物動態研究で調べた(研究CR011−PK−1、図6)。抗体−医薬結合体の血清濃度−時間プロフィールを、CR011−vcMMAEの静脈内投与後に胸腺欠損マウスで決定し、その結果を図6に示す。1または10mg/kgを静脈内で受けた胸腺欠損マウスはサンプリング時間の全期間(42日間)にわたって用量に比例する血清濃度を示した。濃度−時間のパターンは二相性であった。しかし、初期相(α)は全AUCの<2%に寄与するだけの小さいものであった。それにもかかわらず、化合物は末梢血液から非常にゆっくりと消失し(T1/2β=10.3日間)、1μg/mLと10μg/mLの血清濃度が投与後6週間血液に残存した。
CR011−vcMMAEの薬物動態パラメーターの推定を表48に示す。一つのパラメーターが注目に値する。定常状態での分配量(Vss)は非常に低く、理論的最小値に近づいている;このことは、化合物が血管外空間の外側に分布していないことを示唆する。CR011−vcMMAEの分布パターンならびにβ排出相は一般的に抗体に関して得られた値と十分一致し(Reviews by Mahmood and Green,
Clin. Pharmacokinet 44: 331− 347 (2005);またはLobo et al. J. Pharm. Sci. 93: 2645−2668(2004)を参照)、類似の医薬負荷を有する抗体−オーリスタチンE免疫結合体について得られた値に一致する(Hamblett et al., Clin. Cancer Res. 10:7063−7070(2004))。
表48.静脈内投与後のCR011−vcMMAEに関するPKパラメーター。
略号: A:アルファ相の前指数関数的定数; Alpha:アルファ相の指数関数的速度定数; AUC:0から無限までの曲線下の全領域; B:ベータ相の前指数関数的定数; Beta:ベータ相の指数関数的速度定数; Cl:総クリアランスまたは全身クリアランス; Cmax:最大の観察濃度; MRT:平均滞留時間; 体積:中心コンパートメントの体積; Vss:定常状態分配量
薬物動態パラメーターの推定を表48に示す。一つのパラメーターが注目に値する。定常状態での分配量(Vss)は理論的最小値に近づいている。これらのデータは、化合物が血管外空間の外側に分布しないことを示唆する。総合すれば、これらのデータは、−vcMMAE細胞毒性部分を有する他の免疫結合体に関するデータと十分一致する(Hamblett et al., Clin. Cancer Res.10:7063−7070(2004)を参照)。
結論:
CR011−vcMMAE抗体−医薬結合体は、黒色腫異種移植片の破壊と根絶に十分な連続的な曝露を好ましいとする血清−濃度プロフィールを有する。静脈内投与後の免疫結合体は、腫瘍細胞の長期間の曝露を確実にする十分に長い半減時間(T1/2β=10.3日間)を有し、頻繁な投与を必要としないだろう。CR011−vcMMAEのインビボ(例えば、胸腺欠損マウス)での持続性は他のオーリスタチンE免疫結合体に匹敵する。
(実施例22:CR011−vcMMAEの抗腫瘍効果のスケジュール依存性(CR011−ONC−1))
本研究の目的は、CR011抗体−医薬結合体の治療的抗腫瘍効果が投与計画に依存する程度を決定し、可能であれば、この異種移植モデルの最適投与間隔を決定することであった。
材料と方法:
本研究のプロトコールを表49に示す。治療的抗腫瘍効果が投与スケジュールにより影響されるとの仮説を調べるために、CR011−vcMMAEの抗腫瘍効果を5つの異なる投与間隔(すなわち、治療間の0、1、4、8および16日間)で測定し、各投与間隔で3つの投与量レベルを用いた(すなわち、2、8および32mg/kgの蓄積量);各グループに関して、n=6匹の胸腺欠損マウス。
注意:この実験におけるすべての5組のグループ(例えば、グループ5、6および7は1つの組を表し、それぞれ32、8および2mg/kgの蓄積量を受けた)が同一の蓄積量を受けたが、「大量瞬時投与量」を受けた最初の組は他の4組とは異なることに注意されたい。4組のグループが4処理を受けたのに対し、第一の組がただ1つの「大量瞬時投与」しか受けなかったので(下記表49のカラム7を参照)、「大量瞬時投与」組の各グループのCmaxは他の4組のCmaxよりもおそらく4倍高かったであろう(静脈内投与後の用量直線性の薬物動態に関するセクションを参照されたい)。
表49.投与間隔研究のプロトコール(CR011−PHM−2)
結果:
この研究のために、5つの異なる投与間隔を実験的に調べた後(すなわち、治療間の0、1、4、8および16日間)、長期の腫瘍のない生存動物による完全な完全退縮の頻度を決定した。1つの組が、段階的な用量レベルであるが一つの投与間隔の3グループと定義される(グループ5、6および7が1組を表し、これらのすべてのグループが1日の投与間隔で処置された)グループの各組の総合応答を図7に示す。CR011−vcMMAEに応答する試験動物の総合応答は、大量瞬時投与と1日と4日の投与間隔とが、投与間の8日や16日等の長い間隔と比較して治癒比率にごくわずかな利点を提供することを示唆するように思える。しかし、この効果は有意ではなかった(P<0.2904)。したがって、これらのデータは、SK−MEL−2モデルにおけるCR011−vcMMAEの抗腫瘍効果がスケジュールに左右されないことを示唆する。この結論は、他のグループよりもおよそ4倍も高い血漿濃度にさらされた大量瞬時投与組の試験動物(グループ2、3および4)が治癒被験体の高い比率を示さなかったことから支持される。
多様な投与量レベルの効果の検討を含むように本研究の当初の設計を拡大した。各組について、1グループの動物は、4日の投与間隔を用いた以前の研究で長期の腫瘍のない動物を導く一致した治療効果を提供した8mg/kgの累積用量を受けさせた。さらに、2mg/kgと32mg/kgの累積用量を用いた。
多様な投与間隔と併せた投与量レベルの効果を図8に示す。32mg/kgの累積用量を受けた胸腺欠損マウスは、投与間隔とは関係なく各グループの100%において完全な退縮を示した;すなわち、32mg/kgの累積用量はスケジュール非依存性であり、試験動物の100%(6匹の動物/グループの5グループ=30試験動物)で完全な退縮に十分な用量よりもはるかに高い用量を示す。8mg/kgの累積用量を受けた動物はスケジュール依存性を示さず、完全な退縮のほとんど同一の比率を示した(すなわち、28/30=93%)。2mg/kg(累積用量)を受けた試験動物は(q4d×4の正規化投与計画を用いた)予備研究において治療の閾値以下であることが認められ、これは有意ではないがスケジュール依存性であると思われ、かなり低い完全縮退比率(すなわち、13%)を生じた。
結論:
投与間隔研究からのデータは、SK−MEL−2黒色腫異種移植片の応答がCR011−vcMMAEの投与スケジュールに依存しないことを示す。大量瞬時投与または低い投与間隔による投薬計画には何の利点も示すことができなかったが、一定の閾値累積用量未満では、複数の処置を単一の大量瞬時投与へと組み合わせることには幾つかの利点が存在するとの示唆がある。
(実施例23:ヒト黒色腫におけるGPNMB転写物の発現)
GPNMBは、神経膠芽腫で発現し、神経膠芽腫由来の腫瘍細胞のインビトロとインビボでの侵襲性を仲介することが最近示された(例えば、Loging et al., Genome Res. 10:1393−1402(2000);およびRich et al., J. Biol. Chem. 278:15951−15975(2003))。これらの発見を確認し、これら発見をさらなる癌型まで拡張するために、ヒト癌細胞系と組織中のGPNMB転写物の発現を調べた。
材料と方法:
DNase消化工程を有するRNeasyキット(Qiagen Inc.、Valencia CA)を用いて、全RNAを単離した。ワンステップRT−PCRキット(Qiagen)を用いてRT−PCRを下記のように実施した。RT:1サイクルにつき50℃で45分間および95℃で15分間。PCR:95℃で1分間、50℃で1分間および72℃で2分間を30サイクル、72℃で10分間の最終伸長。生成物は、2%アガロース/0.33%低融点アガロースゲルで分離し、臭化エチジウム染色により可視化した。各RNA試料の統合性を、GAPDHを増幅するために設計されたプライマーを用いたRT−PCRにより検証した。使用された特定のプライマー(5’−3’)は以下の通りである:
RTQ−PCR分析は、TaqMan試薬(PE Applied Biosystems、Foster City、CA)を用いたABI Prism7700配列決定システムにより実施した。等量の(複数の)正規化RNAを、GPNMBに特異的なプライマーを用いる40サイクルのPCR反応で鋳型として用いて閾サイクル(C)値を得た。下記のプライマー(5’−3’)を用いた:
結果:
我々の転写物発現分析は、GPNMBが高い比率のヒト転移性黒色腫試料中で強く発現することを示した。GPNMBは、調べられた5/7黒色腫細胞系および5/5黒色腫の臨床種で高度に発現(CT<27.0)していることがRTQ−PCRを用いてわかった(表50)。対照的に、GPNMBは、我々の実験で陰性コントロールとして用いられた腎臓癌細胞TK−10では発現しなかった。
表50:ヒト黒色腫細胞系と臨床種におけるGPNMB転写物の発現
*RTQ−PCR分析からの閾サイクル(C)値。
これらの結果を拡大するために、17種類の黒色腫細胞系の一団中のGPNMBの発現を半定量RT−PCRにより調べた(表51)。これらの結果は、GPNMB転写物が15/17の黒色腫細胞系で高く発現し、1/17の黒色腫細胞系(A−375)で低く発現し、1/17の黒色腫細胞系(LOXIMVI)やコントロールTK−10では検出不能であることを示す。
表51.RT−PCR分析
*RT−PCR分析:強(+++)、弱(+)または検出不能(−)。
さらに、黒色腫細胞系におけるGPNMB転写物の発現を公知の黒色腫/メラニン形成細胞関連癌転写物(MART−1、チロシナーゼおよびpMEL−17)と比較(表51)すると、MART−1、チロシナーゼおよびpMEL−17はそれぞれ13/17、14/17および12/17の黒色腫細胞系において強い発現を示した。注目すべきは、12/17の試料が高いレベルのGPNMBおよび3種類すべての黒色腫/メラニン形成細胞関連遺伝子を共発現した。検出不可能なGPNMB発現を有したLOXIMVIとTK−10の両細胞系は、調べられた3種類の黒色腫/メラニン形成細胞関連遺伝子の発現も欠いた。
(実施例24:CR011−vcMMAEの成長阻害活性はGPNMB発現に依存する)
材料と方法
フローサイトメトリー:細胞系の細胞表面上のGPNMB発現の定量的分析はフローサイトメトリーにより決定した。約1×10個の細胞を収集し、洗浄し、PBS(pH7.4)、4%FBSおよび0.1%NaNを含む染色緩衝液中のCR011またはアイソタイプ対応コントロール抗体のいずれかの飽和量(10μg/mL)とともに30分間氷上でインキュベートした後、洗浄し、1:100のR−フィコエリトリン(PE)結合体化ヤギ抗ヒト抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratories、Inc、West Grove、PA)による30分間の氷上の染色を行なった。細胞を1%パラホルムアルデヒド/PBSに固定化し、Becton Dickinson FACSCaliburフローサイトメーターにより調べた。データ分析をBecton Dickinson Cell Questソフトウエアバージョン3.3を用いて実施し、幾何学的蛍光強度比(GMR)を細胞タイプのそれぞれで決定した。
細胞表面結合抗体の内部移行は、改良型フローサイトメトリー操作により評価した。簡単に説明すると、細胞懸濁液を10μg/mLの非結合体またはMMAE結合体化のCR011で氷上30分間標識した。細胞の洗浄後、インキュベーションを37℃に1時間シフトして、結合体化抗体を内部移行させた。氷上に残った細胞(全表面結合)または37℃でインキュベートした細胞(内部移行)をPE結合体化ヤギ抗ヒト抗体(1:100)で30分間染色して、細胞表面に保持されたCR011を検出した。標識された細胞を上記のようにフローサイトメトリーで分析した。内部移行した抗体の比率をGMRおよび下記式を用いて決定した。
内部移行比率=全表面結合(4℃)−全表面結合(37℃)/全表面結合(4℃)×100
免疫沈降および免疫ブロット分析:細胞を採取し、1%NP−40、0.15M NaCl、0.02Mトリス塩酸、10%グリセロール、0.01M EDTAおよび完全プロテアーゼ阻害剤混合物(Roche Molecular Biochemicals、Indianapolis、IN)を含む溶解緩衝液中、30分間氷上で溶解した。上清を集め、タンパク質濃度をBCAプロテインアッセイキット(Pierce、Rockford、IL)で決定した。免疫沈降のために、2μgの一次抗体を0.5〜1mgの全細胞溶解物に加え、4℃で3時間インキュベートした後、プロテインAアガロース(Amersham Biosciences、Upsala、Sweden)とともに氷上で2時間インキュベートした。アガロースビーズを氷冷TBST(0.1%Tween−20を有するPBS)中で洗浄した。免疫沈降物を、Laemmli試料緩衝液中で沸騰させ、遠心した後、上清から回収した。
免疫ブロット分析のために、全細胞溶解物(50μg)または免疫沈澱物を還元条件下で4〜20%トリスグリシンゲル(Invitrogen)で分離し、電気泳動により0.45μmのPVDF膜(Invitrogen)に移した。膜を、TBST中の3%BSA(Sigma,St. Louis、MO)で3時間ブロックし、ウサギ抗GPNMBポリクローナル抗体(1:1000)をプローブとして用いて3時間調べた。パーオキシダーゼ結合体化ヤギ抗ウサギIgG(H+L)二次抗体(Jackson ImmunoResearch Labs)を加え、30分間インキュベートした。膜をTBST中で洗浄し、製造業者のプロトコールにしたがって増強化学発光(Amersham)に供した。
クローン形成アッセイ:CR011−vcMMAEの成長阻害活性をクローン形成アッセイにより決定した。細胞を96ウエルプレートにコートし、一晩回復させた。非結合体CR011、遊離MMAE、CR011−vcMMAEまたはアイソタイプ対応vcMMAE結合体化抗体を多様な濃度でサブコンフルエントな細胞培養物に加え、4日間37℃でインキュベートした。次に、細胞を6ウエルプレートに移し、コロニーを形成させた。コロニーをギムザ染色(Sigma)で染色し、カウントした。生存細胞フラクションを、処理試料と未処理コントロールの比率に基づいて計算した。結果を、GraphPad
Prismバージョン4ソフトウエアを用いたコントロールの比率として表した。IC50は、未処理のコントロール培養物に比較してコロニー形成の50%の減少をもたらす濃度と定義した。
結果:
CR011−vcMMAE成長阻害活性がGPNMB発現に依存することを示すために、全長GPNMBタンパク質をHEK293細胞中に異所的に発現させた。免疫ブロット(図9A)およびFACS(図9B)分析により、GPNMBがGPNMB/プラスミド移入細胞で発現したことを確認した。CR011−vcMMAEによる細胞の処理とそれに続くクローン形成アッセイにより、GPNMBを発現するHEK293細胞は、GPNMB発現を欠くコントロール細胞よりも、CR011−vcMMAE仲介成長阻害に対してさらに感受性があることを示した(図9C)。
これらの発見をさらに検証するために、GPNMBを発現するSK−Mel−2細胞にsiRNAをトランスフェクトして、内在性GPNMB発現を特異的に阻害した。トランスフェクションの2日後と4日後に実施された免疫ブロットとFACS分析は、全GPNMB(図10A)と表面GPNMB(図10B)タンパク質レベルが、トランスフェクション後のSK−Mel−2細胞中で、コントロールトランスフェクタントに比較して有意に減少することを示した。GPNMB発現の量はトランスフェクション後、少なくとも7日間減少した。CR011−vcMMAEによるこれらの細胞の処理は、SK−Mel−2細胞が、siRNA仲介GPNMBのノックダウン後のCR011−vcMMAEの成長阻害活性に対して感受性がさらに低いことを示した(図10C)。まとめると、これらのデータは、CR011−vcMMAEの成長阻害活性が細胞表面GPNMB発現を必要としたことを示す。
(実施例25:CR011−vcMMAEによる細胞周期停止とアポトーシスの誘導)
成長阻害のCR011−vcMMAEの機構を評価するために、細胞周期分析を実施した。
材料と方法:
CR011−vcMMAEの細胞周期効果は、細胞を完全成長培地で24時間または48時間処理した後に評価した。簡単に説明すると、示された時間間隔で30μMのブロモデオキシウリジン(BrdU,Sigma)のパルスを細胞に30分間与え、細胞を固定し、メタノール中で透過処理した。新生DNA合成を抗ブロモデオキシウリジン−FITC(BD Biosciences、San Jose、CA)染色により検出した。全DNA含量はヨウ化プロピジウム(PI、Sigma)を用いて検出した。アポトーシス分析のために、細胞を上記のように処理し、アネキシンV−FITCで標識した後、製造者のプロトコールにしたがってアネキシンV−FITCアポトーシス検出キットI(BD
PharMingen、San Diego、CA)を用いてヨウ化プロピジウムを排除した。(以前の実施例に記載した)フローサイトメトリーを用いて、細胞周期とアポトーシス研究を評価した。
結果:
GPNMB陽性SK−Mel−2細胞または陰性TK−10コントロール細胞を、CR011−vcMMAEで多様な時間処理した後、ブロモデオキシウリジンで30分間処理して、新生DNA合成を検出し、最後にヨウ化プロピジウムで処理して、全DNA含量を検出した。DNA合成と細胞周期進行をフローサイトメトリーで決定した(表52)。
表52.CR011−vcMMAE処理細胞の細胞周期の分析
細胞周期分析はフローサイトメトリーにより実施し、細胞サイクルの各相の細胞のパーセントをCellQuestソフトウエア(Becton Dickinson)により決定した。
1000ng/mLのCR011−vcMMAEに対する(しかし、イソタイプコントロールIgG2−vcMMAEに対してではない)GPNMB陽性細胞の24時間の曝露は、未処置細胞と比較してG1とS相の細胞の減少比率(10%)とG2/Mの細胞の増加比率(18.6%)をもたらした。対照的に、CR011−vcMMAEはGPNMB陰性細胞の周期に影響を与えなかった。処置の48時間後に、CR011−vcMMAEはG1とS相の細胞の比率(11%)を減少し、G2/Mの細胞の比率(24%)を増加させた。
CR011−vcMMAE処置後の亜G1集団の増加はアポトーシスの開始を示唆した。この可能性を調べるために、アネキシンV表面結合とヨウ化プロピジウム(PI)排除の損失を用いてアポトーシスの分析を実施した。我々の結果は、CR011−vcMMAE処置の48時間に続いて単一染色された(アネキシン−V+/PI−)細胞の11%の増加により示されるように、1000ng/mLのCR011−vcMMAEはGPNMBを発現する細胞に対して特異的にアポトーシスを誘導することを示した(表53)。
表53.CR011−vcMMAEによるヒト黒色腫細胞におけるアポトーシスの誘導
アポトーシスの分析はフローサイトメトリーにより実施し、4分円UL(左上)、UR(右上)、LL(左下)およびLR(右下)中の細胞のパーセントをCellQuestソフトウエア(Becton Dickinson)により決定した。AnnV:アネキシンV−FITCおよびPI:ヨウ化プロピジウム
さらに、CR011−vcMMAE処置後の二重染色(アネクチン−V+/PI+)細胞の増加はCR011免疫結合体が細胞死を増強することを示した。総合すると、これらの結果はCR011−vcMMAEがG2/M細胞周期停止を選択的に誘導した後にアポトーシス性の細胞死をもたらすことを示唆する。
(実施例26:CR011:抗体依存性細胞傷害(ADCC)の機構を利用する黒色腫治療に用いられる裸の完全ヒトIgG1)
黒色腫と脳腫瘍細胞の表面に顕著に観察される抗原であるCG56972/GPNMBに対する完全ヒトモノクローナル抗体(mAb)−IgG2を作った。裸のCR011 IgG2 mAb(mAb1.15)は、CG56972を発現する細胞に対してインビトロでもインビボでも効果を持たなかった。よって、IgG2からIgG1にスイッチするアイソタイプは、mAbに、ADCCエフェクター機能によりヒト黒色腫細胞を死滅させることができるのかどうかを調べた。
簡単に説明すると、CR011をIgG2からIgG1抗体にスイッチするために、IgG1(アロタイプGm(f))の定常領域をコードする二本鎖DNAを合成し、重複PCRアプローチを用いて、IgG2定常領域をIgG1定常領域に置換した。それらの配列を下記に示す:
CR011mAb1.15.1成熟重鎖(IgG2):
CR011mAb1.15.1成熟重鎖(IgG1):
最初に、細胞表面上にCG56972を発現し、CR011IgG2に結合することが示されているSK−MEL−2黒色腫細胞上のIgG1とIgG2完全ヒトモノクローナル抗体の結合性を分析した。図11に示されるように、IgG1とIgG2の両方のmAbが、アイソタイプコントロールmAbに比べてSK−MEL−2細胞上の同程度のFACSシフトを引き起こし(図11)、両方のアイソタイプが、同程度の飽和密度と親和性をもってCG56972/GPNMBに結合することを示した。
次に、CR011 IgG1 mAbは、ヒトPBMCの存在下の培養液中のSK−MEL−2細胞にADCCを誘導できるのかどうかを調べた。ヒトPBMCを、Ficoll−Plaqueを用いて全血から単離した。簡単に説明すると、50mLのチューブ中で、15mLのPBSを、10mLのFicoll−Plaqueを下層にした20mLの全血に加えて、チューブを2000RPMで遠心した。単核細胞を界面から集め、PBSで3回洗浄した。ADCCアッセイを、Perkin−Elmerの細胞溶解用蛍光アッセイ(DELFIA EuTDA細胞毒性アッセイ)を用いて、96ウエルプレート中で実施した。この操作は標的細胞に蛍光増強リガンド(BATDA、ビス(アセトキシメチル)ターピリジン−ジカルボキレート)を負荷することに基づく。この親水性リガンドは膜を迅速に通過する。細胞内で、そのエステル結合は加水分解して、膜をもはや通過できない親水性リガンド(TDA、ターピリジン−ジカルボン酸)を形成する。細胞溶解後、リガンドは遊離し、ユウロピウム溶液に導かれる。ユウロピウムとリガンドは高い発光性があり安定なキレート(EuTDA)を形成する。蛍光強度は、励起と発光の波長をそれぞれλex=340nmとλem=613nmを用いて記録する。
SK−MEL−2細胞における抗体依存性仲介細胞毒性を、10、30、60および100のエフェクター:標的比と、CG56972/GPNMBに対するIgG1またはIgG2 mAbの多様な濃度(2、5、10μg/200μl)とを用いてPBMCとCR011モノクローナル抗体の存在下で検定した。我々のデータは、30〜100倍のPBMC、IgG1 mAbが用量依存的にSK−MEL−2細胞の細胞溶解を引き起こす一方で(図12A)、IgG2 mAbは細胞溶解を示さないこと(図12B)を示した。したがって、我々は、CG56972/GPNMBに対するCR011 IgG1 mAbは、G56972/GPNMBを発現する細胞をインビトロで殺すことができ、ADCCエフェクター機能によりインビボで潜在的にヒト黒色腫を殺すことができると結論する。CR011 IgG1 mAbは、高用量IL−2、インターフェロン−ガンマまたはTNF−アルファ等の転移性黒色腫にいくつかの臨床的有益性を提供できる免疫エフェクターサイトカイン類に組み合わせることも有用となりうる。CR011は、ワクチン免疫治療、MDX−010等の免疫調節物質、放射線治療および/または化学療法と組み合わせて黒色腫を治療するために用いることもできる。
(実施例27:星細胞腫、神経膠芽腫、髄芽腫およびCNSの他の腫瘍の治療)
星細胞腫/神経膠芽腫は、満たされていない顕著な医療ニーズを代表する医薬難治性腫瘍である。これらのヒト癌組織と癌細胞系で高度に発現するヒト遺伝子(GPNMBとしても知られる)としてCG56972を同定した。CG56972はヒト脳において非常に限定された発現パターンを有する小胞輸送に潜在的に関与するタイプIの膜貫通タンパク質である。我々は、CG56972細胞外領域(アミノ酸23〜480)に対する完全ヒトモノクローナル抗体を作った。CR011−vcMMAEと命名した我々の主要なモノクローナル抗体は生物化学的に特性付けられ、星細胞腫、神経膠芽腫、髄芽腫または神経外胚葉起源のヒト脳腫瘍に由来する細胞系に対する治療活性について調べられた。
転写物発現の分析は、星細胞腫、神経膠芽腫、髄芽腫に由来する脳腫瘍または神経外胚葉起源の腫瘍における高度に上昇したCG56972mRNAの発現を示すが、正常な脳では制限された低い発現を示した。CR01は、FACS分析により、脳腫瘍細胞系上の表面CG56972に結合した。CR011 mAbのウエスタンブロットは100と120kDaの遺伝子産物を予測した。クローン形成アッセイはCR011−vcMMAE
mAbが脳腫瘍細胞系の成長を阻害することを示した。
材料と方法
細胞系と培養条件:すべてのヒト細胞系であるSK−MEL−2、XF−498、SNB−78、U−118−MG、SF−539、H79MG、D392−MG、D534−MG、SK−N−SH、U−251、SF−295、D450−MG、U87MG、SF−268、T98GおよびSW−1783はアメリカ培養細胞系統保存機関(Manassas、VA)から得るか、またはNCI(Bethesda、MD)からから購入した。細胞は、10%FBS(Gemini Bio−Products、Woodland、CA)およびペニシリン−ストレプトマイシンを含有するDMEMまたはRPMI(Invitrogen、Carlsbad、CA)中に維持した。
リアルタイム定量的RCR(RTQ−PCR):全RNAは、DNase消化工程を用いるRNeasyキット(Qiagen Inc.、Valencia)を用いて単離した。RNA試料は、市販されている正常ヒト組織(Clontech、Palo Alto、CA; Invitrogen、Carlsbad、CA)から得るか、または仕様書にしたがって成長させた細胞系から得た。RNAを収集し、TaqMan(登録商標)試薬(PE Applied Biosystems、Foster City、CA)を用いて、PCRを既に記載されているように実施した(Shimkets RA et. al. Nat Biotechnol., 1999. 17−8:798−803)。βアクチンとグリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPDH)TaqMan(登録商標)プローブを製造業者の指示にしたがって用いることでRNAを基準化した。等量の基準化RNAを、CG56972に特異的な試薬を用いるPCR反応で鋳型として用いて、閾サイクル(CT)値を得た。グラフで表現するために、CT数を、最大レベルの発現を示す試料に対する相対的な発現に変換した。RTQ−PCR分析は、TaqMan試薬(PE Applied Biosystems、Foster
City、CA)を用いたABI Prism7700配列決定システムにより行なった。下記プライマー(5’−3’)が用いられた:
CuraChip(商標):組織をトリゾールに溶解した。15mgの全RNAをpoly(T)プライマーとともに用いることによりビオチン標識cDNAを作った。11,000個のオリゴヌクレオチドプローブの専売CuraChipマイクロアレイ(CuraGen、New Haven、CT)にハイブリダイズさせることにより遺伝子発現を評価した。スライドを一定の回転で15時間、30℃でハイブリダイズし、30分間、室温で洗浄し、ストレプトアビジン溶液中でインキュベートし(4℃、30分間)、15分間室温で洗浄し、Cy3結合体化検出緩衝液中でインキュベートし(4℃、30分間)、15分間、室温で3回洗浄した。スライドをスキャンし(GMS418スキャナー、Genetic Microsystems、Woburn、MA)、IMAGENEソフトウエア(BioDiscovery、Marina Del Rey、CA)を用いることにより分析した。データを90番目のパーセンタイル正規化に供し、CG56972遺伝子の発現をハウスキーピング遺伝子GAPDHの発現と比較して分析した。CG56972を検出するために用いたオリゴヌクレオチドは、5’−TGATCAGTAAGGATTTCACCTCTGTTTGTA(配列番号341)である。GAPDHを検出するために用いたオリゴヌクレオチドは、GAPDH転写物(受託番号NM_002046)の塩基対1243〜1272に対応する5’−ACCTTGTCATGTACCATCAATAAAGTACCC(配列番号342)である。
フローサイトメトリー:細胞系の表面上のCG56972発現の定量分析はフローサイトメトリー(FACS)により決定した。およそ1×10個の細胞を採取し、洗浄し、PBS(pH7.4)、4%FBSおよび0.1%NaNを含む染色緩衝液中で飽和量(10μg/mL)のCR011またはアイソタイプ適合コントロール抗体のいずれかとともに30分間、氷上でインキュベートした後、洗浄し、1:100のR−フィコエリトリン(PE)結合体化ヤギ抗ヒト抗体(Jackson ImmunoResearch
Laboratories、Inc、West Grove、PA)により30分間、氷上で染色した。細胞を1%パラホルムアルデヒド/PBSで固定し、Becton Dickinson FACSCaliburフローサイトメーターで調べた。データ分析はBecton Dickinson Cell Questソフトウエア、バージョン3.3を用いて実施し、各細胞タイプの幾何平均蛍光強度比(GMR)を決定した。
免疫ブロット分析:SK−MEL−2、XF−498、SNB−78、U−118−MG、SF−539、H79MG、D392−MG、D534−MG、SK−N−SH、U−251、SF−295、D450−MG、U87MG、SF−268、T98GおよびSW−1783の各細胞を採取し、1%NP−40、0.15M NaCl、0.02Mトリス塩酸、10%グリセロール、0.01M EDTAおよび完全なプロテアーゼ阻害剤混合物(Roche Molecular Biochemicals、Indianapolis、IN)を含む溶解緩衝液中で、氷上、30分間溶解した。上清を集め、タンパク質濃度をBCAタンパク質アッセイキット(Pierce、Rockford、IL)で決定した。免疫ブロットアッセイのために、6ウエルFalcon組織培養皿から採取した集密的な細胞の1ウエルからの40μlの全細胞溶解物をLaemmli試料緩衝液中で沸騰し、遠心し、還元条件下で4〜20%トリス−グリシンゲル(Invitrogen)により分離した。ゲルを0.45μmのPVDF膜(Invitrogen)に電気泳動により移した。膜をTBST中の3%BSA(Sigma、St. Louis、MO)により3時間ブロックし、抗GPNMBポリクローナルIgG(R&D Systems; 1μg/mL、合計10μg))をプローブとして用いて3時間調べた。パーオキシダーゼ結合体化抗ヤギ第二抗体(Jackson ImmunoResearch Labs)を加え、30分間インキュベートした。膜をTBST中で洗浄し、製造業者のプロトコールにしたがって増強化学発光(Amersham)に供した。
クローン形成アッセイ:CR011−vcMMAEの成長阻害活性はクローン形成アッセイにより決定した。細胞を96ウエルプレートに蒔き、一晩回復させた。CR011−vcMMAEまたはアイソタイプ適合モノクローナル抗体を多様な濃度でサブコンフルエントな細胞培養物に加え、4日間、37℃でインキュベートした。次に、細胞を6ウエルプレートに移し、コロニーを形成させた。コロニーをギムザ染色(Sigma)で染色し、カウントした。生存細胞フラクションは処置細胞と未処置細胞の比率に基づいて計算した。結果はGraphPad Prism Version4ソフトウエアを用いてコントロールの比率として表した。IC50は、未処置コントロール培養物に比較して、コロニー形成の50%の減少をもたらす濃度と定義された。
結果:
1.ヒト星細胞腫、神経膠芽腫、髄芽腫、および神経外胚葉起源の腫瘍におけるCG56972転写物の発現
ヒト癌細胞系および組織におけるCG56972転写物の発現を調べた(図13Aと13B)。この転写物発現分析は、CG56972が、調べられた全ての(15/15)ヒト脳癌細胞系において強く発現することを示した(図13A)。RTQ−PCRを用いて、CG56972が、混合された神経膠芽腫/星細胞腫起源、神経膠芽腫/神経膠腫、星細胞腫および転移性神経芽細胞腫の細胞で発現することがわかった。脳またはCNSの腫瘍細胞系のほとんどがCT<27の高レベルの発現を示した。注目すべきは、CG56972が、XF−498、U−118−MG、SNB−78およびSF−539の各細胞において高度に発現する(CT<27.0)ことがわかった。図13Bに示されているように、CG56972は、4/5の神経膠腫ヒト生検および1/4の髄芽腫ヒト生検でも高レベルで発現した。ヒト遺伝子の大きな一団(図13C)を含むインハウスチップからのマイクロアレイ分析を用いて、CG56972は星細胞腫または神経膠芽腫起源の5/9の脳腫瘍ならびに4/9の乏突起細胞腫に高度に発現することがわかった。これらの腫瘍発現プロフィールの分析は、CG56972メッセージが正常な脳組織においてかなり低い程度まで検出されることを示した。これらのデータは、ニューロンやグリア細胞等の正常なヒト脳におけるCR011染色の欠如を示した我々の免疫組織化学的データとも一致する。総合すると、これらのデータは、CG56972転写物は脳腫瘍や乏突起細胞腫細胞系、およびヒト腫瘍から単離された試料において非常に高い量で発現していることを示す。
2.CG56972/GPNMBに対する完全ヒトCR011モノクローナル抗体の産生
CG56972タンパク質はタイプ1の膜貫通糖タンパク質であると予想されている。CG56972転写物の高度発現と、ヒト癌試料におけるこのタンパク質の潜在的な細胞表面局在化は、モノクローナル抗体(mAb)を潜在的な癌治療剤として作る自信を我々に与えた。したがって、我々はヒトCG56972細胞外領域(ECD;アミノ酸23〜480)をクローニングした。クローニングされたcDNAの配列決定は、エキソン6/7境界での選択的スプライシングのためによると思われるインフレームの36塩基挿入の存在を明らかにし、これは、公になったGPNMBタンパク質配列の339残基後にさらなる12アミノ酸(ATTLKSYDSNTP)(配列番号343)を付加した。36塩基挿入の確実性をRT−PCRにより実証した。次に、このcDNAをヒトHEK293細胞に発現した。得られたタンパク質を回収し、馴化培地から精製し、免疫原として用いて、CG56972−ECDに対する完全ヒトmAbを作った。XenoMouse(登録商標)の免疫後、CG56972−ECDタンパク質をELISAにより特異的に認識するmAbを作った。1.15と命名された我々の主要なmAb、すなわち精製CG56972−ECDに対するCR011は、精製CG56972−ECDタンパク質に対して52nMのKdを示し、詳細な特性付けのために選択され、この実例の残り部分の焦点となるだろう。
3.ヒト脳腫瘍におけるCG56972タンパク質発現のCR011 mAb1.15による検出
多様な脳腫瘍細胞系上のCG56972タンパク質の表面発現をフローサイトメトリーで調べるために、CR011モノクローナル抗体をさらに用いた(図14と表54)。FACS分析は、脳腫瘍細胞系であるXF−498、U−118−MG、SNB−78およびSF−539(これらすべてはCG56972転写物発現に対して陽性である)が、CR011モノクローナル抗体により、アイソタイプコントロールmAbバックグランドを超える少なくとも1.5倍の表面染色を示した(図14)。CG56972転写物発現に対して特に弱く陽性(CT>32)であった細胞系SF−268(図13Cおよび表54)はコントロールmAbバックグランドを超える約1.5倍と予想される最小表面染色を示した。CG56972発現に対する陽性コントロールであるSK−MEL−2黒色腫細胞系は強い細胞表面染色を示した。
脳腫瘍細胞系の一団中のCG56972タンパク質の発現を調べるために、全細胞溶解物を回収し、SDS−PAGEで分離し、膜フィルターに移し、CG56972ポリクローナル抗体による免疫ブロット分析に供した。図15に示されるように、CG56972ポリクローナル抗体は、CG56972転写物を発現することが示された多様な脳腫瘍細胞系から約100と120kDaのCG56972の差別的なグリコシル化産物である2つのタンパク質種を検出した(図13A)。CG56972タンパク質は、XF−498、SNB−78およびH79−MGおよびSF−539の各細胞において高度に発現した。p100とp120の両種は、U−118−MG、U251、D534−MGおよびD450−MGにおいて低い程度で検出された。CG56972タンパク質は、CG56972転写物を弱く発現する細胞系SF−268でほとんどまたはまったく発現されなかった。アイソタイプ適合コントロールIgG2抗体は調べられた細胞系のいずれからもCG56972を免疫沈降させなかった。これらのすべてのデータは脳腫瘍における予想された分子量のCG56972タンパク質の細胞表面発現と一致する。
4.CR011−vcMMAEによる星細胞腫/神経膠芽腫細胞系のインビトロ成長阻害
CG56972は非常に限定されたヒト組織発現パターンを有する。予備研究では、CR011は、直接に用いられた場合、CG56972を発現する癌細胞系の成長を阻害することはなかった(データは示さず)。CG56972は脳腫瘍と黒色腫上の細胞表面分子であり、CR011はCG56972を発現する細胞とともにインキュベーションした後は内部移行したので、我々は、タンパク質合成阻害剤(サポリン)結合体化第2抗体と組み合わせた場合にCR011が癌細胞の成長を阻害するかどうかを調べた。CR011は、CG56972を発現する癌細胞の成長を特異的に阻害することができることを我々の結果はしめした(データは示さず)。よって、高度に安定であるが、細胞内プロテアーゼにより分解されるバリン−シトルリン(vc)リンカーを用いて、CR011を細胞毒性医薬のモノメチルオーリスタチンE(MMAE)に直接結合した。得られた抗体−医薬結合体をCR011−vcMMAEと命名した。
CR011−vcMMAEが脳腫瘍細胞の成長を特異的に阻害するのかどうかを調べるために、クローン形成アッセイを実施して、CR011−vcMMAE処置後の細胞生存度を評価した。図16と表54に示されるように、CG56972を発現する細胞は、CR011−vvMMAEにより誘導した成長阻害に対しては感受性があったが、この抗原を十分に発現しない(3μg/mL未満のvcMMAEの濃度)細胞はそうではなかったこと(SF−268とLOXIMVIを参照)を我々の結果は示した。注目すべきことに、CR011−vcMMAEは、XF−498、SNB−78、U−118−MGおよびSF−539の各細胞上で、およそ215、450、1250および1050ng/mLのIC50を有した(図16と表54)。これらの実験において、IC50はFACS分析で測定された細胞表面密度と相関した。対照的に、結合体化コントロールヒトIgG2抗体−vcMMAEは、3μg/mLまでの濃度で調べられたいずれの細胞系(表54)の成長も1.5または4.5μg/mLを超えるIC50で阻害することはできなかった(表54)。
表54.RTQ PCR、FACS、およびCR011−mAbによるヒト癌細胞系の成長のインビトロ阻害
CR011vcMMAE(mAb1.15):CT値は材料と方法に記載のようにRTQ PCRにより決定した。幾何平均比(GMR)はフローサイトメトリー分析により決定した。抗体−医薬細胞毒性(ADC)または細胞死滅は記載のようにクローン形成アッセイにより決定した。IC50値は、三連ウエルで実施された各実験で代表的なクローン形成アッセイの平均とSDである。
結論:
これらのデータは、CR011−vcMMAEが、星細胞腫/神経膠芽腫およびそれらの転移ならびに髄芽腫と神経外胚葉起源の脳腫瘍の治療に非常に強力で選択的な物質であることを示す。CR011−vcMMAEは黒色腫の脳への転移や新生物性髄膜炎等の他の脳新生物の治療にも有用でありうる。
(実施例28:CR011に由来する改変抗体)
本研究のCR011 bi−scFv(図17を参照)は細胞毒性ヒトTリンパ球上のT細胞レセプターのCD3エピトープに結合し、同時にGPNMBを発現する異常細胞を標的とするように設計され、異常細胞の溶解または破壊を容易にする最終結果をもたらす。
mAb CR011(クローン1.15)のVとV領域が下記の3種類のCR011系改変抗体の構築に用いられた:
(1)CR011一本鎖抗体(CR011 scFv)
(2)CR011×抗CD3二重特異性一本鎖抗体(bi−scFv)リンカーセットL4−L2−L4
(3)CR011×抗CD3二重特異性一本鎖抗体(bi−scFv)リンカーセットL4−L4−L4
CR011 scFvタンパク質の成分は、シグナルペプチド−V(CR011)−リンカー4−V(CR011)−フラグタグであった。CR011×抗CD3 bi−scFv(リンカーセットL4−L2−L4)タンパク質の成分は、シグナルペプチド−V(CR011)−リンカー4−V(CR011)−リンカー2−V(抗CD3)−リンカー4−V(抗CD3)−フラグタグであった。CR011×抗CD3 bi−scFv(リンカーセットL4−L4−L4)タンパク質の成分は、シグナルペプチド−V(CR011)−リンカー4−V(CR011)−リンカー4−V(抗CD3)−リンカー4−V(抗CD3)−フラグタグであった。
上で概略した多様なDNA成分を用いて3種類のCR011改変抗体産物を作った。DNA成分はBlue Heronにより合成され、市販のプラスミドベクターに当業者の精通した方法によってクローニングした。次に、これらのプラスミドをPCRに使用して、上記の3例で示した成分を組み合わせて発現ベクター用改変抗体挿入断片を作った。下記の本発明を実施する宿主発現系の例において、CR011発現ベクターのためにCHOK1哺乳類細胞を使用したが、発現はこれらの細胞に限定されない;本発明のCR011改変抗体は、pETベクター、誘導ベクターおよび構成的ベクター等の、しかしこれらに限定されない他のベクター、システムおよび細胞を用いて発現できることが当業者により理解され、宿主として、大腸菌、バチルス種、酵母、例えばPichia pastorisまたは昆虫細胞が挙げられよう。他の発現宿主として、多様な植物種やヤギ等のトランスジェニック動物も挙げることができる。
SP(シグナルペプチド):分泌される産物を発現するためにシグナルペプチドを我々の構築物に組み込んだ。CHO細胞からの発現に利用されたシグナルペプチドは、免疫グロブリン軽鎖リーダーペプチド(Jirik et al., 1986)またはCR002抗体(CuraGen)から得た。
bi−scFv成分の順番:抗体可変領域の順番は両bi−scFv構築物中に次の通り固定した:VI−L−VI−L−V2−L−V2。4V領域のそれぞれはリンカーセグメントLにより連結した。V1とV1は、CR011の免疫グロブリンの軽鎖と重鎖のそれぞれの可変領域を表し、V2とV2は、両bi−scFv構築物に用いられた抗CD3抗体の免疫グロブリンの重鎖と軽鎖のそれぞれの可変領域を表す。V領域の他の順番は、当業者により認識されるように2つのscFv成分のために使うこともでき、それらの産物の生物活性を評価した。
タグ:CR011改変抗体のC末端に8アミノ酸のフラグタグを用いて産物の検出と精製を容易にした(Hickman et al., 2000)。
抗CD3 scFv:bi−scFv構築物を作るために用いられた抗CD3抗体のVとV成分の配列は、NCBIデータベースで受託番号CAE85148(Lutterbuese et al.)に見られるだろう。
構築物に用いられるリンカー:2つのモノマーscFv成分をCR011×抗CD3 bi−scFv(L4−L2−L4リンカーセット)中で連結するL2(5アミノ酸の短いリンカー)の配列はGS(Mack et al.,1995)である。L4は、205Cリンカー(Denzin et al.,1991)に基づく25アミノ酸のリンカー(LSADDAKKDAAKKDDAKKDDAKKDL(配列番号344))であり、CR011 bi−scFv種の両方に用いられ、CR011 VおよびVと、抗CD3 VおよびVとを連結する。CR011×抗CD3 bi−scFv(L4−L4−L4リンカーセット)の場合、L4は2成分scFv成分を連結するためにも用いられる。CR011 scFvについては、L4リンカーが2つの可変領域の連結のために用いられた。
1.CR011 scFvおよびCR011×抗CD3 bi−scFv種の発現用DNAプラスミド構築物
CR011 scFvフラグタグ:CR011 scFvの発現構築物を生じさせるPCR増幅産物は、製造業者の指示通りにF1/R1プライマーを用いた後、F1ネステッド/R1プライマー対(表55)とPfu Turbo DNAポリメラーゼ(Stratagene、cat#600322)を用いたネステッドPCRにより合成DNA鋳型(Blue Heron)から作成した。CR011 scFvカセットをコードするSal I/EcoRI PCR断片は、Fast−Link DNA Ligationキット(Epicentre、cat#LK11025)を用いてpCTNベクター(CuraGen Corporation、哺乳類用発現ベクター)の対応する制限部位にクローニングした。
表55
CR011×抗CD3 bi−scFv(L4−L2−L4)リンカーセットフラグタグ:(L4−L2−L4)リンカーセットを有するCR011×抗CD3 bi−scFvに関するPCR増幅産物は、製造業者の指示通りにF2/R2プライマーを用いた後、F2ネステッド/R2プライマー対(オリゴヌクレオチドの配列については表55を参照されたい)とPfu Turbo DNAポリメラーゼ(Stratagene、cat#600322)を用いたネステッドPCRにより合成DNA鋳型(Blue Heron)から作成した。CR011×抗CD3(L4−L2−L4)bi−scFvをコードする配列を有するSal I/EcoRI PCR断片は、Fast−Link DNA
Ligationキット(Epicentre、cat#LK11025)を用いてpCTNベクターの対応する制限部位にクローニングした。
CR011×抗CD3 bi−scFv(L4−L4−L4)リンカーセットフラグタグ:(L4−L4−L4)リンカーセットを有するCR011×抗CD3 bi−scFvに関するPCR増幅産物は、製造業者の指示通りにF3/R3プライマーを用いた後、F3ネステッド/R3プライマー対(表55)とPfu Turbo DNAポリメラーゼ(Stratagene、cat#600322)を用いたネステッドPCRにより合成DNA鋳型(Blue Heron)から作成した。CR011×抗CD3(L4−L4−L4リンカーセット)bi−scFvをコードする配列を有するNruI/XhoI
PCR断片は、Fast−Link DNA Ligationキット(Epicentre、cat#LK11025)を用いてpEE14.4FL2発現ベクター(Lonza Biologies plc、228 Bath Road、Slough、Berkshire SLl 4Dx、UK)の対応する制限部位にクローニングした。
上記の3種類の発現構築物挿入断片のDNA配列は関連DNA産物の両ストランドの配列決定により確認した。
2.CHOK1細胞におけるCR011改変抗体のタンパク質産生
接着性チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHOK1)細胞(ATCC catalog#CCL−61)を、10%ウシ胎児血清(Gemini、cat#100106)、GSサプリメント(JRH Biosciences、cat# 58672−100M)および50mg/Lゲンタマイシン(Invitrogen、cat#15750078)を補ったDMEM培地(Invitrogen、cat#10564−011)にて成長させた。
CHOKl細胞に、FuGENE6試薬(Roche、cat#1815075)を製造業者の指示にしたがってインファクトした。発現と分泌はトランスフェクションの約48時間後に実施されたウエスタンブロットにより確認した。分泌された安定なCR011
scFvおよびCR011×抗CD3 bi−scFv(L4−L2−L4リンカーセット)系の選択は選択培地A(表56)中で実施した一方で、分泌された安定なCR011×抗CD3 bi−scFv(L4−L4−L4リンカーセット)系は選択培地B(表57)中で実施した。
表56
表57
いずれの場合も、分泌産物であるCR011 scFvおよびCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv CHOKlの96クローンのうち8クローンを拡大させ、保存した。いずれの場合も生成物を分泌する最も良い安定なクローンを、振盪フラスコ内で選択培地C(表58)を用いて37℃で5%COでの懸濁培養に順応させた。CR011scFvとCR011×CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvに関するタンパク質の産生は選択培地D(表59)の4L中、30℃で5%COにて実施した。
表58
表59
CR011×抗CD3(L4−L4−L4リンカーセット)bi−scFv CHOKlの200クローンのうちわずかに1クローンのみが分泌産物を産生することがわかった:このクローンを拡大させ、これを保存した。CR011×抗CD3(L4−L4−L4リンカーセット)クローンに対するタンパク質の産生は、セルファクトリー装置(Nunc,cat#164327)を用いて、選択培地B(表57)、1mM酪酸ナトリウム(Sigma、cat#B5887)中、37℃で10%COにて実施した。
3.CR011改変抗体のタンパク質精製
CR011 scFvフラグとCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvフラグに関するタンパク質精製は、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーおよびサイズ排除クロマトグラフィーを含むクロマトグラフィーの3工程で達成された。CR011×抗CD3(L4−L4−L4リンカーセット)bi−scFvフラグタンパク質の精製には、アフィニティークロマトグラフィーおよびサイズ排除クロマトグラフィーを用いた。
アフィニティークロマトグラフィーは、BioCAD700E装置(Applied Biosystems)で、抗FLAG M2アフィニティーゲル(Sigma、cat#A2220−25mL)を製造業者の指示にしたがって使用して実施した。イオン交換クロマトグラフィーは、平衡緩衝液として20mMトリス塩酸(pH7.5)および0〜1MのNaClのグラジエント溶出を用いるMonoQ 5/50GLカラム(Amersham、cat#17−5166−01)により実施した。サイズ排除クロマトグラフィーは、BioCAD700E(Applied Biosystems)液体クロマトグラフィー装置でSuperdex75/10/300GLカラム(Amersham、cat#17−5174−01)を製造業者のプロトコールにしたがって実施した。
1Lの馴化CHOK1培地からの適当な収量は下記の通りである:
(1)CR011 scFv: 1.0mg
(2)CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv: 0.5mg
(3)CR011×抗CD3(L4−L4−L4リンカーセット)bi−scFv: 1.5mg
精製タンパク質のN末端アミノ酸配列は、エドマン分解により当業者に公知の方法を用いて決定した。最初の5アミノ酸の配列はいずれの場合(CR011 Vタンパク質の成熟N末端)もEIVMTであり、シグナルペプチドによる正確なプロセシングが起こって、予想された配列と大きさの可溶性分泌産物が得られたことを示す。
3種類のCR011改変産物のDNAとアミノ酸配列を以下に示す。
CR011 scFv−(V−L4−V)フラグの配列番号。ヒトカッパ軽鎖のシグナルペプチドはKabat等 45CLL−CL)に記載されたように用いた。C末端に含まれるFLAGタグが存在した。Kozak配列CCACCは5’PCRプライマーに含まれた。
CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv−の配列番号。ヒトカッパ軽鎖のシグナルペプチドはKabatら 45CLL−CL)に記載されたように用いた。C末端に含まれるFLAGタグが存在した。
CR011×抗CD3(L4−L4−L4リンカーセット)bi−scFv−の配列番号。CR002のシグナルペプチドを用いた。C末端に含まれるFLAGタグが存在した。
4.3種類のCR011改変抗体のELISAによる試験、フローサイトメトリーおよび細胞毒性の決定
ELISA:CR011改変抗体の精製組換えGPNMB(2μg/mL)への結合を、一晩4℃で被覆されたプレートを用いて測定した。次に、プレートをブロックし、洗浄した。CR011改変抗体の多様な希釈物をウエルに加えた。プレートを1時間インキュベートし、洗浄した。HRP結合体化抗FLAG M2 mAb(Sigma、St. Louis、MO)をウエルに1時間加え、洗浄し、反応物を、TMB基質試薬を製造業者(Pharmingen、San Jose、CA)に記載されたように展開した。
CR011 scFvとCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvのGPNMBへの結合は図18に示されるように最初にELISAで確認した。プレートに、HisとV5をタグとして付加したヒトGPNMBタンパク質を塗布した。塗布されたプレートを、CR011×抗CD3 bi−scFvを含む上清か、または精製CR011 scFvモノマーを含む上清のいずれかとともにインキュベートした。組換えmAb(モノマーとダイマーの両方)の結合は、抗FLAG−HRP結合mAb
M2(Sigma)を用いて検出した。図18からわかるように、記載の両抗GPNMB抗体種は組換えGPNMBタンパク質に結合し、改変抗GPNMB抗体の特異性と結合活性が、この例に記載された方法を用いて保存されたことを示している。
フローサイトメトリー:CR011改変抗体の天然のタンパク質への結合はFACSにより分析した。簡単に説明すると、ヒトT細胞とSK−Mel−5細胞をCR011 scFvかCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv(5μg/試料/100μl)のいずれかとともにインキュベートし、その後にマウス抗FLAG mAb(Sigma)とPE結合体化ヤギ抗マウスIgF(ab’)(Jackson ImmunoResearch、West Grove、PA)による染色を行なった。1万の結果を集めて、FACSCalibur装置(Becton Dickinson、Mountain View、CA)を用いて分析した。
細胞表面に発現した天然のGPNMBタンパク質へのCR011 scFvとCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv産物の結合を確かめるために、GPNMBを自然に発現するSK−Mel−5細胞を用いた。bi−scFvのヒトCD3分子への結合を確認するために、精製ヒトT細胞を使用した。陽性コントロールとして、天然PE結合体化抗CD3−PEおよびCR011 mAbを使用した。CR011 scFvの結合を、抗FLAG mAb M2を用いて検出し、続いてPE結合体化抗マウスIgGによる染色を行なう一方、CR011 mAb結合の検出のために、抗ヒトIgG−PEを用いた。T細胞に結合したコントロール抗CD3 mAbおよびSK−Mel−5腫瘍細胞に結合したコントロール抗GPNMB mAbを用いた。CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvのみがT細胞を染色した;予想されたようにCR011 scFcvモノマーはCD3陽性T細胞に結合しなかった(図19を参照)。CR011 scFvモノマーかCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvのいずれかによるSK−Mel−5細胞への結合は低いレベルで存在した(表19)。
細胞毒性:CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvがヒトTリンパ球に関連ヒト腫瘍細胞を殺すように再指令する能力はフローサイトメトリーにより測定した。腫瘍細胞をPKH2緑色発光リンカーキット(Sigma)で標識し、洗浄した。精製T細胞は、精製bi−scFvの存在下または不存在下で、PKH2標識腫瘍細胞とともにO/N培養した。GPNMB陽性腫瘍細胞の死をヨウ化プロピジウム(PI)の取り込みにより測定した。
CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv産物がGPNMB陽性細胞のT細胞仲介死滅を高める能力を評価するために、細胞毒性試験を実施した。精製T細胞を、多様な量の精製CR011 scFvとCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv産物の存在下で、PKH2標識SK−Mel−5(GPNMB陽性)腫瘍細胞とともにO/N培養した。
結論:
CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvは、Tリンパ球によるSK−Mel−5腫瘍細胞の死滅を有意に高めた(図20)。対照的に、単一特異的抗GPNMB svFvの付加はSK−Mel−5腫瘍の死滅を高めなかった。さらに、腫瘍細胞を、CR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvとともに、Tリンパ球なしに培養した場合、細胞毒性は観察されなかった(図20)。これらのデータはCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvが、T細胞とSK−Mel−5細胞との間に十分な橋渡しを提供して、細胞死を誘導すること、およびこの改変CR001二重特異性抗体の両成分に生物活性があることを示す。したがって、本発明のCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFv改変抗体を、黒色腫、および存在するGPNMBとT細胞の上方制御されたレベルが存在する場合の他の癌等の疾患を治療する治療薬として用いてよい。
発光やクロム放出アッセイ等の細胞毒性分析の他の方法を用いて、腫瘍を治療する際のCR011×抗CD3(L4−L2−L4リンカーセット)bi−scFvの有用性を示すことができる。他のリンカーを用いて、上記のCR011×抗CD3(リンカーセットL4−L4−L4)分子におけるように2つのscFvモノマー成分を連結することもよい。
(実施例29:CR011−vcMMAEの最適化生産プロセス)
CR011AEは、プロテアーゼ切断性リンカーにより毒素オーリスタチンEに結合体化させた抗GPNMB(CG56972)完全ヒト抗体CR011からなる抗体−医薬結合体である。抗体に対する毒素の比率は約4.0であるが、3.5〜4.2の範囲であってよい。CR011抗体はIgG2であるが、遊離のチオールを反応部位として用いて、1個の抗体分子あたり12個までの毒素分子を付加することができる。
マレイミドコアプロリル−バリン−シトルリン−モノメチル−オーリスタチンE(vcMMAE)の構造を図21に示す。
結合体化:VCMMAEが付着したCR011mAbからなる医薬−基質を作るプロセス。結合体化プロセスの概略を図22に要約する。
簡単に説明すれば、CR011完全ヒト抗体の結合体化プロセスは、1)ダイアフィルトレーションによる緩衝液の交換とスクロースの除去、2)ジスルヒド還元、3)vcMMAEへの結合体化、そして最後に、4)ダイアフィルトレーションによる結合体化CR011−vcMMAEの精製という4工程からなる。工程全体にわたって幾つかのアッセイ、すなわち、エルマンのアッセイおよびタンパク質濃度の決定等の工程内アッセイが存在する。プロセスの終わりに、医薬物質、すなわち結合体は、抗体に対する医薬の比率、遊離医薬の含量およびタンパク質濃度に関して分析する。
原体抗体のダイアフィルトレーション:リン酸緩衝液pH7−10%スクロースに最初に処方した原体抗体は緩衝液を結合体化緩衝液(ホウ酸塩、pH9.0−NaCl)になるまでダイアフィルトレーションによって10ダイア体積にわたって交換した。ダイアフィルトレーションの終わりに、CR011をおよそ5.5mg/mLまで希釈し、1.2および0.22μmからなる2フィルターのセットによりろ過した。スクロースは還元に干渉するので緩衝液の交換は必要である。さらに、高いpHはCR011の溶解性を高める。
CR011還元−概論:CR011はIgG2アイソタイプ産物として作られ、ヒンジ部分に6ジスルヒド結合を含む。これらのジスルヒドは温和な条件下で還元されて12システイン残基を生じる。したがって、1抗体あたり最大12個のvcMMAE医薬分子を付加することができる。しかし、このプロセスに関して、その目的は平均4個のvcMMAE分子を有する結合体を作ることにあるので、原体抗体は部分的に還元されるだけである。その理由は二通りある。第一は、MMAEに関連する潜在的な全身毒性を減少させることにより治療濃度域を広げるためである。第二に、疎水性医薬により付与される非常に低い溶解性のために、低い凝集で完全に充填された結合体を作ることは困難であり、ときには不可能であるためである。
プロセス:トリス−(カルボキシエチル)−ホスフィンまたはTCEPを、90RPMに設定した攪拌器を装備したジャケット付き反応器中でCR011に対する4:1のモル比(TCEP:mAb)で、およそ5.5mg/mLの濃度で加えた。反応を1mM EDTAの存在下、3時間、37℃で進めた。最後に、エルマンのアッセイを用いて遊離チオールの量を決定した。典型的に、それは1抗体あたり4.2チオールであった。次に、反応器を4℃に冷却した。
CR011結合体化−概説:TCEPは還元中、完全に消費されなかった。残ったTCEPはvcMMAEと反応することができた。しかし、この偽の副反応は、結合体化反応と比較して遅いものであり、過剰のvcMMAEを加えることにより軽減することができる。DTTに比較してTCEPの利点は、残った還元剤の除去を必要としないことである。
プロセス:vcMMAEをDMSOに溶解し、20%モル過剰で還元CR011mAbに加えた。反応物を1時間進めた。DMSOの最終濃度は4%(v/v)である。DMSOはこのプロセスで2つの目的を演じた。それは医薬を可溶化するために必要とされ、また結合体を可溶化することにも役立つ。結合体化の最後に、N−アセチルシステインを加えて未反応の医薬をクエンチした。
CR011−vcMMAE精製:反応器の温度を室温とした。40%のスクロース保存溶液を用いて最終スクロース濃度を10%(w/v)に調節した後、300mMヒスチジンHCl(pH5.0)緩衝液を用いて最終的にpH6.0とするpH調節を行なった。次に、10ダイア体積を用いて、20mMのヒスチジンpH6.0−10%スクロース(w/v)緩衝液へのダイアフィルトレーションにより、結合体を精製した。ダイアフィルトレーションの終わりに、結合体をおよそ7mg/mLまで濃縮し、1.2、0.45および最終的に0.22μmのフィルターからなる3フィルターのセットによりろ過した。
CR011−vcMMAE形成:結合体を、Tween−20を0.02%の最終濃度まで加え、処方緩衝液(20mMヒスチジン(pH6.0)、10%スクロース、0.02%Tween−20)を用いて6mg/mL(±10%)に希釈することにより処方した。次に、結合体を、2ロット以上が作られる場合、プールするまで(ステージングタイムとしても知られる)、4℃で保存した。プール後、最終的な濃度を5.0mg/mL(±5%)に調節し、医薬物質を冷凍保存した。
1.前結合体化UF/DF:スクロースの除去
UF/DF中のスクロースの除去速度をエルマンアッセイによりモニターし、かつ1Abあたりの最大SH比を達成するために必要とされるダイア体積を予想するために、実験を行なった。
CR011還元を妨げないレベルまでスクロースを除去するために、少なくとも6ダイア体積を実施することが望ましいことがわかった。構造安定性を保証するために、少なくとも10ダイア体積をプロセス中に利用しなければならない。
2.結合体化反応における凝集に対するDMSO比率の効果
結合体化反応において、(1)凝集および(2)医薬:Abモル比(すなわち、結合体化の完全性)に対するDMSOの効果を決定するために実験を実施した。
12%DMSOとの反応における凝集体の比率は15%DMSO、4.4%および3.0%のそれぞれにおけるよりも低いことがわかった。10%スクロースが処方緩衝液に含まれる場合、処方(pH9.0)緩衝液は(pH7.0)緩衝液に比較して凝集や収率に対して効果を持たなかった。10%、8%、6%および4%(v/v)DMSO反応物における凝集体の比率はそれぞれ2.7、1.7、1.0および0.5%であった。このことは、CR011とCR011AEは、高い比率のDMSOが存在する場合に凝集化を非常に受けやすかったことを示唆する。
すべての4種類の結合体化反応は、すべての4反応が完了したことを示唆する4.0医薬/Abの最終モル比をもたらした。結合体化反応におけるDMSO比率の安全域は4〜6%である。これは1%以下の凝集レベルを生じると予想された。
5.vcMMAEに対するCR011の結合体化中の副反応の研究
実験を行なって、(1)不完全な結合体化と低医薬負荷をもたらす、マレイミド−医薬を未反応副産物に変換する副反応の程度と速度論を調べ、(2)副反応に影響を与える因子を決定し、(3)古いvcMMAEロット(SGD1006−0−04)が新しいロット(SGD1006−0−06)と比較して反応性が異なったかどうかを決定した。
vcMMAEを30μMの最終濃度で含む反応物(100μl)を、(vcMMAEに対して)2倍モル過剰のTCEPの存在下または不存在下のいずれかでホウ酸(pH9.0)緩衝液中でインキュベートした。反応物を0、2、7または15分の時点で過剰なNAcCysによりクエンチした。コントロールは、15分の時点でクエンチしたリン酸(pH7.0)緩衝液中のvcMMAEからなった。それらのクロマトグラムを図23に示す。
医薬添加の15分後のpH7リン酸緩衝液と0分後のpH9.0ホウ酸緩衝液中で、(rt=9.0時間)を有する単一Cysクエンチ生成物が形成される(AとBを比較されたい)。ホウ酸緩衝液(pH9.0)において、未反応副産物が時間依存的に形成される(rt=9.2分)(B、C、DおよびE)。(CR011結合体化条件におけるように)ホウ酸緩衝液中およびTCEPの存在下で、未反応性生成物の形成が触媒されて、わずか2分間のインキュベーション後にマレイミドのスクシンイミドへの>90%変換がもたらされた(F〜I)。古いvcMMAEロット(SGD−1006−0−06)と新しいロット(SGD−1006−0−04)の両方が、高いpHとTCEPに対して類似する反応性ならびに類似の反応論を示した。
図24は、未反応性生成物のスクシンイミジル−VCMMAEとしてのLC−MS同定を示す(rt=9.2分、m/z=1318)。図25はTCEPの存在下または不存在下でのスクシンイミドの形成の相対的な速度論を示す。
結論:
副生成物は、pH7.4(PBS)の代わりにpH9で実施された結合体化の結果である。副生成物の形成はTCEPの存在下で大きき増強させられる。主要な安定副生成物はLC−MSによりスクシンイミジル−vcMMAEと同定された。少数で安定性の低い副生成物は依然として同定されていない。vcMMAEの両ロットは類似した挙動を示した。
6.vcMMAEに対するCR011の結合体化中の副反応の克服
大過剰の医薬を結合体化に提供することにより副反応が克服できるかどうかを調べるために実験を実施した。
副反応を抑制する幾つかの方法が提案された:(1)低いpH(例えば、9.0の代わりに8.5)での結合体化の実施(CR011の減少した溶解性による高いリスク)、(2)UF/DFによる過剰なTCEPの除去(実用的ではない)、(3)前もって加えられた過剰なVCMMAEの上昇(実用的)。
前もって緩衝液を50mMホウ酸−50mM NaClに交換した100mgのCR011をTCEPで還元して1Abあたり4.35遊離チオールを生成した。反応物を二等分した。最初の半分の50mgでは、1チオールあたり1医薬の比率に基づいて10%過剰のVCMMAEを加えた。二番目の半分では、20%過剰を用いた。10mMヒスチジンpH6/10%スクロース溶液へと交換するUF/DFにより結合体を精製した。その結果を表60に要約する。
表60.1チオールあたりの1医薬の比率に基づき多様な過剰量のvcMMAEを用いたCR011−VCMMAE結合体の調製。Abに対する医薬の比率はRP HPLCにより決定した。
結論
20%過剰に対する10%過剰のvcMMAEの使用を100mg結合体化において比較した。さらに過剰のvcMMAEは予測された値にさらに近いAbに対する医薬の比を与えたために、最適であると決定された。
等価物
上述の説明および実施例は、抗体の一定の好ましい実施態様を詳細に示し、本発明の意図する最良の態様を説明する。しかし、上述のものが本文中にどのように詳細に説明されようと、ここに記載の抗体の製造方法および使用方法は多くの方法で実施しされ得るものであって、本発明は添付の請求の範囲とその等価物にしたがって理解されなければならない。前記の書かれた明細書は当業者がここに記載の明細書を実施することを可能とするには十分であると見なされる。
(配列表)

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  1. 明細書に記載の発明。
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